【正文】 況 及 治理的必要性 通過調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)問詢， 1 和 2 號(hào)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。 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(hào)和 2 號(hào)治理區(qū)內(nèi)各存在 1 處釆空塌陷區(qū)。煤層底板標(biāo)高為+1150～ +1128m。 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(hào)治理區(qū) 1 2 3 16 ② 號(hào)治理區(qū) 1 2 3 合計(jì) 根據(jù) 2 號(hào)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(hào)治理區(qū)劃分為 3 個(gè)區(qū)塊，有效含煤面積為 萬 m2,煤層厚度取 ，煤平均容重 。對(duì)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(fèi)，提高了資源利用率。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(duì)煤炭資源造成極度浪費(fèi)，同時(shí)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。 治理以保護(hù)和恢復(fù)自 然 生態(tài)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，以建設(shè)社會(huì)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。因此本方案對(duì)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(shí)，防止死灰復(fù)燃；該方案同時(shí)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(fèi)用，減少滅火成本。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(yùn)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。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(yùn)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。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。 4) 工作臺(tái)階坡面角 工作幫松散層風(fēng)積砂臺(tái)階坡面角確定為 35176。 6) 工作平盤規(guī)格 平盤排土作業(yè)采用邊緣排土與場(chǎng)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(tái)階為 45m，爆破臺(tái)階為 45m，煤臺(tái)階42m。 24 2) 內(nèi)排土工藝 ① 臺(tái)階高度：考慮環(huán)保及排土安全，排土為三個(gè)臺(tái)階。 排土場(chǎng)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(chǎng)地。 L5——雙車道路面寬度；取 12m。 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(jì) (萬 t) ① 號(hào)治理區(qū) 156 ② 號(hào) I 期 27 治理 區(qū) II 期 合計(jì) 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。復(fù)墾用土量見表 43。考慮到開挖過程中，可能有滾石從開挖邊坡上滾至工作平臺(tái)，危及生產(chǎn)人員和機(jī)械設(shè)備，可在工作平臺(tái)上部設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，攔截落石。 表 45 釆掘場(chǎng)排水量表 正常降雨排水量（ m3/h) 暴雨排水量（ m3/h) 地下涌水量 正常降雨量 合計(jì) 地下涌水量 暴雨量 合計(jì) 釆掘場(chǎng)的排水設(shè)備及材料，按照正常排水、暴雨排水的要求分別進(jìn)行選擇。