【正文】 ......................................................................................................................... 1 第二章 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件 ............................................. 3 大路峁煤礦 礦區(qū)概況 .................................................. 3 大路峁煤礦地質(zhì)環(huán)境條件 .............................................. 3 第三章 礦區(qū)基本情況及治理的必要性 ........................................ 14 礦區(qū)開采歷史 ....................................................... 14 礦區(qū)采空區(qū)和自燃火燒區(qū)現(xiàn)狀 ......................................... 14 剩余殘煤儲量 ....................................................... 15 自燃火燒區(qū)和采空區(qū)治理的必要性 ..................................... 16 第四章 治理方案 .......................................................... 18 治理原則 ........................................................... 18 治理的外部條件 ..................................................... 18 治理方案的比選 ..................................................... 19 治理程序 ........................................................... 20 內(nèi)、外排土場及臨時堆場 ............................................. 23 第五章 治理工程 .......................................................... 26 治理工程量及殘煤剩余量 ........................................... 26 內(nèi)外排土場邊坡穩(wěn)定性分析 ......................................... 28 防排水工程 ....................................................... 30 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程 ............................................. 31 第六章 生態(tài)綜合治理 ...................................................... 34 生態(tài)現(xiàn)狀 ......................................................... 34 生態(tài)恢 復(fù) ......................................................... 34 致 謝 .................................................................... 40 參考文獻(xiàn) .................................................................. 41 1 第一章 緒 論 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。 煤炭采空區(qū)經(jīng)過一段時間后會形成塌陷，對采煤塌陷區(qū)進(jìn)行綜合治理普遍認(rèn)為是一個世界難題。 3 第 二 章 研究區(qū)區(qū)域 地質(zhì)環(huán)境條件 礦區(qū)概況 陜西大路峁煤礦有限責(zé)任公司位于府谷縣城西北部 50km 處，行政區(qū)劃隸屬府谷縣 廟溝門鎮(zhèn)管轄。 