專利名稱：自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤矸石山治理，具 體一種能夠有效滅火和防止煤矸石再次復(fù)燃，并有利于植被生長的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
矸石山是由大量顆粒狀矸石堆積形成的，空氣極易在內(nèi)部流通，導(dǎo)致煤矸石山自燃，嚴(yán)重污染大氣、土壌及水環(huán)境，造成嚴(yán)重的環(huán)境問題和社會問題。因此，必須對煤矸石山進(jìn)行滅火井植被恢復(fù)，解決礦區(qū)環(huán)境問題。一、矸石山滅火現(xiàn)階段對自燃矸石山的滅火通常采用1、堿性泥漿深孔注漿，這種方法最大的問題是無法控制漿液在矸石山內(nèi)流動的方向，也很難將漿液保持在火區(qū)內(nèi)一段時間，往往注入的漿液在阻力最小的地方形成通道，大量的漿液都從這些通道流失，很難形成嚴(yán)密的密封層，滅火效果很差。2、表面覆蓋黃土隔氧滅火，這種方法只能降低燃燒強(qiáng)度和污染物排放速率，但滅火成功率不高，其原因ー是雨水的沖刷形成侵蝕溝，易造成煙囪效應(yīng)，加劇了矸石山的自燃；ニ是矸石山的溫度短期內(nèi)很難降低；三是矸石層與黃土層親和カ不強(qiáng)，易產(chǎn)生滑動，若遇暴雨黃土層會大塊滑落，雨水注入矸石山會發(fā)生爆炸。ニ、砰石山植被恢復(fù)傳統(tǒng)植被恢復(fù)多米用挖坑植樹的方法。以栽植喬木為主，坡面無植被覆蓋，遇暴雨極易造成水土流失，誘發(fā)矸石氧化增溫，増加自燃的幾率；另一方面，喬木地面生物量增加山體載荷，易造成山體滑坡。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決自燃煤矸石山滅火不徹底及植被恢復(fù)效果差的問題，本實(shí)用新型提供ー種自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是ー種自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，包括覆蓋在煤矸石山體坡面上的隔離層，所述的隔離層向山體外側(cè)還設(shè)有基質(zhì)層和種子層。隔離層可用矸石、黃土壓實(shí)形成，用來隔絕氧氣，防止復(fù)燃發(fā)生，基質(zhì)層是根據(jù)植物生長特性選擇的適合恢復(fù)植物生長的營養(yǎng)土壤層，種子層是將種子與黃土、木纖維等的混合物噴播到基質(zhì)層上形成。所述的隔離層在矸石燃燒部位和矸石未燃燒部位采用不同的結(jié)構(gòu)，矸石燃燒部位的隔離層由山體內(nèi)側(cè)向外側(cè)分別為矸土石灰隔離層和矸土隔離層；矸石未燃燒部位的隔離層僅為矸土隔離層。本實(shí)用新型在準(zhǔn)確測溫的基礎(chǔ)上，對煤矸石山體燃燒部位呈穴狀、片狀等集中的區(qū)域采用挖掘機(jī)挖除，待挖出的矸石冷卻后與黃土、石灰按比例均勻混合，回填于所挖的溝槽底部形成矸土石灰隔離層，矸土石灰隔離層外側(cè)用矸石與黃土按比例均勻混合物回填實(shí)形成矸土隔離層。山體其余未燃燒部位采用矸石與黃土均勻攪拌后壓實(shí)形成矸土隔離層。采用上述層狀結(jié)構(gòu)可確保矸石山隔絕氧氣，防止復(fù)燃發(fā)生。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可有效隔絕氧氣，滅火效果徹底，通過分層回填壓實(shí)加大坡體表面密實(shí)度，可防止復(fù)燃發(fā)生。同時矸土隔離層通過改善矸石表層環(huán)境，増大土壌保水性，為植物生長提供適宜的條件。基質(zhì)層和種子層可在坡面形成ー個網(wǎng)狀纖維覆蓋保護(hù)層，既有利于植物種子萌芽生長，又可以減緩水分蒸發(fā)、減少雨水侵蝕。本實(shí)用新型適宜采用機(jī)械化操作完成，成本較低。