在礦坑主要工作平盤上布置觀測(cè)點(diǎn)，與地面觀測(cè)點(diǎn)一起構(gòu)成 32 網(wǎng)狀分布，定期進(jìn)行觀測(cè)，隨時(shí)掌握巖移情況。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè) 根據(jù)礦業(yè)活動(dòng)進(jìn)度，及時(shí)對(duì)開挖工程邊角設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，控制每個(gè)邊角設(shè) 1 個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)采空區(qū)地面垂直影響區(qū)段設(shè)置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按每公頃設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)控制，計(jì)算本階礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)共布置監(jiān)測(cè)點(diǎn) 9 個(gè)，其中邊幫變形監(jiān)測(cè)點(diǎn) 5 個(gè)，自燃火燒 33 區(qū)邊幫露頭覆蓋區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 4 個(gè) 。 生態(tài)環(huán)境建設(shè)方法比選 35 1) 生態(tài)環(huán)境建設(shè)經(jīng)驗(yàn) 多年來，地方水利、林業(yè)部門在附近類似的地貌區(qū)域開展過生態(tài)建設(shè)工作，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)位于毛烏沙地的南緣 ，有流動(dòng)、半固定沙丘地貌，水分條件差，針對(duì)這一特點(diǎn)，當(dāng)?shù)乜萍脊ぷ髡邔?duì)樹種土壤水分消耗模型研究，得出提高干旱地區(qū)沙生植物水分利用率的模式，將該區(qū)的生態(tài)林結(jié)構(gòu)由原來的喬木為主、喬灌結(jié)合，調(diào)整為以草為主、草灌結(jié)合，優(yōu)化了林分結(jié)構(gòu)，使生態(tài)系統(tǒng)更具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能齊全、狀態(tài)穩(wěn)定的特征。在外排土場(chǎng)利用當(dāng)?shù)剡m生灌木沙柳采取了 2x2m 菱形沙障網(wǎng) 格防護(hù)措施。 工程技術(shù)措施 通過一定的工程措施進(jìn)行造地、整地的過程，在造地、整地過程中通過水土保持工程建設(shè)減少土水流失發(fā)生的可能性，增強(qiáng)再造地貌的穩(wěn)定性，為生態(tài)重建創(chuàng)造有利條件。 1) 土壤改良與培肥措施 治理區(qū)覆蓋的黃土盡管來源豐富，但是自然條件差，土壤貧瘠，土壤有機(jī)質(zhì)含量低 ,缺乏必要的營養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)，必須采取一系列的措施進(jìn)行土壤改良與培肥。常見的有沙打旺、紫花苜蓿、豆科等植物。 ④ 播種栽培較容易，成活率高。按原來的株行距補(bǔ)植。沙打旺防風(fēng)固沙能力較強(qiáng)，能固氮，耐瘠薄，對(duì)土壤適應(yīng)性較強(qiáng)。礦產(chǎn)保護(hù)與利用 。2020 年 [4]李曉鵬 . 煤礦采空區(qū)塌陷區(qū)的綜合治理 [J]. 今日科苑 . 2020(16) [5]孟廣濤 ,方向京 ,柴勇 ,蘇建榮 ,和麗萍 ,李貴祥 . 礦區(qū)植被恢復(fù)措施對(duì)土壤養(yǎng)分及物種多樣性的影響 [J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào) . 2020(03) [6]羅毅莎 ,姚振鞏 . 采空區(qū)安全處理的對(duì)策措施研究 [J]. 采礦技術(shù) . 2020(04) [7]胡炳南 . 采空區(qū)地基穩(wěn)定性研究及其技術(shù)對(duì)策 [J]. 煤炭工程 . 2020(11) [8]侯常春 . 淺談煤礦采空區(qū)治理工程的施工管理 [J]. 探礦工程 (巖土鉆掘工程 ). 2020(S1) [9]張碧華 . 淺議采空區(qū)治理施工技術(shù) [J]. 山西建筑 . 2020(12) [10]謝必如 白文起 . 重慶南桐鎮(zhèn)煤礦采空區(qū)復(fù)綠 [N]. 中國國土資源報(bào) . 