【正文】 。二、開采順序考慮開完范圍內(nèi)東側(cè)原3號(hào)礦井回風(fēng)斜井、主斜井和副斜井，未完成設(shè)備回收，暫時(shí)無法進(jìn)行開挖作業(yè)，且本著盡快實(shí)現(xiàn)內(nèi)排，減少回填工程量降低治理成本的，本次采空區(qū)火區(qū)回填治理實(shí)施方案將開挖范圍分為兩個(gè)采區(qū)進(jìn)行治理，即原3號(hào)井回風(fēng)斜井以西為一采區(qū)，以東為二采區(qū)。表441 火區(qū)治理工程主要設(shè)備數(shù)量型號(hào)表序號(hào)名 稱規(guī)格及型號(hào)單位數(shù)量備 注一采掘設(shè)備1液壓挖掘機(jī)臺(tái)18工程開挖2液壓挖掘機(jī)臺(tái)1輔助開挖及破碎大塊3潛孔鉆機(jī)150mm臺(tái)7采空區(qū)穿孔、爆破、跨落4履帶推土機(jī)220HP臺(tái)5輔助作業(yè)二運(yùn)輸設(shè)備1卡車45t臺(tái)69運(yùn)輸三排土設(shè)備1推土機(jī)220HP臺(tái)4排土及輔助作業(yè)四輔助設(shè)備1履帶推土機(jī)220HP臺(tái)1輔助作業(yè)2灑水車25t臺(tái)2灑水降塵3小汽車長(zhǎng)城皮卡臺(tái)2　4加油車20t臺(tái)2　第五節(jié) 開挖方案地面開挖范圍平面尺寸近似長(zhǎng)方形，東西向長(zhǎng)、南北向窄，根據(jù)減少外排占地要求，遵循快速治理、及時(shí)內(nèi)排的原則，設(shè)計(jì)采用分區(qū)開采的方式，即在一端拉溝降深，開采到治理最低標(biāo)高后及時(shí)內(nèi)排，由一端向另一端開采直至開挖治理結(jié)束的開采方案。滅火工程主要設(shè)備數(shù)量型號(hào)見表441。另外，配備灑水車2輛用于澆灑道路防塵及輔助高溫區(qū)降溫滅火。考慮開挖過程中物料出現(xiàn)大塊不易處理的問題，配備液壓破碎錘1臺(tái)。根據(jù)地質(zhì)條件和開挖物料的巖性以及年需爆破的工程量，經(jīng)計(jì)算后，設(shè)計(jì)選用直徑為150mm的潛孔鉆機(jī)，取整后應(yīng)投入7臺(tái)。根據(jù)滅火具體開挖范圍的大小、開挖深度以及堆土場(chǎng)位置。根據(jù)開挖工程總量4373萬m3，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)外包隊(duì)伍的設(shè)備配置情況，～5m3的液壓挖掘機(jī)采掘，此型挖掘機(jī)性能可靠，技術(shù)成熟，在國(guó)內(nèi)外包隊(duì)伍中已廣泛應(yīng)用。根據(jù)上述分析，本次滅火設(shè)計(jì)中選用單斗—卡車工藝作為地面開挖根除火源工程的開采工藝。該工藝受拉溝長(zhǎng)度及工作線長(zhǎng)短影響較小，投資少，見效快，建設(shè)周期短。單斗—卡車間斷工藝在我國(guó)災(zāi)害治理工程及露天礦山中已得到廣泛應(yīng)用，有著成功的使用及管理經(jīng)驗(yàn)。）。C勘探線煤層傾角26176。B勘探線煤層傾角2176。（A勘探線煤層傾角5176。治理區(qū)內(nèi)構(gòu)造為克爾堿向斜南翼地層，總體為呈向北傾的單斜構(gòu)造，地層傾角為5176。治理區(qū)內(nèi)基巖為半出露狀態(tài)，出露地層有中生界上侏羅系，和第四系。開挖工程總量為4373萬m3，（179。2．開挖工藝選擇開挖治理區(qū)位于吐魯番盆地西北邊緣低山丘陵地帶，老采空區(qū)火區(qū)治理范圍內(nèi)地形西高東低，海拔高程在+1154～+1238m，高差為84m，治理區(qū)范圍內(nèi)西部地形復(fù)雜。（常溫）。其溫度由100176。降至100176。六、注水質(zhì)量管理保證供給充足的滅火用水，采用束流注水的方式，停止注水后，火區(qū)煤、巖及氣體的溫度應(yīng)低于70℃，注水原始記錄應(yīng)齊全，準(zhǔn)確、可靠，由專職統(tǒng)計(jì)員負(fù)責(zé)將每月原始記錄裝訂成冊(cè)，上交到統(tǒng)計(jì)員保管。四、注水一般技術(shù)要求主管路管徑φ108mm，支管路管徑φ89mm軟管，～1Mpa，每個(gè)支管路安裝流量計(jì)。二、注水原則由外圍向高溫區(qū)的火源中心合攏。/t第三節(jié) 挖掘高溫區(qū)的注水降溫火區(qū)治理開挖之前要對(duì)高溫區(qū)（溫度超過70℃）進(jìn)行注水降溫，將高溫區(qū)溫度降至常溫方可實(shí)施開挖作業(yè)。合計(jì)萬m179。實(shí)際可回收煤量萬t剝離量開挖土巖量萬m179。不可回收殘煤體積萬m179。