【正文】 ，工程量較少的條件下，考慮采用外包機(jī)制，充分利用社會力量進(jìn)行開挖，單斗—卡車工藝更顯其優(yōu)越性。根據(jù)上述條件，由于開挖范圍小、地形條件復(fù)雜、煤層傾角變化大，結(jié)合煤層賦存條件等特點，本區(qū)適合采用機(jī)動靈活的單斗—卡車間斷開采工藝進(jìn)行開挖?！?0176?！?0176。），工程量相對較小。第四節(jié) 開挖工藝及開挖設(shè)備一、開挖工藝1．開挖工藝選擇原則及考慮因素（1）要充分考慮到治理區(qū)自然條件，包括地形特點，氣候條件，埋藏條件及煤巖性質(zhì)；（2）所選的開挖工藝要與治理區(qū)幾何形狀相諧調(diào)；（3）設(shè)備類型、規(guī)格及生產(chǎn)能力要與滅火工程規(guī)模相適應(yīng)；（4）優(yōu)先選擇社會通用設(shè)備，實現(xiàn)生產(chǎn)的靈活性與社會化；（5）高效節(jié)能、方便修理；（6）開挖設(shè)備的采、運(yùn)、排環(huán)節(jié)匹配合理。由于火區(qū)施工是即時降溫即時開挖，其開挖作業(yè)時火渣溫度要求降至常溫70176。五、注水安全措施應(yīng)先從溫度低的開始滅火，然后逐漸地逼向火源中心。一、注水系統(tǒng)集中注水系統(tǒng)包括：蓄水池、泵站、主管站、支管站等。不可回收煤量萬m179。采出率%75可回收殘煤體積萬m179。/t。（179?！?0176。；根據(jù)老采空區(qū)倉儲式采煤方法及統(tǒng)計的回采率和剩余資源火燒比例，采空區(qū)原實體殘煤可回收率暫按70%計算，則扣除采空區(qū)估算出地面開挖工程的全部工程量為4373萬m179。建議開挖前有必要進(jìn)行采空區(qū)、火區(qū)探測工作，以便對開挖工程提供準(zhǔn)確依據(jù)；開挖過程中進(jìn)行有毒、有害氣體監(jiān)測工作，避免發(fā)生安全事故。表411 地面開挖范圍拐點坐標(biāo)表（北京54坐標(biāo)系）序號XY序號XYD1D16D2D17D3D18D4D19D5D20D6D21D7D22D8D23D9D24D10D25D11D26D12D27D13D28D14D29D15開挖范圍特別說明：1．由于本礦提供的地質(zhì)資料為《xx縣克爾堿煤礦區(qū)xx井田勘探報告》及《xx縣布爾堿煤礦區(qū)四建煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報告》，報告中鉆孔資料較少，且缺少邊坡穩(wěn)定計算所需的各地層巖石物理力學(xué)指標(biāo)；同時地層中巖石力學(xué)性質(zhì)與實際揭露的地質(zhì)條件可能存在較大差異，建議在實際施工過程中實時監(jiān)測邊坡穩(wěn)定情況，并應(yīng)根據(jù)揭露的巖體實際情況及時調(diào)整最終開挖邊坡角，確保安全施工。穩(wěn)定幫坡角上返至地表，確定北部地表開挖邊界。穩(wěn)定幫坡角上返至地表，確定南部地表開挖邊界。二、確定地面開挖范圍考慮的因素1．火區(qū)煤層的賦存條件及地形條件；2．采空區(qū)火區(qū)的范圍、邊界、具體位置；3．依據(jù)地質(zhì)條件及采空區(qū)破碎巖性所確定的開挖穩(wěn)定邊坡角35176。因此，采取地面開挖方式治理地質(zhì)災(zāi)害為最優(yōu)方案。采用地面開挖方式有以下幾點優(yōu)勢。一般在施工初期對淺部治理區(qū)進(jìn)行地面開挖剝離，挖除淺部采空區(qū)及火源，深部則采用鉆孔注漿、裂縫注漿滅火方法，待火燒區(qū)熄滅后，再用黃土覆蓋；此方法能達(dá)到保護(hù)地面永久設(shè)施、徹底熄滅火源的目的。另外，該方案對煤炭資源回收率較高，挖出的殘煤可以抵補(bǔ)工程投資，降低成本。5）不能控制塌陷區(qū)。本礦采空區(qū)空隙較為零亂，灌入火區(qū)的泥漿流向無法控制，泥漿不一定按預(yù)想到達(dá)著火體，針對性不強(qiáng)，漿液流失量大，灌漿效率低。（1）優(yōu)點：簡單易行。一、災(zāi)害治理工程方案選擇現(xiàn)階段對煤田塌陷區(qū)和火燒區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害常采用地表黃土覆蓋方案、鉆孔灌漿方案、地面開挖回填方案，以及上述幾種方案的綜合使用。