钻探注浆在矸石山灭火降温中的技术应用研究童召军戚钢(山东省煤田地质局第一勘探队山东青岛266404)[作者简介]童召军(1990年~),男,汉族,山东科技大学水文与水资源工程专业,工程师,研究方向:水工环。[摘要]治理有自燃情况的矸石山,传统做法是直接挖出热源冷却法、灌浆封闭法、表面封闭和压实法等。本文所研究的矸石山有着高温、高硫、边坡稳定性差等特点,为完成矸石山灭火降温、剥离处理任务,在研究传统治理方法后,采用钻探注浆来解决其突出问题。为提高钻探注浆的效果,本文着重探讨在钻探注浆中用到的空气(氮气)钻进、跟管钻进成孔、灭火注浆材料的配方与配比等工作手段的原理与优点,为业界高效、安全解决矸石山高温自燃问题提供一种新思路。[关键词]矸石山;空气(氮气)钻进;跟管钻进;灭火注浆材料位于山东省境内的某矿矸石山占用大量土地,严重浪费土地资源;目前处于自燃状态,不断向外界挥发大量SO2、H2S等有毒有害气体,严重污染大气;由于堆放工艺的原因,山形呈锥形,在人为开挖和降雨淋滤作用下,容易失稳引发滑坡、泥石流等地质灾害,危及附近居民的安全。因此,解决该矿的矸石山问题刻不容缓。1.矸石山概况1.1矸石山自然形态本矸石堆放场分南北大小两座矸石山。南部的大矸石山东西走向长约300m,南北宽约200m,矸石山山坡陡峭,凸凹不平,整体呈不规则圆锥状,山顶离地最高处约70m,占地面积约为50000m2,矸石总量约为1100000m3。北部的小矸石山东西长约200m,南北宽约35m,高度约20m,占地面积约7000m2,矸石量约100000m3,山坡相对平缓,整体呈梯形长堤状。1.2矸石山自燃的原因分析内因:本矸石山原矸和洗矸中含硫量均远高于2%(发生自燃的临界值),具有自燃倾向。另外,矸石中黄铁矿含量高,在合适的条件下黄铁矿发生氧化反应释放出大量的热量,会促进煤的低温氧化过程。因此高含硫量、高黄铁矿是导致本矸石山自燃的内因。外因:利用轨道装载车从井下运输煤矸石至堆放场,矸石山由自然下落方式堆积而成,导致堆积松散,孔隙发育。不合理的堆积方式给矸石的持续氧化提供了良好的条件,这是导致该矸石山自燃的主要外因。2.施工方法与顺序经过现场踏勘发现,大小矸石山有高温、高硫、边坡稳定性差等特点。为完成矸石山降温剥离处理,在传统降温灭火治理方法的基础上,创造性地提出了分段覆盖压实、空气(氮气)钻进、跟管钻进成孔、注浆工艺等方法,严格按照以上施工方法,必将能高效、安全地解决矸石山高温自燃问题。施工顺序:先对小矸石山钻探灭火注浆降温,小矸石山灭火降温后,将小...
