重慶市南川區利農煤礦矸石山綜合治理探討

朱先亮　鄭群敦

摘要:文章結合重慶市南川區利農煤礦矸石山堆放情況及當地的自然環境、社會環境等,探討其綜合治理措施。

關鍵詞:矸石山;擋矸;平整放坡;截洪;植被綠化

中圖分類號:X7文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)10-0071-02

重慶市南川區利農煤礦是當地一家小型煤礦生產企業,該礦始建于1984年,每年矸石平均產生量為5000噸,除少量用于充填井下采空區外,其余未進行綜合利用,全部就地堆放。經過20多年的堆放目前該矸石山積矸量約8萬t。

1矸石山概況

利農煤礦矸石山位于其主井西側,沿山坡自然堆放,基巖為灰巖,原地面坡角11°～21°,矸石山長約80m,寬約35m,高近40m,堆體坡角達45°以上。由于該礦長期以來實施粗放式管理,未對矸石山采取有效的防護和綜合整治措施,該矸石山處于極不穩定狀態,易產生滑坡、泥石流等地質災害,危害性較大,目前該矸石山已處于停用狀態。

該矸石山下游30 m處為一條縣級公路和大面積經濟林地,若不采取措施,不僅對公路及行人、車輛構成安全隱患,同時還造成較大的環境影響。當地政府部門對其極其重視,安全監管部門、環保部門、水利部門等均達到現場進行察看,并委托相關單位設計綜合治理方案。

2矸石山對環境的影響

根據其礦山地質災害評估和環境影響評價,該矸石山存在的主要環境問題如下:

①災害事故風險環境影響。該矸石山占地面積較大,矸石山堆體高,坡度角大,堆體且極不穩定,在地表徑流沖刷作用下易產生滑坡、泥石流等地質災害。一旦發生泥石流將對下游的公路、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,無截洪、排水等設施,地表徑流水沖刷將造成大量水土流失。

③水體和環境空氣污染。雨水沖刷和地表徑流水沖灌將產生大量淋溶水,含有較高的SS等污染物,沿附近沖溝進入當地河流或農田,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,在堆放過程中易發生緩慢氧化或自燃,產生SO2、CO等有毒、有害氣體,不僅污染環境空氣,對周邊的人、畜等也可能產生危害;同時由于矸石山自然堆放,裸露面積大,干旱天氣,受風蝕作用易產生揚塵污染。

3工程設計思路

按照目前國家對閉坑礦山的有關環保政策和《礦山生態環境保護與污染防治技術政策》[環發(2005)109號],結合本項目的矸石山的實際情況,遵循“因地制宜,綜合治理;整體規劃,分步實施”的方針,對本項目矸石山主要采取擋矸、分層處理、覆蓋黃土,種植植被,導排雨水的措施。

4矸石山綜合治理方案

4.1矸石山特征

①本項目矸石山主要堆放的巷道掘進矸石(煤矸石量很少),通過巷道掘進地層巖性分析,主要為砂巖、泥質砂巖等為主,不含硫鐵礦,根據項目所在區域內的其他礦山封場矸石山情況,本項目矸石山發生自燃的可能性小。

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,堆體不穩定。

③矸石山下游為大量經濟林,坡腳20 m遠處為一條縣級公路。

4.2綜合治理方案

針對本工程的實際情況和特征,對矸石山分步實施如下方案:

①清理場地。該矸石山為自然堆放,未采取擋護措施,出現較大的塌滑面,為便于工程開展,對矸石山坡腳塌滑下的矸石進行清理,平整場地。

②修建擋矸壩。為防止矸石山塌滑對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。根據矸石山的情況和壩體將要承載的壓力,設計矸石山坡腳處修建長95 m、寬0.8 m、高3 m(其中地下0.5 m)的擋矸壩,采用石混結構。壩體靠近地面處每隔10 m預留一個100×100 mm的排水孔,用于導排矸石山產生的淋溶水。

③攤鋪矸石山。該矸石山自然堆放,坡度角達45°以上,極易出現垮塌、滑坡現象,為此,本設計擬對矸石山坡面進行消減,由上至下,分層推散矸石,并采用機械壓實,逐層實施攤鋪,將坡面消減至30°左右,穩定坡面。

④修建導排水設施。該矸石山位于斜坡地帶,上游山坡匯水面積大,為減少徑流水沖刷矸石山,設計在矸石山上方來水向修建0.5×0.5m的截洪溝,兩側修建排水溝,將地表徑流水有序引導,避開沖刷矸石山。

⑤土地復墾。由于矸石山保水性較差,且養分缺乏,不利于植被生長,設計對分層壓實的矸石山坡面上覆蓋800mm厚的熟土,種植耐干旱、根系發達、易生長的灌草。根據當地植被情況,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,種植季節選在春季。

工程設計示意圖如圖2。

4.3工程后期維護

本工程實施后,前期植被根系不發達、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;當若干年后植被已恢復,根系發達時,棕纖維作為天然材料逐漸腐爛成為肥料,對環境污染小,而隨著矸石山的穩定,保水性也逐步提高,對植被生長有利。對截洪溝、排水溝等經常進行清理,保證排水暢通。

5結 語

本設計根據矸石山實際情況,采取了工程和植被相結合的實施方案,無論從理論上,還是經濟上都是可行的。對矸石山實施了治理后,可以很好地降低矸石山潰壩奉獻、恢復地表生態環境具有較好的積極的作用。

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