一种排矸场灭火综合施工方法技术

本申请提供一种排矸场灭火综合施工方法，包括：根据所述排矸场内不同区域的监测温度，将所述排矸场划分为安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区；对所述安全区、所述隐患区采用田字形开沟注浆封闭施工；对所述临界区采用U型换热管循环介质进行降温施工；对所述蓄热区采用钻孔注浆灭火施工；对所述发火区采用机械挖除换填灭火施工；对所述排矸场的场地坡顶平台、坡面采用全封闭防复燃施工。籍此，对排矸场的火情进行实时监控、分区，针对不同温度分区采取不同的灭火工艺，利用多种灭火方法相结合对排矸场进行灭火施工，确保对矸石山进行全面防火、灭火，而不仅仅是对地面观察到的火区进行灭火。行灭火。行灭火。

【技术实现步骤摘要】
一种排矸场灭火综合施工方法


[0001]本申请涉及安全施工
，特别涉及一种排矸场灭火综合施工方法。

技术介绍

[0002]排矸石是一种在成煤过程中与煤伴生的含碳量较低、发热值较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是掘进、开采和洗煤过程中排放的固体废弃物，且是堆放量和存放量最大的固体废弃物之一。排矸场大都采用“由上而下，自然堆积，平整顶部，不断延伸”的排放方式，未分层碾压，表层仅覆盖薄层土，很容易发生硫化及不同程度的裂缝。
[0003]目前，排矸场的传统灭火方式中，对自然矸石山用水灭火，往往越灭越着，不仅不能灭火，还起到助燃作用。矸石山不加处理直接覆土，并不能彻底灭火，矸石内部仍可能在氧化、燃烧，而且由于覆土，内部压力得不到释放，极易产生高温高压，发生爆炸事故。
[0004]因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种排矸场灭火综合施工方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]本申请提供一种排矸场灭火综合施工方法，包括：步骤S101、根据所述排矸场内不同区域的监测温度，将所述排矸场划分为安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区；步骤S102、对所述安全区、所述隐患区采用田字形开沟注浆封闭施工；步骤S103、对所述临界区采用U型换热管循环介质进行降温施工；步骤S104、对所述蓄热区采用钻孔注浆灭火施工；步骤S105、对所述发火区采用机械挖除换填灭火施工；步骤S106、对所述排矸场的场地坡顶平台、坡面采用全封闭防复燃施工。
[0008]优选的，在步骤S101中，通过无人机红外遥感航测获取的所述排矸场内不同区域的热红外影像，将所述排矸场划分为所述安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区。
[0009]优选的，在步骤S102中，采用分段开挖方式，分别在所述安全区、所述隐患区由温度异常区域的等高线下游逐步向温度异常区域的等高线上游推进，进行田字形开挖沟槽，在开挖沟槽后，立即进行注浆封闭坡面及坑底。
[0010]优选的，在步骤S103中，在所述临界区范围内进行钻孔埋设竖直地埋管，在地埋管内安装U型换热管，所述U型换热管连接热泵机组，通过所述导热循环介质在所述临界区内矸石山进行换热。
[0011]优选的，在步骤S104中，在所述蓄热区钻多个灭火孔；其中，多个所述灭火孔呈矩形排布，相邻两个所述灭火孔的间距为3米；在所述蓄热区按照由周围至中心、温度由低到高的顺序对多个所述灭火孔进行注浆；响应于所述蓄热区内的温度异常区域温度下降至预设阈值，将所述灭火孔填平压实。
[0012]优选的，在对多个所述灭火孔进行注浆时，在所述蓄热区中心区域预留排气孔。
[0013]优选的，在步骤S105中，对所述发火区可见明火或者浓烟区域进行标定，并采用机械进行挖除矸石；在所述发火区矸石挖除完毕后，进行换填处理，换填自然土，并进行夯实。
[0014]优选的，在步骤S106中，所述排矸场温度分区为安全区部分，边坡采用削坡整形，坡面成坡率为1:1.5，距离坡面0.3米到1米范围内采用黄土回填，压实系数不小于0.85；距离坡面0米到0.3米范围回填种植土；所述排矸场温度分区为安全区以外部分，对其边坡进行削坡，削坡厚度为2米，坡面成坡率为1:1.5；在削坡完成后，立即对坡面进行喷浆封闭，并采用土矸混合物覆盖，覆盖厚度为1米，压实系数不小于0.85，距坡面0.3米到1米范围内采用黄土回填，压实系数不小于0.85；距离坡面0米到0.3米范围回填种植土。
[0015]优选的，还包括：通过预留温度监测孔对所述排矸场的矸石山进行温度监测；其中，通过WANK式铠装热电偶在所述安全区、隐患区、临界区采取品字型浅孔测温，在所述蓄热区、所述发火区采取品字型中深孔测温；所述WANK式铠装热电偶的坡面由上往下依次打孔，所述浅孔深度范围为1米到2米，孔间距为50米到80米；所述中深孔深度范围为6米到8米，孔间距为30米到50米。
