靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫治理與環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用

張宏升

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

1 項(xiàng)目概況

甘肅靖遠(yuǎn)礦區(qū)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(jìn)行堆放，容易發(fā)生滑坡、自燃等地質(zhì)災(zāi)害，不但破壞生態(tài)環(huán)境，而且有安全隱患存在，危害性很大。靖遠(yuǎn)礦區(qū)現(xiàn)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(qū)總設(shè)計(jì)矸石堆放量約2728.7萬噸，現(xiàn)堆放矸石總量達(dá)1759.6萬噸，預(yù)計(jì)后續(xù)生產(chǎn)將產(chǎn)生矸石量969.1萬噸。該研究項(xiàng)目是對(duì)正在運(yùn)行以及廢棄的矸石山堆場(chǎng)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(jié)合綜合恢復(fù)治理的實(shí)施，有效的治理和恢復(fù)了開采過程中形成的原有生態(tài)環(huán)境的破壞，改善了礦區(qū)視野范圍內(nèi)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境污染和生態(tài)破壞狀況得到基本控制和好轉(zhuǎn)，把靖遠(yuǎn)礦區(qū)建設(shè)成經(jīng)濟(jì)高效、生產(chǎn)低耗、污染減少、環(huán)境優(yōu)美的環(huán)保型生態(tài)礦區(qū)。

2 靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫（矸石山）治理和環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)方案及措施

根據(jù)甘肅礦區(qū)尾礦庫（矸石山）治理與環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究項(xiàng)目提出的技術(shù)方案和治理措施，對(duì)靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫（矸石山）的治理主要采用矸石山山體推移、邊坡防護(hù)治理、擋渣墻防護(hù)、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(xiàng)目實(shí)施各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分別為。

2.1 矸石山堆移

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

2.2 邊坡防護(hù)整治

采用自然邊坡或砼網(wǎng)格護(hù)坡形式進(jìn)行防護(hù)。

（1）設(shè)計(jì)或自然邊坡，矸石山堆移形成自然坡面，邊坡坡面采用機(jī)械或人工進(jìn)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(wěn)定性。

（2）砼網(wǎng)格護(hù)坡，煤矸石堆移后形成設(shè)計(jì)或自然邊坡，部分較陡，邊坡穩(wěn)定性較差，在矸石山底部或邊坡較陡穩(wěn)定性較差的邊坡設(shè)置砼網(wǎng)格護(hù)坡，砼預(yù)制塊設(shè)計(jì)使用C20砼，長1.2m，寬300mm，厚80mm，內(nèi)配3Φ10，7Φ6鋼筋網(wǎng)片，砼預(yù)制塊之間采用焊接方式進(jìn)行連接，確保砼預(yù)制塊安裝牢固。邊坡平整完后，按設(shè)計(jì)要求在邊坡上安裝砼預(yù)制塊方格網(wǎng)，要求加強(qiáng)檢查驗(yàn)收工作，確保砼方格網(wǎng)安裝質(zhì)量。

2.3 擋土墻工程

在排矸場(chǎng)周邊設(shè)計(jì)擋矸壩擋土墻，擋土墻設(shè)計(jì)使用M7.5漿砌片石結(jié)構(gòu)，擋土墻基底原土夯實(shí)，并設(shè)置沉降縫，以間隔15m進(jìn)行設(shè)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(shè)置要依照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行具體調(diào)整。

2.4 截排水工程

在排矸場(chǎng)周邊設(shè)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(jié)構(gòu)，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(chǎng)內(nèi)部和邊界處設(shè)排水溝，排出矸石山堆置場(chǎng)內(nèi)部積水及地表水，可有效地?fù)踅赜晁?，并將其進(jìn)行匯流疏導(dǎo)。

