【正文】 結(jié)核，發(fā)育大型板狀交錯層理 、 楔形層理 、 個別塊狀層理及波狀層理。降水主要集中在 7～ 9 月份，占 全年降水 總量的 69%，尤以 8 月份最多，平均 降水量 為 ， 約 占 全年降水 總量的 25%，并多以暴雨形式出現(xiàn)，易形成洪水。C， 最冷為 1 月份，平均 － 176。據(jù)榆林市榆陽區(qū)氣象站 1951～ 2020 年 多年 氣象資料 ， 區(qū)內(nèi)年平均氣 溫 176。坡面平緩區(qū)為耕地，其余主要為林區(qū)和草地。區(qū)內(nèi)最 低海拔為， 最高海拔為 ，相對高差 。14′44″。大路峁煤 礦位于陜北侏羅紀(jì)煤田廟哈孤礦區(qū)安山井田南部的地方煤礦開采區(qū)之內(nèi) ，開采區(qū) 面積為 ，地理坐標(biāo)：東 經(jīng) 110176。 （ 2） 研究目的： 煤礦自燃火區(qū)對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成了極大的破壞和污染，而且對煤礦當(dāng)前及以后的開發(fā)將造成很多不安全因素和危害，同時也造成煤炭資源的浪費。 塌陷區(qū)治理工作始終面臨著等 “ 穩(wěn)沉條件 ” 成熟后再治理的尷尬局面。區(qū)內(nèi)大面積的自燃發(fā)火吞噬著寶貴的煤炭資源，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，同時污染了大氣環(huán) 境，造成部分地表植被枯死。且有向更大的范圍蔓延的趨勢。 同時， 礦區(qū)內(nèi)小窯開采方式為 “ 房柱式 ” ，采煤后采空區(qū)四通八達(dá)，自燃發(fā)火面積大，井下滅火無法進(jìn)行。因此防滅火問題迫切急需解決。這種治理模式在淮北地區(qū)存在的主要問題是：一是在塌陷過程中土地資源始終處于閑置狀態(tài)，不能有效利用；二是大規(guī)模土地塌陷后再進(jìn)行復(fù)墾，不僅給復(fù)墾治理工程帶來很大困難，治理費用也較高；三是耕作層難以保護(hù)和利用。故 本次研究欲達(dá)到以下目的：有效解決煤礦自燃火燒隱患區(qū)安全隱患， 對釆空區(qū)的治理能夠有效的保護(hù)土地，遏制山體滑坡、水土流失、泥石流等 ， 提升礦山企業(yè)本質(zhì)安全水平，保障人民群眾生命 2 財產(chǎn)安全；有效解決煤礦自燃火燒隱患區(qū)安全隱患，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理良 性 循環(huán)發(fā)展；通過對煤礦自燃火災(zāi)隱患區(qū)綜合治理，改善人民群眾生產(chǎn)生活條件，推進(jìn)礦區(qū)新農(nóng)村建設(shè)，構(gòu)建和諧村礦關(guān)系，維護(hù)礦區(qū)群眾根本利益和長遠(yuǎn)生計。47′32″～ 110176。 煤礦 開采深度 1150～ 1128m，設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為 9 萬噸 /年，開采 52煤層，整 合后擬改擴(kuò)建為 45 萬 噸 /年。 黃土丘陵溝壑主要分布在礦區(qū)中部，約占全 區(qū)面積的 60%，組成物質(zhì)主要是粉 砂 、粉土，且以粉質(zhì)粘土為主。 溝谷地貌 主要分布 礦區(qū)北部和西部的大西溝溝谷平直寬闊，谷地寬 30～ 200m， 河谷呈明顯的 U 型，一級階地發(fā)育，高出河床 1～ 3m，由沖積松散堆積物與風(fēng)積沙組成。C， 極端最低氣溫 －176。C。 地層巖性 5 煤礦區(qū)內(nèi)地形切割強(qiáng)烈、呈溝壑梁峁地勢，山梁、緩坡大部分被第四系黃土和新近紀(jì)紅土所覆蓋，溝谷、陡坡均為基巖出露區(qū)。因該組地層上部剝蝕風(fēng)化，故頂面起伏不平，局部地面的砂巖因風(fēng)化呈淺灰白色，向下逐漸過渡到灰綠色。