20200907 [11] Mamadou Fall,T. Belem,S. Samb,M. Benzaazoua. Experimental characterization of the stress–strain behaviour of cemented paste backfill in pression[J] ,2020 [12] Serge Ouellet,Bruno Bussi232。唐裕民 。在種植撫育的過程中，沙打旺、羊草按照 1:1 進(jìn)行撒播，在種植 2? 3 年后可利用為飼草，同時(shí)防止其退化，及時(shí)撒播草種。以春季和入夏兩次最為重要。 生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì) 1) 平臺(tái)復(fù)墾設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目排土場(chǎng)是永久性排土場(chǎng)，其地形大多平坦、開闊、土層深厚、易于耕種，因 39 此最終釆用的 “ 林帶 ——耕地 ——林帶 ” 恢復(fù)模式。根據(jù)礦區(qū)植被重建的主要任務(wù)，以及生態(tài)重建的目標(biāo)，同時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目區(qū)的特殊自然條件，選定植物要具有下列特性： ① 具有較強(qiáng)的適應(yīng)脆弱環(huán)境和抗逆境的能力，即對(duì)于干旱、風(fēng)害、凍害、瘠薄、鹽堿等不良立地因子具有較強(qiáng)的忍耐能力。根據(jù)治理區(qū)的實(shí)際情況，無法大量施用有機(jī)肥料，故只能施用無機(jī)肥料來增加土壤養(yǎng)分，以化學(xué)肥料為啟動(dòng)，使植物生長良好，提高了土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤的理化性質(zhì)。土壤風(fēng)蝕在排土場(chǎng)也普遍存在。 ② 綠化措施。 ⑤ 三年?；铗?yàn)收移交制度。在沙丘造林中采取了 ―前擋后拉 ‖造林方法，防止流沙向前推進(jìn)，從而有效地增加植 被，固定流沙，為發(fā)展林牧業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。 34 第 六 章 生態(tài)綜合治理 根據(jù)本方案編制的指導(dǎo)思想和編制原則，本工程生態(tài)環(huán)境綜合治理方案最終實(shí)現(xiàn)的防治目標(biāo)是：預(yù)防和最大程度地控制項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)過程中造成的生態(tài)破壞和水土流失，以工程措施和植物措施為主、輔以臨時(shí)措施，合理利用水土資源，恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)重點(diǎn)部位設(shè)置臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)，按周期進(jìn)行觀測(cè)，監(jiān)視局部變形，及時(shí)做出變形或滑坡預(yù)報(bào)。正常排水管路、暴雨排水管路均采用直縫卷焊鋼管。 排土場(chǎng)穩(wěn)定性分析 排土場(chǎng)外邊緣堆放坡比為 1:，約合 176。巖石臺(tái)階坡面坡比 1:，綜合坡比 1:1。 剝挖后進(jìn)行回填，剝挖坑表面形成平臺(tái)，在平臺(tái)上覆土以利于恢復(fù)植被（覆墾）。 計(jì)算結(jié)果為 50m 排土場(chǎng)建設(shè)方式 內(nèi)排土場(chǎng)內(nèi)排的過程即為回填的過程，汽車沿端幫到非工作幫排棄，兩個(gè)非工作幫臺(tái)階并為一個(gè)排土臺(tái)階，排棄順序?yàn)橛上轮辽?。結(jié)合治理區(qū)的地形條件， ① 號(hào)治理區(qū)外排土場(chǎng)設(shè)置在治理區(qū)東側(cè)約 處的溝道，初始剝離表層土存放在治理區(qū)南側(cè)的臨時(shí)堆土場(chǎng)，臨時(shí)排土場(chǎng)占地面積 萬m2，外排 土場(chǎng)占地面積 萬 m2。另兩個(gè)為巖石臺(tái)階，臺(tái)階高度為 10m，穩(wěn)定角度為 50176。初期將表土放置在一個(gè)臨時(shí)排土場(chǎng)。,巖石臺(tái)階坡面角確定為 70176。 大路峁煤礦治理區(qū)露天治理采用水平劃分臺(tái)階的方式。 ② 號(hào)治理區(qū)在百草 墕 溝 52 煤層出露較好，該溝道內(nèi)煤層埋藏較淺，具備了良好的初始剝挖條件 ， 故設(shè)計(jì)利用這處作為初始治理拉溝位置。