煤矸石规范化处置新工艺

摘要

本发明公开了煤矸石规范化处置新工艺，包括第一步骤：填埋场底部、侧面边坡、排矸道路等，采用30cm强固化层，起到填埋场底层硬化防渗，整体承重作用，确保煤矸石分层填埋过程各种车辆机械作业运行正常，保证车辆正常通行；第二步骤：中间隔离密封层采用弱固化层，起到密封所填埋的煤矸石层，阻止水的渗透，隔绝空气，防止自燃；本发明在矸石沟建设初期，可以做底部防渗处理、挡矸墙建设、边坡防渗、边坡护坡、排水渠以及排水涵洞建设以及矸石的运输道路硬化、覆盖隔层密封等环节，采用该方法可以解决煤矸石填埋的抗渗、自燃、扬尘等问题，总体体现环境友好，节约资源，降低成本的优势。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新工艺，特别涉及煤矸石规范化处置新工艺，属于煤矸石处理技术领域。

背景技术

矸石堆放方式采用分层压实的方法来堆放矸石。根据实践经验总结出十六字方针的排矸工艺，即“从向外，从下向上，缩小凌空，分层压实”，这样既可以使矸石得到一定程度的压实，减小空隙率，也可以减小排矸场的斜坡暴露面，因为斜坡上不易压实，等到一层矸石的堆积完成后，然后再进行下一层的排矸，到整个矸石场停止使用时，形成的是一个封闭良好，表面固化的整体。

具体堆放措施如下：

1、将沟底粘土碾压、夯实，加强防渗性能；

2、用汽车把松散矸石倒运到沟谷底部，装载过程中注意上部矸石不能形成滑坡，造成生命财产损失；

3、用推土机把矸石推平，每堆放1m厚的矸石层进行一次压实，压实标准为K渗=1×10-5m/s，可有效防治矸石沉陷；

4、对矸石场矸石每堆放3m厚的矸石覆盖一层30cm厚的黄土，隔绝空气，预防由于矸石氧化部热量积聚，引起矸石自燃；

5、每堆高8m建造一个马道，马道宽2m，侧修建排水沟，防止坡面汇水冲刷坡面；

6、矸石场坡面形成1:2的坡度；

7、对新运来的矸石采取3-6步骤；

图1给出了煤矸石填埋区横截面示意图，黑色部分代表了煤矸石填埋层，压实厚度为3m,白色隔层代表中间的覆土阻燃隔层，压实厚度30cm，侧面为填埋区边坡，顶部为填埋区复垦平台。

现有煤矸石的处置工艺存在的问题：

1、大量消耗黏土资源，平均每填埋一立方煤矸石需要约0.2立方黏土，按照一个处理100万立方的小矸石场就需要用掉20万立方土，而且都需要外运，不但消耗量宝贵的黄土资源，还增加了运输成本，根据考察若干填埋场实际操作时，尽管标准要求覆土0.3-0.50m，实际都在0.20m以下，甚至更低，难以达到覆土隔层的目的；

2、当地粉质土一般压实后强度较低，密实度不够，覆盖层难以要达到1.0×10-7cm/s抗渗指标，使得隔绝空气和防止水进入的目的难以达到，抗渗不足，会出现渗漏仍存在自燃风险；

3、由于沟底及侧边坡的土质含有大量砂石等，仅对沟底做就地简单压实无其他防渗处理措施，根本达不到1.0×10-7cm/s，无法达到防止底部渗漏污染地下水目的；

4、由于黏土压实后强度低一般在0.2MPa以下，覆盖黏土遇到降雨后容易软化无法作业渗漏无法避免，晴天后机械作业时极易造成扬尘。

发明内容

本发明的目的在于提供煤矸石规范化处置新工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：煤矸石规范化处置新工艺，包括以下步骤：

第一步骤：填埋场底部、侧面边坡、排矸道路等，采用30cm强固化层，起到填埋场底层硬化防渗，整体承重作用，确保煤矸石分层填埋过程各种车辆机械作业运行正常，保证车辆正常通行；