只有有效地對塌陷區(qū)、采空區(qū)、火燒區(qū)進(jìn)行治理工程，才能控制地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)一步蔓延，減少煤炭資源損失，使煤礦生產(chǎn)安全及周邊農(nóng)牧民的生命財產(chǎn)得到保障，經(jīng)濟(jì)上不再受損失，保護(hù)環(huán)境。地表裂縫和塌陷溝通了燃燒的煤層與外界空氣的接觸，為煤層繼續(xù)燃燒發(fā)展提供了更充分的通風(fēng)供氧條件，導(dǎo)致火區(qū)條件及地面條件進(jìn)一步惡化。礦井采空的地表覆蓋層懸空，人行走在懸空地段，給生命帶來危險，而塌陷區(qū)由于地表覆蓋層塌陷形成塌陷坑，塌陷坑意味著墜落危害的存在。礦區(qū)范圍內(nèi)有多處從橫交錯的裂隙，有些裂隙有明顯的熱氣涌出，一般沿裂縫、塌陷坑處有燒變巖可見、同時有硫磺等析出。加之本區(qū)為內(nèi)陸干旱性氣候，蒸發(fā)量大且多風(fēng)，氣候干燥，為煤層氧化蓄熱和燃燒提供了良好的條件?；馃笫箮r石穩(wěn)固性變差，將進(jìn)一步加劇地面塌陷程度。二、地質(zhì)災(zāi)害原因分析本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的原因主要是人為開采及煤層露頭火燒。xx縣xx煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案 第二章 地質(zhì)災(zāi)害概況第二章 地質(zhì)災(zāi)害概況第一節(jié) 地質(zhì)災(zāi)害范圍一、地質(zhì)災(zāi)害范圍xx煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦（原xx煤礦三號井）已有30多年的開采歷史，xx一號井（xx縣xx煤業(yè)有限責(zé)任公司1號井四建煤礦）也有將近20年的開采歷史。煤炭年產(chǎn)量3萬t/a?！?，煤層含夾矸一至二層，煤炭年產(chǎn)量9萬t/a?！?176?，F(xiàn)斜長385m，已采到+1096水平，～。淺部坡度16176。已采到+1107水平，瓦斯較小，但煤塵較大。向下逐漸變緩，由18176?！?6176。本井采用后退式方式開采3－3煤層，采倉長40m，寬8m，留5m安全煤柱，煤巷大部為裸巷，部分木支護(hù)。20032006年均為7萬t，2006年12月2007年產(chǎn)量為11萬t。二、xx一號井（xx縣xx煤業(yè)有限責(zé)任公司1號井四建煤礦）（1）生產(chǎn)井開采3－3號煤層，主井筒沿3－3號煤層底板開拓斜長309m，坡度－30176。共延深13個水平，第十三水平標(biāo)高963m，涌水量約150m3/d，且基本穩(wěn)定?！?，；～%，%；～，；～，為不穩(wěn)定型頂板；～，＜，巖石質(zhì)量等級為易軟化的較軟巖。42煤層直接頂及直接底板多為粉砂巖，33頂板多為老頂板砂粒巖、礫巖；33底板多直接底板粉砂巖及老底粗砂巖。左右，據(jù)調(diào)查，煤礦斜深27～30m，垂深19～21m以上的煤多為沫煤，質(zhì)量很差，斜深大于30m，垂深大于20m的煤，采出塊煤，且都做為高品質(zhì)煤出售，斜深大于30m，垂深20m以下的煤都屬正常煤。33煤層厚度較大，結(jié)構(gòu)簡單較簡單，屬穩(wěn)定較穩(wěn)定，煤層煤質(zhì)變化較小，發(fā)熱量高，有害元素含量較低，是優(yōu)質(zhì)的火力發(fā)電和動力用煤，也可做工業(yè)鍋爐用煤及民用煤。（2）本區(qū)各煤層的熱穩(wěn)定性均較差，33煤層熱穩(wěn)定性（TS+6）%。干基高位發(fā)熱量Qgr，～。（4）元素分析～%之間，%，其次為氧加硫的含量，～%之間，%，～%之間，%，～%，%。（2）灰分產(chǎn)率～%之間，%，～%之間，%。煤巖鑒定成果詳見表132。惰質(zhì)組分以絲質(zhì)體中的氧化絲質(zhì)體為主要成分，可見少的碎屑惰質(zhì)體。煤簡易燃燒試驗：易燃、煙濃、焰長，有熔融或膨脹的現(xiàn)象。表131 33煤層特征表煤層號煤層總厚有益厚度可采煤層厚度平均值夾矸數(shù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及控制程度兩極值平均值兩極值平均值33（23）（23）（23）02簡單23個孔見煤全區(qū)可采穩(wěn)定二、煤質(zhì)1．物理性質(zhì)33號煤層顏色呈黑褐黑色，褐黑或深褐色條痕。