26.3%,占划定治理区范围的61.2%;高温异常区位于14线北部,面积6574m2,约占划定治理区范围的23.1%%;着火区约占划定治理区范围的38.1%。%%%
高温异常区位于矸石山顶部,从1线一直延伸至13线中部,呈南北向展布,长约125m,宽约90m。其间还存在一些相对低温区,如10线10-10(7.6℃)~10-13(4.2℃)、11线11-10(10.9℃)~11-13(6.7℃)、12线12-10(12.1℃)~12-14(6.4℃)、13线13-10(7.9℃)~13-14(7.6℃)一带为米测温相对较低的部位,但综合考虑地面分布情况,该部位正好位于矸石堆积斜坡地段,受地形影响,温度相对较低,但实际上位于南部正在燃烧的着火区范围内。
着火区位于矸石山南部地形相对较低,从14线一直延伸至27线,位于传送带漏斗下方铲车、推土机工作区南部阶台,长约130m,宽约120m,温度多>130℃。其间存在一些相对低温区,如15线15-10(7.4℃)、15-11(9.3℃),16线16-9(8.6℃)、16-10(8.9℃)测温偏低,一带为米测温相对较低的部位,由于铲车及推土机在该区域场地内不断推送、堆积矸石作业,对下部着火矸石进行掩埋,造成米测温偏低。但实际上位于南部正在燃烧的着火区范围内。
矸石山目前没有着火的部位主要位于矸石山东部边缘地段,为矸石不断推地段,为目前矸石自燃还没有延伸区域。
综上所述,本区由于火情严重,面积较大。因此,结合本区火区范围广、深度大、着火层位多等特点。本矸石山堆放厚度一般为40~50米,最大为72.27米,采用矸石山一期治理的成功经验,本次矸石
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山灭火采用打孔注浆的方法,其原理是先将灭火材料加水制成灭火浆液,再将灭火浆液注入矸石山的内部。在浆液接触到高温矸石后,通过水分的蒸发带走大量热量;灭火浆液中的固体则包裹在矸石表面或充填于矸石空隙之中,减少矸石与氧气的进一步接触,通过降温与隔氧两方面的作用,来达到灭火的目的。孔深10m,地表下5米注浆隔断的方法进行,隔断层厚度按4~5米计算。
第三节 火灾治理方案
一、火区治理范围
根据火情勘查报告,矸石山火区(治理范围)面积约28489m2,占整个矸石山总面积的43.03%;治理区内高温异常区和着火区位于矸石山顶部,面积约17431m2,占划定治理区范围的61.2%,其余为低温区。但根据实际情况,除着火区需要治理外,矸石山内没有着火的范围、矸石山东部新堆放区及矸石山西部少量外围也考虑在本次治理范围,以免留下后患。治理区范围即灭火钻孔布设范围,治理区面积约43600m2。
二、灭火孔的布设
根据漳村矸石山一期治理工程的成功经验,按一期治理的钻孔布置方案,共布设灭火孔59排,排距5m,孔距5m,呈网格状布置,共布设灭火孔1707个,设计深度为8~12m,平均为10m,设计总进尺约17070m。
三、矸石山孔隙体积和注浆量
根据漳村矸石山一期试验及计算,漳村煤矿矸石山未经过压实处
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理,空隙率为15%,隔断层面积分别为43600m2,隔断层厚度为5m,经计算,本次灭火工程需要充填的隔断层空隙总体积为32700 m3。浆液消耗率取值为15%,注浆浆液的结石率为80%,空隙充填率为80%,注浆量为30084m3。
四、注浆材料及浆液配比 主要有水、土、熟石灰等。
1、水:准备两个6m3的水罐为注浆提供用水,水源来自矸石山附近的消防水源中。
2、水、土、熟石灰用量
土采用当地黄土(配标准膨润土),石灰采用生石灰炼制后的熟石灰。
根据漳村煤矿矸石山一期治理的实践经验,注浆浆液为石灰泥浆,其水固比为2.0:1.0~1.5:1.0,固相比为(土: 熟石灰)为1:1~4:1(重量比),浆液配比按水固比2:1,石灰土比例1:4(重量比)计算:需要水27617吨,土10950吨(其中黄土7950吨,膨润土3000吨),熟石灰2738吨,在实际施工工程中,根据实际钻孔的注浆情况对配比进行调整。
在施工前,要首先进行浆液配比试验,以准确掌握不同配比浆液的干料含量、浓度、比重、结石率等参数。
五、注浆系统
注浆系统由料场、一级搅拌池、二级搅拌池,供水池、注浆泵、注浆管道、连接装置等组成。按一般采空治理要求即可。
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第四节 施工工艺
本工程工艺流程见图1。 施工前的准备工作
要确保施工设备和人员的顺利进场,保证水、电、路的畅通,临时建筑物的搭建工作。蓄水池、搅拌池的修建、材料的储藏等工作。
一、灭火孔位放样
设计钻孔1707个。用全站仪、经纬仪结合钢尺,根据图解坐标放在实地位置,在实际的孔位处用红色的木桩做标记。漳村煤矿运输矸石设备压覆的钻孔位置可根据实地情况调整,其它钻孔误差小于0.5m。
矸石山灭火项目孔位测量采用1954年北京坐标系3°带投影,中央子午线为114°,高程系统采用 1954年高程基准。执行国家标准《地质矿产勘查测量规范》。填写注浆孔放样验收书,放样后,经验收合格,可进行下一道工序。
二、成孔工艺及技术要求 1、钻孔孔位及终孔深度
平整经常场地后,钻机进入孔位放样后的位置,严格按测量所放孔位打孔,由于条件限制,必须经技术部研究后方可移孔。取得注浆孔施工通知书后方可开钻,所有钻孔开孔口径不得小于50mm,施工至指定深度后,经项目部验收合格后,准备下一步工作,以满足注浆的需要。
2、钻进方法
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钻进时采用干钻或冲击钻进。把花管(带孔的钻杆)送入孔底指定部位,利用自身坍塌封闭,不再进行浇筑,以便进行分层注浆。
3、钻孔质量要求
灭火孔不取芯,但应做好钻探原始记录,包括进尺、钻进日期、时间、机长及技术员签字、孔内地层情况;
施工中要记录好着火层位深度、火情等;
由于矸石山堆积物为松散层,要防止孔内坍塌、卡钻事故的发生。 4、原始记录质量要求
原始资料记录及时、正确、整洁、字迹清楚、端正、无涂改。 5、验收
在钻探成孔后,经项目部技术员签字方可终孔。接受甲方及监理的监督检查。
三、注浆工艺及技术要求 1、注浆材料配制
(1)浆液配比按设计浆液配比进行,并随机抽查浆液的各项指标。
水固比 固相比 (重量比) (重量比) 2.0:1 1.9:1 1.8:1 1.7:1 1.6:1 1.5:1 4:1 4:1 4:1 4:1 4:1 4:1 水 (Kg) 830 826 819 807 797 786 膨润土(Kg) 332 348 364 380 400 420 熟石灰(Kg) 83 87 91 95 100 104 浆液比重(g/m3) 1.25 1.27 1.29 1.31 1.33 1.35 浆液粘度 s 20 21 22 23 24 25
(2)原材料:水用水表或定量容器计量,膨润土按袋计量,黄土和熟石灰按重量计,并要求抽查土和熟石灰的重量。
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