当前的世界环境

介绍

在中国和美国之后印度是世界第三大煤炭生产国家，电力部门由基于煤的热电厂主导。¹印度的煤炭开采是用挖掘技术的矿业技术。，地下和露天采矿。Opencast Mining是我国的首席采矿实践，占煤炭总产量约为80％。Opencast Mining包括用爆破破裂岩石上层，钻探挖掘煤炭在厚厚的岩石层深处埋藏。以这种方式，ob形式的大量废岩被产生（表1）被倾倒在附近的区域，并且可以很容易地被视为哈里亚煤田附近的丘陵结构（图1）。OB材料的生产直接取决于剥离比例，即，每吨煤需要OB以吨为单位的量。过去三十年中的平均剥离比为1.97米：3 /吨。²可能这些OB材料大部分都被倾倒到附近地区，因此在Jharia煤田和附近地区很容易看到巨大的丘陵结构。OB排土场的不稳定性是贾里亚煤田面临的主要问题，也是对附近劳动人民的一大威胁。^10.Kainthola等人。（2011）报道了西煤田有限公司在西部煤田有限公司的ob倾倒不稳定性。它的高度约为75米，坡度为43°斜角，发现面向18米。另一个失败的发生率发生在WCL的新Majri Opencast煤矿，在60米高的坑坡的击球方向发生了150米的延长失效。进行的地质技术研究表明，土壤的内部摩擦值分别为48kPa和23á'。由于采矿业务，对现有生态系统的巨大威胁主要是由于露天矿井，其中大量废旧岩石或覆盖物材料在长期内生产和倾销。由于缺乏有价值的营养，这些OB倾荷对植被的生长非常不利。^3.

从Jharia煤田生产如此大量的OB排土场材料，对自然土地性质和环境也产生了不利影响。^4.

图1：ob倾倒在Kusunda Opencast矿山附近 点击此处查看数字

表1:2015年A Gupta & B Paul Jharia煤田的储量

OB垃圾场的不稳定性问题

由于排土场高度的不断增加，可能会对其稳定性造成威胁和相关问题。因此，研究和监测废石排土场及其稳定性是采矿界的一个重要课题。此前已经报道过与OB倾倒不稳定有关的各种事故，这是由于倾倒滑梯和故障对附近居民造成了不利影响。岩石边坡可能变得不稳定和失败，由于在岩层中的不连续和缺乏粘性。在矿山矸石堆或OB排土场中，两层岩带之间的粘土带会影响其稳定性。

因此，土壤的抗剪强度是粘性和摩擦贡献的总和。黏聚力值越高，边坡越稳定，因此评价排土场材料的黏聚力特性对提高其抗剪强度至关重要，而抗剪强度可通过直剪试验获得。

斜面的稳定性取决于存在于沿着这种表面的材料的剪切强度及其与斜坡有关的方向。简而言之，任何转储的稳定性取决于：颗粒的质地，比重，包装的特异性，填充状态，饱和度等。^5,6剪切强度特性是颗粒的凝聚力的产物（C沿接头表面存在的摩擦角（Ø）取决于表面的机械和功能特性。OB倾倒材料，其中砂岩是主要复合材料的物质系数的值（0.51），内部摩擦角（26.6），内聚力（28），因此具有容易倾向的趋势。^7.地层内的粘接或接头可以产生涉及在表面稳定性的交叉组合的接头组组合的失效平面。

边坡的几何性质是影响边坡稳定性的最重要因素。影响边坡几何性质的边坡设计参数的一些关键特征是台阶高度、边坡角度和破坏面总面积。因此，边坡稳定性取决于高度，随着高度的增加，稳定性降低。边坡的曲率对边坡失稳影响较大，在边坡设计中应避免边坡的凸起部分。由于排土场顶部的最大失稳，岩层位移主要出现在该位置附近^8.因此，任何与排土场失稳有关的研究都应该从排土场边坡的顶部开始进行。植被恢复是边坡稳定最适宜的技术之一。Dhanbad mundih矿排土场边坡稳定性调查显示，30 m高35.5á´¼排土场的黏聚力和摩擦角为0.6 kg/cm²和31.5º。由于缺乏土地、脆弱的岩石条件以及暴雨，垃圾场的稳定性非常重要^9.

