【正文】 2020 年 05 期 [3]張剛艷 。最后，再次感謝 地質(zhì) 工程專業(yè)的全體老師，在四年的學習、生活過程中給予我的指導和幫助 。 4 年后可進行第一次平茬，以后每 3 年平茬一次，平茬時間為 11 月上旬至第二年春解凍前。 ② 樹種選擇：沙柳 x 新疆楊，進行間作種植，株行距為 2mx2m，見圖 63。 ③ 根系發(fā)達，有較高的生長速度，能形成網(wǎng)狀根固持土壤。 ③ 綠肥法 綠肥是改良復墾土壤，增加有機質(zhì)和氮磷鉀等營養(yǎng)元素的最有效方法。制定本項目土地復墾措施的原則是： 37 1) 工程復墾與生態(tài)復墾相結(jié)合 2) 農(nóng)用地復墾與耕地建設相結(jié)合 3) 林地、牧草地復墾與改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合 由于此次工程采取邊釆邊復墾的方式，對采坑進行排土填埋后，只形成內(nèi)排土場，并在開釆結(jié)束時將最初形成外排土場回填最終形成的釆掘礦坑，因此本部分只對內(nèi)排土場制定復墾措施。在露天作業(yè)面、運煤、排土公路釆取了灑水車定時灑水的方式，較好地控制了整個煤炭生產(chǎn)所涉及的各類工作區(qū)域的粉塵污染。主要治理經(jīng)驗有： ① 防沙治沙措施。 ③ 實行封山育林育草，是實現(xiàn)大面積植被自然恢復的良好途徑。 生態(tài)恢復 由于火區(qū)治理采取邊開采邊復墾邊治理的方式，初期開挖的表層覆土堆放置臨時排土場，由于內(nèi)排空間受限，剝挖初期的大量巖土棄渣堆放到外排土場，后期剝挖產(chǎn)生的巖土棄渣對采坑進行填埋整平，整平高度受南部溝道底部標高控制。 c 施工監(jiān)控 . 配合地面巖移監(jiān)測，安排專業(yè)人員分區(qū)域進行巡視，查看地表裂隙或建筑物的變形狀況，以便隨時發(fā)現(xiàn)變形異常情況，并及時采取對策。 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程 監(jiān)測內(nèi)容 （ 1） 溝道行洪能力監(jiān)測：棄渣 占用溝道情況、行洪寬度等； （ 2） 生態(tài)恢復監(jiān)測：植草面積、種樹棵數(shù)及其成活率控制，工業(yè)場地疏松土體厚度及表層覆蓋耕植土厚度等； （ 3） 釆掘場邊坡穩(wěn)定監(jiān)測： a 地面位移監(jiān)測 地面巖移監(jiān)測。為防止暴雨沖刷引發(fā)的水土流失，在排土場斜坡上漿砌石修筑格構(gòu)，再覆土種草。容重 。 a 治理區(qū)坑底用土量 =坑底長 x 煤層平均厚度 x 覆蓋厚度 ==525(m3) b 治理區(qū)坑底用土量 =坑底長 x 煤層平均厚度 x 覆蓋厚度 ==1365(m3) ② 復墾用土 在平臺上覆蓋 厚表土層，能夠滿足植物生長。 ② 號治理區(qū)在剝挖區(qū)境界內(nèi)總 剝離量 萬 m3， 其中松散層剝離量 萬 m3，巖石剝離量 萬 m3，剝挖總量包括火燒區(qū)和采空區(qū)內(nèi)的巖土剝挖，因此計算出的剝采比相對偏大，剝挖量與可回采殘煤量的比例為 。最小工作平盤寬度 BB=Ll+L2+L3+L4+L5+e,式中： L1——臺階邊緣安 全寬度；取 2m. L2——料堆占用寬度； 5? 10m，取 5m。 ③ 排土工作線長度：推土機排土，同時考慮 3 臺車同時作業(yè)，確定排土線長度為100m；排土線釆用直線式。 ② 排土堆填順序為，先排放巖石，后排放風沙土，最后將粘土層覆蓋其上。左右。 根據(jù)剝離物和煤的物理力學性質(zhì)與其埋藏條件，依照采掘設備規(guī)格，設計確定標準 臺階高度為 10m。 ① 號治理區(qū)分為兩期進 行治理。 