(整理)矸石山自燃处理治理应急预案.docx

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1、肝石自燃突发环境事故应急分预案第一章事故类型和危害分析1.1砰石自煨突发环境事故应颔臻的意义煤阡石自燃是一个较为普遍的现象。据统计，我国大约有三分之一的阡石山发生过自燃，放出大量的SO2zH2S,CO1CO2和氮氧化物等有害气体并伴有大量烟尘，对矿区环境造成严重污染。编制仁禾煤矿有限责任矿井砰石自燃突发环境事故应急预案，是针对一旦发生阡石自燃事故时，为防止事故恶化，保证迅速、有序、高效地开展应急救援行动，最大限度地减少环境危害、人员伤亡和降低事故损失而预先制定的有关救援计划或者方案。它是在辩识和评估潜在的重大危（Wei）险、事故类型、发生的可能性、发生的过程、事故后果及影响严重程度的基础上，对

2、应急机构与职责、人员、技术装备、物资、救援行动及其指挥与协调等方面预先做出的有可操作性的具体安排。其目的是增强矿井对阡石自燃突发事故的应急处理能力。1.2事故类型和危害分析1.2.1 煤肝石自燃原因分析砰石山自燃的因素既多又复杂（机理），据已有研究资料分析，可以概括为两大因素：一是阡石中存在着可燃物，如煤岩中的丝炭、镜煤、亮煤、及夹带的硫铁矿及块煤、坑木等都具有可燃性，这是阡石自燃的内因；二是在倾倒砰石时，大块阡石普通均翻滚在砰石山的底部，小块阡石及粉状肝石留在顶部,这样就自下而上形成较多连通的空隙，它为阡石自燃提供了供氧的途径。此外雨水、空气中的一定湿度为黄铁矿氧化提供了所需的水分，这是阡石

3、自燃的外因。试验证明，当空气中湿度低于15%时,砰石的吸氧量随湿度的增加而增大，煤的着火温度随水分的增加而降低。惟独当水分达到一定程度时，才干阻挠煤的氧化自燃。肝石山自燃普通易发生在斜坡，深度在4.57m之间,燃烧所发生的位置距砰石山表面2-2.5m,并且燃烧普通只发生在斜坡上。通过观察在中上部冒烟处，其供氧则是从斜坡的下部进入并产生烟囱效应，空气沿着斜坡的表层向上流动，而燃烧中心则在斜坡冒烟点下方约十几米处。根据上述理论可知，煤阡石要发生自燃，必须具备以下4个条件：含有能够在常温下氧化的物质或者可燃物,即煤阡石具有自燃倾向性；有氧气存在；有使热量积聚的环境；维持足够的时间以达到引燃温度。由此

4、可看出条件为煤阡石自燃的内部特征条件、和是煤砰石自燃的外部条件，为此我们要想预防煤阡石自燃发火，就必须着重研究其可以人为改变的外部条件，进而想办法抑制其自燃发火。1.2.2 煤砰石自燃的特征煤阡石自燃具有两个特征：一是从阡石内部先燃烧；二是属于不彻底(1)从肝石内部先燃烧煤砰石和自燃取决于供氧条件，供氧是沿着阡石之间的孔隙和孔道向内部补给的，砰石山内的中部有利于氧化反应生成热的积聚，所以燃烧首先在这里开始。自燃后，燃烧地带具有燃烧中心的特性。(2)不彻底燃烧煤阡石在堆积时，颗粒的形状和大小是不规则的，从而在煤阡石之间形成孔隙和孔道。在自燃之前，这些孔隙和孔道首先为黄铁矿和碳质可燃物的氧化提供空

5、气；在自燃之后，又可以为可燃物质燃烧补给空气。由于煤阡石的燃烧在煤阡石山的中部开始，因此通过孔隙和孔道输送空气的速度比较缓慢；此外，孔隙和孔道所占容积较小，煤阡石内可燃物质不能与氧充分化合，也就是不能充分燃烧；所以，从整体上说，煤阡石燃烧是在供氧量不足情况下进行的，其燃烧性质属于不彻底燃烧。(3)煤阡石自燃的三个过程煤阡石的自燃与其他含碳物质的燃烧一样，符合燃烧物理学原理，即必须经过缓慢反应氧化自动升温-稳定燃烧三个过程。(4)砰石自燃区域的划分据研究：一座正在自燃的阡石山根据温度高低概可划分为三个带：即燃烬带，燃烧带和未燃带。燃烬带处于砰石山的底部，温度约为IOO300ocz外观呈灰白色或者

