DB14T 2809-2023煤矸石堆場自然發(fā)火防治技術(shù)規(guī)范

ICS13.030.10CCSZ7114IDB14/T2809—2023前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本原則 25技術(shù)要求 26自然發(fā)火防治驗(yàn)收 57后期管理 5附錄A（資料性）煤矸石堆場自然發(fā)火防治工作流程圖 6附錄B（資料性）自然發(fā)火煤矸石堆場滅火、降溫方法 7DB14/T2809—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由山西省應(yīng)急管理廳提出、組織實(shí)施和監(jiān)督檢查。山西省市場監(jiān)督管理局對標(biāo)準(zhǔn)的組織實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。本文件由山西省安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本文件起草單位：山西省應(yīng)急管理研究院、山西智德生態(tài)環(huán)保股份有限公司。本文件主要起草人：岳新積、郗曉芳、張銀玲、程海明、楊云峰、王剛、劉志龍、楊李根、李興晉、劉艷、武鵬、劉娟。1DB14/T2809—2023煤矸石堆場自然發(fā)火防治技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了煤矸石堆場自然發(fā)火防治的術(shù)語和定義、基本原則、技術(shù)要求、自然發(fā)火防治驗(yàn)收、后期管理。本文件適用于山西省轄區(qū)內(nèi)煤矸石堆場、煤矸石山、露天煤礦含有自然發(fā)火煤矸石排土場運(yùn)營期及封場期的自然發(fā)火防治的設(shè)計(jì)和施工。除了已完成煤矸石堆場生態(tài)恢復(fù)治理之外，正在設(shè)計(jì)、運(yùn)營期和將要封場的煤矸石堆場可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。DB14/T1755煤矸石堆場生態(tài)恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1煤矸石堆場Coalgangueyard煤礦采選過程中產(chǎn)生的含碳巖石及其它巖石等固體廢棄物集中堆放和處置場地。3.2煤矸石自然發(fā)火Coalgangueignitesnaturally煤矸石中的可燃成分在自然條件下氧化發(fā)熱達(dá)到其燃點(diǎn)后發(fā)生燃燒的現(xiàn)象。3.3運(yùn)營期Operationperiod指煤矸石堆場投入運(yùn)營至煤矸石堆場達(dá)到設(shè)計(jì)庫容停止使用期間。3.4封場Closure煤矸石堆場停止使用后，對其采取的關(guān)閉措施。3.5封閉隔離Sealoff指為防止空氣、水進(jìn)入煤矸石堆體內(nèi)部，對煤矸石堆體所采取的整體包覆措施。3.6發(fā)火區(qū)Firezone指溫度監(jiān)測≥230℃的煤矸石集中堆放區(qū)域。3.7臨界區(qū)Criticalzone2DB14/T2809—2023指溫度監(jiān)測＜230℃,且≥90℃的煤矸石集中堆放區(qū)域。4基本原則4.1防治結(jié)合原則煤矸石堆場自然發(fā)火防治時(shí)，應(yīng)有火滅火，無火防火，防治結(jié)合。4.2合理性原則煤矸石堆場自然發(fā)火防治技術(shù)方案力求經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，易于實(shí)施，工期短，治理后效果好。4.3可靠性原則煤矸石堆場自然發(fā)火防治措施不僅要防止空氣進(jìn)入，還要防止雨水進(jìn)入。5技術(shù)要求5.1煤矸石堆場自然發(fā)火防治設(shè)計(jì)新建的煤矸石堆場應(yīng)在投運(yùn)前，編制《煤矸石堆場自然發(fā)火防治專項(xiàng)設(shè)計(jì)》，包含運(yùn)營期自然發(fā)火防治、封場時(shí)自然發(fā)火防治等內(nèi)容。對運(yùn)營期和即將要封場的煤矸石堆場，應(yīng)編制煤矸石堆場自然發(fā)火防治措施。5.2煤矸石堆場運(yùn)營期自然發(fā)火防治5.2.1要求煤矸石堆場運(yùn)營期自然發(fā)火防治主要內(nèi)容包括煤矸石堆場調(diào)查、煤矸石堆場主要參數(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)營期自然發(fā)火防治。5.2.2煤矸石堆場調(diào)查煤矸石堆場調(diào)查包括但不限于以下內(nèi)容：a)堆場名稱、地理位置、占地面積、矸石主要來源、堆矸企業(yè)、堆矸時(shí)間、堆矸量、堆放方式、最大堆矸高度；b)堆場地形地貌、地質(zhì)及構(gòu)造，活動(dòng)斷裂、地裂縫、滑坡、崩塌、巖溶、采空區(qū)、土洞塌陷等不良地質(zhì)作用資料。