局部地段底部發(fā)育有礫巖，礫石成分有脈石英、燧石及硅質(zhì)巖組成，礫石直徑 從 幾至150mm 不等，磨圓度中等，分選性差，填隙物為中細(xì)砂及粉砂 ， 上部為灰綠色、灰褐色、紫雜色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，局部為灰黑色、深灰色砂紙泥巖 ； 上亞回旋 的 下部及中部為巨厚層狀灰白色粗粒長石石英砂巖、含礫粗粒砂巖 ，夾中粒細(xì)粒長石石英砂巖 ， 頂部為灰綠色、紫雜色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖 ， 局部地段在頂部夾黑色泥巖及煤線 ， 塊狀層理，含植物化石及葉肢介化石。以棕紅色區(qū)別于第四系古土壤層。其上見有厚約 的淺紫紅色含礫粗砂巖，以石英組成為主，分選性、磨圓度差，主要為砂質(zhì) 膠結(jié) ，次為 鈣質(zhì)膠結(jié) ，具有沖洪積相特征，但在區(qū)內(nèi)出露不普遍。據(jù)鉆孔揭露及填圖資料，厚度 0～ ， 平均厚度 。 7 全新統(tǒng)沖積層 （ Q4al） 主要分布在炭窯溝、古城溝、小井溝、老莊溝及大的溝谷中，主要為全新統(tǒng)沖積、洪積砂、粉砂、粘土及礫石等松散堆積物。神府礦區(qū)構(gòu)造單元處于鄂爾多斯地臺二級構(gòu)造單元 ～ 伊（克昭盟）陜（西）單斜東緣 中部。 52 煤層底板標(biāo)高一般在 1128～ 1150m 之間，最低 1116m， 近于水平地層，起伏較小，西北部地勢較高，沿溝谷煤層出露較多，剝蝕范圍較大。局部 75～ 80176。 本區(qū)位于鄂爾多斯臺向斜寬緩的東翼 ～ 陜北斜坡上，地殼活動相對微弱。根據(jù)《陜西省工程抗震設(shè)防烈度圖》（ 1993年 10 月）的烈度劃分，本區(qū)基本地震烈度為 VI 度。砂巖 的 走向 和 傾向均相變較大 ， 不穩(wěn)定，含穩(wěn)定的可采煤層 52 煤。 水文地質(zhì)特征 區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，較大河流有礦區(qū)西部的大西溝，礦區(qū)緊鄰大西溝支溝崔家溝， 以上 河流多為季節(jié)性河流，流量隨地表降水變化極大。 c． 新近紀(jì)上新統(tǒng)靜樂組相對隔水層 （ N2j）： 出露于崔家溝中、上游谷坡上，巖性為淺紅色 ～ 褐紅色粘土，亞粘土，夾多層白色韓質(zhì)結(jié)核，底部常見 1～ 2m 厚的礫石層，多已膠結(jié)成礫巖 。溝谷基巖風(fēng)化帶，水量較大，而下伏正常基巖含水層較薄，補(bǔ)給來源不足，水量貧乏 ， 含水層普遍含水微弱。河谷區(qū)潛水徑流方向主要受微地形控制，沿分水嶺多向西偏南、東側(cè)多向東方向徑流，平直地段一般與河床斜交，河曲地段在泥巖隔水層阻隔下，以下降泉形式排泄。該層潛水在裸露區(qū)接受地表水、大氣降水補(bǔ)給，在覆蓋區(qū)接受上部潛水的補(bǔ)給，由于風(fēng)化帶含水層的潛 水運移狀況受地形控制，主要排泄于深切的溝谷底部河流中。 （ 3） 礦床充水因素分析 依據(jù) 本區(qū)水文地質(zhì)條件及煤層上覆基巖結(jié)構(gòu)類型，礦井充水方式可分為直接充水和間接充水兩種，它們均具有一定的充水水源和充水途徑。 區(qū)內(nèi)地表水體主要是大西溝河水，尤其是溝谷區(qū)段，礦層開釆后的溝谷區(qū)成為冒裂貫通的嚴(yán)重地段，豐水期溝流水將沿裂縫 潰入采空區(qū)，易造成淹井事故。 11 據(jù)生產(chǎn)及廢棄的小窯調(diào)查顯示，煤層頂板巖性以粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，其次為泥巖，裂隙不發(fā)育，其含水量較為貧乏，礦井涌水量較小。 碎 裂結(jié)構(gòu) 軟弱巖類 風(fēng)化巖組 基巖頂部 5? 30m 煤巖組 可采煤層及不可采煤層 層狀結(jié)構(gòu) 半堅硬巖類 砂、泥巖互層巖組 煤層直接頂板和直接底板 12 砂巖組 煤層基本頂及延安組各段中部 塊狀結(jié)構(gòu) （ 1） 松散沙層組 分布于礦區(qū)低洼溝谷部位，大西溝、崔家溝溝谷中，厚度小，范圍小，孔隙率大，承載力低，穩(wěn)定性差。