圖I為本實(shí)用新型自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為矸石山燃燒部位的隔離層的剖面圖。圖3為柔性排水渠的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖中，I-隔離層，2-基質(zhì)層，3-種子層，4-柔性排水渠，5-擋土墻，6-無紡布覆蓋層，101-矸土石灰隔離層，102-矸土隔離層，401-黃土層，402-土工膜，403-土工袋?！?br> 具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型要求保護(hù)的技術(shù)方案做具體說明。本實(shí)用新型所述的ー種自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，如圖I所示，包括覆蓋在煤矸石山體坡面上的隔離層1，所述的隔離層I向山體外側(cè)還設(shè)有基質(zhì)層2和種子層3。所述的隔離層I在矸石燃燒部位和矸石未燃燒部位采用不同的結(jié)構(gòu)，矸石燃燒部位的隔離層I (如圖2所示)由山體內(nèi)側(cè)向外側(cè)分別為矸土石灰隔離層101和矸土隔離層102 ;矸石未燃燒部位的隔離層僅為矸土隔離層。在構(gòu)筑本實(shí)用新型所述的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)時，首先對矸石山進(jìn)行整治，坡度控制在30度左右，將山體分成幾段坡面，每段坡面長20米左右。確定矸石燃燒部位和未燃燒部位采用“品字形”測溫法，即對坡面每隔I. 5m成品字形打孔測溫，測溫深度根據(jù)矸石山著火深度而定，測溫梯度為lm、l. 5m、2. 0m，坡面勘測要求每次測溫打孔垂直于坡面，保證測溫深度。測溫打孔采用氣動潛孔鉆進(jìn)行施工。測溫結(jié)束進(jìn)行資料匯總，根據(jù)測溫?cái)?shù)據(jù)在地形圖上繪制溫度分布圖，標(biāo)注蓄熱區(qū)、高溫區(qū)、燃燒區(qū)區(qū)域范圍及溫度。根據(jù)勘察的火點(diǎn)的深度、范圍實(shí)施相應(yīng)滅火エ藝。構(gòu)建隔離層時，先對燃燒部位呈穴狀、片狀等集中的區(qū)域采用挖掘機(jī)挖除，開挖深度依據(jù)燃燒中心的深度確定。待挖出的矸石冷卻后與黃土、石灰以2:1:1的比例均勻混合，回填于所挖的溝槽底部形成矸土石灰隔離層101，在矸土石灰隔離層101外側(cè)用矸石與黃土以2:1的比例均勻混合物回填，回填過程中分層碾壓夯實(shí)，密實(shí)度不小于0.9，形成矸土隔離層102。山體其余未燃燒部位采用挖掘機(jī)將垂直坡面深度一米范圍的矸石與黃土均勻攪拌后壓實(shí)，其比例為2矸石1黃土。在矸石山困難立地條件下，采用人為干擾措施，加速基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)向目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)的演替過程，通過基質(zhì)改良，創(chuàng)造適宜植物生長的土壤母質(zhì)，選擇適宜的植物種，以人工誘導(dǎo)的方式逐漸向自然演替的過程發(fā)展。本實(shí)用新型借助液力攪拌噴射機(jī)實(shí)現(xiàn)基質(zhì)材料層、植物種子層的輸送?；|(zhì)層2中的基質(zhì)材料根據(jù)植物生長特性選擇合適配方，從而形成恢復(fù)植物生長所需的營養(yǎng)土壤層，材料主要為黃土、木纖維、緩施肥、保水劑、粘合劑、蛭石、菌根菌等，將基質(zhì)材料通過液カ攪拌噴射機(jī)攪拌混合，均勻地噴射到恢復(fù)坡面的隔離層I上，厚度為3-5cm ;植物種子的選擇模擬植被自然演替規(guī)律,即由草灌、喬灌向森林化方向演替，倡導(dǎo)從種子開始的最自然的育林方式，而非人工方式的植樹。因?yàn)椴シN苗不僅在表層形成致密的植物群落，主根也特別發(fā)達(dá)，進(jìn)ー步加固了山體，實(shí)現(xiàn)自然演替的目標(biāo)。具體方法為將花草灌木種子、黃土、木纖維及水等的混合物采用移動式液カ攪拌噴射機(jī)直接噴射到已噴射好的基質(zhì)上，噴播厚度為2--3cm形成種子層3，在完成噴射播種的同時能在坡面形成ー個網(wǎng)狀纖維覆蓋保護(hù)層，既有利于植物種子萌芽生長，又可以減緩水分蒸發(fā)、減少雨水侵蝕。為了解決排水問題，并有效應(yīng)對沉降，避免水渠斷裂，在煤矸石山體的中部設(shè)有柔性排水渠4，柔性排水渠建立在坡 面的交匯處。