對(duì)葛泉礦矸石山治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

王曉明

近年來(lái)，煤礦矸石山治理工作已成為煤礦管理的一項(xiàng)重要議程。為進(jìn)一步加強(qiáng)矸石山管理工作，確保矸石山環(huán)保達(dá)標(biāo)、安全穩(wěn)定、生產(chǎn)正常，根據(jù)上級(jí)文件要求，結(jié)合本礦實(shí)際情況，特制定矸石山治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，達(dá)到拋磚引玉的效果。

1、葛泉礦矸石山現(xiàn)狀

目前，我礦矸石山及矸石采用堆積方式處理。矸石山占地面積36496m2、矸石量約1.58×106噸、容量656928m3。矸石含硫0.38%、熱量58大卡，矸石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化，呈顆粒粉末狀，經(jīng)檢驗(yàn)無(wú)自然發(fā)火趨勢(shì)

2、矸石山運(yùn)輸設(shè)備及安全設(shè)施情況

矸石山運(yùn)輸設(shè)備包括JD-25絞車一臺(tái)、前卸式翻矸架一個(gè)、碴倉(cāng)一個(gè)、三面翻矸車一臺(tái)、JTP-1.6×1.2型提升絞車一臺(tái);在矸石山碴倉(cāng)上方安裝電動(dòng)跑車防護(hù)裝置一套，提升絞車的過(guò)卷保護(hù)、深度指示失效保護(hù)、閘間隙保護(hù)、松繩保護(hù)等保護(hù)裝置齊全有效。

3、目前治理方案及存在問(wèn)題

3.1矸石山治理方案（已完成的治理工作）

⑴對(duì)山體進(jìn)行苫蓋，防止揚(yáng)塵

①準(zhǔn)備保險(xiǎn)繩、保險(xiǎn)帶、8#鐵絲、18#鐵絲、木楔子，用于固定人員、對(duì)防塵網(wǎng)進(jìn)行連接及固定;

②利用三面翻矸車將所需物料及工具運(yùn)至指定位置;

③組織20人的隊(duì)伍，六人一組，兩人在山頂放防塵網(wǎng)、兩人在坡中配合將防塵網(wǎng)展開(kāi)平鋪、兩人拉保險(xiǎn)繩;

④防塵網(wǎng)平鋪后，在坡頭位置使用木楔子和鐵絲將網(wǎng)固定牢固，坡中將相鄰防塵網(wǎng)用18#鐵絲以間距50cm進(jìn)行連接，以此類推進(jìn)行連續(xù)覆蓋;

⑤遇到垂直山體時(shí)，確有落石危險(xiǎn)的地方，礦上安排挖掘機(jī)對(duì)山體進(jìn)行平整后，安排人員覆蓋;

⑥后期按照一定間距將木楔子釘好，然后使用鐵絲將木楔子進(jìn)行連接，防止大風(fēng)將苫布刮起。

⑦2018年初至今，矸石山山體共苫蓋6次，投入苫布10320Kg，達(dá)到全部苫蓋。

⑵噴霧管路安裝，噴淋降塵，植被澆水

防塵網(wǎng)的使用及壽命有一定的局限性，苫蓋工作工程量較大，人員組織上有一定的困難，且防塵網(wǎng)經(jīng)過(guò)風(fēng)吹、日曬、雨淋，逐漸風(fēng)化，破損會(huì)逐步增加，因此，我們?cè)诙ㄆ谛扪a(bǔ)、苫蓋的同時(shí)，在矸石山車場(chǎng)及山體東、西、北側(cè)安裝噴霧裝置，即可起到噴淋降塵的作用，又可對(duì)植被進(jìn)行澆水，減少用工投入，提高效率。

⑶植樹(shù)綠化，保持水土，凈化空氣

由于防塵網(wǎng)的使用局限性，為了能夠更好的起到降塵除塵、保持水土、凈化空氣的效果，我們?cè)谇捌谏襟w苫蓋工作和噴淋灑水管路安裝工作完成后，購(gòu)買首批耐旱易活的樹(shù)木（楊樹(shù)）和植被（爬山虎），進(jìn)行種植。