21 剝挖境界的確定 根據(jù)自燃火區(qū)的分布，大路峁煤礦火區(qū)主要是 52 煤層露頭處，故本設計治理區(qū)剝挖境界深度至 52煤層的底板，煤層底板標高為 +1150? +1128m。 故確定大路峁煤礦擬采用露天剝挖的治理方案。預防性灌漿的作用一是隔斷供氧通 道，二是散熱，達到破壞聚熱環(huán)境的作用。耕地、草原、林地因采礦受到破壞的，礦山企業(yè)應當因地制宜地采取復墾利用、植樹種草或者其他利用措施。且有向更大的范圍蔓延的趨勢。對大路峁煤礦煤炭自燃隱患區(qū)和采空區(qū)的治理，可以達到以下目的： （ 1） 保護環(huán)境 對煤炭自燃隱患區(qū)和采空區(qū)的治理，能夠從根本上杜絕釆空區(qū)火災、地表塌陷、水土流失等地質(zhì)災害的發(fā)生，能夠有效的保護環(huán)境、恢復植被，減少水 土 流失帶來的損失，進一步的減少工業(yè)三廢對采空區(qū)地區(qū)的污染，從而根本上保護環(huán)境。 殘煤剩余資源量 根據(jù)《陜西省府谷縣廟溝門鎮(zhèn)大路峁煤礦 資源儲量核實報告》及 1 號治理區(qū)采空 區(qū)范圍和治理區(qū)范圍之間的關系，邊角煤回收的范圍在 1 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 。 自燃火燒區(qū)分布范圍 15 礦區(qū)內(nèi)煤層主要沿溝邊自燃，隨著向覆蓋區(qū)的延伸，煤層自燃隨之變?nèi)醪②呌诩鉁?。 2 號治理區(qū)范圍內(nèi)主要可采煤層為 52煤層， 埋藏深度最深約為 50m，最淺約為 10m。原生 結(jié)構(gòu)面一般有塊狀層理、大型板狀交錯層理，單層厚度大，構(gòu)造結(jié)構(gòu)面不發(fā)育。遇水易膨脹，多數(shù)巖石遇水短時間內(nèi)全部崩解或沿裂隙離析 ， 巖體完整性差。 紅土層分布于黃土下部，多出露于溝谷、谷坡一帶，鉆孔揭露厚度 ～ ，一般厚 32m 左右，較致密，可塑性強于黃土，承載力低，穩(wěn)定性差。對眾多小窯調(diào)查礦坑涌水量一般 15～ 50m3/d， 各小窯沒有發(fā) 生突水事故，因此煤層剝挖過程中不會對剝挖工作面及生產(chǎn) 人員造成威脅，剝挖過程中只需布設臨時排水設備。 大氣降水是地下水及地表水的補給來源 ， 礦床充水都直接或間接與大氣降水有關。 第四系黃土孔隙潛水含水層，出露于崔家溝溝谷的邊 坡地段，大面積分布于梁峁地帶，大氣降水為主要補給來源，由于含水層受地貌、巖性及本區(qū)氣象條件等影響，使大氣降水在黃土梁峁區(qū)不易大量滲入 補給 潛水 含水層 ，只有在雨季有少量不連續(xù)補給。粘土致密，持水性好，透水性弱，厚度變化大，孔隙裂隙均不發(fā)育，為礦區(qū)內(nèi)較好的局部相對隔水層。延安組第一段 (J2y)局部殘留，厚度保存不全，大部分被剝蝕 ， 段厚 ～ ， 平均厚度 ，含穩(wěn)定可采的 52 煤層。據(jù)歷史記載僅公元 1448 年在榆林發(fā)生過 級地震，烈度為 6 度； 1621 年 5 月在府谷孤山一帶發(fā)生過 級地震，烈度為 6 度，此后再未發(fā)生過 4 級以上地震。礦區(qū)南部與沙梁井田分界處發(fā)育一條較大的正斷層（ F1)， 斷層走向 98～ 123176。巖性以灰黃色、灰褐色細砂、粉砂、亞砂土和亞粘土為主，含少量腐植土，底部多數(shù)含有礫石層，礫石直徑 3～4cm,分選性、 磨圓度 差，其厚度 0～ 13m，一般 2～ 6m， 與下伏地層呈不整合接觸。鉆孔揭露厚度 0～ ，平均厚度 。 （ 3） 侏羅系中統(tǒng)延安組（ J2y) 6 延安組為本區(qū)含煤地層，區(qū)內(nèi)煤系地層大部分被剝蝕，僅保留下部第一段殘存厚度， 一般厚度 ～ ，平均厚度 。