6、灰红色；燃烧带处于阡石山的中部，最高温度可达IOOOoC;未燃带处于阡石山顶部,温度约为300500oCo1.2.3阡石自害雌(1)空气污染自燃的阡石山非但放出大量的SO2、CO2z还释放出大量的H2S和CO气体，也释出一定量的SoH2S的污染比SO22的污染更为严重,而这一点往往被人所忽视。砰石中的有机物在氧化分解过程中还生成一定量的氮氧化物和苯并(a)花等有害物质。苯并茂系一种强致癌物质，它是由于煤和煤砰石不完全燃烧和裂解所产生的。苯并茂以气相或者吸附在烟尘中排入大气。它在水中可溶性极低，在土壤中彻底失效所需时间35ao总之，煤阡石自燃不仅严重污染大气，而且对周围居民的健康影响非常巨大。（

7、2）其他环境效应除以上危害外，砰石堆积区尚有砰石爆炸效应、平川堆积区的稳定效应和山谷堆积区的伴生效应等。爆炸效应由煤砰石爆炸造成阡石雨伤人事件，国内外皆有报导。正在燃烧的阡石山，一俟冷水浇淋，产生温度效应，可即将引起爆裂，由温度差形成的气浪可使不同粒径的破碎阡石以抛物线的形式四面喷射，酷似黑色冰雹，重者伤人致残。稳定效应阡石山堆积区的区域范围除受砰石体积影响外，尚受阡石堆积高度及其周边允许坡度的限制。普通而言，较低的阡石山可能获得较大的稳定性，但较高的砰石山可能获得较大的经济效益（占地少）。因此，决定其高度大小，需经技术、经济比较后始级确定。肝石山的稳定性受肝石堆基础岩土体的抗剪强度特性、砰石

8、山本身结构和基础岩土体孔隙水压力、堆放研石我、区的地表斜率、阡石堆高度以及它周边的边坡角等因素所控制。阡石山的高度及周边的边坡角均决定于阡石体和岩土体的抗剪强度。如果基础的抗剪强度明显高于阡石堆积的抗剪强度，则坡高、坡度二大参数则决定于阡石体的抗剪强度，反之亦然。阡石山的抗剪强度决定于阡石的类型、密度、级配和其孔隙水压力。而密度与孔隙水压力又决定于堆积时间长短、淋溶程度和堆卸砰石所采用的方法。鉴于废砰石与岩土体基础的稳定性均受孔隙水压力和影响，故应避免跨过较大排水沟（含其它通道）堆放，或者对阡石堆基础以下的渗流通道采取有效措施。同时为了使水池和流入阡石堆基础的地表水流量减至最小，应沿肝石堆上方

9、坡开挖排水沟，以拦截和引导地表径流，并将其引至计划堆积的侧向范围以外。堆积河谷或者丘陵地带的伴生效应不论阡石堆积在河谷或者丘陵地带，都属不稳定体。泥石流是固、液两相物质在山坡或者河谷内相互作用的产物。亦即肝石山作为泥石流的固体物质来源。如堆积区的河谷有一定的汇水面积和适宜的坡度，在雨季一俟雨弓黄大到60mmh,即可爆发泥石流。我国煤砰石堆积区也时有滑坡、泥石流发生，只是普通爆发规模小，频率低和尚未造成人员财产重大伤亡而已，今后应加强这方面的研究和监控。第二章阡石场综合管理方案为保证阡石堆存不产生对环境的明显影响,在阡石场使用的全程中实施修筑汇水泄洪、防渗处理、分层堆放压实、绿化防尘等环境保护措

10、施。2.1工程方案根据阡石场的现状及问题、结合矿方意见和专家建议、同类型煤矿的管理经验。煤阡石首先综合利用，用作工业广场平整的填充垫层，剩余部分规范堆放，按照普通工业固体废物贮存、处置场污染控制标准(GB18599-2001)标准对煤砰石及其堆场主要采取的综合管理措施有：(1)在煤阡石堆场底部进行防渗处理。(2)在阡石场修筑过水涵洞，保证从沟内山间下的洪水能够顺利通过阡石场。(3)阡石堆安全堆放，分层堆放并用黄土压实。(4)在阡石场沟外侧入口处修筑挡墙，防止阡石堆滑坡泻出阡石沟，对沟外的工业场地造成伤害。(5)煤阡石场进行排水设计，在阡石场地沟的坡面两侧布设集水沟,防止坡面雨水汇入阡石堆。在砰

11、石场底部及挡墙内侧修筑引水沟，把阡石场地的雨水引出阡石场排入工业场地排水网，防止雨水汇集浸泡砰石堆和冲刷砰石场外工业场地。(6)对阡石场地进行绿化，包括阡石沟两侧坡地，阡石堆封顶覆土后的绿化，挡墙外侧的绿化隔离带。2.2煤砰石场综合管理工程措施2.2.1 建防渗层、过水涵洞(1)肝石场防渗措施阡石场防渗采用膨润土防水毯（GCL）。膨润土和矿物学名称为蒙脱石，按化学成份主要分为钠基和钙基两大类。膨润土具有遇水膨胀的特性,普通钙基膨润土膨胀时，其膨胀仅为自身体积的3倍摆布，而钠基膨润土遇水时吸附自身分量五倍的水，体积膨胀到原来的15-17倍以上，将钠基膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的