4373實(shí)體殘煤體積與開挖土巖量煤量實(shí)體煤體積萬m179。理范圍的工程量見表421。179。按剝離計(jì)），179。考慮殘煤采出率75%，179。根據(jù)《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB501972015） 煤層采出率指標(biāo)（%）：煤層厚度10m～20m，煤層近水平、緩傾斜～傾斜，煤層采出率80%～95%，考慮采空區(qū)、煤柱、巷道、火區(qū)等影響，實(shí)際煤層采出率取75%。，煤層傾角5176。179。利用剖面計(jì)算方法，對(duì)其開挖范圍內(nèi)可回收殘煤資源量進(jìn)行了計(jì)算，179。第二節(jié) 地面開挖工程量根據(jù)地質(zhì)資料，本方案利用計(jì)算機(jī)建立礦山三維地質(zhì)模型，179。3．開挖底標(biāo)高是依據(jù)業(yè)主提供的現(xiàn)場(chǎng)火區(qū)資料確定，實(shí)際開挖過程中可能與資料不完全相符，應(yīng)根據(jù)實(shí)際揭露情況靈活調(diào)整開挖深度，達(dá)到徹底治理火區(qū)目的。2．開挖范圍東側(cè)煤層底板存在原井工礦廢斜井、回風(fēng)斜井、主斜井和副斜井，正是由于這些廢棄井筒向采空區(qū)透風(fēng)，形成3號(hào)井33煤層淺部火燒嚴(yán)重。具體位置詳見圖411。開挖范圍確定后。北部以煤層老采空區(qū)火區(qū)分布范圍（A勘探線附近為+1110m標(biāo)高，B勘探線附近為+，C勘探線附近為+1150m標(biāo)高）為深部境界，按35176。東部、西部開挖邊界：以老采空區(qū)火區(qū)分布范圍為深部境界，按35176。具體開挖范圍為：南部以33號(hào)煤層隱伏露頭邊界為深部境界，按35176。三、地面開挖范圍的確定根據(jù)地質(zhì)資料及業(yè)主提供的相關(guān)火區(qū)資料可知，本礦東側(cè)老采空區(qū)火區(qū)分布在+1110m標(biāo)高以上，西側(cè)老采空區(qū)火區(qū)分布在+1150m標(biāo)高以上。新疆煤炭設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 54 2017年05月托克遜縣雨田煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理實(shí)施方案 第四章 地面開挖根除火源工程第四章 地面開挖根除火源工程第一節(jié) 地面開挖范圍的確定一、地面開挖范圍確定的依據(jù)1．新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)2008年3月編制完成的《新疆托克遜縣克爾堿煤礦區(qū)雨田井田勘探報(bào)告》；2．新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)2003年4月編制完成的《新疆托克遜縣布爾堿煤礦區(qū)四建煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》；3．業(yè)主提供的托克遜縣雨田煤業(yè)有限責(zé)任公司3號(hào)井采掘工程平面圖；4．業(yè)主提供的其它相關(guān)資料。二、治理目標(biāo)的確定按照搶救國(guó)家寶貴的煤炭資源、保護(hù)本地區(qū)的環(huán)境的原則，托克遜縣雨田煤礦采空區(qū)火區(qū)回填治理工程目標(biāo)是在本礦火區(qū)范圍內(nèi)徹底根除火源、使其熄滅，以保證區(qū)內(nèi)礦井的后續(xù)開發(fā)建設(shè)；同時(shí)，在實(shí)施本礦治理工程以后，火源被根除，開挖范圍進(jìn)行回填復(fù)墾，使整個(gè)開挖影響范圍礦山地質(zhì)環(huán)境也有了明顯改善，所以礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)也是本礦實(shí)施災(zāi)害治理的另一目標(biāo)。第三，采用地面開挖方式，對(duì)治理開挖區(qū)進(jìn)行回填復(fù)墾，可以更好地恢復(fù)礦區(qū)環(huán)境。第一，采用地面開挖方式，可以直觀揭露塌陷區(qū)、采空區(qū)、老巷、煤層火燒范圍及深度，可以更經(jīng)濟(jì)、合理、安全的治理災(zāi)害區(qū)，減少不必要的投資，且安全性較高。在設(shè)備進(jìn)入工作區(qū)前應(yīng)先對(duì)采空區(qū)、塌陷區(qū)、火燒區(qū)進(jìn)行探測(cè)，確保施工人員、設(shè)備的安全。但施工復(fù)雜，投資較高。4．