c)煤矸石自燃傾向性情況；d)堆場已采取的自然發(fā)火防治措施及相關(guān)方案、設(shè)計(jì)資料；e)堆場是否發(fā)生過自然發(fā)火事件及相關(guān)記錄資料；f)堆場歷史變遷情況；g)煤矸石堆放工藝過程及現(xiàn)狀存在的問題。5.2.3煤矸石堆場主要參數(shù)設(shè)計(jì)煤矸石應(yīng)分階堆放，為減小煙囪效應(yīng)，每階高度宜為4m～8m，邊坡坡比宜為1:2～1:1.75，為便于機(jī)械施工和后期養(yǎng)護(hù)，各階邊坡間應(yīng)設(shè)置馬道，馬道寬度宜為5m～6m。3DB14/T2809—20235.2.4運(yùn)營期自然發(fā)火防治5.2.4.1運(yùn)營期的自然發(fā)火防治應(yīng)邊排邊防火，可執(zhí)行DB14/T1755，采用覆蓋碾壓法，將煤矸石分層堆放，矸石堆放厚度達(dá)到3.0m，采用推土機(jī)和裝載機(jī)攤平，重型壓路機(jī)壓實(shí)，上覆0.3m～0.5m壓實(shí)土層，形成覆土阻燃系統(tǒng)，防止煤矸石自然發(fā)火。5.2.4.2對于周邊缺土嚴(yán)重或土質(zhì)粘性較差的煤矸石堆場，可采用其它等同效果的覆蓋材料將煤矸石全面覆蓋隔離，防止空氣和水進(jìn)入煤矸石堆場內(nèi)部。5.2.4.3煤矸石攤平碾壓后，應(yīng)及時(shí)覆蓋，煤矸石裸露面積應(yīng)不大于2000m2。5.2.4.4已經(jīng)堆放到位的邊坡、馬道和平臺(tái)，可直接整形、壓實(shí)，進(jìn)行封閉隔離，隨后進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)邊排邊治理。5.2.4.5運(yùn)營期間，應(yīng)定期進(jìn)行自然發(fā)火巡查，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火征兆，應(yīng)參照5.3.3，及時(shí)采取滅火、降溫措施。5.3煤矸石堆場封場期的自然發(fā)火防治5.3.1要求a)對將要封場的煤矸石堆場應(yīng)進(jìn)行堆場自然發(fā)火情況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火，應(yīng)先滅火，再采取防火措施。b)待滅火區(qū)域各觀測孔內(nèi)最高溫度穩(wěn)定在50℃以下，且無其它自然發(fā)火征兆時(shí)，方可進(jìn)行后續(xù)自然發(fā)火防治及生態(tài)恢復(fù)工作。5.3.2煤矸石堆場自然發(fā)火情況調(diào)查自然發(fā)火情況調(diào)查可采用測溫法。a)表面測溫，查找溫度異常區(qū)b)在煤矸石堆場表面布置測溫網(wǎng)，采用十字網(wǎng)格交叉的形式布置節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間距宜為5m～10m。利用手持式紅外測溫儀測量節(jié)點(diǎn)表面溫度，或采用紅外熱成像儀對煤矸石堆場表面進(jìn)行全面掃描，對比環(huán)境基準(zhǔn)溫度得出表面溫度相對值，大于周邊環(huán)境10℃以上，將該區(qū)域認(rèn)定為溫度異常區(qū)。c)鉆孔測溫d)對表面溫度異常區(qū)進(jìn)行鉆孔測溫，節(jié)點(diǎn)間距宜為2.5m～5m。在測溫點(diǎn)打3m深孔，將熱電偶探頭放入孔底進(jìn)行測溫，根據(jù)測溫結(jié)果，繪制等溫線圖。e)確定發(fā)火區(qū)和臨界區(qū)f)增加鉆孔密度，測量煤矸石堆場深層溫度，節(jié)點(diǎn)間距宜為1.5m～2.5m，鉆孔深度5m～6m，將熱電偶探頭放入孔底進(jìn)行測溫，確定自然發(fā)火的核心位置和自然發(fā)火范圍。溫度達(dá)到90℃以上，該點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)入加速增溫階段，劃定為臨界區(qū)；溫度超過230℃的測溫點(diǎn)，劃定為發(fā)火區(qū)。g)將發(fā)火區(qū)、臨界區(qū)納入滅火范圍，將溫度＜90，且≥50℃的煤矸石集中堆放區(qū)域納入降溫范圍。5.3.3滅火、降溫5.3.3.1一般規(guī)定在對發(fā)火區(qū)滅火前，應(yīng)及時(shí)采用黃土等材料覆蓋，控制火勢發(fā)展，雨季時(shí)，重點(diǎn)防止雨水產(chǎn)生水蒸汽引發(fā)爆炸事故。同時(shí)在發(fā)火區(qū)和臨界區(qū)周邊設(shè)置警示標(biāo)識(shí)和圍欄，禁止人員入內(nèi)，定期檢測CO氣體濃度和背風(fēng)低洼處的CO2氣體濃度，當(dāng)CO氣體濃度大于0.02%，CO2氣體濃度大于3%時(shí)，應(yīng)采取疏排措施，防止誤入人員發(fā)生氣體中毒、窒息事故。5.3.3.2滅火、降溫方法4DB14/T2809—20235.3.3.2.1滅火、降溫方法包括：覆蓋法、挖除火源法、槽溝灌漿法、淺層噴射注漿法、深孔注漿法、泡沫滅火法，以及實(shí)際應(yīng)用中證明安全、有效的其它方法。各滅火方法適用范圍及技術(shù)要求參見附錄B。