靖遠礦區尾礦庫治理與環境保護技術研究與應用

張宏升

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

1 項目概況

甘肅靖遠礦區由于建礦較早及歷史原因，矸石基本上長期以錐形高山式大坡度矸石山堆積的方式進行堆放，容易發生滑坡、自燃等地質災害，不但破壞生態環境，而且有安全隱患存在，危害性很大。靖遠礦區現有尾礦庫（矸石山）22座，以逐步治理12座，未治理矸石山或部分治理矸石山10座，礦區總設計矸石堆放量約2728.7萬噸，現堆放矸石總量達1759.6萬噸，預計后續生產將產生矸石量969.1萬噸。該研究項目是對正在運行以及廢棄的矸石山堆場通過矸石推移、邊坡整治、擋渣墻工程、截排水工程、覆土工程、綠化工程、噴灌工程等工程措施和植物措施相結合綜合恢復治理的實施，有效的治理和恢復了開采過程中形成的原有生態環境的破壞，改善了礦區視野范圍內的環境，實現礦區環境污染和生態破壞狀況得到基本控制和好轉，把靖遠礦區建設成經濟高效、生產低耗、污染減少、環境優美的環保型生態礦區。

2 靖遠礦區尾礦庫（矸石山）治理和環境保護工程技術方案及措施

根據甘肅礦區尾礦庫（矸石山）治理與環境保護技術研究項目提出的技術方案和治理措施，對靖遠礦區尾礦庫（矸石山）的治理主要采用矸石山山體推移、邊坡防護治理、擋渣墻防護、截排水工程、表面覆土工程、種草種樹綠化和噴灌、滴管工程等，其項目實施各項技術指標分別為。

2.1 矸石山堆移

矸石山堆移采用挖掘機、推土機，從矸（渣）山頂將矸石堆移至兩側的平緩低洼處形成頂部平臺，按設計從上到下分層分塊碾壓修整平臺，堆放矸石每20m設6m寬分級平臺一道，平臺以下形成設計或自然坡面，并確保矸石坡面穩定性。

2.2 邊坡防護整治

采用自然邊坡或砼網格護坡形式進行防護。

（1）設計或自然邊坡，矸石山堆移形成自然坡面，邊坡坡面采用機械或人工進行整修，形成的外邊坡坡比修筑成1：1.5，使邊坡具有很好的穩定性。

（2）砼網格護坡，煤矸石堆移后形成設計或自然邊坡，部分較陡，邊坡穩定性較差，在矸石山底部或邊坡較陡穩定性較差的邊坡設置砼網格護坡，砼預制塊設計使用C20砼，長1.2m，寬300mm，厚80mm，內配3Φ10，7Φ6鋼筋網片，砼預制塊之間采用焊接方式進行連接，確保砼預制塊安裝牢固。邊坡平整完后，按設計要求在邊坡上安裝砼預制塊方格網，要求加強檢查驗收工作，確保砼方格網安裝質量。

2.3 擋土墻工程

在排矸場周邊設計擋矸壩擋土墻，擋土墻設計使用M7.5漿砌片石結構，擋土墻基底原土夯實，并設置沉降縫，以間隔15m進行設置，擋土墻入土在0.5m以上，擋土墻高為1.5m，底面為1.2m，頂面為0.8m寬，但擋土墻設置要依照現場的實際情況，進行具體調整。

2.4 截排水工程

在排矸場周邊設置截排水溝，坡度較大的坡面上，采用跌水式陡坡排水溝形式與上下游銜接。排水溝為砼結構，梯形斷面，C20砼，底寬0.6m～1m，高0.6m，厚0.2m，邊坡比1∶0.5，在矸石山堆場內部和邊界處設排水溝，排出矸石山堆置場內部積水及地表水，可有效地擋截雨水，并將其進行匯流疏導。

2.5 覆土工程

覆土采用排矸場內后期堆矸區域的表層土或外購土，覆土厚度不小于30cm，頂部平臺及自然邊坡覆土采用人工整修拍實，對矸石進行遮蓋防護。排矸面達到終場標高后及時覆土恢復植被，并確保覆土坡面穩定性。

2.6 綠化工程

（1）排矸場邊坡綠化。對矸石坡面在護坡的基層上覆土，及時采用撒草籽綠化的方式對矸石坡面及砼方格網護坡進行綠化，綠化草種選擇適應本地種植的駱駝蓬等草種。

（2）排矸場平臺綠化。排矸場平整完后，對矸石表面進行覆土，覆土后應對排矸平面撒播草籽綠化，并種植喬灌木。喬、灌木選擇適應本地種植的刺槐、沙棘、檸條、紫丁香等，草種選擇駱駝蓬。

2.7 噴灌、滴管工程

噴灌供水系統，水源就近接供水泵站或污水處理泵站的供水管網，利用污水處理站和井下水。管材選用高密度聚乙烯（HDPE）給水管，管徑DN80-DN50，沿矸石山直埋敷設，管頂覆土厚度不小于1.3m，沿途設置給水閥門井，綠化灑水時就近接閥門井。管道安裝完后必須進行水壓試驗，試驗壓力為1.0MPa試壓合格后方可回填溝槽，確保管路安裝質量。

3 項目實施后尾礦庫（矸石山）治理和生態恢復效果

通過該項目在靖遠礦區現有六個生產礦井的研究與應用，有效地治理了開采過程中形成的原有生態環境的破壞，改善了周邊生態環境，杜絕矸石引發揚塵或矸石自燃現象，達到了控制水土流失，保障煤礦安全運行與周邊生態環境協調發展的目的，為人們創造了良好的生活環境，使礦區整體生態環境得到了很大的提高。在靖遠礦區尾礦庫治理方面取得了比較明顯的效果，已經在礦區環境形成綠色規模，使礦區得到明顯的美化，節約治理投資約660萬元，社會效益和生態效益明顯。

4 結論

甘肅靖遠礦區尾礦庫（矸石山）治理與環境保護技術研究與應用項目，探討了靖遠礦區尾礦庫(矸石山)的治理和環境保護技術方案和措施。通過分析礦區內主要矸石山環境問題，突出表現為揚塵污染、水土、土壤以及煤矸石自燃對環境的影響。根據礦區不同的矸石山堆置場類型，對周邊環境破壞的特點和礦區終采后的情況確定。做到重點工程措施治理與植物措施相結合，充分發揮工程措施速效性和控制性，同時也發揮生物措施的后續性和生態效應。在進行綠化工程中，應當在原有生態基礎上，以多土的樹種為首選，采用喬、灌木、草主體的種植模式，增加植物的生態多樣性。

同時，治理過程中，注重根據具體情況進行調整，確保礦區生態環境治理效果。研究成果通過在靖遠礦區現有六個生產礦井的應用和逐步實施，在靖遠礦區尾礦庫治理方面取得了比較明顯的效果，證明了技術設計方案的科學性和合理性，治理措施針對性強，經濟效益、社會效益和生態效益明顯，對同類礦區尾礦庫（矸石山）治理和環境保護方面具有很好的借鑒價值，并具有一定的借鑒價值和指導意義。