【文章內(nèi)容簡介】 本巖組以中、細粒砂巖為主，次為粗粒砂巖，多形成煤層的老頂或老底。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。飽和抗壓強度為 ～ ，平均 ，軟化系數(shù) ～ 。 RQD 平均值 89%，巖石質(zhì)量優(yōu)，巖體較完整， 為 區(qū)內(nèi)穩(wěn)定性較好的巖組。 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，小四輪拖拉機出煤，露天堆放，一般均為全層開釆。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?shù)卣婪P(guān)閉（爆破封口）。 采空區(qū) 和 自燃火燒區(qū) 現(xiàn)狀 1 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 50m，最淺為 20m。煤層底板標高為 +1128～ +1150m?？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。 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。埋藏煤層底板標 高 為 +1130～ +1155m。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、易自燃煤層。 采空區(qū)分布范圍 大路峁 煤礦自上世紀 90 年代進行開釆，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)。 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。在治理區(qū)范圍的中部有采空塌陷 1 處，釆空面積為 ， 現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地表出現(xiàn)地面沉陷及地裂縫等現(xiàn)象。 2 號 治理區(qū)范圍的北部有小煤窯 1 處，采空區(qū)面積為 9016m2。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。 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??，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。 治理區(qū)殘煤 分布情況 1 號治理區(qū)內(nèi)煤層埋藏最深約 40m，最淺為 10m，平均 埋深 20m。煤層底板標高為+1150～ +1128m。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。 2 號治理區(qū)內(nèi)號煤層埋藏最深約 30m，最淺為 5m，平均 埋深 22m。煤層底板標高為 +1130～ +1155m?？刹珊穸葹榭刹珊穸葹椤?，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。 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(guān)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 。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。具體計算見表 31。 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 。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。具體計算見表 31。兩治理區(qū)合計回收殘煤 萬 t。 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、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(zāi)、地表塌陷、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，能夠有效的保護環(huán)境、恢復(fù)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。 （ 2） 復(fù)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(fù)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。 （ 3） 回收資源 小煤窯開釆受井工開采條件的限制，或由于安全及采煤方法的原因，采空區(qū)范圍內(nèi) 17 還有一部分煤炭資源有待于回收。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。 （ 4） 減少地質(zhì)災(zāi)害 對釆空區(qū)的治理能夠有效的保護土地，遏制山體滑坡、水土流失、泥石流等自燃災(zāi)害的發(fā)生。 （ 5） 改善民生 回收殘余煤炭， 為當?shù)卮迕駝?chuàng)造一定的就業(yè)崗位，創(chuàng)造一定的財富，使之安居樂業(yè)。 （ 6） 消除大礦生產(chǎn)安全隱患 煤炭自燃隱患區(qū)和采空區(qū)的徹底治理，也有利于臨近礦井的安全生產(chǎn)，消除自燃、漏風、積水、塌陷等安全隱患。 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)域沒有進行有效的處理，氧化時間已經(jīng)遠遠超過自燃發(fā)火期 ， 遇氧 即可 形成自燃。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，自燃發(fā)火面積大，井下滅火無法進行。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。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)濟損失，同時污染了大氣環(huán)境，造成部分地表植被枯死。因此防滅火問題迫切急需解決。 總之， 對大路峁煤礦煤炭自燃火燒區(qū)，必須采取工程以及技術(shù)方面的措施，徹底消除發(fā)火隱患。 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)當節(jié)約用地。耕地、草原、林地因采礦受到破壞的，礦山企業(yè)應(yīng)當因地制宜地采取復(fù)墾利用、植樹種草或者其他利用措施。開釆礦產(chǎn)資源給他人生產(chǎn)、生活造成損失的，應(yīng)當負責賠償，并采取必要的補救措施 ” 。《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》第五條規(guī)定： “ 因工程建設(shè)等人為活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理費用，按照誰引發(fā)、誰治理的原則由責任單位承擔 ” 。 治理以保護和恢復(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?shù)厣a(chǎn)生活條件為目標，促進經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在遵守環(huán)境保護法、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?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)域進行治理。根據(jù)區(qū)域地形地貌、煤層埋藏特征、自燃火區(qū)點分布情況，設(shè)計提出 兩 個治理方案，分別為灌漿滅火方案和強行釆出法治理方案。 方案一：灌漿滅火治理方案 灌漿滅火法預(yù)防性灌漿是防止煤自燃發(fā)火的一項傳統(tǒng)的、也是最為有效、穩(wěn)定可靠的重要措施，在國內(nèi)煤礦中得到普遍應(yīng)用。灌漿是利用高壓水輪或機械設(shè)備取土，將其與水按適當配比，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。預(yù)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。此方法應(yīng)用于露天煤礦，對預(yù)防煤炭自燃能收到明顯效果。 方案二：露天剝挖治理方案 滅火區(qū)域內(nèi)煤層覆蓋層較薄，上覆松散層厚度約 10? 40m,基巖厚度約 5? 20m。因此本方案對滅火隔離條帶進行開挖，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 ， 補償滅火施工費用，減少滅火成本。 方案一雖然可以滅火，但投資大，沒有產(chǎn)出，沒有經(jīng)濟效益。 方案二不需要國家投資，利用回收的殘煤價值，補償滅火施工費用，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)濟技術(shù)方案的比較和論證，設(shè)計決定釆用露天剝挖的方式進行采空區(qū)治理，以徹底根除采空火區(qū)帶來的災(zāi)害 經(jīng)過以上的分析對比，認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。即在火區(qū)范圍內(nèi)自上而下分臺階開挖露天剝離，挖除有自燃傾向的煤炭，后期 用黃土覆蓋煤層露頭。最后回填開挖坑，平整及再覆蓋黃土，并復(fù)墾綠化。 故確定大路峁煤礦擬采用露天剝挖的治理方案。 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。這樣才能徹底避免地表火 和殘留煤在地下自燃造成對環(huán)境的污染。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。 (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。兩個治理自燃火區(qū)和采空區(qū)的范圍不超過礦權(quán)境界。治理境界圈定的依據(jù)及原則為： (1) 陜西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院提供的《陜西省陜北侏羅紀煤田廟哈孤礦區(qū)安山井田勘探報告》； (2) 依據(jù)地質(zhì)條件所確定的邊坡角； (3) 盡量回收資源，有利于后期煤炭資源的開采； (4) 參照露天開釆工藝的一般要求，對剝挖境界底部的幾何形狀作以適當調(diào)整； (5) 沒有煤的區(qū)域不進行剝挖。結(jié)合鉆孔資料確定。 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(shè)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。 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。 治理程序 1) 治理初始區(qū)段 根據(jù)大路峁煤礦采空火區(qū)治理區(qū)的具體條件，設(shè)計決定首先進行剝挖區(qū)的治理施工。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； 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。 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?，具備了良好的初始剝挖條件，故設(shè)計利用這處作為初始治理拉溝位置。 ② 號治理區(qū)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)計利用這處作為初始治理拉溝位置。由于該治理區(qū)面積較大，擬分作兩期進行治理。 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。 ① 號治理區(qū)分為兩期進 行治理。 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。該期進行外排 剝挖程序 1) 臺階劃分方式、標準臺階高度 大路峁煤礦 ① 號治理區(qū)賦存有 52煤，煤層平均厚度 ，煤層傾角一般 1176。左右，沒有褶曲，在煤層之