張磊鑫 王 敏 王 強

（新礦內蒙古有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 016299）

1 工程概況

鄂托克前旗煤炭局為了打造綠色礦山、環(huán)保礦山，使煤炭開釆對環(huán)境的污染降到最低程度，在發(fā)展經(jīng)濟的同時，加大力度對污染源進行綜合規(guī)劃治理。對于暫不能利用的剩余廢渣、廢料進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一處理，考慮了充填溝谷的長久規(guī)劃，將溝谷整治變成平原。因此，利用溝谷土地，對目前不能進行綜合利用的矸石進行掩埋處理，杜絕隨意排棄、大量占用土地和造成環(huán)境污染的弊端。同時利用排矸的堆積進行人工平地，并進行復墾綠化，使其變成林地，做到化害為利，既處理有害的固體廢料，又起到了改善地形地貌的功效。

工程場址位于鄂爾多斯市鄂托克前旗上海廟鎮(zhèn)，距離鎮(zhèn)區(qū)約8km的拴馬溝溝頭。場址為采礦塌陷區(qū)域，形狀大致為長方形，長約1600多米，寬約1100多米。場區(qū)中間低、四周高，從四周向中間逐漸降低，局部區(qū)域略有突起，因此，需要對場址進行平整。場址地貌為荒漠化草原，地表植物以草、低矮灌木為主，無高大喬木，周邊無農(nóng)田、居住區(qū)、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)等環(huán)境敏感因素。

2 矸石回填施工工藝

2.1 基底處理

矸石排矸場下底層由兩部分組成，一部分為第四系的風積沙和黃土層，厚13.43～59.50m，平均厚度23.05m，底部砂礫石層發(fā)育不均，均厚0.70～5.50m，透水性好，富水性弱，水位埋深8.48～16.00m；另一部分是新近系上部砂質粘土相對隔水層(N2)，是良好的隔水層，厚度151.10～291.80m，平均20.86m，巖性以紫紅色砂質粘土為主，團塊狀，膠結致密，微含沙質，具塑性，透水性極弱，局部夾有半膠結的砂、泥灰?guī)r及片狀石膏結晶體。

排矸場溝谷內基本出露的均為新近系的粘土層，土層面積占總面積的60%左右，其余為風積沙、黃土層與砂礫石層。第四系土上排矸石臺階厚度較小，僅對溝谷底部沖積形成的砂層進行處理。在該層上覆0.5m的紅土層，并且按0.25m厚度進行分層碾壓處理，使密實度達到85%以上，形成隔水層。溝谷下部兩側的紫紅色砂質粘土層為天然隔水層，無須進行處理，直接正常排棄即可。

2.2 排矸作業(yè)施工方式

排矸分區(qū)的作業(yè)方法以下推斜面作業(yè)法并輔以平地覆蓋法。煤矸石從卸車平臺傾卸后由推土機向下推，并將煤矸石分層攤鋪，鋪勻后用壓實機進行3～5次壓實。每堆放1m厚的矸石層進行一次壓實，壓實度不小于0.93。按100m×100m的作業(yè)單元逐漸推進，排矸方向由西北向東南方向排放，按照排矸方向作業(yè)單元逐步推進，一個作業(yè)單元排矸結束后壓實并覆蓋阻隔層，完成覆土后根據(jù)排矸方向開始下一個作業(yè)單元排矸。第一層排矸結束并整體壓實覆蓋阻隔層工作完成，再按照作業(yè)工序依次進行第二層、第三層排矸作業(yè)。

用裝載機就近取土，運至已碾壓完成的4.5m矸臺階區(qū)域，當運輸距離大于30m，可臨時由排矸自卸卡車輔助倒短運輸。粘土覆蓋厚度總計為0.5m，作業(yè)時先在矸石平盤頂部覆蓋厚度0.25m紅色粘土，而后將粘土用推土機和前裝機攤平，采用振動式壓路機進行往返式碾壓，至覆土層壓實系數(shù)達到85%，方進行二次覆土，重復上道工序進行施工。

每個臺階作業(yè)線水平推進90m時，沿臺階坡面沿走向排棄一層粘土層，縱向最小厚度為2m，并進行碾壓處理，壓實系數(shù)達到85%左右，形成各個“格倉”。一個臺階形成后，在其最終形成的坡面，堆排厚度為5m的粘土層封閉矸石臺階，在最終臺階形成后，在壓實紅土層上方覆蓋1.0m厚度的原地表土，以便復墾作業(yè)。排矸場排棄寬度為50m，攤平及覆土作業(yè)寬度為30m，碾壓作業(yè)寬度為15m，距上一個排矸臺階安全寬度為5m。

3 生態(tài)恢復治理

集中排矸場的生態(tài)恢復，考慮到煤矸石自燃、風化和淋溶的必要性與外界環(huán)境的接觸，采用紅土層及第四系表土覆蓋，復墾種植，要對各場地預先平整，要利用腐殖土覆蓋，以達到復墾對于土質的要求。覆土厚度應大于1m，其與下覆粘土共同組成了“保水”與“隔水”層，既滿足了對矸石的封閉要求，又滿足了復墾的土質及保水要求。依據(jù)排矸區(qū)周邊的生態(tài)系統(tǒng)特征，恢復鄉(xiāng)土植被。綠化植物的選擇盡量使用當?shù)剜l(xiāng)土植物，鄉(xiāng)土植物中首選耐寒、耐旱、根系發(fā)達的品種。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

節(jié)約排矸費用1408.84萬元/年。

4.2 環(huán)境效益

煤矸石中含有大量的有機成分，同時富含金屬、堿土及碳、氮、氧、硫、硅、鋁、鉀等多種化學元素。這些廢石堆由于具有自燃、淋溶、穩(wěn)定性差等屬性，從而帶來一系列的環(huán)境問題。本工程的實施，規(guī)范了無序堆放矸石造成的對地下水的污染以及自燃造成的環(huán)境污染，因此，項目的建設具有很好的環(huán)境效益。