东坡煤矿矸石场生态恢复治理措施

东坡煤矿矸石场生态恢复治理措施翟平全【摘要】对砰石场采取了灭火、挡护、边坡防护、平台整治、排水等工程措施及植被恢复措施，消除了矸石场安全隐患，恢复了砰石场的生态环境，本工程作为矿山生态环境恢复治理示范工程，以期为类似砰石场生态恢复治理工程提供借鉴.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷)，期】2017(040)005【总页数】3页(P124-126)【关键词】砰石场;生态恢复;灭火【作者】翟平全【作者单位】煤炭工业太原设计研究院仙西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TD82东坡煤矿位于山西省朔州市朔城区西北部，矿井生产规模为210万t/a，配套选煤厂生产规模为1100万t/a。砰石场位于选煤厂西北约700m的沟谷，砰石场占地面积约22.5hm2，2013年肝石场停止排砰，堆放砰石约1120万t，有10多年的排砰历史，主要接纳矿井和选煤厂的砰石［1］，现服役期已满，不具备继续堆放砰石的条件。由于砰石场排砰采用“由上向下，自然堆积，平整顶部，不断延伸”的方式，未覆土碾压，坡面自然安息角较大，有可能发生坍塌、滑坡等自然灾害，尤其是砰石含硫量较高，砰石场有自燃现象，对周围环境影响较大，并危及周围居民的生命安全。另外，砰石场未设置任何排水设施，水土流失严重，影响下游渠道的排洪安全。为改善周围的生态环境和居民的生活环境，消除安全隐患，并响应国家及地方环保政策的要求和发展规划，东坡煤矿积极对砰石场进行生态恢复治理。砰石场若排砰工艺不当，拦护措施标准过低，都将导致矿渣流失，并危及砰石场周围环境，因此在砰石场周围设置挡砰墙，进行边坡防护，顶部平台治理，并在矸石场布设完整有效的排水系统，将有效地减轻环境污染、控制水土流失、防治滑坡。根据砰石场现状和周围地形情况，对砰石场进行生态恢复治理。首先对砰石场自燃区域进行灭火；为防止水土流失，在砰石场坡脚设置挡砰墙，对砰石场坡面进行削坡，坡面形成1:2的边坡，每堆高5m设一马道，马道宽5m,边坡覆土厚1m;顶部平台重新平整，平整后形成4个平台，平台覆土厚1m；为防止雨水排水不畅冲蚀砰石，在砰石场挡砰墙坡角、马道、边坡、平台设置排水沟，将砰石场内外的雨水有组织的排至下游；最终对砰石场坡面和平台进行植物措施绿化。根据《水土保持工程设计规范》(GB51018—2014)中5.7弃渣场级别表，本砰石场库容为1120万t,约620万m3，最大堆高为50m，确定渣场级别为2级，防洪标准为50年一遇设计，100年一遇校核［2］。砰石堆放于沟道内，周围除了山坡雨水外，无其他河沟汇入，汇流面积均比较小。暴雨量的计算采用《山西省水文计算手册》，设计洪峰流量的计算采用《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433—2008)中的经验公式进行计算［3-4］。式中：H1p为暴雨频率为p的60min暴雨量，mm;kp为暴雨频率p的皮B型曲线模比系数为60min暴雨均值，mm。根据《山西省水文计算手册》，由手册相应的等值线图查均值和变差系数=22mm;Cv=0.54o当p=2%时，k2%=2.21,H2%=48.62mm;当p=1%时，k1%=2.48,H1%=54.56mm。式中：Qp为最大流量，m3/s;k为径流系数，取0.4为60min平均降雨强度，mm；A为汇水面积，km2。根据实测地形图描绘测量，砰石场汇水总面积为0.6km2。砰石场洪水流量计算结果见表1。砰石场治理工程措施主要包括：灭火工程、挡护工程、边坡防护工程、平台整治工程、排水工程。1）灭火工程。砰石场砰石发生自燃的必要条件为可燃物、助燃物、引火源（温度）。三个条件必须同时具备，燃烧才会发生。灭火原理主要是通过隔离砰石与空气，降低已燃烧砰石的温度。具备这两个条件，最终达到防灭火的目的。本工程灭火主要采取钻孔注浆法和密封压实法。根据火区发火情况，采用浅孔+深孔配合注浆的措施，即先灭浅层自燃区、再灭深层自燃区。浅孔深3m，通过表层注浆充填表层砰石间的空隙，形成空所隔离封闭带；待浅层温度有所降低后，再施工深孔，深孔孔深6m，并对深部着火砰石进行注浆灭火。孔距为5m，钻孔孔径为①127mm，回转钻孔，正方形布置。注浆施工采用分批次间隔进行，一般分2个批次进行打孔注浆，首先进行浅孔注浆，再进行深孔注浆。砰石注浆灭火宜在平台或马道上进行，注浆孔的位置应在边坡坡顶线内不小于1.5m为宜，在斜坡坡面注浆灭火时，以15。~20。向下倾角的斜孔进行注浆。