【正文】 非工作幫坡暴露時間小于 10 年其穩(wěn)定系數(shù)允許在 ～ 范圍之內(nèi)。 rcos20176。 = = 抗滑力 T=fN=176。 r 30 其穩(wěn)定系數(shù)： K= 下滑力 T=176。排棄物料有可能沿原地形表面，順坡平面滑落。 （ 3） 段坡滑落一般都發(fā)生在多雨地區(qū)的露天礦排土場，物料著雨后摩擦系數(shù)降低，其排土段高過一定程度，便垮落，如廣東茂名油頁巖露天礦，當(dāng)排土段＞ 8m 時便垮落 ,但本地區(qū) 雨 量少，也無此條件。但該地區(qū)無此種地質(zhì)條件。 火區(qū) 外 排土場 不穩(wěn)定 的滑坡模式 ：一為排土場坡底隆起；二為沿弱層整體下滑；三為排 土段垮落。該礦火區(qū)排土場的排棄高 度 為 20m～ 30m一個段。而 XX火區(qū)采場邊坡高度 ，其穩(wěn)定性更大。時，其穩(wěn)定系數(shù)數(shù) 。 31 35929 1124 651 452 1103 6 130 Sin5176。 75 148125 1618 937 538 1475 4 130 Sin24176。 121 . 107967 335 156 249 405 2 130 Sin48176。 表 333 采場滑體滑面上力的計算 下滑 力 抗滑力 M:=R(f 第 i 分條的抗滑力矩 Mri，包括滑面上的摩擦力矩 Rfi sinθ i 整個圓弧段的下滑力矩為： Ms= Msi=R 因 此 Msi=Rsin sinθ i即按∑ M=0，條件： KMSMr=0； K= （ 331） Mr、 Ms 的表達(dá)式推導(dǎo)計算過程如下： 將圓弧滑體劃分為 n 個垂直分條，研究第 i 分條的受力情況，不考慮分條間的力的傳遞關(guān)系，這時分條的下滑力矩 Msi 為： Msi=Wi如圖 332所示。該法將滑體視為 — 剛性塊。另外，由于邊坡巖體內(nèi)存在一些軟弱夾層，因此也存在沿弱層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生平面滑動的可能。 預(yù)想滑動模式 未來邊坡潛在的滑動模式主要是切割巖層產(chǎn)生的近似圓弧滑動。 （ 3） 對于黃土、暫 不考慮巖體凝聚力減弱系數(shù)。 砂巖 30176。 表 332 巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 巖石名稱 容重（ t/m3） 凝聚力 內(nèi)摩擦角φ（176。13′ 凝聚力 MPa ～ ～ ～ 彈性模數(shù) Et 103～ 104 104 104～ 104 103～ 104 泊松比 ～ ～ ～ 26 計算數(shù)據(jù)選取 對巖層、煤層凝聚力減弱系數(shù)取值如下： （ 1） 對于長期暴露， 3 年以上的邊坡巖體，減弱系 數(shù)取值為。 01′ 35176。 51′ 39176。 14′～41176。 正應(yīng)力 ～ ～ ～ 反應(yīng)力 ～ ～ ～ 65176。 25 表 331 Z2鉆孔巖石物理力學(xué)試驗成果匯總表 中砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 泥巖類 真密度 Kg/m3 2661～ 2704 2672 2651～ 2708 2526～ 2716 視密度 Kg/m3 2068～ 2527 2365 2162～ 2339 1922～ 2434 孔隙率 % ～ ～ ～ 含水率 % ～ ～ ～ 吸水率 % ～ ～ ～ 天然容重 Kg/m3 2071～ 2541 2371 2185～ 2353 2140～ 2456 抗壓強(qiáng)度 吸水狀態(tài) ～ 自然狀態(tài) ～ ～ ～ 普氏系數(shù) ～ ～ ～ 軟化系數(shù) 抗拉強(qiáng)度 MPa ～ ～ ～ 抗剪強(qiáng)度MPa 45176。 