33煤層的頂板以淺灰灰白色砂礫巖及粗砂巖為主，硅質(zhì)膠結(jié)，致密堅硬，而底板則多為粉、炭泥巖類。一、煤層33煤層厚度、層位穩(wěn)定，屬全區(qū)可采(21線至E線)。礦區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動較發(fā)育，據(jù)xx地震局資料，地震裂度值為Ⅶ度。自然資源優(yōu)勢：xx縣光照時間長，光熱資源豐富，年光照率達(dá)69%，無霜期276天，℃，盛產(chǎn)棉花、小麥、白高粱、花生、綠 豆、葡萄、哈密瓜等農(nóng)副產(chǎn)品。吐魯布拉克泉群，位于D線中部，該泉群流量穩(wěn)定，流量在2～3L/s左右?？藸枆A村用潘河水灌溉，余量于紅山口匯入白楊河。2006年4月9日21時30分，xx縣至吐魯番公路艾丁湖段、312國道小草湖段發(fā)生大風(fēng)險情，風(fēng)力超過12級以上，最大瞬間風(fēng)速達(dá)32m/s以上。氣象：屬大陸性氣候，冬季干燥少雪，夏季酷熱少雨。第二節(jié) 地理經(jīng)濟(jì)一、自然地理地形地貌：本區(qū)位于吐魯番盆地西北邊緣低山丘陵地帶，區(qū)內(nèi)海拔高程在+1070m～+1370m，高差為300m，鄰近最高山峰海拔+1900m。xx縣xx煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案 第一章 煤礦概況第一章 煤礦概況第一節(jié) 交通位置礦田位于xx縣克爾堿礦區(qū)向斜南翼的中西部，行政區(qū)劃屬xx縣管轄。四、地質(zhì)災(zāi)害治理方案的確定現(xiàn)階段對煤田塌陷區(qū)和火燒區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害常采用地表黃土覆蓋方案、鉆孔灌漿方案、地面開挖回填方案以及上述幾種方案的綜合使用。另外，井田范圍內(nèi)煤層直接出露地表，由于長時間與空氣接觸氧化，煤層露頭也發(fā)生氧化自燃現(xiàn)象，露頭自燃不僅損失國家寶貴的煤炭資源，而且在地表將產(chǎn)生的大量熱氣、煙霧及CO、H2S、SO2等有害氣體、嚴(yán)重污染周邊的環(huán)境。6．根據(jù)地形、地質(zhì)等條件，合理選擇剝離物堆放場地，縮短汽車運(yùn)距，便于排棄和回填，縮短治理工期。2．貫徹執(zhí)行火區(qū)治理原則：“統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，整體推進(jìn)，綜合治理，先易后難，科學(xué)有序，先控制，后滅火”。一、編制設(shè)計的依據(jù)1．設(shè)計委托書。本次采空區(qū)火區(qū)回填治理范圍內(nèi)一號井、三號井均為倉儲式采煤方法，回采率在30%以下。煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案 第八章 安全措施煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案 前言目 錄前 言 1第一章 煤礦概況 4第一節(jié) 交通位置 4第二節(jié) 地理經(jīng)濟(jì) 4第三節(jié) 煤層及煤質(zhì) 5第四節(jié) 巖性特征 9第五節(jié) 礦區(qū)開發(fā)歷史及現(xiàn)狀 10第二章 地質(zhì)災(zāi)害概況 13第一節(jié) 地質(zhì)災(zāi)害范圍 13第二節(jié) 地質(zhì)災(zāi)害特征及危害 14第三章 地質(zhì)災(zāi)害治理方案 16第四章 地面開挖根除火源工程 19第一節(jié) 地面開挖范圍的確定 19第二節(jié) 地面開挖工程量 21第三節(jié) 挖掘高溫區(qū)的注水降溫 22第四節(jié) 開挖工藝及開挖設(shè)備 22第五節(jié) 開挖方案 25第六節(jié) 開挖作業(yè)方式及要素 26第七節(jié) 穿爆工程 27第八節(jié) 地面開挖工程運(yùn)輸系統(tǒng) 28第九節(jié) 外堆土場 29第五章 回填工程 32第六章 輔助工程 33第一節(jié) 水源及電源 33第二節(jié) 簡易公路工程 33第三節(jié) 土建工程 33第四節(jié) 煤的生產(chǎn)系統(tǒng) 34第七章 環(huán)境保護(hù)及水土保持措施 35第一節(jié) 環(huán)境保護(hù) 35第二節(jié) 土地復(fù)墾 37第八章 安全措施 38附錄：1．