[0016]优选的，所述安全区的温度范围为小于40摄氏度；所述隐患区的温度范围为大于等于40摄氏度小于70摄氏度；所述临界区的温度范围为大于等于70摄氏度小于90摄氏度；所述蓄热区的温度范围为大于等于90摄氏度小于230摄氏度；所述发火区的温度范围大于等于230摄氏度。
[0017]有益效果：
[0018]本申请实施例提供的排矸场灭火综合施工方法中，根据排矸场内不同区域的监测温度，将排矸场划分为安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区；对安全区、隐患区采用田字形开沟注浆封闭施工，对临界区采用U型换热管循环介质进行降温施工，对蓄热区采用钻孔注浆灭火施工，对发火区采用机械挖除换填灭火施工，对排矸场的场地坡顶平台、坡面采用全封闭防复燃施工。籍此，通过由下而上、由外而内、由低温区向高温区逐步推进的方式，针对不同的温度分区采取不同的灭火施工方法进行灭火施工，施工过程简便快捷，灭火效果显著，避免了煤矸石自燃，解除了矿区生产的后顾之忧，减轻了矿产区的大气污染和地下水污染，减少二氧化硫的排放，保持矿区稳定，避免因煤矸石推挤造成的泥石流、坍塌、滑坡和地面塌陷等自燃灾害的发生，经济实用，大大缩短了施工工期，使排矸场的生态环境得到了显著改善，具有良好的推广应用前景。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：
[0020]图1为根据本申请的一些实施例提供的一种排矸场灭火综合施工方法的流程示意图；
[0021]图2为根据本申请的一些实施例提供的排矸场内的温度监测示意图；
[0022]图3为根据本申请的一些实施例提供的排矸场内的分区示意图；
[0023]图4为根据本申请的一些实施例提供的坡面全封闭断面图。
具体实施方式
[0024]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
[0025]申请人研究发现，对矸石场进行治理时，一方面，存在着认识误区，传统灭火方式(用水灭火)，不仅不能灭火，还起到助燃作用，往往越灭越着；矸石山不加处理直接不加处理直接覆土，并不能彻底灭火，矸石内部仍可能在氧化、燃烧，而且由于覆土，内部压力得不到释放，极易产生高温高压，发生爆炸事故。另一方面，对自然矸石只进行灭火，防复燃措施不足。如不采取有效的防复燃措施，不能隔绝供氧通道，处于蓄热状态的矸石将发展到自燃状态，造成植被死亡，水土流失。
[0026]受到矸石山内部复杂且发展迅速的火情影响，不同着火区的着火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，包括：步骤S101、根据所述排矸场内不同区域的监测温度，将所述排矸场划分为安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区；步骤S102、对所述安全区、所述隐患区采用田字形开沟注浆封闭施工；步骤S103、对所述临界区采用U型换热管循环介质进行降温施工；步骤S104、对所述蓄热区采用钻孔注浆灭火施工；步骤S105、对所述发火区采用机械挖除换填灭火施工；步骤S106、对所述排矸场的场地坡顶平台、坡面采用全封闭防复燃施工。2.根据权利要求1所述的排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，在步骤S101中，通过无人机红外遥感航测获取的所述排矸场内不同区域的热红外影像，将所述排矸场划分为所述安全区、隐患区、临界区、蓄热区和发火区。3.根据权利要求1所述的排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，在步骤S102中，采用分段开挖方式，分别在所述安全区、所述隐患区由温度异常区域的等高线下游逐步向温度异常区域的等高线上游推进，进行田字形开挖沟槽，在开挖沟槽后，立即进行注浆封闭坡面及坑底。4.根据权利要求1所述的排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，在步骤S103中，在所述临界区范围内进行钻孔埋设竖直地埋管，在地埋管内安装U型换热管，所述U型换热管连接热泵机组，通过所述导热循环介质在所述临界区内矸石山进行换热。5.根据权利要求1所述的排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，在步骤S104中，在所述蓄热区钻多个灭火孔；其中，多个所述灭火孔呈矩形排布，相邻两个所述灭火孔的间距为3米；在所述蓄热区按照由周围至中心、温度由低到高的顺序对多个所述灭火孔进行注浆；响应于所述蓄热区内的温度异常区域温度下降至预设阈值，将所述灭火孔填平压实。6.根据权利要求5所述的排矸场灭火综合施工方法，其特征在于，在对多个所述灭火孔进行注浆时，在所述蓄热区中心区...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰，任永茂，李敏，马艳荣，宋晓瑞，贾振强，于月涛，刘旭东，
申请(专利权)人：山西金地源地质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：