在陕北高原的广袤土地上,榆林神木市大柳塔镇郝家壕村的露天矿区已披上绿装。这是山西建投勘察院公司承接的神木市苏家壕煤矿采煤沉陷区综合治理项目二期工程应急排险治理及回填复垦生态修复工程。公司负责对202公顷受采煤影响区域的土地开展系统性修复,重点治理煤层自燃、高陡边坡等安全隐患,同步推进土地复垦工作。项目的建设进一步改善了矿区生态环境,实现复垦土地的高效利用,为当地经济转型发展注入绿色动能。
煤层自燃隐患治理之战
不同于以往的矿山修复项目,苏家壕综治项目面临着严峻挑战——活跃的煤层自燃隐患。长期暴露的煤层已严重风化疏松,老采空区巷道为火势输送氧气,深部煤层的阴燃如同潜伏的地火,让整片矿区危机四伏。项目技术负责人至今记得初至现场时的震撼场景:燃烧的煤层不断释放有毒气体和高温热浪,使得作业人员难以靠近。“治理措施稍有不当,都可能引发灾难性后果,我们必须打赢这场生态安全保卫战。”他说道。
燃烧煤层高压水枪灭火
项目团队针对不同特征的火区,实施差异化治理方案:对浅层火区实施注水灭火与黄土覆盖相结合的方式;针对深部阴燃带,创新采用分区钻孔灌注技术,通过网格化布孔、分层注浆工艺,在煤层中构建起立体的防火隔离体系,有效切断深部煤层的供氧通道和热传导路径,防止阴燃区域扩大;对于活跃燃烧区,则严格执行“灭火—剥离—覆盖—压实”的四步工艺,通过注水灭火、剥离火源、黄土覆盖、土地夯实,确保有效隔绝空气,防止煤层再次自燃。这套分级递进、组合施治的技术方案,既确保了灭火效果,又实现了地形重塑,为矿区生态修复奠定了坚实基础。
植物纤维毯的创新应用
铺设植物纤维毯
在复垦工作中,面对严重的水土流失、贫瘠的土壤条件,项目团队确立了人工牧草的阶段性目标,通过种植耐旱固土的牧草品种改善土地基础条件,为后续耕地转化奠定基础。在后续施工中,针对当地年均降水量不足140毫米,且风沙大,传统沙柳草方格结合紫花苜蓿种植的存活率不足50%的情况,经过深入调研和技术攻关,团队创新采用秸秆、椰棕等农业废弃物加工成环保基质,与草籽、营养剂复合制成的可降解纤维毯,利用其抗风固沙、保水保湿的作用,大大提升了草籽成活率,既解决了水土流失难题,又实现了“废料利用+生态修复”的双重效益,为今后矿山治理、边坡防护提供了新的治理思路和有效的经验。
积水区治理的生态路径
在应急排险区内,4处积水区域总面积达13384平方米,形成了较大规模的积水隐患。由于长期积水浸泡,周边土体结构遭到破坏,土壤承载力下降,导致边坡土质松软,稳定性明显降低。更严重的是,积水通过地下裂缝不断渗透扩散,可能污染地下水,直接影响周边居民的生活用水安全。面对这一情况,项目团队经过实地考察和分析,采用了“采坑回填+水系连通”治理方案模式。
在采坑回填施工中,项目团队采用分层回填工艺。基础层作为整个回填体的支撑结构,采用大块岩石打底,配合岩土混排工艺填充缝隙,既保证了承载能力又提高了密实度。结构层是回填主体,通过科学配比煤层自燃治理和高边坡整治产生的各类剥离物料,采用分层堆垫、机械压实的施工方法,确保回填体均匀受力。防护层则是专门针对煤矸石等污染物料设计的处理方案,采用黄土包埋的技术,将其集中填埋在采坑中部区域,通过黄土的包裹隔离和碱性中和作用,有效阻断污染物的迁移扩散,形成了可靠的环境安全屏障。
在水系连通治理方面,团队构建了完整的排水网络体系。团队沿地形走势科学布置了截水沟系统,有效拦截并疏导周边地表径流,防止外来水流汇入治理区域。同时配套建设地下导排设施,通过管道与地表排水渠道相连,形成上下贯通的排水通道系统。特别是在1号采坑积水处设置的排水井,既解决了该区域的积水问题,又为后续的煤层灭火和复垦灌溉提供了可靠的水源保障。这套立体排水体系通过地表拦截、地下导排、蓄水利用的协同运作,显著提升了排水效率和水资源利用效益。
项目综合治理的安全防控
在煤层自燃隐患治理过程中,针对治理过程中产生的大量水蒸气和有害气体,团队布设多参数气体及温度监测设备,对作业面一氧化碳、二氧化硫等有害气体实施24小时动态监控,并为施工人员配备隔热防护服等专业装备,确保作业安全。
面对百米高差的复杂边坡,团队创新采用“分区渐进”作业法。将施工区域划分为核心区、缓冲区和安全区,设置三重警戒防线,实现作业区域的精准分级管控;将露天煤矿安全管理规程与项目实际深度融合,实行“左行制+警示旗”的标准化交通组织,做到人员进场不徒步,场内机械车辆全部靠左行驶,所有施工车辆安插醒目的警示旗,所有作业面分区设置警戒线并做到三天一换,构建起规范有序的场内交通体系;严格遵循“由外向内、分层降段”的科学工法,构建起阶梯式推进的安全作业模式,确保每个作业环节处于安全可控状态。
目前,项目已完工交付,202公顷土地重焕生机。这片曾经满目疮痍的土地,正以蓬勃的生命力书写着生态修复的崭新篇章。