矸石山综合治理设计方案

贵州万海隆矿业集团股份有限公司

甘家沟煤矿

矸石山综合治理设计方案

甘家沟煤矿

2017年 12月12日

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矸石山综合治理设计方案

摘要：本文从甘家沟煤矿煤矸石山堆积现状出发，通过采用摊矸放坡、浇筑挡墙、设置栅栏、黄土覆盖、植被绿化的方法对矸石山进行综合治理。

关键词：煤矸石、摊矸放坡、浇筑挡墙、设置栅栏、黄土覆盖、植被绿化

一、前言

煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣，包括岩石巷道掘进时产生的掘进矸石，采煤过程中从顶板、底板和夹在煤层中的岩石夹层里采出来的矸石。煤矿多年开采之后，排出的矸石堆积如山，不但占用了大量土地，而且其中所含的硫化物散发后会污染大气和水源，造成严重的后果。拟对甘家沟煤矿矸石山综合治理工程设计方案。

二、工程概况

据不完全统计，矿历年共产原煤约70万吨，伴随着煤炭的开采，矿煤矸石的堆存量按9%左右的速度增加，堆积已达近80万立方，已经引发了严重的环境问题和安全问题。

煤矿煤矸石堆场位于矿区北约2500米处，一乡间公路侧边山沟内。堆场长约131m，宽约85m，深约30m，形似倒椎矩形状，近东西向延伸。煤矸石采用汽车运送、顺坡堆放方法堆积，其成分以炭质泥岩和炭质页岩为主，含有砂质泥岩、粉砂岩以及砂岩等岩块(见现场图片)。西边平整面以下剩余堆积空间约12.75万m3。

对煤矿来讲，治理大量堆存的煤矸石，妥善解决煤矸石污染与环境治理之间的矛盾，不仅是一项重要而紧迫的任务，也是造福周边地区的一项重要工程，也是经济—社会—环境可持续发展的必由之路。按照省、市能源发展规划要求，结合煤矿的实际，对煤矿矸石山进行综合治理工程，工程建设投资约为250万元。

三、工程指导思想和技术路线

根据国家、省、市有关矿山地质环境治理的要求和该煤矿矸石山的地理特点及物质组成，遵循“因地制宜，综合治理；整体规划，分步实施；合理布局，加快建设”的方针，考虑到煤矸石风化和淋溶的必要条件，采用消矸护坡、黄土覆盖，复垦种植，导排雨水，大力推广采用新型环保材料（生态垫）的应用，对煤矸石等固体废弃物进行无害化处置，提出科学合理、切实可行的治理方案，实现以害治害，变害为利的目的，取得双重环境和经济效益。

四、矸石山综合治理设计方案

针对上述状况，我们提出对应的设计方案，对煤矿的矸石山进行彻底的治理。依据本工程的实际情况，现提出如下方案：

1、整治场地、摊铺矸石，该矸石山现堆放坡度约为48°，时常出现滑坡塌方现象。矸石山的治理首先应着手对矸石山的坡面坡度进行消减工作，由上至下推散矸石，将现状的48°坡消减为30°(1:1.732)坡，稳定坡面。

2、砌筑挡墙，防止矸石塌方。在矸石场西部边界砌筑挡墙，挡墙长165 m;挡墙基础深2.0m、宽3.0米;挡墙高15米，呈正台阶状上升，第一台阶高5.0m、宽2.0m，第二台阶高5.0m、宽1.5m，第三台阶高5.0m、宽1.0m。挡墙用Ф25mm螺纹钢扎筋，搭架设模砼浇制，砼 C25:水泥强度32.5Mpa，卵石混凝土，水泥富余系数1.00 ，粗骨料最大粒径20mm，塔罗度35~50mm，每立方米用料量：水190:水泥463:砂子489:石子1258，配合比为：0.41：1：0.958：2.462，砂率28%，水灰比：0.41 。该挡墙预计砼为 4703m3，需投入砼(280元/m3)计131.7万元，人工工资计80万元，共计211.7万元。

3、土地复垦种植，在已堆积矸石的区域面积约为5265㎡，较为平整，在东西走向留一条10m宽车道，两侧进行黄土覆盖，绿化种植林草。在实施煤矸石治理工程前，先采集熟土壤，就近堆置，以备日后复垦时利用。在平整后的矸石地面上，铺800mm

厚的种植土。该处实施牧业复垦，因为牧业复垦一般是在未经平整或稍加平整的矸石山上进行。整地要提前半年进行，以保证表层矸石充分风化，这样易于种植。

牧业复垦草种的选择：选择适应种植的牧草是牧业复垦成功的关键，应选播种栽植较容易、成活率高、种源丰富，育苗简易且方法较多，适宜播种栽植时间长，发芽力强、繁殖力大，幼苗活力强，施肥反应快、抗旱能力强的种类。煤矿草种采用紫花苜蓿、沙打旺、红豆草等品种。

4、修建排水沟，汇集降雨，避免雨水沿坡面流淌过程中冲刷覆土，防止矸石发生滑坡。排水沟设置位置：

①矸石山上部平面中间处，构筑一条南北走向的排水沟，连通南北边界的水沟，以避免平台上的雨水冲刷矸石斜坡，水沟长约65m；

②矸石山南北两侧分别构筑一条水沟直达西边界下面河沟，可将矸石山上的雨水顺利引至山底。水沟长各为140m；

矸石场底部四周建混凝土砌筑排水沟65m，将雨水引入下面河中，以防止雨季雨水排泄不畅。

排水沟做法采用毛石砌筑，宽600mm、深500mm，水泥砂浆勾缝处理，用预制盖板覆盖。

排水沟预计材料资金、人工工资投入:410m*350元/m，计14.35万元。

5、为防止人员进入矸石场遛哒发生意外事故，在上部东边、南边、北边设置2.3m高栅栏，共计长260m。栅栏采用每隔8m

立一个砼立柱，其中上、中、下栓三根钢丝绳，钢丝绳上用铁丝扎结金属网片。

6、在整个矸石场四周设置严禁入内警示牌。

五、总结

基于上述设计方案的设计和使用办法，甘家沟煤矿矸石山综合治理项目无论从理论上、还是经济上都是可行的，并且确保了矸石山的安全隐患整改到位。具有一定的生态、环境、经济和社会效益，也具有一定的现实意义。

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