[發(fā)明專利]一種煤矸石場(chǎng)陰燃火區(qū)全包圍滅火治理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011195245.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112377237B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊俊哲;李雄偉;侯彥威;陳殿賦;高小偉;江球;毛旭閣;郭建磊;朱江;薛衛(wèi)龍;蘇超;姜濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司;神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21F5/08
• 分類號(hào): E21F5/08
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發(fā)明公開一種煤矸石場(chǎng)陰燃火區(qū)全包圍滅火治理方法，在煤矸石場(chǎng)的陰燃火區(qū)外圍布置帷幕鉆孔并置入單向注漿管，分段加壓多次注漿形成帷幕；在帷幕鉆孔圍成的帷幕區(qū)內(nèi)間隔布置淺鉆孔和深鉆孔，淺鉆孔內(nèi)置入單向注漿管，分段加壓多次注漿形成漿蓋，與帷幕合圍封蓋火區(qū)；深鉆孔內(nèi)置入注漿花管，注漿充分充填火區(qū)縫隙，完成對(duì)煤矸石的包漿；并在治理期間帷幕區(qū)內(nèi)留置放氣兼測(cè)溫鉆孔；最后對(duì)全部鉆孔封孔，完成對(duì)陰燃火區(qū)的全包圍滅火并將治理區(qū)形成完整固結(jié)體；帷幕鉆孔孔深大于陰燃火區(qū)的最大埋深，淺鉆孔鉆進(jìn)至陰燃火區(qū)頂部，深鉆孔穿透陰燃火區(qū)。本發(fā)明徹底熄滅煤矸石場(chǎng)內(nèi)部著火點(diǎn)，消除其對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅，使土地可再利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地質(zhì)災(zāi)害治理領(lǐng)域，具體涉及一種煤矸石場(chǎng)陰燃火區(qū)全包圍滅火治理方法。

背景技術(shù)

煤矸石是與煤層伴生的含碳量低且堅(jiān)硬的黑色、灰色巖石，與煤相比屬于固體廢物。我國(guó)煤矸石的產(chǎn)生量比較大，利用率低，山區(qū)煤礦產(chǎn)生的煤矸石基本棄于山溝內(nèi)并采用黃土覆蓋，而平原地區(qū)則就地平地堆放，形成似錐形矸石山，占據(jù)了寶貴的耕地資源，影響生態(tài)環(huán)境。煤矸石中一般都含有一定的可燃物，條件具備時(shí)極易發(fā)生自燃。燃燒的煤矸石會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，釋放CO、SO₂、H₂S、NO₂等有害氣體，不僅影響周邊居民的身體健康，而且會(huì)污染地表水、地下水及土壤。因此，煤矸石自燃的影響不容忽視，必須加以滅火治理。

煤矸石場(chǎng)表層自燃的處理方法比較多，如采用直接挖除再覆蓋的方法，采用斜坡碾壓隔絕氧氣進(jìn)入的方法、對(duì)自燃煤矸石山表面覆蓋阻燃的方法、改型形成梯田狀造型并開設(shè)溝槽及綠化的方法以及自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)等；上述方法對(duì)煤矸石表層著火均能起到滅火的作用，但隨著矸石山/場(chǎng)邊坡的不均勻沉降、雨水沖蝕，新的輸氣通道會(huì)逐漸產(chǎn)生，最終會(huì)發(fā)生滅而復(fù)燃的情況。

對(duì)煤矸石場(chǎng)內(nèi)部陰燃火區(qū)的滅火治理方法也比較多，對(duì)煤矸石自燃滅火常認(rèn)為只要隔絕了空氣、降低了溫度、阻止了氧化反應(yīng)即可阻燃并滅火，但業(yè)內(nèi)對(duì)煤矸石火區(qū)治理后復(fù)燃的例子屢見不鮮，表明現(xiàn)有的滅后治理方法效果并不十分理想，對(duì)煤矸石自燃火區(qū)治理的方法研究也從未停滯。專利號(hào)為CN201110369772.9的中國(guó)專利，公開了一種矸石山滅火方法，采用了測(cè)溫、削坡、修馬道、打孔注漿等方法，其中打孔注漿的沖洗液為一種膠體材料，鉆頭端部角度要求為45°，注漿漿液采用的是價(jià)格不菲的復(fù)合凝膠化學(xué)滅火材料。文章“復(fù)合膠體注漿材料在自燃矸石山綜合治理中的應(yīng)用”中提到了注漿孔，并在注漿孔內(nèi)灌注具有化學(xué)成分的復(fù)合膠體。文章“古書院煤礦矸石山注漿加固與滅火技術(shù)”中提到采用淺鉆孔及深鉆孔相結(jié)合的方法對(duì)矸石山表層滅火降溫、內(nèi)部深部降溫加固，在矸石山坡體處形成類重力式擋墻結(jié)構(gòu)，使坡體穩(wěn)定，可見注漿滅火區(qū)域?yàn)轫肥狡旅嬉兹紖^(qū)。文章“煤矸石山深孔注漿滅火的研究”中提出了以深孔注漿為主，黃土覆蓋為輔的施工工藝，注漿材料為凝膠類、堿性、觸變性或初凝時(shí)間可控的滅火材料。文章“煤矸石山注漿滅火治理”中描述“首先根據(jù)治理區(qū)域的面積布置相對(duì)數(shù)量的鉆孔，其次根據(jù)矸石山特點(diǎn)，選擇相適應(yīng)的滅火材料按一定比例調(diào)制成滅火漿液，最后用注漿泵將滅火漿液注入到自燃矸石山內(nèi)部”，可見鉆孔沒有分類、鉆孔布置工藝沒有涉及，漿液配比沒有根據(jù)矸石火區(qū)及周邊具體情況分類。文章“煤矸石山自燃治理與滅火工藝”中認(rèn)識(shí)到對(duì)煤矸石深部陰燃區(qū)治理有一定難度，對(duì)此僅提到打深孔和增加注漿量的處理方法，無(wú)具體實(shí)施步驟。文章“自燃矸石山注漿滅火及生態(tài)恢復(fù)施工工藝分析”中主要采用馬道及正方形布置孔位的方式，直接打入成孔兼采用鉆孔的方式，未言明漿液配比及根據(jù)矸石火區(qū)及周邊具體情況分類。

綜上所述，對(duì)煤矸石自燃火區(qū)的研究由來(lái)已久，治理方法也較多，所用材料亦各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中最大的缺點(diǎn)是以往的注漿無(wú)法形成有效的包裹體及覆蓋體、滅而復(fù)燃，或使用新型注漿材料成本較高，如使用化學(xué)漿液滅火的成本其每平方米單價(jià)甚至超過了排矸的單價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種煤矸石場(chǎng)陰燃火區(qū)全包圍滅火治理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：