穿插施工法及環保泥漿護壁在大陽泉選煤廠勘察施工中的應用

張凡

（山西國辰建設工程勘察設計有限公司，山西陽泉 045000）

0 引言

山西陽泉由于其天然的地質環境，氣候環境及遠古生態環境的特殊性，在漫長的地質歷史發展過程中形成了優秀的成煤環境，成為煤炭資源豐富的地區。在漫長的社會歷史進程中為國家長期提供了優質的煤炭資源，有利的支援支撐了國家建設和人民生活。煤炭的生產發展也帶動一系列相關設施的建設，也拉動了當地的建設事業。煤炭的管理和儲藏離不開井下的煤倉和地面的選煤廠，其中，作為運輸統籌和環境治理的重要部分就是選煤的廠建設和治理。隨著環保重要性的日益顯現，建立全面合理布置，配套設施完善的選煤廠工程日益成為各大煤炭生產企業不可忽視的問題和項目。而很多已經成型的選煤廠設施，由于使用和時間問題，也必須進行改造來適應日益提高的環境保護要求。所以，在這些地區成為新的施工環境，也為施工提出了新的要求。

巖土工程勘察由于其重要性和必要性，是各類建筑設施建設中不可忽略的程序[1]。由于其施工環境的先行性，通常會面對很多與以往不同的施工環境，而勘察施工工序和施工方法作為事關巖土工程勘察順利與否的重要因素，是必須重視的問題。特別是在新的勘察施工條件和環境的情況[2]。而選煤廠的勘察施工環境由于其特殊性。故要考慮一些以往自然條件下施工所沒有的有可能影響施工安全的特殊地質和環境因素。這里選取在陽泉地區幾個選煤廠環保工程改造中比較典型的大陽泉礦選煤廠環保改造工程為例對勘察施工方法進行總結說明。

1 穿插施工法在大陽泉選煤廠施工時的區域劃分和應用

選煤廠由于其的使用多元性，考慮其堆放條件及礦山安全的需要，會建立很多輔助性的建筑，這些建筑通常為選煤廠提供水電氣來維護正常的生產需要。以大陽泉選煤廠為例，其由于場地和運輸生產設備限制，運輸線路比較固定單一，在這樣的場區進行勘察施工時，通常需要對運載車輛經常經過的路線與勘察點布置區域進行重疊對照，在重疊區采取分時間施工。對整體工期安排和場地內生產計劃了解的基礎上，根據場地現場情況特點，將場地施工區域劃分多個區域，根據施工條件及施工區與生產活動的區施工先后順序，對不同的區域進行先后施工序列安排。整體按照優先需要了解的控制點所在區域，容易影響現場生產活動的鉆孔布置區等需要優先施工的區域劃入優先施工區域，將作為連接控制點，重要剖面以外的剖面線見圖1中7#與8#鉆孔剖面，其所在區域或在經過優先區施工后可立即進行施工的區域列為次級施工區，把施工較為容易不易引起沖突，施工條件良好，先后施工對勘察施工進度不會造成影響的區域列為延后或最后施工區域，以在大陽泉選煤廠環保改造工程場地為例：通過對運煤車輛時間表的了解，由于北側擋墻附件布點受堆料區和上空運煤皮帶走廊支架干涉，無法直接進入，故可以用次級施工，以及在堆料區搬移時與堆料區一起施工。由于其作為邊界位置，需要提高其優先等級。南部入口連接西側道路，與地下返煤地道距離較近，涉及地下隱蔽工程，需要在明確其設置范圍后再進行施工，故放在次級處理。在次級區進行穿插施工，對于布置勘察點正好處于堆煤區的情況，可以配合運輸車輛，對有勘探點布置的區域進行搬運作業。利用其運輸車輛運輸先后順序，幫助清空勘查區域，在取樣、測量、現場記錄完成后，及時封孔，并聯系其現場清理車輛將臨近區域的煤炭堆放至現在已完成勘察的區域，再進行新的區域勘察既不會干預選煤廠的工作正常進行，又能夠及時完成既定的勘察任務。

