固废矿山充填多层次封闭体系建立
固废矿山充填采用充填空间多层次封闭结构, 包括区域封存、 表面封闭、 充填体封闭和通道封闭 4 个层次的封闭结构。 煤矿固废矿山充填多层次封闭。
1 区域封存结构
区域封存结构是指由采空区和一定范围内的围 岩组成的地下结构。 区域封存结构可由顶板、 煤柱和底板构成。 用于固废矿山充填的区域封存结构, 要求该区域一定范围的围岩应具备有利的水文环境、 长期稳定的地质力学条件和较低的渗透性, 从而能够维持充填空间结构长久稳固。
2 表面封闭结构
表面封闭结构是指在区域封存结构的基础上,为防止围岩长期变形等因素导致的围岩结构整体性 破坏、断层和节理面构造增多, 而实施的表面封闭 施的结构。 用于固废矿山充填的表面封闭结构包括围岩注浆和表面喷浆, 围指向围岩内部注入可固化的液体材料以充填围岩原生微观和细观 裂隙; 表面喷浆是指向围岩表面喷涂一定厚度的防水材料以隔离封闭区域水气的交换。
3 充填体封闭结构 充填体封闭结构是指为维护区域封存结构稳定、
提高充填体整体强度, 在充填空间内布置的封闭结构。 用于固废矿山充填的充填体封闭结构包括整体注浆和分部隔离两个部分。 整体注浆是指对充填固废单元体之间实施空隙 注浆, 用以提高接顶程度和充填体密实度, 同时, 减少空隙对充体整体强度的影响, 降低充填单元体之间有害物析出的风险。分部隔离是指通过砌筑隔离墙将充填区域分割 成较小的封闭单元, 根据 “隔离仓” 原理, 降低大体积充填区域整体封闭失效的风险。
4 通道封闭结构
通道封闭结构是指固废充填工作完成后, 在充 填空间进出口处布置的封闭结构。 通道封闭结构由 充填挡墙和封闭墙构成。 充填挡墙提供力学支撑作用, 封闭墙起密闭作用, 防止固废充填体产生的有 害气体、 渗滤液外泄至外部。 用于固废矿山充填的通道封闭结构, 需要综合 考虑上覆岩层高应力导致墙体的变形甚至开裂和充 填区内部水压、 气压的渗漏, 因此采空区通道封闭墙体结构需要具有一定强度和变形能力, 区别于常规封闭墙。
固废深井封存包含固废隔离、 长期封闭和固 废稳定三方面, 确保固废深地质处置达到稳定状态, 封存年限为 20 年以上, 应根据实际监测结果作为有效封闭年限的实际判别指标。固废矿山充填封存采用充填空间多层次封闭 结构, 包括区域封存、表面封闭、充填体封闭和通道封闭 4 个层次的封闭结构。对试验煤矿进行了固废矿山多层次封闭体系 设计, 为后期封闭工作的实施提供理论基础。