粉煤灰的环境含义

热电厂产生大量的粉煤灰，煤炭燃烧成为印度的严重环境问题。热电厂在很大程度上面临与粉煤灰管理有关的问题。粉煤灰的开放式倾倒可以通过径流以及大气污染恶化地下水质量。因此，这很明显，粉煤灰的开放倾销对环境致命不同方面。粉煤灰包含二氧化硅，铝和铁等主要元素，具有大量钙，镁，钾，磷和硫。^10,11粉煤灰处理主要通过以湿浆料的形式收集灰池塘进行^12.这是合理的水污染附近的水资源或地下水污染的沥滤到地下。

研究区域

OB1、OB2、OB3分别采集于贾里亚煤田Kusunda、Sijua、PB 3个不同的露天矿(图2)。样品以自然破碎的OB材料从垃圾场底部采集。它被装在密封的塑料袋里，送到系实验室进行进一步处理。然后对样品进行处理(筛、筛、洗)，进行进一步的物理和岩土测试，以评估材料的稳定性状态。

图2:研究区域图 点击此处查看数字

表2：粒度分布

方法

收集的样品被粉碎、筛分和洗涤，以便进一步分析。物理和土工性质，如粒度分析、容重、比重;按照印度标准对干密度、剪切试验进行了分析。^13.

参数研究

主要由砂岩和其他土壤类型制成的OB的稳定性取决于物理和岩土地参数的数量，例如粒度，堆积密度，比重和剪切强度。所有这些参数都按照印度标准进行了分析。

按照密度瓶子分析OB和河砂的批量密度和比重，如：2720（第3部分/第1部分） - 1980。

用根据印度标准2720（第IV部分）-1985的不同网格尺寸的筛振动筛进行晶粒尺寸分析。筛子彼此排列，使得驯料在顶部和最优秀的一个。烘箱干燥土壤样品（1kg）并置于粗筛上。将整个筛子组装放在筛子振荡器上，摇动约10分钟。以表格形式记录保留在每个筛子上的材料，并计算保留的累积百分比（表1）。还计算了罚款的累积百分比，绘制了细粒百分比和晶粒尺寸之间的图表（图4）。

图3:比重和堆积密度 点击此处查看数字

图4:的图形表示 粒度分布 点击此处查看数字

采用直剪仪进行直剪试验。测量了剪切箱的尺寸，确定了待测样品的质量。在一个托盘中取所需质量的样品，并在其最佳水分含量的情况下向其添加水。然后完全混合。然后组装剪切箱，将样品分三层传送到剪切箱中。将顶板固定在剪切箱上，然后将其转移到加载架上。然后重量被附加到加载架和千分表设置为零。机器启动，验证环读数被记录到样品的失效。对不同的重量(正常应力)重复试验，并记录观察结果。绘制了正应力与剪应力的关系图(图5)来计算材料的稳定性。

图5:抗剪强度特性 与粉煤灰的OB和OB 点击此处查看数字

结果和讨论

OB材料的堆积密度在1.09至1.24的范围内，其增强至1.3，粉煤灰利用率为20％。OB的比重被发现为2.09至2.46，随着利用率的增加，增加值高达2.57（图3）。

