对葛泉矿矸石山治理系统设计研究

王晓明

近年来，煤矿矸石山治理工作已成为煤矿管理的一项重要议程。为进一步加强矸石山管理工作，确保矸石山环保达标、安全稳定、生产正常，根据上级文件要求，结合本矿实际情况，特制定矸石山治理系统设计方案，达到抛砖引玉的效果。

1、葛泉矿矸石山现状

目前，我矿矸石山及矸石采用堆积方式处理。矸石山占地面积36496m2、矸石量约1.58×106吨、容量656928m3。矸石含硫0.38%、热量58大卡，矸石经过长时间风化，呈颗粒粉末状，经检验无自然发火趋势

2、矸石山运输设备及安全设施情况

矸石山运输设备包括JD-25绞车一台、前卸式翻矸架一个、碴仓一个、三面翻矸车一台、JTP-1.6×1.2型提升绞车一台;在矸石山碴仓上方安装电动跑车防护装置一套，提升绞车的过卷保护、深度指示失效保护、闸间隙保护、松绳保护等保护装置齐全有效。

3、目前治理方案及存在问题

3.1矸石山治理方案（已完成的治理工作）

⑴对山体进行苫盖，防止扬尘

①准备保险绳、保险带、8#铁丝、18#铁丝、木楔子，用于固定人员、对防尘网进行连接及固定;

②利用三面翻矸车将所需物料及工具运至指定位置;

③组织20人的队伍，六人一组，两人在山顶放防尘网、两人在坡中配合将防尘网展开平铺、两人拉保险绳;

④防尘网平铺后，在坡头位置使用木楔子和铁丝将网固定牢固，坡中将相邻防尘网用18#铁丝以间距50cm进行连接，以此类推进行连续覆盖;

⑤遇到垂直山体时，确有落石危险的地方，矿上安排挖掘机对山体进行平整后，安排人员覆盖;

⑥后期按照一定间距将木楔子钉好，然后使用铁丝将木楔子进行连接，防止大风将苫布刮起。

⑦2018年初至今，矸石山山体共苫盖6次，投入苫布10320Kg，达到全部苫盖。

⑵喷雾管路安装，喷淋降尘，植被浇水

防尘网的使用及寿命有一定的局限性，苫盖工作工程量较大，人员组织上有一定的困难，且防尘网经过风吹、日晒、雨淋，逐渐风化，破损会逐步增加，因此，我们在定期修补、苫盖的同时，在矸石山车场及山体东、西、北侧安装喷雾装置，即可起到喷淋降尘的作用，又可对植被进行浇水，减少用工投入，提高效率。

⑶植树绿化，保持水土，净化空气

由于防尘网的使用局限性，为了能够更好的起到降尘除尘、保持水土、净化空气的效果，我们在前期山体苫盖工作和喷淋洒水管路安装工作完成后，购买首批耐旱易活的树木（杨树）和植被（爬山虎），进行种植。

⑷建立制度、记录、制定安全措施

目前，矸石山共建立了防灭火预案、喷雾设施使用管理制度、矸石山检修流程、各岗位职责、操作规程、遇环保检查工作流程等，并有相关记录如：喷雾设施检修记录、巡山记录、设备设施检修运行记录等，并均按要求进行了填写，制定的安全措施有矸石山苫蓋安全措施、更换翻矸架安全措施、检修安全措施等。

3.2存在问题

⑴翻碴作业面扬尘无法有效抑制;

⑵冬季，喷雾管路上冻，无法正常使用且易冻坏;

⑶供水量不足，无专用水井;

⑷北侧山体陡峭、东侧为活碴，无法植树绿化;

⑸人员少，生产、检修、环保工作无法一一顾及。

4、矸石山系统设计方案

4.1指导思想

根据我矿实际，在现有设备设施的基础上，对部分设备设施进行改造，投入最少的资金，达到最安全有效的治理效果。

4.2矸石山系统设计方案

⑴矸石山存量增减趋势

现我矿矸石来源主要有井下岩巷掘进出矸、原煤线分拣矸石，目前运至矸石山的矸石约4.2万吨。根据矿井预计5年增加矸石量约33.5万吨，目前存放矸石158万吨，可满足五年规划期堆放需求。