xx縣xx煤業(yè)有限責(zé)任公司xx煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案設(shè)計委托書。xx煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦（原xx煤礦三號井）：生產(chǎn)規(guī)模：，礦區(qū)面積：，有效期限自2004年9月至xx年5月；開采深度由1200m至1060m標(biāo)高。受xx縣xx煤業(yè)有限責(zé)任公司委托，xx煤炭設(shè)計研究院有限責(zé)任公司根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范編制《xx縣xx煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案》。二、設(shè)計指導(dǎo)思想1．執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針。5．選擇適合本礦地質(zhì)災(zāi)害特點開挖工藝，節(jié)省治理費用，提高工效。另外由于火區(qū)內(nèi)溫度高，巖石受烘烤后物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致巖石破碎，形成大量的裂縫，容易導(dǎo)致上部的巖石冒落形成更多的地表塌陷；地表裂縫和塌陷坑又進(jìn)一步溝通了燃燒的煤層與外界空氣的接觸，為煤層繼續(xù)燃燒發(fā)展提供了更充分的通風(fēng)供氧條件，導(dǎo)致火區(qū)條件進(jìn)一步惡化，同時也向深部發(fā)展，進(jìn)而燃燒更深部位的煤炭資源，形成不可控制的更大范圍的火區(qū)，嚴(yán)重影響本礦的后續(xù)開發(fā)建設(shè)。因此，本礦采空區(qū)火區(qū)治理工程的實施迫在眉睫。），用于充減工程投資。礦田交通位置詳見圖111。有的泉水附近形成小片沼澤，此外均無植被，呈現(xiàn)巖漠，礫漠地貌景觀。該區(qū)屬多風(fēng)地區(qū)，風(fēng)向多為北西，北北西，經(jīng)常是狂風(fēng)怒吼，飛沙走石，最大風(fēng)速可達(dá)40m/s以上。水文：區(qū)域內(nèi)水系很不發(fā)育，常年水流僅有潘吉塔格蘇河，～，源自西部高山區(qū)末日齊克山東端北坡，經(jīng)黑山與喀坑艾代山之間流入本區(qū)，春季融雪期水量較大，最高洪峰出現(xiàn)在7～8月。四號井田吐紅布拉克泉群，位于2號井東北邊界地區(qū)，該泉群流量穩(wěn)定，流量在5L/s左右。xx縣是歷史上著名的“絲綢之路”上的重鎮(zhèn)之一。目前仍為自治區(qū)級貧困縣。本次采空區(qū)火區(qū)回填治理實施方案主要針對礦田內(nèi)33號煤層淺部。本煤層結(jié)構(gòu)較簡單，含夾矸01。33煤層特征見表131。煤層光澤為瀝青光澤及弱玻璃光澤，參差狀、平坦?fàn)顢嗫?，局部呈貝殼狀斷口，裂隙較發(fā)育，煤芯易風(fēng)化染手，局部含黃鐵礦薄膜及鮞粒狀黃鐵礦結(jié)核，179。33煤層主要煤巖組分為鏡質(zhì)組分，%，%，殼質(zhì)組分含量很少，%，鏡質(zhì)組分主要以無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中的基質(zhì)鏡質(zhì)體和碎屑鏡質(zhì)體為主。煤的無機(jī)組分含量較低，主要成分為粘土類礦物，%，呈浸染狀呈薄層狀分布，其次為結(jié)核狀黃鐵礦礦物質(zhì)。2．化學(xué)性質(zhì)（1）水分～%之間，%，～%之間，%，屬低水分煤層。屬高揮發(fā)分煤層。干燥無灰基彈筒發(fā)熱量Qb，～，分析基高位發(fā)熱量Qgr，～。4．低溫干餾（1）煤層焦油產(chǎn)率（Tar，ad）%之間，屬富油高油煤的煤層，～%之間，～%之間。33煤層煤質(zhì)變化較小，其煤質(zhì)特征為低水分為主，灰份產(chǎn)率為特低灰，高揮發(fā)份，特低硫，特低磷～低磷，低熔灰份，高特高發(fā)熱量，富油～高油，較易粉碎，不具粘結(jié)性的長焰煤?！?5176。表141 工程地質(zhì)巖段劃分及穩(wěn)固性評價一覽表地層時代巖段編號巖段名稱穩(wěn)固性評價Q2pl +Q4a