第二步骤：中间隔离密封层采用弱固化层，起到密封所填埋的煤矸石层，阻止水的渗透，隔绝空气，防止自燃；

第三步骤：每层矸石前端护坡采用强固混合料制作成的连锁砌块，砌筑护坡式梯田墙，起到护坡防止坍塌滑坡等安全灾害；

第四步骤：顶部密封防渗层，煤矸石填埋完成后上面采用强固化混合料防渗层，然后要覆土进行绿化或农作物种植，起到与中间隔离密封层相同的密封防渗作用，保水保墒的作用，促进造田复垦绿化。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二步骤中，弱固化层的厚度为20厘米。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第四步骤中，强固化混合料防渗层的厚度为30厘米。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第四步骤中，覆土的厚度为50厘米-80厘米。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明煤矸石规范化处置新工艺，在矸石沟建设初期，可以做底部防渗处理、挡矸墙建设、边坡防渗、边坡护坡、排水渠以及排水涵洞建设以及矸石的运输道路硬化、覆盖隔层密封等环节，采用该方法可以解决煤矸石填埋的抗渗、自燃、扬尘等问题，总体体现环境友好，节约资源，降低成本的优势。

2、节约土资源，由于煤矸石具有与黏土相近的成分，可利用煤矸石粉碎成细粉代替黏土，传统方案需要每堆3米深煤矸石覆土0.3m黏土并压实以起到密封隔绝空气作用，平均每立方煤矸石消耗黏土0.2立方米。本方法不再耗用宝贵的黏土，可以节约需要大量的土资源， 平均每方煤矸石节约黄土0.2方，多消耗煤矸石近10%。

3、有效解决抗渗，消除对地下水影响，在矸石沟底部和侧壁采用土体水稳定技术就地固化煤矸石细粉，形成整体的、密实的煤矸石覆盖固化层替代黏土覆盖层，该固化层具有优秀的水稳性和强度，而且抗渗性能突出，饱和渗透系数小于K渗=1×10-5m/s；因此，无需铺设土工布防渗、无需外运黏土。夯筑成整体性密实的煤矸石固化层形成防渗漏层，妥善的解决了有渗水导致的煤矸石填埋自燃的隐患，同时消除对地下水的污染隐患。

4、就地取材、利用固废处置固废，实现固废资源化利用的最大化。大量减少了用土量及采购成本，还降低了土的采购和运输费用，从而降低成本、节能减耗。

附图说明

图1为煤矸石填埋区横截面示意图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了煤矸石规范化处置新工艺的技术方案：

煤矸石规范化处置新工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步骤：填埋场底部、侧面边坡、排矸道路等，采用30cm强固化层，起到填埋场底层硬化防渗，整体承重作用，确保煤矸石分层填埋过程各种车辆机械作业运行正常，保证车辆正常通行；

第二步骤：中间隔离密封层采用弱固化层，起到密封所填埋的煤矸石层，阻止水的渗透，隔绝空气，防止自燃；

第三步骤：每层矸石前端护坡采用强固混合料制作成的连锁砌块，砌筑护坡式梯田墙，起到护坡防止坍塌滑坡等安全灾害；

第四步骤：顶部密封防渗层，煤矸石填埋完成后上面采用强固化混合料防渗层，然后要覆土进行绿化或农作物种植，起到与中间隔离密封层相同的密封防渗作用，保水保墒的作用，促进造田复垦绿化。

第二步骤中，弱固化层的厚度为20厘米，起到填埋场底层硬化防渗，整体承重作用良好，第四步骤中，强固化混合料防渗层的厚度为30厘米，起到与中间隔离密封层相同的密封防渗作用第四步骤中，覆土的厚度为50厘米-80厘米，使得保水保墒的作用更好，促进造田复垦绿化。

具体使用时，本发明煤矸石规范化处置新工艺，通过采用30cm强固化层对埋场底部、侧面边坡、排矸道路等地进行填埋，对埋场中间的隔离密封层采用弱固化层，起到密封所填埋的煤矸石层，阻止水的渗透，隔绝空气，防止自燃；对每层矸石前端护坡采用强固混合料制作成的连锁砌块，砌筑护坡式梯田墙；对埋场顶部作密封防渗层处理，煤矸石填埋完成后上面采用强固化混合料防渗层，然后要覆土进行绿化或农作物种植。

综上所述，本发明在矸石沟建设初期，可以做底部防渗处理、挡矸墙建设、边坡防渗、边坡护坡、排水渠以及排水涵洞建设以及矸石的运输道路硬化、覆盖隔层密封等环节，采用该技术可以解决煤矸石填埋的抗渗、自燃、扬尘等问题，总体体现环境友好，节约资源，降低成本的优势，同时本发明不再耗用宝贵的黏土，可以节约需要大量的土资源， 也有效解决抗渗，消除对地下水影响，就地取材、利用固废处置固废，实现固废资源化利用的最大化。大量减少了用土量及采购成本，还降低了土的采购和运输费用，从而降低成本、节能减耗。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。