根據(jù)以往鉆孔揭露及地表填圖觀測，地層由老至新有：三疊系上統(tǒng)永坪組（ T3y)、侏羅系下統(tǒng)富縣組（ Jlf)、侏羅系中統(tǒng)延安組 (J2y)、新近紀靜樂組（ N2j)、及第四系（ Q)，現(xiàn)分述如下： （ 1） 三疊系上統(tǒng)永坪組（ T3y) 永坪組是 侏 羅系含煤地層的基底，與上覆 侏羅 系下統(tǒng)富縣組 呈不整合（或假整合）接觸。C、極端最高氣溫 176。由于雨水的沖蝕作用，梁峁坡面沖溝發(fā)育，溝谷直立，黃土見垂直節(jié)理。48′36″， 北緯 39176。塌陷地表積 水后再作復墾，熟土白白陷入水中，治理時無法取土，浪費了大量的土壤資源；四是傳統(tǒng)模式復墾的耕地質(zhì)量較差，復墾后的耕地需要一段時期熟化和改良才能耕種。雖然當?shù)卣畬细G進行了封閉，組織了專門的巡邏隊巡邏，并采取了多種措施，但仍然不能絕對保證社會人員的人身安全，也無法阻止火區(qū)的繼續(xù)擴大，存在著重大安全隱患。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。 （ 1） 研究對象： 本課題的探究對象為府谷縣溝門鎮(zhèn)的大路峁煤礦，其因煤層埋藏較淺，被溝谷分割，煤層露頭多，煤層上部覆蓋層薄，煤層上覆巖層風化剝蝕嚴重，從而形成多處地表煤層自燃火區(qū)。13′48″～ 39176。溝梁相間，地形支離破碎，水土流失嚴重。C，最熱為 7 月份，平均 176。據(jù)區(qū)域資料該套地層全層厚度一般 80～ 200m。該組總體為一套河流 ～ 湖泊 ～ 湖泊三角洲相碎屑巖沉積，巖性組合為灰、灰白色砂巖，灰黑、黑色粉砂巖、泥巖夾煤層、炭質(zhì)泥巖及油頁巖，偶夾透鏡狀泥灰?guī)r、或球 狀菱鐵礦及菱鐵質(zhì)砂巖、蒙脫質(zhì)粘土巖， 其 宏觀特征 如下 ：砂巖以細 ~中粒砂巖 居多 ，少量粗?；蚝[砂巖，且多集中在 52煤層的上部與該組底部；細碎屑巖以粉砂巖占優(yōu)勢，泥巖多局限于個別層位，厚度較薄，一般為煤層頂?shù)装澹怀Ｒ娔嗷規(guī)r透鏡體、菱鐵質(zhì)砂泥巖，砂巖多鈣質(zhì)交結(jié)，沉積上反映弱堿性水介質(zhì)環(huán)境。本組地層因含三趾馬及其它動物骨骼化石而稱之為 “ 三趾馬紅土 ”， 與下伏 侏 羅系中統(tǒng)延安組呈不整合接觸。 地質(zhì)構(gòu)造 與 地震 陜北侏羅紀煤田位于中朝大陸板塊之西部、鄂爾多斯拗陷盆地伊陜單斜區(qū)之內(nèi)，基底為堅固的前震旦系結(jié)晶巖系，印支期及其后的歷次構(gòu)造運動對礦區(qū)的影響主要表現(xiàn)為垂直升降運動，形成一系列的假整合面或小角度的不整合面。傾向 188～ 213176。鄰省 （ 區(qū) ） 曾發(fā)生過其它一些較大地震，本區(qū)僅為有 感區(qū)，如 1996 年 5 月 30 日，距本區(qū)約 350 公里的內(nèi)蒙 8 古包頭市發(fā)生 級地震，本區(qū)僅有震感。該段為濱淺湖相沉積，巖性總體呈下粗上細正粒序，中、下部巖性多以灰 ～ 灰白色細粒砂巖、中粒長石石英砂巖為主，夾有粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，具交錯層理、均勻?qū)永恚簧喜繋r性以灰色粉砂巖為主，夾細粒砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層，具波狀層理、小型交錯層理。 d． 侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙、孔隙含水層 （ J2y）： 延 安組地層廣泛出露于崔家溝溝內(nèi)，鉆孔揭露厚度 ～ 。