如圖3所示，柔性排水渠4包括梯形壕溝，壕溝邊及底面覆蓋黃土層401，黃土層401上鋪設(shè)有土工膜402，土工膜402上用土工袋403碼放成臺階式坡面。具體的構(gòu)筑方法是在煤矸石山馬道邊緣開挖寬上ロ寬I. 5m、下底寬lm、高Im的梯形壕溝,壕溝邊及底面回填黃土,夯實(shí)后形成下上ロ寬I. 0m、下底寬0. 6m、高0. 6m的梯形排水渠，將土工膜402平展鋪設(shè)，土工，402上方碼放土工袋403，土工袋403尺寸一般為40CmX80Cm，土工袋403裝土壓實(shí)，層層碼放相互壓實(shí)形成臺階式坡面，利于排水。如圖I所示，在煤矸石山體的中部和底部設(shè)有擋土墻5，擋土墻5為漿砌石擋墻，防止煤矸石山坍塌、滑坡，引發(fā)災(zāi)難。所述的種子層3外部還設(shè)有無紡布覆蓋層6。在完成遠(yuǎn)程噴射播種植被恢復(fù)后用無紡布完全覆蓋，可以降低雨水沖刷、緩解陽光曝曬，減緩水分蒸發(fā)，保持土壤濕潤度，夏季降低地表溫度的作用，促進(jìn)植物的萌芽生長。完成上述結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑后要注意養(yǎng)護(hù)管理，在煤矸石山植被恢復(fù)完成后的I 2年時間里應(yīng)該加強(qiáng)水肥管理。噴射播種三個月后實(shí)現(xiàn)完全植被覆蓋，一到兩年后豆科草本逐步退化，灌木漸次生長，形成和諧、統(tǒng)ー的自然演替的生態(tài)環(huán)境。
權(quán)利要求1.ー種自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，包括覆蓋在煤矸石山體坡面上的隔離層(1)，其特征在于所述的隔離層(I)向山體外側(cè)還設(shè)有基質(zhì)層(2)和種子層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，其特征在于所述的隔離層(I)在矸石燃燒部位和矸石未燃燒部位采用不同的結(jié)構(gòu)，矸石燃燒部位的隔離層(I)由山體內(nèi)側(cè)向外側(cè)分別為矸土石灰隔離層(101)和矸土隔離層(102);矸石未燃燒部位的隔離層僅為矸土隔離層(102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，其特征在于在煤矸石山體的中部設(shè)有柔性排水渠(4)，柔性排水渠(4)包括梯形壕溝，壕溝邊及底面覆蓋黃土層(401),黃土層(401)上鋪設(shè)有土工膜(402)，土工膜(402)上用土工袋(403)碼放成臺階式坡面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，其特征在于在煤矸石山體的中部和底部設(shè)有擋土墻(5 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，其特征在于所述的種子層(3)外部還設(shè)有無紡布覆蓋層(6 )。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種自燃煤矸石山綜合治理系統(tǒng)，包括覆蓋在煤矸石山體坡面上的隔離層，所述的隔離層向山體外側(cè)還設(shè)有基質(zhì)層和種子層。隔離層在矸石燃燒部位和矸石未燃燒部位采用不同的結(jié)構(gòu)，矸石燃燒部位的隔離層由山體內(nèi)側(cè)向外側(cè)分別為矸土石灰隔離層和矸土隔離層；矸石未燃燒部位的隔離層僅為矸土隔離層。本實(shí)用新型可有效隔絕氧氣，滅火效果徹底，通過分層回填壓實(shí)加大坡體表面密實(shí)度，可防止復(fù)燃發(fā)生。同時矸土隔離層通過改善矸石山表層環(huán)境，增大土壤保水性，為植物生長提供適宜的條件。基質(zhì)層和種子層可在坡面形成一個網(wǎng)狀纖維覆蓋保護(hù)層，既有利于植物種子萌芽生長，又可以減緩水分蒸發(fā)、減少雨水侵蝕。
文檔編號A01G1/00GK202652889SQ201220286170

公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者苗世龍 申請人:苗世龍