12、作用，使膨润土防水毯（GCL）具有一定的整体抗剪强度,于是广泛应用于环境工程中的废弃物填埋场、地下水库、地下基础设施建设等工程中，解决密封、隔离、防渗漏问题，效果好，抗破坏性强。（2）过水涵洞排水涵洞采用拱形断面,下部为矩形净宽尺寸150cmxl50cm,浆砌片石衬砌厚30cm;上部拱开绊径75cm,拱石厚30cmo在挡土墙下游治肖力池，沉沙池为矩形断面，块石砌筑并抹面，内控尺寸长X宽X深为8.00mx2.00m2.00mo排水涵洞工程量:排水涵洞长约500m,土方开挖1866m3,浆砌石2219m3、148m3。砰石从工业场地通过汽车拉入砰石沟，自沟底向上、向外堆存，用推土机将碎石推平，并通

13、过推土机往返对砰石进行压实。肝石采用分层（每3米为一层）碾压工艺，阡石层之间采用厚度为0.4m的黏土隔开，压实标准以水的渗透速率作为标准,即K渗lxl-5ms泄水建造物采用竖井形式，以排放施工期和建设期间不同高度的来水；弃渣过程中，边排阡石边进行碾压。阡石堆放至沟顶后，需对阡石堆外边坡进行整留，留出运砰道路，然后进行复土、绿化。在砰石堆表面覆盖厚度为06m的黄土层，然后营造防护林，以防止水土流失和大气污染，并可改善生态环境。此方案需土145Om3。在阡石场将阡石分层堆置之后再覆土、压实，可防止阡石自燃。为填土封闭的运行期间，若遇到阡石自燃现象，可采用深孔注浆法：在局部着火点将灭火浆液(石灰、黄

14、土和水搅拌制成的乳浆，分量配比为1:1:1,用G3工程钻机注至砰石山内部，由于浆液的渗透深度较深，可以直接接触到高温砰石，故灭火效果明显。2.2.3 开石蝌墙工凝施砰石场拦阡石采用重力式浆砌式拦渣墙挡护，挡墙断面尺寸为：墙长50m,M5m,墙顶宽Im,1:L05o2.2.4 排水措施在砰石堆场上沿设置30cmx30cm的矩形的集水沟，减少坡面来水汇入砰石处置场。砰石堆分层堆放每升高5m,设2m宽的平台，平台内侧设30cmx30cm的集水沟,采集坡面来水，排至砰石堆底部两侧的引水沟。在阡石堆底部两和在挡墙内侧距墙Im与墙平行方向修筑引水沟，引水沟为50cm50cm的矩形浆砌石通道。2.3砰石场绿

15、化工程措施(1)堆顶覆土及复垦绿化：当阡石堆放达到顶部时，及时进行覆土绿化，覆土厚度要达到农业复垦要求(0.81.0m)。为了良土壤增加肥力，可先期种植固氮类农作物，如豆类、薯类等12年,然后栽种侧柏等植成水土保持林。阡石堆绿化效果示意图见图2.1o图2.1阡石堆绿化效果示意图(2)沿沟两侧坡地设绿化带，林带宽度为10米，种植高大树林如杨树等，起到初期对阡石堆遮挡、屏蔽的作用。绿化树种选择适合当地生长的树种，栽种季节宜选择在春季，草种选择耐旱、繁殖力强的品种(树种选择见生态保护章节。)树木栽种方式采用客土坑载，客土采用熟土及肥料按比例混合，月阻斗可用生活污水站的污泥。为了保证绿化和树木成活率，

16、要定时浇水。植树中应注意排与排有一定差距，对林带后的砰石堆起到遮挡、屏蔽的作用。(3)挡墙后绿化带，进一步减少阡石场扬尘远距离扩散。绿化隔离带长70米，宽6米，采用分排用多行交叉种植常绿乔木、灌木，乔木株距2m,乔木间密植灌木。绿化带呈带状密植，形成树屏。乔木选择侧柏等易于吸、带粉尘的树木。第三章肝石自燃应急机构及应急响应3.1 应急救援组织机构、组成人员3.1.1 腼般sow应急救援组织机构设置包括：应急指挥中心，事故现场指挥机构，支持保障机构,以及信息管理机构。(1)应急指挥中心应急指挥中心，负责协调事故应急期间各个机构的关系，统筹安排整个应急行动，保证行动快速、有效地进行，避免因为行动紊乱而造成不必要的事故损失。