⑷建立制度、記錄、制定安全措施

目前，矸石山共建立了防滅火預(yù)案、噴霧設(shè)施使用管理制度、矸石山檢修流程、各崗位職責(zé)、操作規(guī)程、遇環(huán)保檢查工作流程等，并有相關(guān)記錄如：噴霧設(shè)施檢修記錄、巡山記錄、設(shè)備設(shè)施檢修運(yùn)行記錄等，并均按要求進(jìn)行了填寫(xiě)，制定的安全措施有矸石山苫蓋安全措施、更換翻矸架安全措施、檢修安全措施等。

3.2存在問(wèn)題

⑴翻碴作業(yè)面揚(yáng)塵無(wú)法有效抑制;

⑵冬季，噴霧管路上凍，無(wú)法正常使用且易凍壞;

⑶供水量不足，無(wú)專用水井;

⑷北側(cè)山體陡峭、東側(cè)為活碴，無(wú)法植樹(shù)綠化;

⑸人員少，生產(chǎn)、檢修、環(huán)保工作無(wú)法一一顧及。

4、矸石山系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1指導(dǎo)思想

根據(jù)我礦實(shí)際，在現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)上，對(duì)部分設(shè)備設(shè)施進(jìn)行改造，投入最少的資金，達(dá)到最安全有效的治理效果。

4.2矸石山系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

⑴矸石山存量增減趨勢(shì)

現(xiàn)我礦矸石來(lái)源主要有井下巖巷掘進(jìn)出矸、原煤線分揀矸石，目前運(yùn)至矸石山的矸石約4.2萬(wàn)噸。根據(jù)礦井預(yù)計(jì)5年增加矸石量約33.5萬(wàn)噸，目前存放矸石158萬(wàn)噸，可滿足五年規(guī)劃期堆放需求。

⑵矸石利用方式

目前我礦矸石無(wú)特別用途，現(xiàn)正在進(jìn)行礦井三下壓煤矸石充填工藝可行性研究，以及積極探索矸石制磚、修路等用途。

⑶矸石山治理方案

①引水工作

a由礦區(qū)東門(mén)至矸石山泵房約1000米的距離，選取直徑為4寸、長(zhǎng)度6米/根的水管，采用地埋方式鋪設(shè)引水管路;

b安裝2臺(tái)水泵（在用和備用泵，可切換使用）將礦區(qū)內(nèi)的中水引至矸石山蓄水池中。

②泵房改造工作

a在原泵房位置修建長(zhǎng)×寬×高約為15×10×3（地下2米、地上1米）=450m3的蓄水池;

b蓄水池采用整體澆筑并且頂部有蓋，同時(shí)應(yīng)帶有液面顯示水柱，便于觀察液面位置，另外，蓄水池應(yīng)留有進(jìn)、出水口;

c在蓄水池北側(cè)新建泵房安裝能夠滿足噴霧要求的水泵，分別用于對(duì)山體周圍和山體進(jìn)行噴霧降塵和植被澆水。

③路面硬化工作

a礦區(qū)東門(mén)口至矸石山800米路面進(jìn)行澆筑硬化，規(guī)格為4m×15cm（寬×厚）;

b矸石山車場(chǎng)、碴倉(cāng)東、西兩側(cè)地面約2000m2進(jìn)行澆筑硬化，厚度15cm。

④噴淋裝置完善工作

a根據(jù)實(shí)際情況，在山體東、西、北側(cè)適當(dāng)增加噴霧管路5道（使用2寸水管），安裝噴頭約20個(gè)，達(dá)到全覆蓋;

b在山體周圍路邊約800米長(zhǎng)度地埋管路（使用2寸水管），安裝噴頭約40個(gè)，即可用于抑制路面揚(yáng)塵，又能對(duì)植被進(jìn)行澆水灌溉。

⑤植樹(shù)及防塵網(wǎng)苫蓋工作

a在西側(cè)山體直接挖坑填土種樹(shù)，山體東側(cè)和西北側(cè)碴塊較多的地方先注黃泥漿，防止水土流失，然后種樹(shù);

b樹(shù)坑規(guī)格為1m×1m×1m（長(zhǎng)、寬、深）;

c選取耐旱易活的樹(shù)種進(jìn)行種植，間距規(guī)格為5m×5m（如：椿樹(shù)等）;

d在山體東北側(cè)及其它存在山體滑坡危險(xiǎn)，無(wú)法種樹(shù)的地方，使用防塵網(wǎng)進(jìn)行苫蓋。

⑥噴淋管路及噴頭防凍工作

a山體斜坡安裝的噴淋管路，在管路下端安裝閥門(mén)，用于上凍前放水，防止管路上凍，影響正常使用;

b對(duì)矸石山罐場(chǎng)及泵房周圍管路，對(duì)管路進(jìn)行改造，在管路最低點(diǎn)安裝放水閥門(mén);

