摘要：本项目是煤场煤尘治理及资源综合利用领域的重大创新。矸石回填技术利用煤矸石作为场地填充材料，实现了煤矸石资源化利用最大化，高压注浆技术的应用缩短了工程周期，为无尘化煤场建设奠定了坚实地基础，利用已经形成的空间结构自身承受施工荷载"的高空安装技术，采用无脚手 架安装，提高了施工效率，达到了工期短、造价低的效果，并便于推广，也为此类工程向更大跨度发展提供了全新的技术工艺方案。通过理论方法、技术开发和工程应用等方面的创新，形成了适合煤矿煤场封闭式改造的工艺，实现煤场无尘化，该工程工艺满足煤场煤尘治理的环保要求及资源化利用的迫切需求。
一、引言
近几年，国家环保工作力度之大前所未有，煤矿扬尘污染的治理是制约煤矿发展的一大难题。为落实国家相关文件要求，科学、有效地控制煤场扬尘污染，实现产煤不见煤、矸石不升井、污水不外排、垃圾不落地的理念，从源头上遏制煤炭扬尘污染排放，彻底解决煤炭扬尘污染问题。根据相关政策要求，煤炭经营企业和型煤加工企业储场限期进行封闭式改造，从根本上解决扬尘污染问题。经研究攻关，结合我矿实际情况，本项目实现了关键技术突破，成功开发了一种成熟、安全、经济的煤场无尘化工艺技术，满足抑制扬尘的环保要求及煤场封闭的迫切需求。
二、工艺技术的应用
1、煤矸石填充工艺技术
（1）原料选择
煤矸石表面粘附着一定量的煤，仍存在燃烧的可能性。煤矸石在含水量较高时，形成煤泥而失去强度，易变形，对场地损害较大，因此首先要进行烧矢量试验。凡烧矢量大于16%的煤矸石不得用作场地填充料。为指导施工，还要进行重型标准击实试验、含水量试验、液塑限联合测定试验等。试验方法和土工试验方法相同。
（2）填充程序
1）填筑前将原地表进行清理、平整、压实，达到规范要求的压实度。
2）煤矸石填筑。由于矸石山体比较疏松，所以可以直接采用挖掘机进行挖掘，自卸车运输。在预填场地上首先应根据各运输车的载重量及煤矸石的松铺系数计算各车卸料的纵横间距，由专人指挥卸车，土和煤矸石结合部位要求填筑细粒料，便于土、煤矸石结合，以增强结构的整体性。用推土机摊铺、平整。煤矸石的松铺厚度不超过30cm。
3）洒水碾压。摊铺平整后，要检测煤矸石的含水量，根据最佳含水量确定是否洒水及洒水量。若含水量适中，可以直接进行碾压；若含水量偏低，一般要分两次洒水。第一次洒水约为总用水量的60~70%。待2~4小时挖开数点检查，待渗透深度超过厚度的3/4时（以不粘轮为度），开始进行碾压2~3遍。压路机选用30t以上振动压路机，强振不少于2遍，使煤矸石基本上完全破碎，重新组合。然后喷洒第二次水，洒水量约为总用水量的30~40%，待4~8小时后即可碾压。用重型压路机强振1~2遍，静压2~3遍，表面无明显轮迹，不出现松散、翻浆、软弹等现象，使表面光洁密实，形成板体。
4）检测方法。基槽下0~80cm之内用灌砂法进行检测，80cm以下采用工艺法（粗粒式）或核子仪法（用灌砂法核定，细粒式）。工艺法即通过试验确定30t以上振动压路机达到压实度的遍数为依据后，表面无明显轮迹，无松散现象，碾压过程中颗粒无明显移位，即可认为压实符合要求。
2、高压注浆防水防塌陷工艺技术
由于矸石填充后不均匀沉降等因素，导致建筑结构变形开裂、出现漏水现象，地基不稳，造成塌方，针对这种情况的修复，采用了国外新型堵漏施工工艺--高压注浆防水修复技术。是由专用高压注浆防水材料通过高压灌注设备高压注入到混凝土裂缝结构延展直至将所有缝隙（包括肉眼难以觉察的）填满，遇水后（注水）伴随交联反应，释放大量二氧化碳气体，产生二次渗压，高压推力与二次渗压将弹性体压入并充满所有缝隙，达到止漏目的。
关键技术：
（1）工艺流程图
（2）定位钻孔、注浆
1）定孔位：首先将施工区域内（外扩1米）在地表呈梅花型间隔一米布置注浆点位，注浆钻孔孔位偏差不宜超过10cm，垂直度偏差不大于1%，开钻前必须保证机身平稳。场地平整并确保排水通畅，准确测量钻孔前原始地面高程。
2）钻进注浆：将钻杆对准所标孔位（孔位偏差不超过10cm），孔径40mm，钻至所要加固的软土底面，然后将20mm直径注浆钢管下至孔底，钢管上口留有丝扣，以便与高压管连接，搅拌水泥浆，水泥浆的密度为1.5~1.75，水灰比为0.55~0.65，通过高压注浆泵将水泥浆注入孔底。水泥注入量15~20%摻入，约每立方米土注入水泥300~400公斤。注浆初始压力为0.4～0.6MPa，最终压力应控制在4～5Mpa，自下而上进行注浆，直至达到注浆终止条件后结束注浆。注浆量一般在40～80L/min，同时在注浆时应观察相邻钻孔浆液外溢的情况，适当调控压力。按注入量逐步每一米提升一次。以至所要求加固的设计标高。
三、社会和经济效益
社会效益：降低了煤场扬尘带来的环境污染，以绿色创新驱动转型升级，以绿色产业迎击雾霾之殇，是促进节能减排、改善生态环境的有效途径，能更快更好地推进节能环保产业发展。
间接经济效益：王楼煤矿无尘化煤场项目建设完成后，可进一步提高矿井仓储能力，避免因环保政策因素造成的停产重大风险。煤泥场地和配煤场地封闭改造可实现矿井无尘化生产，提高矿井整体效益，提高矿井应对环保管控的能力。
四、结语
该工程的实施，实现矿井无尘化生产，提高矿井整体效益，提高矿井应对环保管控的能力，无尘化煤场建设后，可保证矿井正常生产经营秩序，不受重污染天气应急响应影响，可带来可观的经济效益。
该项目的建设是无尘化煤场建设技术的重大创新，有力促进了我国煤矿煤场无尘化发展，对保障煤矿安全环保生产具有重大推动作用。
作者简介：李中正（1975-），男，山东科技大学机电自动化专业，从事专业技术工作
论文作者:张翠珠,刘忠,李中正
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：煤场论文; 煤矸石论文; 注浆论文; 扬尘论文; 矿井论文; 无尘论文; 含水量论文; 《基层建设》2019年第21期论文;