重慶市南川區(qū)利農(nóng)煤礦矸石山綜合治理探討

朱先亮　鄭群敦

摘要:文章結(jié)合重慶市南川區(qū)利農(nóng)煤礦矸石山堆放情況及當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、社會(huì)環(huán)境等,探討其綜合治理措施。

關(guān)鍵詞:矸石山;擋矸;平整放坡;截洪;植被綠化

中圖分類號(hào):X7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)10-0071-02

重慶市南川區(qū)利農(nóng)煤礦是當(dāng)?shù)匾患倚⌒兔旱V生產(chǎn)企業(yè),該礦始建于1984年,每年矸石平均產(chǎn)生量為5000噸,除少量用于充填井下采空區(qū)外,其余未進(jìn)行綜合利用,全部就地堆放。經(jīng)過(guò)20多年的堆放目前該矸石山積矸量約8萬(wàn)t。

1矸石山概況

利農(nóng)煤礦矸石山位于其主井西側(cè),沿山坡自然堆放,基巖為灰?guī)r,原地面坡角11°～21°,矸石山長(zhǎng)約80m,寬約35m,高近40m,堆體坡角達(dá)45°以上。由于該礦長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)施粗放式管理,未對(duì)矸石山采取有效的防護(hù)和綜合整治措施,該矸石山處于極不穩(wěn)定狀態(tài),易產(chǎn)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,危害性較大,目前該矸石山已處于停用狀態(tài)。

該矸石山下游30 m處為一條縣級(jí)公路和大面積經(jīng)濟(jì)林地,若不采取措施,不僅對(duì)公路及行人、車輛構(gòu)成安全隱患,同時(shí)還造成較大的環(huán)境影響。當(dāng)?shù)卣块T對(duì)其極其重視,安全監(jiān)管部門、環(huán)保部門、水利部門等均達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行察看,并委托相關(guān)單位設(shè)計(jì)綜合治理方案。

2矸石山對(duì)環(huán)境的影響

根據(jù)其礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估和環(huán)境影響評(píng)價(jià),該矸石山存在的主要環(huán)境問(wèn)題如下:

①災(zāi)害事故風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境影響。該矸石山占地面積較大,矸石山堆體高,坡度角大,堆體且極不穩(wěn)定,在地表徑流沖刷作用下易產(chǎn)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。一旦發(fā)生泥石流將對(duì)下游的公路、林地造成毀壞,危及到路行人生命安全。

②水土流失影響。該矸石山坡面大,沿斜坡堆放,上游匯水面積大,無(wú)截洪、排水等設(shè)施,地表徑流水沖刷將造成大量水土流失。

③水體和環(huán)境空氣污染。雨水沖刷和地表徑流水沖灌將產(chǎn)生大量淋溶水,含有較高的SS等污染物,沿附近沖溝進(jìn)入當(dāng)?shù)睾恿骰蜣r(nóng)田,將造成地表水污染。矸石山中由于含有一定量的硫化物、煤屑及其他易燃、易氧化物質(zhì),在堆放過(guò)程中易發(fā)生緩慢氧化或自燃,產(chǎn)生SO2、CO等有毒、有害氣體,不僅污染環(huán)境空氣,對(duì)周邊的人、畜等也可能產(chǎn)生危害;同時(shí)由于矸石山自然堆放,裸露面積大,干旱天氣,受風(fēng)蝕作用易產(chǎn)生揚(yáng)塵污染。

3工程設(shè)計(jì)思路

按照目前國(guó)家對(duì)閉坑礦山的有關(guān)環(huán)保政策和《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治技術(shù)政策》[環(huán)發(fā)(2005)109號(hào)],結(jié)合本項(xiàng)目的矸石山的實(shí)際情況,遵循“因地制宜,綜合治理;整體規(guī)劃,分步實(shí)施”的方針,對(duì)本項(xiàng)目矸石山主要采取擋矸、分層處理、覆蓋黃土,種植植被,導(dǎo)排雨水的措施。