第二節(jié) 滅火方法的實施 滅火方法 實施的工序為： 注水降溫自燃的煤層 —— 剝離覆蓋的巖層 —— 排棄 —— 采火區(qū)的殘煤運輸 —— 挖除火源后 用黃土封閉端幫， 采煤臺階到界 的平臺及煤壁 —— 內(nèi)排回填、整平 —— 覆土 —— 綠化。 剝離滅火就是在火區(qū)范圍內(nèi)自上而下分臺階開 采 剝離，超前注水，降低燃體溫度，挖除火體，其后用黃土覆蓋煤層到界的 平臺及 煤壁， 隨 后 通過內(nèi)部排土，利用滅火剝離物， 回填 滅火采場 ，最終在內(nèi) 24 部排土場的平盤上再 覆蓋 ～ 厚的 黃土， 即復(fù)墾綠化 。所以 本次滅火專項初步設(shè)計 ， 是在該礦火區(qū)范圍內(nèi)將火源徹底挖除、熄火 ，為最終目標(biāo)。 二 、滅火目標(biāo) 由于該礦的火區(qū)一直在蔓延， 資源每天都在無代價損耗的 同時，又給 周邊 生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。因此滅火是環(huán)保的需要，是保護(hù)人們健康提高生活質(zhì)量的需要。 23 第三章 滅火方案 第 一 節(jié) 滅火 方法 的確定 一、 滅火的必要性 （一）由于 礦 井采空區(qū)地表出現(xiàn)塌陷 、 裂隙與 老窯 火區(qū)相連通，有害氣體通過裂隙往外散發(fā)，嚴(yán)重影響該礦區(qū)的空氣質(zhì)量，危害周邊地區(qū)人們的健康 。 五、 轉(zhuǎn)載了解了自然地理氣象條件、 地質(zhì)、地貌特征及水文地質(zhì)情況；本區(qū)屬干旱半干旱氣候，降雨蒸發(fā)強(qiáng)烈；第四系發(fā)育，典型的侵蝕性黃土高原地貌，水文地質(zhì)條件簡單。 三、 轉(zhuǎn)載 了煤田煤層層數(shù)、層位、厚度、煤層分布范圍及著火煤層 62 層。 火源探測報告主要完成以下任務(wù)： 22 一、詳細(xì)查明了 XX 煤礦火區(qū)平面分布位置、面積、燃燒深度、燃燒狀況、發(fā)火原因、燃燒損失煤炭儲量；火區(qū)總面積 ，推斷火區(qū)影響面積 ,燃燒深度垂深 20～ 30m，燃燒損失煤炭資源儲量 和影響資源儲量 分別為 萬噸和 萬噸。 XX 省安全工程技術(shù)研究中心采用“國際領(lǐng)先”水平的地面同位素測氡法探測火源位置，該方法具有 操作簡便、成本低、精度高、抗干擾能力強(qiáng)，對地形適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點 。 21 表 231 高溫火區(qū)儲量損失儲量估算表 計算參數(shù) I 治理區(qū)高溫火區(qū) 計 A區(qū) B 區(qū) 面積 (m2) 89508 117916 62 煤厚 (m) 容重 (t/ m3) 查臨近李家梁煤礦62煤層容重 剩余煤量（ %） 50 50 損失儲量萬噸 高溫火區(qū)影響面積儲量損失見表 232。 燃燒資源儲量 損失 估算結(jié)果 ： 通過同位素測氡法探測， XX2 處 62 煤層火燒區(qū)面 積 207424 ㎡，按 62 煤層平均厚度為 、平均容重為 t/m3；原礦井回采率50%，剩余 50%的煤量為計算，損 失資源儲量 207424 = 萬噸。d 估算公式為： Q=s 四 、 燃燒資源儲量估算方法 火 區(qū)煤層呈層狀展布，產(chǎn)狀接近水平，煤 層穩(wěn)定 。 （二） 煤層容重 20 根據(jù) 《內(nèi)蒙古 XX 集團(tuán)有限公司 XX 煤礦煤層自燃火源位置探測報告》 煤層容重為 。 礦方于 2021 年 7 月末在 X=436400， Y=37503500 補鉆距 地 表40m 深見煤，其厚度 6m。 又 據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局東勝煤田宏景塔礦區(qū)詳查地質(zhì)報告》 ZK 鉆孔柱狀圖，煤層厚度 為 。 二、火燒區(qū)的深度 2 個火燒區(qū)都是 62 煤層露頭或淺部空巷的燃燒，其深度與該區(qū)62 煤層埋藏深度一致。 由于兩個高溫火區(qū)距離 近，分區(qū)治理 的結(jié)果，最終將 連成一體。 19 第三節(jié) 煤炭損失儲量 一、高溫火區(qū) 面積 依據(jù)《報告》Ⅰ治理 區(qū) 內(nèi)高溫火區(qū) 面積為 89508m2；Ⅱ治理區(qū) 內(nèi)高溫火區(qū) 面積 117916m2。如不采取必要的措施加以治理，則其燃燒速度加快，會造成更大的資源損失和環(huán)境污染。煤層平均厚度 ，煤類以不粘煤為主，煤層為中灰、低中硫、低磷，中高熱值煤。為搶救資源兩塊段同時施工滅火。 18 第二章 火 區(qū) 第一節(jié) 火區(qū) 塊段的劃分 根據(jù) XX省安全技術(shù)研究中心 編 制的 XX煤礦煤層自燃位置探測報告及 平面圖， 該 礦 62 煤層的自燃高溫火區(qū) 有 2 塊， 詳見火區(qū)平面圖。不整合于一切下伏地層之上。殘坡積物 在 山梁及緩坡處廣泛分 17 布，由殘積的礫石及 坡積的砂和粘土組成，局部地段有少量的次生黃土。尤其在 XX溝北側(cè)及其以南大面積分布，為地貌構(gòu)成之主體。 三、土 第四系 地層， 有 風(fēng)積砂，沖洪積物，殘坡積物及少量次生黃土。 據(jù)礦方介紹，勃牛川距礦 1km，有 常 細(xì)流 水 ， 年均流量為 ,可為火區(qū)治理降溫用。 這些現(xiàn)代化礦 井 距火區(qū)治理均在 2km以外，與滅火工程在生產(chǎn)建設(shè)互不干擾 。但從未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。 第四 節(jié) 火區(qū)礦井 火區(qū)附近 有 屬 XX 股份有限公司的富華煤礦、 富安煤礦、致富煤礦、 李家梁煤礦和被關(guān)閉的小煤礦及 XX 舊井。 七、工程地質(zhì) 本區(qū)各主要可采煤層頂 板巖性以 粉砂巖、砂質(zhì)泥巖 為主 ， 底板巖性 主要 為 砂質(zhì)泥巖、粉砂巖 ， 局部為細(xì)粒砂巖。m ），其補給源以貧乏的大氣降水為主。由于其巖性膠結(jié)較致密，裂隙發(fā)育一般較差，富水性在煤田內(nèi)的大多數(shù)地段較弱。Clm ，水化學(xué)類型為 Cl～ K （ 4） 煤層基底三迭系延安組含水巖組 15 該含水巖組在煤田內(nèi)廣泛分布，巖性以灰綠色中、粗礫砂巖為主，夾泥質(zhì)粉砂巖及泥巖。Na 為常見，礦化度 ～ 。m ，水質(zhì)類型以 Cl （ 3） 侏羅系中下統(tǒng)延安組孔隙、裂隙潛水 ～ 承壓水含水巖組 該含水巖組在煤田內(nèi)廣泛發(fā)育，巖性變化大，巖性組合主要為灰色泥巖、粉砂巖與灰白、淺灰色各種粒級的砂巖互層，含 6 個煤組。Na 型為主，礦化度 ～ 。m ，水化學(xué)類型以 Cl含水層巖性以中、粗礫砂巖為主。 （ 2） 侏羅系中統(tǒng)孔隙、裂隙潛水 ～ 承壓水含水巖組 該含水巖組由安定組、直羅組地層構(gòu)成。Mg 型為主，礦化度 ～。m ，水化學(xué)類型以 HCO3～ K巖性以礫巖及粗砂巖為主，局部夾細(xì)砂巖及泥巖。