黃土孔隙 比 大，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，一般多 不具 濕陷性 ， 但易被地表水流沖蝕而引起坍塌，浸水易失穩(wěn)。 （ 3）燒變巖 組 包括不同燒變程度的砂巖、粉砂巖、泥巖等，蜿蜒鋸齒狀斷續(xù) 分布于煤礦西部溝谷 ～ 兩側(cè)，一般自燃深度 20～ 50m。 （ 4） 風(fēng)化巖組 13 據(jù)鉆孔統(tǒng)計風(fēng)化巖組厚度 ～ ，平均厚度 ， 由上 到下風(fēng)化程度逐漸減弱，強(qiáng)風(fēng)化帶原巖結(jié)構(gòu)破壞，疏松破碎，孔隙率大，含水率高，粘土礦物含量逐漸增加，在巖體結(jié)構(gòu)面中富集粘土礦物形成軟弱夾層，對巖體的強(qiáng)度和破壞具有控制作用。巖石含有較高的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)，發(fā)育較多的水平層理、小型交錯層理、節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面。 （ 7） 砂巖組 本巖組以中、細(xì)粒砂巖為主，次為粗粒砂巖，多形成煤層的老頂或老底。 第 三 章 礦區(qū)基本情況 及 治理的必要性 通過調(diào)查和現(xiàn)場問詢， 1 和 2 號治理區(qū) 各 存在 1 處小煤窯開采 52煤，生產(chǎn)技術(shù)落后，設(shè)備簡單，開采方式大多為人工刻槽打眼放炮取塊煤為主，小四輪拖拉機(jī)出煤，露天堆放，一般均為全層開釆?？刹珊穸葹?～ ，平均厚度 ，煤層厚度變化不大，規(guī)律性明顯，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，屬穩(wěn)定型、易自燃煤層。 采空區(qū)分布范圍 大路峁 煤礦自上世紀(jì) 90 年代進(jìn)行開釆，目前已經(jīng)形成 多 處大范圍的采空區(qū) ，其中在 1 號和 2 號治理區(qū)內(nèi)各存在 1 處釆空塌陷區(qū)。在治理區(qū)范圍的中部有采空塌陷 1 處，采空面積為 萬 m2，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地表出現(xiàn)地面沉陷及地裂縫等現(xiàn)象。煤層底板標(biāo)高為+1150～ +1128m。可采厚度為可采厚度為～ ，平均厚度 ，煤層厚度變化不大，規(guī)律性明顯，結(jié)構(gòu)簡單 ， 不含夾矸。 表 31 殘煤剩余資源量估算表 治理區(qū) 邊界煤區(qū)塊 面積（ 104m2) 煤厚（ m) 煤量（萬 t) 回收煤量（萬 t) ① 號治理區(qū) 1 2 3 16 ② 號治理區(qū) 1 2 3 合計 根據(jù) 2 號治理區(qū)采空區(qū)范圍和治理區(qū)范圍之間的關(guān)系，回收邊角煤范圍在 2 號治理區(qū)劃分為 3 個區(qū)塊，有效含煤面積為 萬 m2,煤層厚度取 ，煤平均容重 。 采空區(qū)治理的必要性 治理的 必要性 按照 “ 誰破壞、誰復(fù)墾 ” 的原則，將生產(chǎn)建設(shè)單位的土地復(fù)墾目標(biāo)、任務(wù)、措施和計 劃等落到實處；為土地復(fù)墾的實施管理、監(jiān)督檢查以及土地復(fù)墾費征收等提供依據(jù)。對采空區(qū)的治理可以回收部分煤柱及其邊角殘留煤，有效的利用現(xiàn)有資源，減少了資源浪費，提高了資源利用率。 總結(jié) 大路峁煤礦煤層埋藏較淺，地表煤層露頭多 、 面積大，局部區(qū)域沒有進(jìn)行有效的處理，氧化時間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自燃發(fā)火期 ， 遇氧 即可 形成自燃。煤炭自燃不僅威脅火區(qū)的煤炭資源，而且通過火區(qū)蔓延，危及周邊煤炭資源，對煤炭資源造成極度浪費，同時也嚴(yán)重影響礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境及鄰近礦區(qū)的生產(chǎn)安全。 