2.5 覆土工程

覆土采用排矸場(chǎng)內(nèi)后期堆矸區(qū)域的表層土或外購?fù)?，覆土厚度不小?0cm，頂部平臺(tái)及自然邊坡覆土采用人工整修拍實(shí)，對(duì)矸石進(jìn)行遮蓋防護(hù)。排矸面達(dá)到終場(chǎng)標(biāo)高后及時(shí)覆土恢復(fù)植被，并確保覆土坡面穩(wěn)定性。

2.6 綠化工程

（1）排矸場(chǎng)邊坡綠化。對(duì)矸石坡面在護(hù)坡的基層上覆土，及時(shí)采用撒草籽綠化的方式對(duì)矸石坡面及砼方格網(wǎng)護(hù)坡進(jìn)行綠化，綠化草種選擇適應(yīng)本地種植的駱駝蓬等草種。

（2）排矸場(chǎng)平臺(tái)綠化。排矸場(chǎng)平整完后，對(duì)矸石表面進(jìn)行覆土，覆土后應(yīng)對(duì)排矸平面撒播草籽綠化，并種植喬灌木。喬、灌木選擇適應(yīng)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(tǒng)，水源就近接供水泵站或污水處理泵站的供水管網(wǎng)，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(shè)，管頂覆土厚度不小于1.3m，沿途設(shè)置給水閥門井，綠化灑水時(shí)就近接閥門井。管道安裝完后必須進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.0MPa試壓合格后方可回填溝槽，確保管路安裝質(zhì)量。

3 項(xiàng)目實(shí)施后尾礦庫（矸石山）治理和生態(tài)恢復(fù)效果

通過該項(xiàng)目在靖遠(yuǎn)礦區(qū)現(xiàn)有六個(gè)生產(chǎn)礦井的研究與應(yīng)用，有效地治理了開采過程中形成的原有生態(tài)環(huán)境的破壞，改善了周邊生態(tài)環(huán)境，杜絕矸石引發(fā)揚(yáng)塵或矸石自燃現(xiàn)象，達(dá)到了控制水土流失，保障煤礦安全運(yùn)行與周邊生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目的，為人們創(chuàng)造了良好的生活環(huán)境，使礦區(qū)整體生態(tài)環(huán)境得到了很大的提高。在靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫治理方面取得了比較明顯的效果，已經(jīng)在礦區(qū)環(huán)境形成綠色規(guī)模，使礦區(qū)得到明顯的美化，節(jié)約治理投資約660萬元，社會(huì)效益和生態(tài)效益明顯。

4 結(jié)論

甘肅靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫（矸石山）治理與環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用項(xiàng)目，探討了靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫(矸石山)的治理和環(huán)境保護(hù)技術(shù)方案和措施。通過分析礦區(qū)內(nèi)主要矸石山環(huán)境問題，突出表現(xiàn)為揚(yáng)塵污染、水土、土壤以及煤矸石自燃對(duì)環(huán)境的影響。根據(jù)礦區(qū)不同的矸石山堆置場(chǎng)類型，對(duì)周邊環(huán)境破壞的特點(diǎn)和礦區(qū)終采后的情況確定。做到重點(diǎn)工程措施治理與植物措施相結(jié)合，充分發(fā)揮工程措施速效性和控制性，同時(shí)也發(fā)揮生物措施的后續(xù)性和生態(tài)效應(yīng)。在進(jìn)行綠化工程中，應(yīng)當(dāng)在原有生態(tài)基礎(chǔ)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(tài)多樣性。

同時(shí)，治理過程中，注重根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，確保礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理效果。研究成果通過在靖遠(yuǎn)礦區(qū)現(xiàn)有六個(gè)生產(chǎn)礦井的應(yīng)用和逐步實(shí)施，在靖遠(yuǎn)礦區(qū)尾礦庫治理方面取得了比較明顯的效果，證明了技術(shù)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，治理措施針對(duì)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益明顯，對(duì)同類礦區(qū)尾礦庫（矸石山）治理和環(huán)境保護(hù)方面具有很好的借鑒價(jià)值，并具有一定的借鑒價(jià)值和指導(dǎo)意義。