在施工中我們注意到礦山根據降塵的需要，可能會把排水設施安排在場地周邊。以大陽泉煤礦選煤廠為例見圖1，其運煤走廊橫穿整個場區，而降塵設備掛設在運煤走廊下部，而降塵設施會每天定期或根據場地堆放情況變化進行定時或不定時灑水，有些降塵設施由人工操，一般會垂直懸吊于儲煤場中心上方。有些會根據需要架設在不同的建筑上，這樣在這些區域施工時，就非常有必要避讓這些區域，或者對設備進行一定的防護。對應的地表排水設施，也存在設計在地面暴露位置，有些則會被簡單覆蓋。遇到地面存在的排水設施，要注意勘察鉆孔的布置。在這樣的環境中施工，需要對地上地下設施進行避讓，并且在施工前需要足夠準確的地下設施布置資料，要做地面地下上下對照圖后方可進行施工，故考慮施工情況應作為次級施工序列。

圖1 勘探點平面布置

2 關于泥漿護壁環保利用

針對這種場區地面徑流頻繁存在的情況，我們可以在避讓這些區域的同時，選擇場地低洼地區或選擇人工淺挖導流槽的方法，引流煤炭清洗產生的煤漿，根據制作泥漿護壁需要的pH為保證護壁固結成型效果控制在8~10，泥漿比重控制在1.05~1.15之間。選取煤漿結合膨潤土（粘性土），按一定配比，形成含粉煤漿液，以控制泥漿pH＞11時產生的分層現象，保證護壁成型。而本身粉煤漿液在現有條件下處理較為細膩，顆粒度利于排漿，又節省添加劑的使用。

式中：Q 為制造泥漿所需黏土質量，t；V 為欲制造泥漿的容積，m3；ρ1、ρ2、ρ3分別為黏土、欲制泥漿和水的密度，t/m3。

式中：W為制造泥漿所需水量/t。

由于洗煤廢液其主要為煤粉、粘土、及頁巖巖粉，作為固體顆粒間相互作用力擁有天然的懸浮穩定性及較為高度的膠體率，根據現場取樣，由于其篩選方式，現在含沙量大大降低，煤漿廢液中的大于0.02mm的砂顆粒含量基本接近于4%，100L洗煤液靜置24h，其膠體率達到85%，需要加入一部分的粘土增大其膠體率，按照上方公式計算每1000L漿液，可節水50%，節省固體漿料30%，節省膠結劑72%。

結合一礦、三礦、大陽泉礦等現場情況，漿液來源非常廣泛，收集方法也非常便利，儲煤場會把洗煤池設置在場地內，這些洗煤池為了方便運輸會設計成簸箕型，利用其開放沖洗沉淀池也可以用來作為取液池，其溢出漿液也可以加以回收利用，并按正常施工程序制作泥漿池，對回收的洗煤廢液進行重新調整配比以達到護壁泥漿標準，制作出符合規定的護壁泥漿。

3 結語

通過，采取針對場地地上生產情況地下設施布置情況的分析，針對地面部分地下部分制定適宜的勘察施工方法—穿插施工法，可以起到最大限度的減小與現有場地生產工作產生的沖突，保證了雙方工作的時間和生產施工的安全也規避了潛在的施工風險，節省時間以及材料的損耗，避免不必要的損失，而在場地就地取材進行配置護壁泥漿，也是對場地資源有效利用，簡單環保，效果良好。環保工作關系國計民生，安全生產關乎行業發展，二者在煤礦生產建設中都不可忽視，作為長期進行傳統能源生產的煤礦，面對新時代新形勢環保方面的要求，順應時代發展潮流，對選煤廠儲煤場設施進行改造，作為我勘察單位也需要在新的條件下，因地制宜，選擇更加安全的施工方法，更加環保的施工理念，靈活組織生產活動，來配合煤礦按照國家規范要求進行選煤廠儲煤場等設施的環保改造工作順利完成，有力促進國家環保事業的長效、常態、良性發展。