专利名称：防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矸石山治理技术，具体为一种防止自燃煤矸石山发生烟囱
效应的防护隔绝结构。
背景技术：
公知，在煤炭采掘和洗选过程中大量排出的煤矸石，平均约占开采量的20%，目前 我国煤矸石的综合利用率为30% _40%左右，多数就近堆放，形成大小不一，占压土地、破 坏景观的煤矸石山。据统计全国现有矸石山5000多座，其中约有1/3的煤矸石山发生程度 不同的自燃。煤矸石山自燃，有机质灰化，硫份离解挥发，使得煤矸石山的稳定性变差，在受 到人为开挖、爆炸或暴雨侵蚀时，容易形成坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害。煤矸石自燃对矿 区生态环境及景观造成严重污染和极大破坏，同时引发诸多的其他相关社会问题和环境问 题。煤矸石自燃产生的有毒气体所导致的大气和水体污染最为严重，也影响当地居民的身 体健康。所以，煤矸石山治理是煤矿区生态环境治理与可持续发展中亟待解决的现实问题。 目前我国大部分煤矿对自燃煤矸石山的灭火方法主要是采用覆土灭火法。但是坡 面覆土后有可能发生滑坡。为了防止煤矸石山坍塌、滑坡，引发灾难，通常在煤矸石山中部、 下部设置一个或若干个煤矸石山拦矸坝(挡土墙)。普通的拦矸坝(挡土墙) 一般采用浆 砌石的方法。由于浆砌石没有密闭的作用，透水、通风。当坡面覆土后，拦矸坝(挡土墙) 就成为了空气进入山体内的主要通道，而且由于坡面的密闭，加强了拦矸坝(挡土墙)处空 气进入的强度，强化了"烟囱效应"，加剧了自燃，最终导致矸石山治理失败。
发明内容本实用新型为了解决现有煤矸石山拦矸坝单独作为自燃煤矸石山的防护隔绝结 构，强化了"烟囱效应"，加剧了自燃等问题，提供一种防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防 护隔绝结构。 本实用新型是采用如下技术方案实现的防止自燃煤矸石山发生"烟囱效应"的 防护隔绝结构，包括覆盖在煤矸石山体坡面上的覆土层以及设置在煤矸石山体中部和/或 下部的煤矸石山拦矸坝，本实用新型的创新点在于煤矸石山拦矸坝下方设有底部隔离层， 煤矸石山拦矸坝与煤矸石山体相邻的内侧设有内垫隔离层，底部隔离层、内垫隔离层与覆 土层之间进行无缝衔接。本实用新型在现有煤矸石山拦矸坝的基础上，在其内侧增加内垫 隔离层，起到隔氧的作用；底部隔离层与内垫隔离层之间、内垫隔离层与坡面的覆土层之间 进行衔接，构成一个完整的隔氧层，确保空气无法进入，阻断了煤矸石山"烟囱效应"进口通 道。 所述的底部隔离层为灰土夯实层，煤矸石山拦矸坝下部嵌入灰土夯实层，可进一 步提高煤矸石山拦矸坝的强度，增强其稳定性，避免煤矸石山体发生滑坡、坍塌所引发的灾难。 所述坡面上的覆土层由内向外依次为压实黄土层、疏松黄土层和细小颗粒矸石层。为防止坡面覆土被雨水冲刷和大风吹蚀，水土流失，在覆盖碾压黄土后的坡面上再覆一 层疏松的有利于植物根系生长的黄土，最后覆一层小粒径矸石，以减小雨水对坡面的冲刷， 达到水土保持，减小蒸发，有利植物生长的目的。 与现有技术相比，本实用新型结构简单、设计合理，可以防治覆土灭火过程出现的 "烟囱效应"强化的现象，限制了空气的进入，隔绝了煤矸石山自燃所需氧气的进入通道，最 终达到熄灭自燃煤矸石山燃火的目的，而且新结构的覆土层不仅能阻断空气进入煤矸石山 体，而且有利于植物生长。
图1为本实用新型的使用状态图； 图中l-煤矸石山体；2-煤矸石山拦矸坝；3-底部隔离层；4_内垫隔离层；5-压 实黄土层；6-疏松黄土层；7-细小颗粒矸石层。
具体实施方式防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构，如图l所示，包括覆盖在煤矸 石山体1坡面上的覆土层以及设置在煤矸石山体1中部和/或下部的煤矸石山拦矸坝2， 坝体由浆砌石组成，坡面角度a为45度，坡面上的覆土层由内向外依次为压实黄土层5、 疏松黄土层6和细小颗粒矸石层7，每一层的覆盖厚度可根据当地实际情况确定；煤矸石山 拦矸坝2下方设有底部隔离层3，底部隔离层3为灰土夯实层，厚度为80cm，煤矸石山拦矸 坝2下部嵌入灰土夯实层30cm ;煤矸石山拦矸坝2与煤矸石山体1相邻的内侧设有内垫隔 离层4，由细小矸石颗粒、粉煤灰和黄土按不同比例混合夯实而成，三者之间的比例根据各 地材质不同灵活调整，厚度为100cm，底部隔离层3、内垫隔离层4与覆土层之间进行无缝衔 接，该无缝衔接技术确保了不会产生新的空气进入通道。
权利要求一种防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构，包括覆盖在煤矸石山体(1)坡面上的覆土层以及设置在煤矸石山体(1)中部和/或下部的煤矸石山拦矸坝(2)，其特征是煤矸石山拦矸坝(2)下方设有底部隔离层(3)，煤矸石山拦矸坝(2)与煤矸石山体(1)相邻的内侧设有内垫隔离层(4)，底部隔离层(3)、内垫隔离层(4)与覆土层之间进行无缝衔接。
2. 根据权利要求1所述的防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构，其特征是 所述的底部隔离层(3)为灰土夯实层，煤矸石山拦矸坝(2)下部嵌入灰土夯实层。
3. 根据权利要求1或2所述的防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构，其特 征是所述坡面上的覆土层由内向外依次为压实黄土层(5)、疏松黄土层(6)和细小颗粒矸 石层(7)。
专利摘要本实用新型涉及煤矸石山治理技术，具体为一种防止自燃煤矸石山发生烟囱效应的防护隔绝结构，解决现有煤矸石山拦矸坝作为自燃煤矸石山的防护隔绝结构，强化“烟囱效应”，加剧自燃等问题，包括覆盖在煤矸石山体坡面上的覆土层以及设置在煤矸石山体上的煤矸石山拦矸坝，煤矸石山拦矸坝下方设有底部隔离层，与煤矸石山体相邻的内侧设有内垫隔离层，底部隔离层、内垫隔离层与覆土层之间无缝衔接；覆土层由内向外为压实黄土层、疏松黄土层和细小颗粒矸石层。结构简单、设计合理，可以防治覆土灭火过程出现的“烟囱效应”强化的现象，限制了空气的进入，隔绝了煤矸石山自燃所需氧气的进入通道，且覆土层不仅能阻断空气，而且有利于植物生长。
文档编号E21C41/32GK201460899SQ20092010435
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月22日 优先权日2009年8月22日
发明者张成梁, 张翘楚, 杜永吉, 蔡菊芳 申请人:张成梁