4矸石山綜合治理方案

4.1矸石山特征

①本項(xiàng)目矸石山主要堆放的巷道掘進(jìn)矸石(煤矸石量很少),通過(guò)巷道掘進(jìn)地層巖性分析,主要為砂巖、泥質(zhì)砂巖等為主,不含硫鐵礦,根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)的其他礦山封場(chǎng)矸石山情況,本項(xiàng)目矸石山發(fā)生自燃的可能性小。

②矸石山占地面積不大,但堆體較高(近40 m),堆體坡角大(45°以上),為自然堆放,堆體不穩(wěn)定。

③矸石山下游為大量經(jīng)濟(jì)林,坡腳20 m遠(yuǎn)處為一條縣級(jí)公路。

4.2綜合治理方案

針對(duì)本工程的實(shí)際情況和特征,對(duì)矸石山分步實(shí)施如下方案:

①清理場(chǎng)地。該矸石山為自然堆放,未采取擋護(hù)措施,出現(xiàn)較大的塌滑面,為便于工程開(kāi)展,對(duì)矸石山坡腳塌滑下的矸石進(jìn)行清理,平整場(chǎng)地。

②修建擋矸壩。為防止矸石山塌滑對(duì)附近公路和林地造成破壞,在矸石山坡腳約10 m處(便于后面矸石山坡面的消減)修建擋矸壩。根據(jù)矸石山的情況和壩體將要承載的壓力,設(shè)計(jì)矸石山坡腳處修建長(zhǎng)95 m、寬0.8 m、高3 m(其中地下0.5 m)的擋矸壩,采用石混結(jié)構(gòu)。壩體靠近地面處每隔10 m預(yù)留一個(gè)100×100 mm的排水孔,用于導(dǎo)排矸石山產(chǎn)生的淋溶水。

③攤鋪?lái)肥?。該矸石山自然堆?坡度角達(dá)45°以上,極易出現(xiàn)垮塌、滑坡現(xiàn)象,為此,本設(shè)計(jì)擬對(duì)矸石山坡面進(jìn)行消減,由上至下,分層推散矸石,并采用機(jī)械壓實(shí),逐層實(shí)施攤鋪,將坡面消減至30°左右,穩(wěn)定坡面。

④修建導(dǎo)排水設(shè)施。該矸石山位于斜坡地帶,上游山坡匯水面積大,為減少?gòu)搅魉疀_刷矸石山,設(shè)計(jì)在矸石山上方來(lái)水向修建0.5×0.5m的截洪溝,兩側(cè)修建排水溝,將地表徑流水有序引導(dǎo),避開(kāi)沖刷矸石山。

⑤土地復(fù)墾。由于矸石山保水性較差,且養(yǎng)分缺乏,不利于植被生長(zhǎng),設(shè)計(jì)對(duì)分層壓實(shí)的矸石山坡面上覆蓋800mm厚的熟土,種植耐干旱、根系發(fā)達(dá)、易生長(zhǎng)的灌草。根據(jù)當(dāng)?shù)刂脖磺闆r,主要選擇種植車桑子、胡枝子、藤蔓紫薇、馬棘、刺槐、高羊茅、狼尾草、狗尾草等,種植季節(jié)選在春季。

工程設(shè)計(jì)示意圖如圖2。

4.3工程后期維護(hù)

本工程實(shí)施后,前期植被根系不發(fā)達(dá)、枝葉不夠茂密,且矸石山保水性較差,必須做好植被的灌溉,確保植被能夠很好的成活;當(dāng)若干年后植被已恢復(fù),根系發(fā)達(dá)時(shí),棕纖維作為天然材料逐漸腐爛成為肥料,對(duì)環(huán)境污染小,而隨著矸石山的穩(wěn)定,保水性也逐步提高,對(duì)植被生長(zhǎng)有利。對(duì)截洪溝、排水溝等經(jīng)常進(jìn)行清理,保證排水暢通。

5結(jié) 語(yǔ)

本設(shè)計(jì)根據(jù)矸石山實(shí)際情況,采取了工程和植被相結(jié)合的實(shí)施方案,無(wú)論從理論上,還是經(jīng)濟(jì)上都是可行的。對(duì)矸石山實(shí)施了治理后,可以很好地降低矸石山潰壩奉獻(xiàn)、恢復(fù)地表生態(tài)環(huán)境具有較好的積極的作用。

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