⑵矸石利用方式

目前我矿矸石无特别用途，现正在进行矿井三下压煤矸石充填工艺可行性研究，以及积极探索矸石制砖、修路等用途。

⑶矸石山治理方案

①引水工作

a由矿区东门至矸石山泵房约1000米的距离，选取直径为4寸、长度6米/根的水管，采用地埋方式铺设引水管路;

b安装2台水泵（在用和备用泵，可切换使用）将矿区内的中水引至矸石山蓄水池中。

②泵房改造工作

a在原泵房位置修建长×宽×高约为15×10×3（地下2米、地上1米）=450m3的蓄水池;

b蓄水池采用整体浇筑并且顶部有盖，同时应带有液面显示水柱，便于观察液面位置，另外，蓄水池应留有进、出水口;

c在蓄水池北侧新建泵房安装能够满足喷雾要求的水泵，分别用于对山体周围和山体进行喷雾降尘和植被浇水。

③路面硬化工作

a矿区东门口至矸石山800米路面进行浇筑硬化，规格为4m×15cm（宽×厚）;

b矸石山车场、碴仓东、西两侧地面约2000m2进行浇筑硬化，厚度15cm。

④喷淋装置完善工作

a根据实际情况，在山体东、西、北侧适当增加喷雾管路5道（使用2寸水管），安装喷头约20个，达到全覆盖;

b在山体周围路边约800米长度地埋管路（使用2寸水管），安装喷头约40个，即可用于抑制路面扬尘，又能对植被进行浇水灌溉。

⑤植树及防尘网苫盖工作

a在西侧山体直接挖坑填土种树，山体东侧和西北侧碴块较多的地方先注黄泥浆，防止水土流失，然后种树;

b树坑规格为1m×1m×1m（长、宽、深）;

c选取耐旱易活的树种进行种植，间距规格为5m×5m（如：椿树等）;

d在山体东北侧及其它存在山体滑坡危险，无法种树的地方，使用防尘网进行苫盖。

⑥喷淋管路及喷头防冻工作

a山体斜坡安装的喷淋管路，在管路下端安装阀门，用于上冻前放水，防止管路上冻，影响正常使用;

b对矸石山罐场及泵房周围管路，对管路进行改造，在管路最低点安装放水阀门;

C安装智能物联网喷水抑尘系统，即可自动控制喷淋开、关时间，使喷淋效果达到最佳;又能有效处理管路上冻问题，保证冬季喷淋的正常使用。

⑦设置围栏、排水沟、警戒标志工作

a对现有挡矸墙进行修葺加高，并吊挂相关警戒牌板;

b在山脚下（道路里侧）设置排水沟，将雨水引入就近的水池，防止雨季雨水积聚，引发其它事故。

⑧防止矸石滚落、滑坡措施

a排查统计有滑坡、矸石滚落危险的区域（包括目前在用的翻矸点），将该区域从山脚下向外延伸15米划定为危险区域，严禁人员作业、逗留，并设置警示牌;

b对存在滑坡、滚碴危险的区域，使用钩机进行平整处理，降低滑坡、滚碴风险;

c对山体进行植树绿化，防止水土流失，降低滑坡风险。

⑨加强设备设施检修维护，完善制度、记录、措施

随着矸石山环保、安全工作的进一步深入，在现场施工作业的同时，完善相关制度如：绞车管理制度、泵房管理制度、配电柜使用管理制度等，及时填写相关记录，增加各类安全措施如：换绳（剁绳、倒绳头）措施，更換（检修）翻矸架、三面翻矸车、碴仓嘴措施，矸石山苫盖措施等，确保每项工作都有理可依、有据可循。

⑷矸石运输方案

①矸石由矿内向矸石山运输过程中，碴罐全部盖防尘罩;

②矸石翻入碴仓及矸石运送上山过程中，开启喷雾降尘。

⑸暂时无法利用的矸石山的苫盖措施及方案

具体苫盖措施及方案在矸石山治理方案部分中有详细介绍。

4.3中长期治理规划

⑴未来三年规划

①2019年计划完成引水、泵房改造、地面硬化、西侧、北侧增按喷淋装置、植树绿化工作;

②2020年计划完成挡矸墙修葺、设置排水沟、东侧增按喷淋装置、环矸石山路边安装喷淋装置工作;

③2021计划完成矸石山东侧、西北侧注黄泥浆、东侧绿化工作;

④在此期间做好设备设施检修工作，软件资料跟进工作，确保安全生产。

⑵长期治理规划

为保证地面建筑物的稳定性，可采用矸石充填采空区工艺进行，既可以避免地面建筑的破坏，也能多回收煤炭资源、减少矸石产量，提高矿井服务年限。

5、治理效果分析

经过治理，形成集苫盖、植树绿化、喷雾降尘为一体的综合治理体系，使矸石从运输、堆积、利用均可满足相关环保要求，经济和社会效益也非常明显。

（作者单位：冀中能源股份有限公司葛泉矿）