【正文】 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。煤礦采空區(qū)治理效果檢測及綜合評(píng)價(jià)方法研究 [A]。工程與建設(shè) 。唐裕民 。礦產(chǎn)保護(hù)與利用 。 41 參考文獻(xiàn) [1]原振雷 ,肖榮閣 ,李明立 ,朱嘉偉 ,徐莉 。 我還要向各位 評(píng)委老師不辭辛苦參加我的 設(shè)計(jì) 答辯表示真誠的感謝，感謝 四年來 各位 老師在學(xué)習(xí)上給予的諄諄教導(dǎo)，和生活中給與的幫助和建議 ，讓我從一名對(duì)專業(yè)一無所知，對(duì)未來懵懵懂懂的學(xué)生，變成一名有目標(biāo) 合格 的 地質(zhì) 工程專業(yè)的學(xué)生 ，并對(duì)四年來我有機(jī)會(huì)聆聽各位老師的教誨表示由衷的敬意。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。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)。 2) 排土場臺(tái)階復(fù)墾設(shè)計(jì) 排土場邊坡巖土松散，穩(wěn)定性差，水分缺乏，植物生長困難，所以其水土保持以生物措施為主，輔以小型坡面工程整地措施，利用植被的防護(hù)固持作用和工程措施的攔蓄作用防治坡面水土流失。嚴(yán)格圍封 2? 3 年，讓其充分生長。以春季和入夏兩次最為重要。按原來的株行距補(bǔ)植。 ③ 撫育管理：移栽的最初幾年要多松土與除草，隨著植物的生長，需要進(jìn)行修剪和間伐。對(duì)于平臺(tái)寬度小于 400m 的，只在平臺(tái)一周布設(shè)。 生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì) 1) 平臺(tái)復(fù)墾設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目排土場是永久性排土場，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。 ④ 播種栽培較容易，成活率高。地上部分生長迅速，枝葉茂盛，能盡快和盡可能長的時(shí)間覆蓋地面，有效阻止風(fēng)蝕。 ② 生活力強(qiáng)，有固氮能力，能形成穩(wěn)定的植被群落。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。常見的有沙打旺、紫花苜蓿、豆科等植物。凡是以植物 38 的綠色部分當(dāng)作肥料的稱為綠肥，綠肥多為豆科植物，其生命力旺盛，在自然條件較差、土壤較貧瘠的土地 上都能很好地生長。同時(shí)也可以釆取堆肥發(fā)酵的方式，作為土壤改良與培肥的有機(jī)肥料。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)。 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。 生物措施 生物復(fù)墾是通過生物改良措施，改善土壤環(huán)境，恢復(fù)土壤肥力與生物生產(chǎn)能力的活動(dòng)。根據(jù)排土場的土壤條件和地形等特點(diǎn)，應(yīng)采取綜合防護(hù)工程措施，從根本上控制水土流失。土壤風(fēng)蝕在排土場也普遍存在。 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。 ④ 因地制宜，適地適樹適草。 ③ 臨時(shí)防護(hù)措施。 ② 綠化措施。在外排土場利用當(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。武家塔露天煤礦生產(chǎn)建設(shè)以來，在工業(yè)廣場和內(nèi)外排土場有計(jì)劃、有步驟地開展了防風(fēng)固沙工作。在防風(fēng)固沙、綠化美化和土地整治等方面積累了一定的治理經(jīng)驗(yàn)，為今后的治理奠定了基礎(chǔ)。 ⑤ 三年?；铗?yàn)收移交制度。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。近幾年，該區(qū)廣大群眾響應(yīng)政府號(hào)召，積極開展退耕還林還草，收到了良好的效果，生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善，出現(xiàn)了野草萋萋，林木茂盛，生機(jī)盎然的喜人景象。在合理布局基本農(nóng)田的同時(shí)，大力營造 ―四旁林 ‖和 ―護(hù)灘林 ‖，使農(nóng)田林網(wǎng)、 護(hù)灘網(wǎng)和防風(fēng)固沙林連成一片，提高林網(wǎng)的防護(hù)作用。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)。 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。并在剝挖結(jié)束時(shí)將最初形成臨時(shí)排土場的表層黃土回填至最終形成的釆掘礦坑及外排土場，因此本部分針對(duì)內(nèi)排土場、臨時(shí)排土場、外排土 場制定生態(tài)恢復(fù)措施。 由于地處毛烏素沙漠和黃土高原過渡地帶，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，礦區(qū)范圍內(nèi)沒有農(nóng)田，幾乎全部為黃土丘陵和風(fēng)沙地貌，植被稀少。 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。 監(jiān)測點(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)測點(diǎn)，控制每個(gè)邊角設(shè) 1 個(gè)變形監(jiān)測點(diǎn)，對(duì)采空區(qū)地面垂直影響區(qū)段設(shè)置變形監(jiān)測點(diǎn)，按每公頃設(shè)置一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)控制，計(jì)算本階礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測共布置監(jiān)測點(diǎn) 9 個(gè)，其中邊幫變形監(jiān)測點(diǎn) 5 個(gè)，自燃火燒 33 區(qū)邊幫露頭覆蓋區(qū)監(jiān)測點(diǎn) 4 個(gè) 。 （ 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。鉆機(jī)成孔后，在孔內(nèi)安裝有刻槽滑道的聚乙烯管，用移動(dòng)式測斜儀進(jìn)行定期監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)深部巖體變形動(dòng)態(tài)的觀測，并及時(shí)做出變形預(yù)測。對(duì)重點(diǎn)部位設(shè)置臨時(shí)觀測點(diǎn)，按周期進(jìn)行觀測，監(jiān)視局部變形，及時(shí)做出變形或滑坡預(yù)報(bào)。在礦坑主要工作平盤上布置觀測點(diǎn)，與地面觀測點(diǎn)一起構(gòu)成 32 網(wǎng)狀分布，定期進(jìn)行觀測，隨時(shí)掌握巖移情況。在礦坑周邊地面建立地面巖移觀測點(diǎn)，實(shí)施定期觀測，及時(shí)掌握邊坡動(dòng)態(tài)。 . 表 46 排水設(shè) 備及管材 名稱 型號(hào)及規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 三常 暴雨 合計(jì) 使用 備用 潛水 電泵 Q=10m3/liH=50mN= 臺(tái) 1 2 潛水 電栗 Q=50m7hH=50mN= 臺(tái) 1 1 暴雨 直縫卷焊鋼管 D40x3 M 500 直縫卷焊鋼管 D114x4 M 300 管路采用明設(shè)，但挖掘設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備經(jīng)過排水管道的地方采用埋設(shè)并用鋼制套管防護(hù)。正常排水管路、暴雨排水管路均采用直縫卷焊鋼管。 表 45 釆掘場排水量表 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。 表 54 邊坡巖體強(qiáng)度表 巖性 凝聚力 (MPa) 內(nèi) 摩擦角 (176。左右，即排土場堆放邊坡坡比小于自然休止角，因此穩(wěn)定性較好。 排土場穩(wěn)定性分析 排土場外邊緣堆放坡比為 1:，約合 176?？紤]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。 29 經(jīng)計(jì)算，在坡高 70m 時(shí)，巖體的綜合摩擦角為 56176。 巖石邊坡綜合力學(xué)指標(biāo)：凝聚力 ，內(nèi)摩擦角 25176。巖石臺(tái)階坡面坡比 1:，綜合坡比 1:1。復(fù)墾用土量見表 43。平臺(tái)面積取自剝挖坑地表面積。覆蓋高度取著火煤層的平均厚度，坑底長從圖中量取。 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）。 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。 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。 26 第 五 章 治理工程 治理工程量及殘煤剩余量 剝挖工程量 運(yùn)用 CASS 軟件建立地質(zhì)模型計(jì)算， ① 號(hào)治理區(qū)在剝挖區(qū)境界內(nèi)總剝離量 156 萬m3,其中松散層剝離量 萬 m3，巖石剝離量 萬 m3，剝挖量與可回釆殘煤量的比例為 。 計(jì)算結(jié)果為 50m 排土場建設(shè)方式 內(nèi)排土場內(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)橛上轮辽稀?L5——雙車道路面寬度；取 12m。 L3——計(jì)算卡車全長；取 9m。 排土場技術(shù)參數(shù) 排土場臺(tái)階高度 25m。結(jié)合治理區(qū)的地形條件， ① 號(hào)治理區(qū)外排土場設(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，臨時(shí)排土場占地面積 萬m2，外排 土場占地面積 萬 m2。 排土場布置方案 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地。 ④ 回填順序設(shè)計(jì)：排土堆填順序?yàn)?，先排放巖石，后排放風(fēng)沙土，最后將粘土層覆蓋其上。排土臺(tái)階不受空間限制，隨著下部臺(tái)階的推進(jìn)，上部臺(tái)階進(jìn)一步擴(kuò)展。另兩個(gè)為巖石臺(tái)階，臺(tái)階高度為 10m，穩(wěn)定角度為 50176。 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。排土過程中要分層攤平壓實(shí)。 1) 外排土工藝 ① 采用臺(tái)階式堆放，每個(gè)臺(tái)階高度 25m,外邊坡坡比 1:，中部設(shè) 3m寬平臺(tái)一處。初期將表土放置在一個(gè)臨時(shí)排土場。 6) 工作平盤規(guī)格 平盤排土作業(yè)采用邊緣排土與場地排土相結(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。 ② 端幫幫坡角 正常端幫幫坡角均為 35176。 23 5) 幫坡角 ① 工作幫坡角 根據(jù)上述開采參數(shù)以及煤層賦存條件，正常生產(chǎn)時(shí)，剝挖治理區(qū)的工作幫坡角 10176。,巖石臺(tái)階坡面角確定為 70176。 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。 2) 采掘帶寬度 考慮作業(yè)設(shè)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?；鶐r單獨(dú)劃分臺(tái)階，根據(jù)基巖上部劃分為 1 個(gè)基巖臺(tái)階，煤層與 上部基巖劃分為一個(gè)獨(dú)立臺(tái)階。 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。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。 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(jìn)，直到剝挖最終邊界。 3) 治理順序