由于新近紀紅土對含水層的隔水作用及溝谷水系控制，徑流方向變化大，總趨勢是自分水 10 嶺從地勢較高的梁峁頂部及斜坡向溝源、谷坡邊岸、溝谷中心運動，在谷坡下部和底部以下降泉形式排泄。區(qū)內(nèi)多年平均降水 ，且多集中在 7～ 9 月份，占全年降水量的 %，最大日降水量 。 工程地質(zhì)特征 根據(jù)巖土體工程地質(zhì)特征，可將 整治 區(qū) 區(qū)內(nèi) 巖土體分為四大類七個巖組 ，如表所示 。加之弱面，分布 于邊坡地段 時 易發(fā)生變形。 （ 5） 煤巖組 52煤層 平均 飽和抗壓強度 為 ， 平均 干燥抗壓強度為 ，軟化系數(shù)，平均飽和抗拉強度為 。飽和抗壓強度為 ～ ，平均 ，軟化系數(shù) ～ 。埋藏煤層底板標 高 為 +1130～ +1155m?，F(xiàn)場調(diào)查 1 號治理區(qū)北側(cè)溝道出露大量燒變巖 ， 且在火燒區(qū)邊界有自燃點存在，根據(jù)勘探報告和現(xiàn)場實地調(diào)查，自燃區(qū)面積約 25613m2； 2 號治理區(qū)南側(cè)溝道有大量因煤層自燃而形成的燒變巖，且在火燒區(qū)邊界有自燃點存在，根據(jù)勘探報告和現(xiàn)場實地調(diào)查，自燃區(qū)面積約 31832m2。該治理區(qū)實際賦存資源量為 萬 t，由于該區(qū)回收資源條件好，可按 95%的計算回收率，則可以回收 萬 t。 （ 2） 復墾造田 對煤炭自燃隱 患區(qū)和釆空區(qū)合理的治理，能夠有效的改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，通過復墾，可以耕作農(nóng)田 、 植被造林，提高土地利用級別，增大耕地和林地的面積，從而達到合理利用土地資源。 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，自燃發(fā)火面積大，井下滅火無法進行。開釆礦產(chǎn)資源給他人生產(chǎn)、生活造成損失的，應當負責賠償，并采取必要的補救措施 ” 。此方法應用于露天煤礦，對預防煤炭自燃能收到明顯效果。 20 為達到根本治理的目標，防止殘留邊角煤和煤層露頭自燃，在把上部的覆蓋層全部 挖出，重新 回填、壓實的過程中，要清理出殘留煤和邊角煤。 根據(jù)治理區(qū)范圍并參照露天開采工藝的一般要求，對剝挖境界局部的幾何形狀作以 適當調(diào)整，最后確定本治理工程剝挖范圍的境界。 I 期選在治理區(qū)的西部的百草蔫溝作為拉溝初始位置，根據(jù)遺留煤柱的情況，開采向東及南部推進，直到剝挖最終邊界。 2) 采掘帶寬度 考慮作業(yè)設備的規(guī)格、采裝作業(yè)條件等因素，確定剝離、釆煤采掘帶寬度均為 15m。 ② 端幫幫坡角 正常端幫幫坡角均為 35176。排土過程中要分層攤平壓實。 ④ 回填順序設計：排土堆填順序為，先排放巖石，后排放風沙土，最后將粘土層覆蓋其上。 L3——計算卡車全長；取 9m。 其中， I 期工程在剝挖區(qū)境界內(nèi)總剝離量 萬 m3，其中松散層剝離量 萬m3，巖石剝離量 萬 m3，剝挖總量包括火燒區(qū)和采空區(qū)內(nèi)的巖土剝挖，剝挖量與可回釆殘煤量的比例為 19m3/t。平臺面積取自剝挖坑地表面積。 29 經(jīng)計算，在坡高 70m 時，巖體的綜合摩擦角為 56176。 表 54 邊坡巖體強度表 巖性 凝聚力 (MPa) 內(nèi) 摩擦角 (176。在礦坑周邊地面建立地面巖移觀測點，實施定期觀測，及時掌握邊坡動態(tài)。 （ 4） 自燃火燒治理區(qū)監(jiān)測：監(jiān)測煤層露頭黃土覆蓋區(qū)監(jiān)測溫度等變化。并在剝挖結(jié)束時將最初形成臨時排土場的表層黃土回