大路峁礦區(qū)治理區(qū)包括兩部分治理區(qū)，其中 1 號治理區(qū)位于大路峁煤礦井田東北角大石崖溝東側(cè)，面積為 萬 m2， 2 號治理區(qū)位于大路峁煤礦井田東南部新莊則村，面積為 萬m2。 4 氣象 與 水文 本區(qū)地處我國西部內(nèi)陸，屬于典型的中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷，春季多風(fēng) ， 夏季炎熱 ， 秋季涼爽 ， 四季冷熱多變，晝夜溫差懸殊， 干旱少雨 ， 蒸發(fā)量大，降雨多集中 于 7～ 9 等 月 份 。當(dāng)?shù)匕滋?、黑夜溫差大氣候多變? （ 2） 侏羅系下統(tǒng)富縣組（ Jlf) 富縣組是在起伏不平的永坪組基底上開始沉積的，因此其厚度變化較大，區(qū)內(nèi)未進(jìn)行全層控制，零星出露于礦區(qū)西部大西溝等溝谷中，一般厚度 10～ 30m，局部 厚度達(dá)50m 以上，與下伏永坪組地層呈假整合接觸。下部鈣質(zhì)結(jié)核增多，似有連續(xù)層狀鈣質(zhì)結(jié)核層，出露地段可見 10～ 30 多個 鈣 質(zhì)結(jié)核層（單層厚 10～ 30cm 不等），含有三 趾 馬化石碎塊。最大厚度在東北部梁峁一帶，厚度變化大且不穩(wěn)定。由于基底是堅固的前震旦系結(jié)晶巖系，故中生代以來，地史上歷次構(gòu)造運動對本區(qū)影響甚微，表現(xiàn)在以垂向運動為主，僅形成一系列沉積間斷假整合面，礦區(qū)構(gòu)造極其簡單，沒有褶皺，傾角 1176。 近直立，斷層落差 約 70～ 140m，近東西向分布，東西延伸大于 20km，延伸至礦區(qū)外圍。依據(jù)《地震動峰值加速度區(qū)劃圖》礦區(qū)的地震動峰值加速度為 。 （ 1） 含 （ 隔 ） 水層水文地質(zhì)特征 a． 第四系全新統(tǒng)沖、洪積層孔隙潛水含水層 （ Q4al）： 近代河床沖、洪積物，巖性主要由礫石、砂質(zhì)粘土組成，未膠結(jié)。 e． 侏羅系下統(tǒng)富縣組砂巖裂隙含水層 （ J2f）： 出露于崔家溝溝谷中，巖性為淺灰色砂巖和紫雜色泥巖不等厚互層，含水層為灰白色中厚層狀中粗粒長石 、 石英砂巖及含礫粗粒砂巖，鉆孔揭露厚度 1～ ，一般厚度 10～ 30m，水量甚微，為弱富水含水層。在崔家溝 內(nèi) 承壓水由北東向南西順層徑流 ， 其排泄方式為承壓頂板被溝谷切穿而混入潛水或形成水泉。局部地段導(dǎo)水裂隙帶與風(fēng)化裂隙帶 溝 通，地表水通過風(fēng)化裂隙帶進(jìn)入礦坑，成為間接充水水源。 （ 2） 土層組 包括第四系中、上更新統(tǒng)離石組、新近系上新統(tǒng)靜樂組。煤層自燃后，引起的破碎帶和裂隙密集帶厚度一般達(dá) 10～ 30m。干燥狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為 ～ ， 平均值為 ，飽和抗壓強(qiáng)度 ～ ，平均值為 ，屬半堅硬巖石。工作面寬度一般 6m左右，安全煤柱一般 5m 左右 ，采高～ 2m，小煤窯為 10 余年內(nèi)非法開釆所形成 ， 開采深度一般在 30m 以上 ，現(xiàn)已 被當(dāng)?shù)卣婪P(guān)閉（爆破封口）。 根據(jù) 現(xiàn)場調(diào)查， 1 號治理區(qū)范圍的西側(cè)有小煤窯 1 處，采空區(qū)面積為 2043m2。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，屬穩(wěn)定型煤層。該治理區(qū)實際賦存資源量為 萬 t，按 90%的回收率，則可以回收 萬 t。 （ 4） 減少地質(zhì)災(zāi)害 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、泥石流等自燃災(zāi)害的發(fā)生。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。在遵守環(huán)境保護(hù)法、土地管理法和建設(shè)社會主義新 農(nóng)村總體要求的同時，根據(jù)綜合治理工程建設(shè)特點，提出以下應(yīng)遵循的原則 ： （ 1） 綜合治理與農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合 （ 2） 綜合治理原則 （ 3） 生態(tài)優(yōu)先原則 （ 4） 與主體工程相銜接的原則 （ 5） 堅持經(jīng)濟(jì)可行原則 （ 6） 有序?qū)嵤┰瓌t (1)交通運輸條件 (2)電源條件及可能提供的容量 (3)水源條件及可能提供的水量 (4)通信條件 (5)建筑材料供應(yīng)條件 19 (6)環(huán)境條件 在煤礦露頭處當(dāng)?shù)鼐用裼型挡涩F(xiàn)象，形成釆空區(qū)，此次治理方案針對煤層露頭和出現(xiàn)自燃火燒區(qū)的區(qū)域進(jìn)行治理。 