18 第 四 章 治理方案 根據(jù)我國《礦 產(chǎn)資源法》第三十二條規(guī)定： “ 開采礦產(chǎn)資源，應(yīng)當(dāng)節(jié)約用地。 治理以保護(hù)和恢復(fù)自 然 生態(tài)環(huán)境為出發(fā)點，以建設(shè)社會主義新農(nóng)村，改善當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活條件為目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。灌漿是利用高壓水輪或機(jī)械設(shè)備取土，將其與水按適當(dāng)配比，制作成有一定濃度的泥漿，再借助于自然壓差或泥漿泵，覆蓋包裹有自燃傾向的煤層。因此本方案對滅火隔離條帶進(jìn)行開挖，挖掉殘留煤柱，隔離火源，最后將滅火帶采用黃土覆蓋壓實，防止死灰復(fù)燃；該方案同時可回收殘煤，提高煤炭資源利用及回收率 ， 補(bǔ)償滅火施工費用，減少滅火成本。最后回填開挖坑，平整及再覆蓋黃土，并復(fù)墾綠化。具體方法可歸納出如下步驟： 注水降溫 ——上覆土巖層的剝挖 ——排渣 ——火區(qū)殘煤的回收及運輸 ——開挖坑底部邊界煤層露頭黃土封堵、覆蓋 ——開挖坑回填、整平 ——黃土覆蓋（以備綠化復(fù)墾）——綠化。結(jié)合鉆孔資料確定。初始拉溝位置選擇原則： ① 由治理區(qū)邊緣向治理區(qū)中心推進(jìn)； ② 排土及運輸方便； ③ 覆土造田便利； ④ 與外部聯(lián)絡(luò)通暢； ⑤ 初始建設(shè)工程量小。 3) 治理順序 依據(jù)確定的拉溝位置，結(jié)合治理區(qū)的賦存條件，并有利于覆土造田，大路峁煤礦 ① 22 號治理區(qū)選在治理區(qū)的南部邊界的石崖溝作為初始拉溝初始位置，根據(jù)遺留煤柱的情況，開采向東及南部推進(jìn)。左右，沒有褶曲，在煤層之上是基巖，平均厚度約 8m,基巖之上周部分布有第四系松散層，主要由風(fēng)積沙和細(xì)砂、粉砂和亞砂土組成，平均 12m?；鶐r單獨劃分臺階，根據(jù)基巖上部劃分為 1 個基巖臺階，煤層與 上部基巖劃分為一個獨立臺階。 4) 工作臺階坡面角 工作幫松散層風(fēng)積砂臺階坡面角確定為 35176。 23 5) 幫坡角 ① 工作幫坡角 根據(jù)上述開采參數(shù)以及煤層賦存條件，正常生產(chǎn)時，剝挖治理區(qū)的工作幫坡角 10176。 6) 工作平盤規(guī)格 平盤排土作業(yè)采用邊緣排土與場地排土相結(jié)合的排土方式，其最小排土工作平盤寬度由落石滾落安全距離寬度、卸載寬度、汽車長度、調(diào)車寬度、道路通行寬度、卸載邊緣安全距離等構(gòu)成，最小工作平盤寬度不爆破臺階為 45m，爆破臺階為 45m，煤臺階42m。 1) 外排土工藝 ① 采用臺階式堆放，每個臺階高度 25m,外邊坡坡比 1:，中部設(shè) 3m寬平臺一處。 24 2) 內(nèi)排土工藝 ① 臺階高度：考慮環(huán)保及排土安全，排土為三個臺階。排土臺階不受空間限制，隨著下部臺階的推進(jìn)，上部臺階進(jìn)一步擴(kuò)展。 排土場布置方案 根據(jù)剝挖區(qū)及其周圍的地質(zhì)地形條件，開拓方式，近距離排土以及環(huán)保的要求選擇外排土場地。 排土場技術(shù)參數(shù) 排土場臺階高度 25m。 L5——雙車道路面寬度；取 12m。 26 第 五 章 治理工程 治理工程量及殘煤剩余量 剝挖工程量 運用 CASS 軟件建立地質(zhì)模型計算， ① 號治理區(qū)在剝挖區(qū)境界內(nèi)總剝離量 156 萬m3,其中松散層剝離量 萬 m3，巖石剝離量 萬 m3，剝挖量與可回釆殘煤量的比例為 。 表 41 剝挖治理工程量表 治理區(qū) 面積 (萬 m2) 剝離量（萬 m3) 回收煤 松散層 巖石 小計 (萬 t) ① 號治理區(qū) 156 ② 號 I 期 27 治理 區(qū) II 期 合計 爆破工程量治理期需要 爆破的工程量 依據(jù)巖性，巖石、殘煤需要爆破，見表 42。覆蓋高