m ，水質(zhì)類型以 HCO3～ Na型為主，礦化度 。在其他地段一般富水性弱或不具富水性。泉的流量受降水影響，動態(tài)變化大。富水性的風(fēng)積沙含水層，在溝谷深切地段以泉群的形式出露。 （ 2） 第四系全新統(tǒng)風(fēng)積沙潛水含水層 主要分布在煤田南部及西北部的毛烏素沙漠及庫布其沙漠之中。m ，水質(zhì)類型以 HCO3～ Ca 型為常見。m ，水質(zhì)類型以 HCO3～ Ca巖性為各種粒級的砂、砂礫石、分布于 “ 東勝梁 ” 南、北的各溝谷中。 （二） 含水層 根據(jù)地下水的賦存條件，煤田內(nèi)的含水巖組可歸納 為兩大類：新生界第四系松散巖類孔隙水含水巖組和中生界碎屑巖類空隙、裂隙潛 13 水 ～ 承壓水含水巖組。礦物雜質(zhì)在煤中多以侵染狀、鏈條狀態(tài)賦存，難以洗選。 （ 2） 顯微煤巖特征 顯微組分定量鑒定結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)可采煤層有機(jī)顯微煤巖組分以絲質(zhì)組和鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組含量 %～ %，平均 %，鏡質(zhì)組含量 %～ %，平均為 %，二者之和占有機(jī)顯微煤巖組分的%。煤風(fēng)化后煤質(zhì)疏松，呈土狀，燃燒時火焰不大。燃點一般為 300℃左右，燃 燒試驗為劇燃。節(jié)理中局部充填有黃鐵礦及方解石薄膜。 （三）煤質(zhì) 物理性質(zhì) 首采區(qū)內(nèi)煤呈黑色，風(fēng)化后呈褐色，條痕褐黑～黑褐色，呈暗淡的瀝青光澤，局部可見油脂光澤，絲炭發(fā)育的層段顯絲絹光澤。在匯編區(qū)，就以往的勘探結(jié)果， 62 煤層自詳查區(qū)向南自然分叉變薄至三界塔一帶出現(xiàn)不可采區(qū)，分叉變薄規(guī)律比較明顯。一般含 1～2 層夾矸， 最多 3～ 4 層，夾矸總厚自 至 ，變化較大。煤層自然厚度 ～，平均 。煤層結(jié)構(gòu)簡單。詳查區(qū)煤層厚度 ～ ，平均 ，可采煤厚 ～ ，平均 。頂板巖性為砂質(zhì)泥巖、粉砂 巖，底板巖性為細(xì)粒砂巖?？刹擅汉?～ ，平均。切割強(qiáng)烈的枝狀溝谷破壞了該煤層在地段上的完整性，就鉆探控制及地質(zhì)填圖結(jié)果，該煤層向南相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖后自然變薄 湮 滅。 42 煤層與 62 煤層間距為 ，比較穩(wěn)定，間距變化不大，即 42 煤層層位亦比較穩(wěn)定。 42 上 煤層與 42 煤層在 b1 b1 b21 和 b26 一帶層間距小于，即兩層煤在該地段合并為一層煤。不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。可采煤厚 ～ 。頂層巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖?？刹?厚度 ～ ，平均 。頂板巖性以細(xì)砂巖為主，底板巖性為粉砂巖及砂質(zhì)泥巖。一般含 3～ 4層 夾矸，夾矸巖性為砂質(zhì)泥巖。煤厚～ ，平均 。各可采煤層發(fā)育特征如下： 41 煤層：分布在普查勘探區(qū)南部，內(nèi)部剝蝕作用強(qiáng)烈，殘存范圍極有限。煤層僅發(fā)育在烏蘭不拉溝以北，自北向南厚度逐漸變薄至湮滅，厚度比 較穩(wěn)定，可 10 采范圍小，為不穩(wěn)定煤層。 （二）煤層 區(qū)內(nèi)共有可采煤層 為 62?？刹珊合禂?shù)為