方案一雖然可以滅火，但投資大，沒有產(chǎn)出，沒有經(jīng)濟(jì)效益。 (1)注水降溫 (2)剝挖煤層上的巖石 (3)排渣 (4)采出殘煤 (5)開挖坑底部邊界煤層露頭黃土封堵、覆蓋 (6)開挖坑回填、整平 (7)復(fù)墾、綠化 治理剝挖境界圈定的依據(jù)及原則 大路峁煤礦 礦權(quán)總面積 ,自燃火區(qū)治理在整合區(qū)東北部。 2) 拉溝位置 ① 號治理區(qū)在大石崖溝西支溝 52 煤層 已經(jīng)完全暴露且此位置煤層埋藏較淺，初始可以繼續(xù)利用原來的原煤運輸?shù)缆罚邆淞肆己玫某跏紕兺跅l件，故設(shè)計利用這處作為初始治理拉溝位置。 ② 號治理區(qū)的 52煤，煤層平均厚度 ，基巖平均厚度約 8m，基巖之上局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 13m。,火燒巖石臺階坡面角確定為 55176。 、外排土場及臨時堆場 排棄方式選擇 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。一個為粘土及沙土排土臺階 ， 高度為 5m,穩(wěn)定角度為 30176。有火的殘煤和高溫土巖必須灑水降溫后排棄，殘煤必須用黃土覆蓋，以防自燃。 e 大塊滾動距離；取 10m。 表 42 治理區(qū)爆破估算表 治理區(qū) 爆破量（萬 m3) ① 號治理區(qū) 巖石 殘煤 合計 ② 號治理區(qū) I 期 巖石 殘煤 合計 II 期 巖石 殘煤 合計 用土量 1) 滅火用土量 火區(qū)用土分為兩個部分：坑底覆蓋邊幫煤層露頭、回填后覆墾用土坑底覆蓋邊幫煤層露頭是將剝挖出現(xiàn)的坑底煤層露頭進(jìn)行封堵，隔絕煤層與空氣的聯(lián)系，防 止復(fù)燃。 表 43 復(fù)墾用土量表 治理區(qū) 項目 地表面積（ 104m2) 覆蓋厚度（ m) 土量（ 104m3) ① 號治理區(qū) 治理區(qū) 外排土區(qū) 合計 ② 號治 理區(qū) I 期 治理區(qū) 外排土區(qū) II 期 治理區(qū) 合計 內(nèi)外排土場邊坡穩(wěn)定性分析 基巖邊坡穩(wěn)定性分析 治理區(qū)內(nèi)主要有第四系松散巖類和株羅系沉積碎屑巖類，按巖石堅固性，前者為松散巖組，后者為強(qiáng)烈風(fēng)化、結(jié)構(gòu)疏松、裂隙較發(fā)育的軟質(zhì)巖組。被動防護(hù)網(wǎng)隨著工作面的推進(jìn)向其推進(jìn)方向變動位置布置。水泵按每天 20h 工作計。 重點部位臨時巖移監(jiān)測。 監(jiān)測頻率 正常情況下每周一次，在汛期雨季或及防治工程施工期應(yīng)加密監(jiān)測，宜每天或數(shù)小時一次。 ① 著眼于防治風(fēng)沙災(zāi)害，加強(qiáng)植被建設(shè)，改造沙丘，保護(hù)灘地。經(jīng)過多年的治理實踐，選擇出了適宜當(dāng)?shù)貧夂?，立地條件、抗逆性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種和草種。在內(nèi)排土場采取了 Imxlm 的 字形沙柳沙障網(wǎng)格防護(hù)措施，這些措施有效地遏制了風(fēng)沙的危害，在防治水土流失方面取得了一定的成效。 治理區(qū)的排土場屬于人工新塑地貌，土壤結(jié)構(gòu)、植被、地貌形態(tài)和地面組成物質(zhì)與原地貌有較大差異，除了普遍發(fā)生的面蝕 、溝蝕外，還有沉陷、坡面泥石流等新的侵蝕類型。 ① 施無機(jī)化肥 排土場平臺雖然覆蓋有良好的黃土層，但因黃土養(yǎng)分貧瘠，尤其缺少氮素和有機(jī)質(zhì)，故必須進(jìn)行 施肥。 2) 植物的篩選與種植 治理工程將原植被全部破壞，在半干旱生態(tài)條件脆弱地區(qū)依靠自然恢復(fù)較困難，且周期漫長，所以要快速恢復(fù)植被，首先是篩選先鋒植物，同時要篩選適宜的適生植物以重建人工生 態(tài)系統(tǒng)。種源豐富，育苗方法簡易，若采用播種則要求種子 發(fā)芽力強(qiáng)，繁殖量大，苗期抗逆性強(qiáng)，易成活。栽植頭兩年需中耕鋤草 2? 3 次。羊草須根具沙套，在山坡、沙壤土中生長，并且可作飼草用，營養(yǎng)價值很高。2020 年 01 期 [2]何顯祥 。re,Michel Aubertin,Mostafa Benzaazoua. Characterization of cemented paste backfill pore structure using SEM and IA analysis[J] ,2020 [13] Amaratunga L a strong total tailings pastefill using coldbonded tailings agglomerates. CIM Bulletin . 202