注浆管采用①50mm钢管，地表以上长度不小于0.5m，便于注浆；注浆管应下至孔底以上0.5m处；地表1m以下部分留设梅花孔3排，梅花孔布置孔距0.3m，孔径10mm。灭火工作完成后，对治理区域进行全面测温检测，要求1m深度范围内的检测温度小于60°C。最后再通过表面密封压实法对砰石场进行封场，以隔绝空气进路，对砰石场表面覆土1m厚，压实系数大于0.85。2） 挡护工程。为防止水土流失，并保证边坡稳定，在砰石场四周坡脚设置2m高浆砌石挡砰墙，挡砰墙地面以上墙高2m，挡墙顶宽为1m，基础埋深为1.5m。挡砰墙墙身及基础采用M7.5水泥砂浆砌MU30片石；基础下设100mm厚C10混凝土垫层，挡砰墙地基承载力要求不低于140kPa。3） 边坡防护工程。由于砰石场以前采用的由上到下自然倾倒工艺，边坡坡度较陡，目前自然堆放坡角约38°，由于该砰石场最大堆高约50m，容易引起滑坡、水土流失等灾害。对该砰石场的坡面进行削坡开级治理，每隔5m设一马道，马道宽度为5m，坡面采用植物措施方式进行防护，首先对坡面进行覆土，覆壤土1m厚4） 平台整治工程。对砰石场平台进行平整并覆土，平整后形成四个平台，平台覆土1m厚，分层夯实。为不使顶部平台积水，坡度为2%。，坡向平台横向排水沟，平台汇流通过平台横向排水沟和边坡纵向排水沟排出。5） 排水工程。为防止雨水排水不畅冲蚀砰石，在砰石场四周设置截洪沟，在马道、边坡、平台设置横纵向排水沟，将砰石场内外的雨水有组织的排至下游。截洪沟：砰石场四周布设截洪沟，设计断面依据砰石场单侧汇水校核流量计算确定，断面形式采用梯形，顶宽1.6m，底宽0.8m，深0.8m，边坡边比为1:0.5,截水沟采用浆砌石砌筑，壁厚0.45m。马道、边坡、平台横纵向排水沟：为了防止坡面冲刷，在砰石场马道、边坡、平台布设横纵向排水沟，形成完整的排水系统。横纵向排水沟采用矩形断面，宽40cm，深40cm，采用浆砌石砌筑，壁厚0.3m。排洪沟：在砰石场下游设置矩形排洪沟，将砰石场场内和四周汇集的雨水排入下游，排洪沟宽2.5m，深1.5m，浆砌石结构。1）树种选择。树种选择要做到“因地制宜、适地适树”，充分考虑树种的抗逆性，确保造林工程持续、稳定地发挥效益，达到固土、防护功能与环境效益有机结合，树种选择过程中充分考虑根系发达和根孽性强；选择树形美观、卫生的树种，同时注意层次上的协调搭配。从速生和慢长的比例来说，着眼于慢长树，积极采用速生树合理配置，争取早日取得绿化效果，又能得到稳定的绿化作用。选择抗逆性强、有较强的适应能力，对干旱、瘠薄、盐碱、pH值、毒害等不良立地有较强的忍耐能力，同时对粉尘污染、二氧化硫、高温等不良的大气因子也有一定的抵抗能力的树种。此外，还要特别注意选择有固氮能力的肥土树种。在废旧的砰石场树种一般选择杜松、刺槐、紫穗槐、家榆、黄刺玫、粉花刺槐、小叶丁香、银杏、山楂、枣树等，草种一般选择沙打旺、红豆草、山野豌豆、紫花苜蓿、胡枝子、小冠花、无芒雀麦、披碱草、苇状羊茅、高狐茅等混播。根据当地实际情况，该砰石场乔木选用刺槐，灌木选用紫穗槐，草种选用披碱草。2） 植被措施布置。坡面上覆盖1m的黄土后，采取灌草措施护坡，灌木选用紫穗槐，草种选用披碱草；种植标准紫穗槐10000穴/hm2，间距为lmxlm,穴状栽植，直径0.4m，深0.5m，披碱草30kg/hm2。砰石场顶部平台覆盖lm的黄土后，采取林草措施，树种选用刺槐，草种选用披碱草；种植标准刺槐2500穴/hm2，间距为2mx2m,穴状栽植，直径0.8m，深0.6m，披碱草30kg/hm2。3） 植被技术措施。造林应用保水剂、生根粉、地膜覆盖等抗旱造林技术，反季节造林需要应用营养杯、营养袋，带土坨等措施，在运输、假植过程中要做好管护工作，全面提高造林成活率和保存率。造林：早春萌芽前，秋季落叶后，落叶乔灌木截干栽植，以秋季为好，栽植时不得窝根，分层埋土踏实，栽植深度高出原土3cm，上复虚土，用一、二级苗栽植。刺槐地径0.8m，栽植深度0.6m，苗高lm，紫穗槐地径0.4m，栽植深度0.5m,紫穗槐栽植前要经泡一周。栽植后要浇足透水。幼林抚育管理：第一年两次，第二年两次，第一次5~6月，第二次8月，松土除草，发生枯干枯梢现象，在冬季或早春平茬，枯死要及时补植，落叶乔灌木第二、三年定干。紫穗槐每年进行平茬，连续进行三年。上冻前浇一遍冬水，第二年早春浇一遍春水，气候干旱时要根据情况适时浇水。东坡煤矿砰石场生态环境恢复治理项目实施，可使固体废物得到有效清理，区域矿山生态环境恶化趋势得到遏制，自然生态得到有效恢复，水土流失治理大幅提升，矿山生态环境恶化的趋势得到扭转，彻底恢复砰石场生态环境，消除安全隐患，具有很好的环境效益、社会效益和经济效益。【相关文献