矸石山灭火工程施工方案(2)

2019-05-24 12:24

151~184天,最大冻土深度为0.82m。

二、交通

矸石山位于潞城市店上镇北村东北,西距208国道约5Km,东距长治到襄垣省道5Km,且周边各个小村庄有村村通水泥简易公路相连,其中北村有便道通至矸石山,交通十分便利。

第四节 以往灭火情况

2009年11月~2011年3月,山西省第四地质工程勘察院对漳村煤矿矸石山北部火区进行了注浆灭火治理,并经漳村煤矿组织设计单位、监理单位、施工单位进行现场验收并通过。

第一阶段共布设灭火孔55排,排距5m,孔距5m,总体呈梅花形布置,设计孔深8-12m。共完成钻孔682个,总进尺为7390.7m,注浆量11007m3,单孔平均注浆16.14 m3。

第二阶段共布设灭火孔41排,排距5m,孔距5m,总体呈梅花形布置,设计孔深8-12m,并在41线南侧增隔断带,共3排,排距3m,孔距3m。共完成钻孔894个,注浆量32382m3,单孔平均注浆36.22 m3。

浆液配合比:钻孔注浆采用黄土、膨润土、石灰膏两种浆液注浆,经试验浆液配比按水固比2.0:1~1.5:1,,石灰土比例1:4~1:1(重量比)计算,施工可根据实际情况对配比进行调整。

根据技术检测资料,并由监理方现场检验认可,CO含量注浆灭火前后明显减少,孔口温度明显降低。如:

第一阶段对+4—3孔的气体检测,CO含量从注浆前的60PPm降

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到注浆后的20PPm;对+4—1孔的气体检测,CO含量从注浆前的50PPm降到注浆后的5PPm;对+2—5孔的气体检测,CO含量从注浆前的60PPm降到注浆后的5PPm;

第二阶段对+41—10孔的气体检测,CO含量从注浆前的126PPm降到注浆后的30PPm;对+37—10孔的气体检测,CO含量从注浆前的90PPm降到注浆后的25PPm;对+39—8孔的气体检测,CO含量从注浆前的106PPm降到注浆后的25PPm;对+35—8孔的气体检测,CO含量从注浆前的70PPm降到注浆后的20PPm;对+43—13孔的气体检测,CO含量从注浆前的130PPm降到注浆后的40PPm。

以上数据说明注浆灭火效果明显,火势处于降温熄灭阶段。

第五节 矸石山地质情况

一、地层

矸石山周围地貌类型为侵蚀堆积黄土地貌。出露的地层主要第四系下更新统大墙组(Q1d)粘土、中更新统离石组(Q2l)亚粘土和上更新统马兰组(Q3m)亚砂土。

大墙组(Q1d):区域零星分布,厚度大于20 m,在矸石山的北西部分布较多,岩性为棕红色粘土,呈硬塑状,含大量锰铁矿结核,结核粒径一般为0.5~2.5mm。

离石组(Q2l):分布于全区,厚8~12 m,为一套冲洪积层,岩性为褐红色—浅红色亚粘土,呈硬塑状,碎瓣状构造,成分以粘土为主,含1~3层钙质结核和少量铁锰质薄膜,钙质结核粒径一般为1~2.5mm,厚0.1~0.3 m,底部为一层厚5.0m左右的砂土层,内含少

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量的砾石。

马兰组(Q3m):分布于区内冲沟两岸,厚0~2.0m,为冲洪积成因的黄色亚砂土,含蜗牛壳、微细孔隙发育,沿坡覆盖于离石组之上,与离石组呈不整合接触。

矸石山位于北村东北冲沟中,覆盖于上述三套地层之上,堆积高度最大达72.72m,矸石成分主要为炭质泥岩、含炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩等,块度大部分10~50cm,最大大于1.0m,最小仅几厘米,矸石内含和少量的煤、砂岩等大小不一的混杂堆积在一起,结构疏松,空隙十分发育。矸石内含自然物黄铁矿,矸石中的黄铁矿由原来的不稳定还原状态变成稳定的氧化状态过程中释放出大量的热量,如遇通风不良,热量就会积聚导致矸石山内部的温度不断升高,当温度达到可燃点280℃时便引起矸石山自燃;自下而上沿山沟倾倒的方法,在矸石山前沿形成了扇面,这种堆放方法,底部和坡面极易进入氧气,使矸石山自燃有了充分的供养条件;由于矸石山内部含有一定的煤炭,煤经风雨淋滤氧化后,其含氧量增加,着火点降低,当达到着火点时,煤也发生自燃。而且矸石山本身的结构松散,空隙十分发育,透气性较好,也为矸石自燃的扩散提供了必要的条件。

二、水文地质条件

矸石山附近无地表水体及河流。地下水类型中对矸石山有影响的含水层主要是松散岩类孔隙水。松散岩类孔隙水主要赋存于沟谷内第四系洪冲积物中和矸石堆积体内的矸石孔隙水。地下水位埋深较深,据工勘孔资料显示,水位埋深大于15m,地下水埋藏类型为潜水。该

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含水层地下水直接接受大气降水和沟谷短暂洪流,根据收集资料显示,矸石山中孔隙水大部分顺孔隙渗透入下部的黄土中。总的来说,本区水文地质条件简单。

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第二章 注浆工程施工方案

目前,矸石山自燃火灾治理是一种新的工程类型,国家和相关部门也没有制定相关的规范和制度,主要是根据以往灭火经验和有关原理来制定灭火方案。国内自燃矸石山灭火方法普遍采用注浆法。此法是将注浆管打入矸石山中,通过泥浆泵将配制好的高碱性泥浆经注浆管压人燃烧区,利用泥浆中的水分急剧蒸发带走大量热量,使矸石迅速降温,凝固物充填矸石间的孔隙,形成稳定的封闭层,达到降温及隔氧作用。同时泥浆中的碱性物质还起到固硫的作用。

第一节 施工方案依据

1、山西省地质勘查局二一二地质队提交的《山西潞安环能股份有限责任公司漳村煤矿矸石山(二期)火情勘查报告》。

2、山西潞安环能股份有限责任公司漳村煤矿矸石山(一期)治理方案。

3、《煤矿安全规程》(2016年10月1日实施)。

第二节 火灾治理方法的确定

矸石山火灾治理一般采用打孔注浆全充填法、分块割断注浆法、挖除火源法,地表覆盖阻断空气法等。

根据山西省地质勘查局二一二地质队提交的《山西潞安环能股份有限责任公司漳村煤矿矸石山(二期)火情勘查报告》,圈定的高温异常区、着火区位于矸石山顶部,面积约17431m2,占矸石山总面积的

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