C安裝智能物聯(lián)網(wǎng)噴水抑塵系統(tǒng)，即可自動(dòng)控制噴淋開(kāi)、關(guān)時(shí)間，使噴淋效果達(dá)到最佳;又能有效處理管路上凍問(wèn)題，保證冬季噴淋的正常使用。

⑦設(shè)置圍欄、排水溝、警戒標(biāo)志工作

a對(duì)現(xiàn)有擋矸墻進(jìn)行修葺加高，并吊掛相關(guān)警戒牌板;

b在山腳下（道路里側(cè)）設(shè)置排水溝，將雨水引入就近的水池，防止雨季雨水積聚，引發(fā)其它事故。

⑧防止矸石滾落、滑坡措施

a排查統(tǒng)計(jì)有滑坡、矸石滾落危險(xiǎn)的區(qū)域（包括目前在用的翻矸點(diǎn)），將該區(qū)域從山腳下向外延伸15米劃定為危險(xiǎn)區(qū)域，嚴(yán)禁人員作業(yè)、逗留，并設(shè)置警示牌;

b對(duì)存在滑坡、滾碴危險(xiǎn)的區(qū)域，使用鉤機(jī)進(jìn)行平整處理，降低滑坡、滾碴風(fēng)險(xiǎn);

c對(duì)山體進(jìn)行植樹(shù)綠化，防止水土流失，降低滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

⑨加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施檢修維護(hù)，完善制度、記錄、措施

隨著矸石山環(huán)保、安全工作的進(jìn)一步深入，在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的同時(shí)，完善相關(guān)制度如：絞車管理制度、泵房管理制度、配電柜使用管理制度等，及時(shí)填寫(xiě)相關(guān)記錄，增加各類安全措施如：換繩（剁繩、倒繩頭）措施，更換（檢修）翻矸架、三面翻矸車、碴倉(cāng)嘴措施，矸石山苫蓋措施等，確保每項(xiàng)工作都有理可依、有據(jù)可循。

⑷矸石運(yùn)輸方案

①矸石由礦內(nèi)向矸石山運(yùn)輸過(guò)程中，碴罐全部蓋防塵罩;

②矸石翻入碴倉(cāng)及矸石運(yùn)送上山過(guò)程中，開(kāi)啟噴霧降塵。

⑸暫時(shí)無(wú)法利用的矸石山的苫蓋措施及方案

具體苫蓋措施及方案在矸石山治理方案部分中有詳細(xì)介紹。

4.3中長(zhǎng)期治理規(guī)劃

⑴未來(lái)三年規(guī)劃

①2019年計(jì)劃完成引水、泵房改造、地面硬化、西側(cè)、北側(cè)增按噴淋裝置、植樹(shù)綠化工作;

②2020年計(jì)劃完成擋矸墻修葺、設(shè)置排水溝、東側(cè)增按噴淋裝置、環(huán)矸石山路邊安裝噴淋裝置工作;

③2021計(jì)劃完成矸石山東側(cè)、西北側(cè)注黃泥漿、東側(cè)綠化工作;

④在此期間做好設(shè)備設(shè)施檢修工作，軟件資料跟進(jìn)工作，確保安全生產(chǎn)。

⑵長(zhǎng)期治理規(guī)劃

為保證地面建筑物的穩(wěn)定性，可采用矸石充填采空區(qū)工藝進(jìn)行，既可以避免地面建筑的破壞，也能多回收煤炭資源、減少矸石產(chǎn)量，提高礦井服務(wù)年限。

5、治理效果分析

經(jīng)過(guò)治理，形成集苫蓋、植樹(shù)綠化、噴霧降塵為一體的綜合治理體系，使矸石從運(yùn)輸、堆積、利用均可滿足相關(guān)環(huán)保要求，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益也非常明顯。

（作者單位：冀中能源股份有限公司葛泉礦）