5.3.3.2.2應(yīng)根據(jù)煤矸石堆場的地區(qū)環(huán)境，選擇一種或多種結(jié)合的適宜滅火、降溫方法。5.3.3.2.3滅火和降溫前必須制定嚴(yán)格的安全技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案，防止滅火、降溫施工過程中，發(fā)生爆炸、火災(zāi)、氣體中毒、塌陷等事故。5.3.3.2.4煤矸石堆場覆蓋滅火應(yīng)遵循自下而上、由外到內(nèi)、由低溫區(qū)到高溫區(qū)的原則。5.3.3.3滅火、降溫效果檢測滅火、降溫效果檢測方法和檢測標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行DB14/T1755。由于后期要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，本規(guī)范要求全孔最高溫度在一個(gè)月內(nèi)應(yīng)小于50℃,且90%以上觀測孔最高溫度在一個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定在40℃以下。5.3.3.4補(bǔ)充滅火根據(jù)滅火效果檢測情況，綜合評價(jià)煤矸石堆場的滅火效果，對滅火不充分區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)采用補(bǔ)充注漿、分層碾壓覆土等措施滅火、降溫，防止復(fù)燃。5.3.4削坡整形碾壓執(zhí)行DB14/T1755規(guī)定要求，將邊坡削至30度以下，馬道應(yīng)采用不小于22t的超重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓次數(shù)不少于3次，坡面采用專用機(jī)械拍實(shí)。5.3.5封場期自然發(fā)火防治5.3.5.1覆土碾壓法執(zhí)行DB14/T1755，覆土0.5m以上并壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)應(yīng)不小于0.85。5.3.5.2封閉隔離法對于煤矸石堆場周邊缺土嚴(yán)重或土質(zhì)粘性較差的地區(qū)，以及壓實(shí)土層的技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到5.3.5.3要求的煤矸石堆場，應(yīng)采取其它封閉隔離措施對煤矸石堆場實(shí)施全面封閉隔離，在煤矸石堆場表面，形成氣密、防滲、堅(jiān)固耐久的封閉隔離層，確保自然發(fā)火防治效果的有效性和可靠性。5.3.5.3技術(shù)指標(biāo)5.3.5.3.1氣密、防滲技術(shù)指標(biāo)：壓實(shí)土層和封閉隔離層的滲透系數(shù)應(yīng)不大于10-6cm/s且抗?jié)B壓力應(yīng)不小于0.8Mpa。5.3.5.3.2強(qiáng)度技術(shù)指標(biāo)：封閉隔離層的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于15MPa；抗折強(qiáng)度應(yīng)不小于4.5MPa。5.3.6生態(tài)恢復(fù)煤矸石堆場通過壓實(shí)土層或封閉隔離措施進(jìn)行自然發(fā)火防治后，即可進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。為確保煤矸石堆場自然發(fā)火防治效果，生態(tài)恢復(fù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：a)構(gòu)筑完善的排水系統(tǒng)，將矸石場內(nèi)雨水及時(shí)排出場外，排水設(shè)施應(yīng)具有抗沉降、內(nèi)壁光滑、流速快、堅(jiān)固耐用等性能。b)為避免雨水侵蝕造成水土流失，確保自然發(fā)火防治措施的長久有效，應(yīng)采用抗侵蝕植被措施，使坡面能夠抵御雨水侵蝕，使植被快速生長，達(dá)到護(hù)坡能力。c)煤矸石堆場邊坡植被應(yīng)以草、灌為主，不宜栽植喬木。5DB14/T2809—20236自然發(fā)火防治驗(yàn)收自然發(fā)火防治驗(yàn)收內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)如下：a)封場期的壓實(shí)土層或封閉隔離材料性能檢測結(jié)果達(dá)到5.3.5.3技術(shù)指標(biāo)要求；b)煤矸石堆場的表土溫度應(yīng)不大于環(huán)境基準(zhǔn)溫度10℃。7后期管理7.1建立檔案煤矸石堆場封場后期管理與維護(hù)期間，應(yīng)建立記錄制度，主要記錄管護(hù)情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)等。7.2自然發(fā)火監(jiān)測應(yīng)對生態(tài)恢復(fù)后的煤矸石堆場的表土溫度進(jìn)行監(jiān)測，每半年至少監(jiān)測一次。6DB14/T2809—2023（資料性