兩個(gè)治理自燃火區(qū)和采空區(qū)的范圍不超過礦權(quán)境界。 方案二不需要國家投資，利用回收的殘煤價(jià)值，補(bǔ)償滅火施工費(fèi)用，且略有盈余，且治 理徹底，覆土造田效果好，利國利民利企業(yè)利第三方，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案的比較和論證，設(shè)計(jì)決定釆用露天剝挖的方式進(jìn)行采空區(qū)治理，以徹底根除采空火區(qū)帶來的災(zāi)害 經(jīng)過以上的分析對(duì)比，認(rèn)為大路峁煤礦自燃火燒區(qū)的治理特別適宜于露天剝挖的治理方式。根據(jù)區(qū)域地形地貌、煤層埋藏特征、自燃火區(qū)點(diǎn)分布情況，設(shè)計(jì)提出 兩 個(gè)治理方案，分別為灌漿滅火方案和強(qiáng)行釆出法治理方案。因此防滅火問題迫切急需解決。 （ 5） 改善民生 回收殘余煤炭， 為當(dāng)?shù)卮迕駝?chuàng)造一定的就業(yè)崗位，創(chuàng)造一定的財(cái)富，使之安居樂業(yè)。具體計(jì)算見表 31。 2 號(hào)治理區(qū)內(nèi)號(hào)煤層埋藏最深約 30m，最淺為 5m，平均 埋深 22m。在治理區(qū)范圍的中部有采空塌陷 1 處，釆空面積為 ， 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)地表出現(xiàn)地面沉陷及地裂縫等現(xiàn)象。 采空區(qū) 和 自燃火燒區(qū) 現(xiàn)狀 1 號(hào)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 50m，最淺為 20m。浸水或長時(shí)間暴露于空氣中巖石多沿層理方向離析成薄片，軟化系數(shù)平均值 ，表現(xiàn)出穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)。發(fā)育的張性裂隙縱橫交錯(cuò)，由片狀、塊狀、渣狀等燒變巖塊共同組成的燒變巖體。 區(qū)內(nèi)黃土受水流侵蝕作用，梁峁區(qū)沖溝發(fā)育，坡陡谷深，地形支離破碎，谷坡多見坍塌形成陡坎，溝頭可見潛蝕現(xiàn)象。 區(qū)內(nèi) 地下水極不豐富 ， 煤系地層含水層是煤層的直接充水含水層，侵蝕基準(zhǔn)面以上煤層頂板砂巖含水層，水量小，富水性弱，開采易于排水。因巖層孔隙度大，主要直接充水含水層為各煤層頂板砂巖裂隙水，據(jù)水文孔抽水資料，礦區(qū)內(nèi)沒有流量大于 1L/s 水泉，說明本區(qū)富水性極弱，地下水補(bǔ)給條件差，水文地質(zhì)條件簡單。 （ 2） 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件 第四系沖、洪積層潛水含水層，主要沿溝谷分布，大氣降水為主要補(bǔ)給來源，其次接受河谷兩岸地下水的側(cè)向補(bǔ)給。該層呈帶狀及串珠狀分布于治理區(qū)內(nèi)崔家溝中，含水層厚度 2～ 6m，巖性多為亞砂土加砂層，底部為砂礫石層，透水性較差。常發(fā)生小滑坡、豐水期發(fā)生泥沙流等地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)落差大于 30m 的斷層及小斷層。左右大單斜層。西部及北部局部地段形成無土區(qū)，西北部呈零星片狀分布，厚度約 10m。底部為雜色巨厚層狀粗碌巖層，其成 分為砂巖、石英等。本組為河流相、湖泊相沉積 ， 根據(jù) 其 沉積特征 和 巖性組合大致將富縣組劃分為兩個(gè)亞旋回。 區(qū)內(nèi)多年平均降水量 ，最大降水量 （ 1967 年）， 年最小降水量(1972 年） ； 多年 平均 蒸發(fā)量 。全年無霜期短， 10 月初上凍，次年 4 月解凍。 大路峁煤礦地質(zhì)環(huán)境條件 地形地貌 治理區(qū)位于陜北黃土高原與毛烏素沙漠的接壤地帶，地貌單元屬黃土丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)除溝內(nèi)有延安組地層出露外，大部分被第四系風(fēng)積沙和黃土覆蓋。 大路峁煤礦 有簡易公路與南北通過的野（蘆溝） ～ 大（昌汗）相接，在野蘆溝相接府（谷） ～ 店（塔）一級(jí)公路，神（木） ～ 朔（州）、神（木） ～ 包（頭）鐵路分別從礦井以南和以西通過，外圍交通較為方便。目前，國內(nèi)傳統(tǒng)的治理模式主要為采煤塌陷穩(wěn)沉后進(jìn)行治理，即采煤塌陷— 補(bǔ)償損失 — 塌陷地閑置 — 治理。 1 第一章 緒論 ......