自燃煤矸石山表面溫度場測量及覆壓阻燃試驗研究（簡體書）

自燃煤矸石山的綜合治理是煤礦區土地復墾和生態環境修復的難點之一，其治理技術關鍵在于燃燒位置的確定及選擇適宜的隔氧阻燃方法。《自燃煤矸石山表面溫度場測量及覆壓阻燃試驗研究》針對煤矸石山的自燃防治，在前期探索煤矸石山地表溫度場建立方法的基礎上，聯系實踐，研究煤矸石山覆壓阻燃技術。研究從構建有效隔氧阻燃隔離層人手，采用室內模擬、現場試驗、數據分析及模型模擬等方法，運用土壤學、土力學、多孔介質滲流力學以及環境與巖土工程學等理論，對自燃煤矸石山覆土綠化實踐中覆蓋材料的選擇、覆蓋厚度的設計、煤矸石山碾壓方法及碾壓強度等進行了較系統的模擬試驗及理論分析，后給出了具有實用意義的覆蓋層構型方案及碾壓工程參數，為煤矸石山綠化現場工程實踐提供指導，也為進一步探討自燃煤矸石山的綜合治理豐富試驗數據和研究基礎。 《自燃煤矸石山表面溫度場測量及覆壓阻燃試驗研究》可作為從事煤矸石山綜合治理研究與實踐的科研人員、工程技術人員及管理人員的參考書，也可供土地、生態、環保及固廢處置相關領域的有關人員參考使用。

陳勝華（1971- ），女，山西平定人，工學博士，教授。1994年畢業于山東礦業學院（現山東科技大學）地球科學系測量工程專業獲工學學士；2000年畢業于中國礦業大學（北京）資源與安全工程學院大地測量學與測量工程專業獲工學碩士學位；2010年畢業于中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院大地測量學與測量工程專業獲工學博士學位。現為山西工程技術學院地質與環境工程系副主任，校學術委員會委員，山西省人社廳工程測量職業技能鑒定考評專家，中國煤炭學會（煤礦土地復墾與生態修復專業分會）委員。主要從事測繪地理信息專業的教學及科研工作，主要研究方向為土地復墾與礦區生態重建、測繪地理信息技術在國土資源調查與管理中的應用，在半干旱地區礦山環境治理及工業固廢處置領域有較系統深入的研究。

1 緒論
1．1 問題提出及研究意義
1．2 煤矸石山的自燃及危害
1．2．1 煤矸石山發生自燃的條件
1．2．2 煤矸石山自燃的特點
1．2．3 煤矸石山自燃的環境、社會問題
1．3 外相關研究綜述
1．3．1 煤矸石山自燃機理及防治技術的研究
1．3．2 覆蓋碾壓法在固體廢棄物處置中的運用
1．4 存在的問題及分析
1．5 研究內容和技術路線
1．5．1 研究內容
1．5．2 研究方法
1．5．3 技術路線
1．6 小結

2 自燃煤矸石山表面溫度場測量技術
2．1 問題的提出
2．2 自燃煤矸石山表面溫度場測量原理與方法
2．2．1 基本原理
2．2．2 自燃煤矸石山溫度場的測量方法
2．3 自燃煤矸石山表面溫度場測量試驗設計
2．3．1 試驗點煤矸石山概況
2．3．2 試驗區的選擇
2．3．3 布設標志點
2．4 自燃煤矸石山表面溫度場外業測量
2．4．1 紅外熱像儀數據的采集
2．4．2 空間信息數據的采集
2．5 自燃煤矸石山表面溫度場測量試驗內業處理
2．5．1 溫度試驗數據分析處理
2．5．2 熱紅外圖像的坐標轉換與定位
2．5．3 熱紅外數據與全站儀數據融合
2．6 小結

3 自燃煤矸石山覆壓阻燃原理
3．1 煤矸石山的自燃歷程及臨界溫度
3．2 煤矸石山隔氧阻燃機理分析
3．2．1 煤矸石山不同區域的供氧條件
3．2．2 孔隙率對氧氣傳輸的影響
3．2．3 煤矸石山發生自燃的臨界風速
3．3 覆蓋阻燃原理
3．3．1 覆蓋阻燃效果的評價指標
3．3．2 覆蓋阻燃效果的影響因素
3．3．3 覆蓋材料與覆蓋層厚度的選擇
3．4 壓實阻燃原理
3．4．1 壓實效果與阻隔性
3．4．2 壓實效果的影響因素
3．5 自燃煤矸石山治理中的覆蓋系統剖面
3．6 小結

4 自燃煤矸石山覆壓阻燃效果的檢測試驗設備研制
4．1 問題的提出及意義
4．2 設備研制的理論基礎
4．2．1 覆蓋層中空氣的滲流理論
4．2．2 覆壓阻燃效果測試的基本原理及方法
4．3 設備原理與裝置
4．3．1 設備原理
4．3．2 設備裝置
4．3．3 設備裝置所測參數的分析研究
4．4 設備性能檢測
4．4．1 氣密性檢測
4．4．2 精密度檢驗
4．5 設備可靠性試驗
4．5．1 試樣制備
4．5．2 數據采集及計算
4．5．3 結果及分析
4．6 小結

5 自燃煤矸石山覆蓋阻燃試驗研究
5．1 問題的提出
5．2 試驗材料、方法與內容
5．2．1 試驗材料
5．2．2 試驗方法
5．2．3 試驗內容
5．3 單一覆蓋材料空氣阻隔性試驗
5．3．1 試樣描述
5．3．2 結果分析
5．4 混合覆蓋材料空氣阻隔性試驗
5．4．1 試樣描述
5．4．2 結果分析
5．5 覆蓋層厚度的推演與結果分析
5．5．1 覆蓋層厚度的推演
5．5．2 結果與分析
5．6 小結

6 自燃煤矸石山壓實阻燃試驗研究
6．1 碾壓材料的壓縮及壓實特性
6．1．1 碾壓材料的界限含水率
6．1．2 碾壓材料的壓縮特性
6．1．3 碾壓材料的壓實特性
6．2 壓實強度對阻燃效果的影響試驗
6．2．1 試樣準備
6．2．2 結果分析
6．3 煤矸石山現場碾壓試驗
6．3．1 實驗方法
6．3．2 結果與分析
6．4 小結

7 結論與展望
7．1 研究結論與成果
7．2 創新點
7．3 需要進一步研究和解決的問題
7．3．1 自燃煤矸石山覆蓋層空氣阻隔性的研究
7．3．2 煤矸石山覆蓋碾壓工藝及參數的研究
7．3．3 自燃煤矸石山覆蓋層長效性的研究
參考文獻