技术依托单位

中国矿业大学（北京）

适用范围

采矿环境工程

技术内容

1.课题来源与背景：

本项目属“采矿环境工程”、“矿山测量”学科。煤矸石山自燃严重污染环境

（释放的 SO2、H2S、CO2 等污染大气，渗漏的酸性水污染土壤和地下水），压占大量土地，甚至引发垮塌、爆炸等灾害，危害居民人身健康安全，治理后复燃率高达 80%以上，是世界性难题。据不完全统计，晋陕蒙宁新等中西部矿区年产煤矸石约 3.3 亿吨，实际综合利用率不到 20%，约 1200 余座矸石山易自燃，已成为矿

区环境保护的难点和瓶颈。本项目针对这一难题，在国家 863 计划、自然基金等支持下，历经十余年的研发，突破了煤矸石山自燃监测、控火阻燃和植被恢复三大关键技术，发明了综合治理技术，填补了多项空白。

2.技术原理与性能指标：

1）             发明了煤矸石山自燃位置监测定位技术：针对自燃位置监测中温度信息与空间信息融合难、内部自燃位置点无法确定的问题，发明了热红外与近景摄影测量、三维激光扫描、GPS 等相耦合的表面自燃位置监测定位技术，构建了基于表面自燃温度和修正热传导模型的内部自燃位置点解算模型，在国内外首次实现煤矸石山自燃立体监测定位，表面自燃位置定位精度为 0.02m～0.15m，内部自燃位置点定位误差 0.15m～0.5m，解决了自燃位置确定的难题。

2）             发明了自燃煤矸石山控火阻燃技术、材料和设备：针对自燃煤矸石山灭火

时难接近、易爆炸、效率低等问题，发明了控-灭-防“三位一体”排气防爆型控火阻燃技术：①远距离、大流量自下而上浅层喷浆快速排气控火，②变浓度、变流量深部注浆灭火，③封堵、隔离“双层”表面喷浆防火；首次发明了以聚丙烯酰胺高效阻燃剂和耐火纤维为核心、混配灵活、入渗封闭性强、持久控火的阻燃浆液；发明了世界上第一台喷注两用、变流量、变浓度、机动性强的专用设备； 灭火效率提高近 3 倍；解决了控火阻燃、防爆炸、易复燃的难题。

3）             发明了生态防燃型植被恢复技术及材料：针对煤矸石山缺少植物生长基质的问题，发明了以植物胶黏合剂为核心的喷播植被生长基质和模拟自然腐殖层结构的生态植被毯；发明了防火层与植被根系相共生的基盘修塑植被恢复技术和固着植被恢复方法，以及节水型植被生长专用设备，植被恢复后覆盖率提高 10% 以上，节约土壤 70%以上，养护工作量减少 30%。

3.技术的创造性与先进性：本技术整体达到了国际先进水平，部分达到了国际领先水平。

4.技术的成熟度，适用范围和安全性：本技术处于初级阶段，小批量和小范围内应用，安全性较高。

投资及运行效益分析

自 2005 年已经陆续在大同煤矿集团有限责任公司、中国平煤神马能源化工集团有限责任公司、山西潞安矿业（集团）有限责任公司、阳泉煤业（集团）股份有限公司、山西焦煤集团有限责任公司等矿区进行了应用，共计治理 20 余座

矸石山，绿化面积 4080.54 亩，建植灌木 161.53 万株和花草 217.75 万㎡；累计

售出植被恢复基质材料 350 吨，植被毯 500000 ㎡。初步统计产生经济效益

168125.5 万元。

工程案例介绍

研究成果成功应用于潞安矿业集团的 2 座矸石山和国阳新能股份有限公司 5个矿山的 16 个矸石山，使光秃秃的矸石山披上绿装，取得了显著的经济、社会和