粒度分布分析表明，砂和淤泥的百分比占主导地位，而粘土可忽略于砾石的轻微比例。计算曲率系数和均匀性常数。C.的价值_u被发现在6到7和c的范围内_c根据标准发现为2.7至3.4，这两个值都被发现，分级为稍微良好的分级样品。从图表（图4）计算砂淤泥和粘土的百分比，结果表明，在所有三个样品中，砂的比例占据主导，在65-70％之间。由于存在更高的砂颗粒的内聚力减少了最终可以合理地合理，另一方面，在颗粒之间的颗粒之间的OB样品内粘合的粉煤灰的容易不稳定地易于不稳定，最终适合良好的包装和粘合，因此为此提供了额外的稳定性坡。

直剪试验结果表明，粉煤灰对OB的强度性能有平滑的影响。从图(图5)很明显,R值为OB样本即OB1 OB2 OB3被发现为0.987,0.984和0.989这是足够好但我们粉煤灰混合这些样本更团结的价值观改变了粒子和减少摩擦角约为10 -百分之二十。进一步增加粉煤灰降低了强度属性(R值),表明减少凝聚力,最终扰乱了摩擦角可以得出结论,因此,添加粉煤灰与OB有限比例(10 - 20 %)可以提供良好的强度值在10 - 20%的比例与OB是有益的,并可能增强OB dump的稳定性。

讨论

ob的矿井废弃物的处置是印度和全球大部分采矿行业废物管理的关键问题之一。本文基于可持续的废物管理计划，其中两种不同类型的废物即，飞灰和ob同时用于克服OB倾倒不稳定性的主要任务。贾丽亚煤田是印度的重要煤炭产区之一正面临与OB倾倒，处置和管理有关的问题。另一方面，粉煤灰处理是另一个影响环境的问题。

表3：内部摩擦的凝聚力和角度

由于缺乏任何指定的废物管理计划OB材料Jharia煤田和其他矿区倾倒不当,造成各种环境问题,如大气污染由于同时燃烧含碳元素存在于转储和水污染由于淋溶和径流的金属浓度地下水及附近的水资源。煤矿排矸由于其可能的失败和对环境的不利影响而成为人们关注的焦点。生态绿化，在OB排土场种植树木和植物，是一种可能的选择，以提供更稳定的排土场，另一方面，根据岩土和改善材料的力学性能，我们可以稳定排土场。^14.粉煤灰是另一个与煤炭间接相关的废物是他们倾倒的一个主要问题。通常倾倒在开放环境中的粉煤灰可能导致由于Fe，Sn，CD等等较高金属浓度的存在而导致严重的环境问题^15.因此，这是适当的和可持续的方法，可用于更好地粉煤灰的废物管理稳定OB倾倒。

结论

从上述评估中，这很清楚，粉煤灰显示其有价值的影响，对OB材料的稳定性方面处于一定限度。发现了大约10％至20％的阳性结果，但随着粉煤灰的比例增加了越来越多的机械性能偏转，最终的材料强度偏转。摩擦角度计算在30之间^0.-35^0.它减少了30以下^0.粉煤灰掺量分别为10%和20%。因此，摩擦角减小，最终形成了更好的颗粒间的黏聚力。但进一步添加粉煤灰会干扰黏聚力和摩擦角，再次削弱稳定性(表3)。

由于通过更细的粉煤灰颗粒在OB颗粒之间的空隙填充不足，初始倾斜角度可能从32º到27º减少到22º％。因此，最终坡度的值增加，并且内聚力降低。进一步增加粉煤灰，即30％，空隙的包装将变得更加紧凑，因为它们降低了空隙率。这将导致使用26º至28º的OB + 30％飞灰获得的斜坡角度增加。然而，添加粉煤灰Vis-is-Vis ob的斜坡角度没有显着变化。结论这项工作表明，使用ob的粉煤灰的利用可以为垃圾和矿业行业的复合废物管理计划提供更好的稳定性。

确认

作者正是要承认我们的HOD，印度矿山矿业学院Dhanbad为他们有价值的支持来完成本文。我们还向MHRD传达了我们的工作和随机表。我们喜欢承认我们的实验室伴侣的宝贵帮助。

参考

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