綜合治理方案此種方法適用于地形條件復(fù)雜、地形高差變化較大、水量匱乏、黃土稀缺、地面開挖剝離費(fèi)用較高的治理區(qū)。（1）缺點(diǎn)：工程量較大，工期較長(zhǎng)。在嚴(yán)重缺黃土情況下，采用地面開挖方案方法比較合適。3．地面開挖、回填方案在地質(zhì)災(zāi)害范圍內(nèi)自上而下分臺(tái)階開挖，超前注水，降低燃體溫度，挖除采空區(qū)、塌陷區(qū)及火體。（2）缺點(diǎn)：1）工藝較為復(fù)雜，材料消耗量無法預(yù)算；2）火區(qū)范圍較大，采空區(qū)縱橫交錯(cuò)，效果差，難以徹底根除火源；3）火區(qū)殘留資源不能回收；4）不能徹底根除火區(qū)對(duì)下部煤層的威脅，并且火區(qū)裂隙與上、下部煤層易產(chǎn)生貫通，使其燃燒造成新的火區(qū)和煤炭資源的損失。該方案僅能對(duì)火燒區(qū)起到一定的治理效果，不能有效治理塌陷區(qū)。其特點(diǎn)是不受火燒區(qū)面積大小、火源深度等條件限制，施工靈活，效果較好。（2）缺點(diǎn)：1）可利用黃土較少；2）地形復(fù)雜，地下塌陷，裂隙及采空區(qū)縱橫交錯(cuò)，黃土覆蓋難以達(dá)到徹底隔絕效果；3）火區(qū)殘留資源不能回收，同時(shí)影響周邊資源的開采；4）此治理方案并未根除火區(qū)，對(duì)下部煤層仍存在一定的安全隱患。該方案對(duì)火燒區(qū)發(fā)展具有一定的控制作用，但由于火源沒有消除，火燒區(qū)僅僅被黃土“捂”了起來，火燒區(qū)熄滅要經(jīng)過相當(dāng)漫長(zhǎng)的過程。1．地表黃土覆蓋方案利用黃土充填覆蓋塌陷區(qū)及火燒區(qū)對(duì)應(yīng)的進(jìn)風(fēng)點(diǎn)，如主副井筒、風(fēng)井、地表裂隙等，使火燒區(qū)達(dá)到封閉狀態(tài)，從而斷絕火燒區(qū)通風(fēng)供氧通道，使火燒區(qū)窒息熄滅。災(zāi)害治理工程一定要選擇適合的治理方案以達(dá)到最佳的效果。因此，本礦災(zāi)害治理工程的實(shí)施迫在眉睫。地表塌陷形成眾多的塌陷坑和裂隙，嚴(yán)重破壞了礦區(qū)原始地貌。2．浪費(fèi)寶貴煤炭資源，影響礦井后續(xù)開發(fā)地表露頭煤及采空區(qū)殘煤燃燒導(dǎo)致寶貴的煤炭資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且深部采空區(qū)殘煤燃燒致使下部更多的煤炭資源遭到破壞，如不及時(shí)控制，則其火源將外延并串通至煤層下部，形成不可控制的更大范圍的火區(qū)，嚴(yán)重影響本礦的后續(xù)開發(fā)建設(shè)?；饏^(qū)內(nèi)溫度高，巖石的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致巖石破碎，形成大量的裂縫，煤層燃燒后形成的空洞，導(dǎo)致上部的巖石冒落形成更多的地表塌陷。礦井采空及塌陷區(qū)圍巖孔隙多，接受地表滲漏水和地下潛水，儲(chǔ)存于礦井采空及塌陷區(qū)巖體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)地下水庫，一旦打通礦井采空及塌陷區(qū)巖體內(nèi)水庫，強(qiáng)大壓力的水流直沖出來使人難以逃生。二、地質(zhì)災(zāi)害危害1．安全隱患塌陷坑和裂隙長(zhǎng)期處于無監(jiān)管、無治理狀態(tài)，對(duì)周邊農(nóng)牧民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大威脅。在老巷及采空區(qū)內(nèi)火區(qū)燃燒相對(duì)強(qiáng)烈，有大量的青煙、強(qiáng)裂的刺鼻氣體(SO2)冒出，局部見燒變巖。2．火區(qū)燃燒燃燒區(qū)地表特征表現(xiàn)為明火、熱異常、有害氣體、青煙、裂縫、塌隙、硫磺（硭硝）析出及燒變巖等。井田范圍內(nèi)南側(cè)的北槽煤和中南小槽煤長(zhǎng)期出露地表，逐漸風(fēng)化、氧化、蓄熱而自燃形成著火點(diǎn)。露天煤場(chǎng)堆放的煤自燃發(fā)火期為3060天。2．煤層的自燃影響煤的自燃傾向性主要決定于煤的變質(zhì)程度，據(jù)以往地質(zhì)資料及前人研究，煤的變質(zhì)程度越高，自燃傾向性越低，但煤層出露于地表或經(jīng)開采后與外界空氣相連，經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化、氧化，煤的物理特性和化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，成為易自燃狀態(tài)。地表塌陷后致使空氣通過裂隙進(jìn)入采空區(qū)，導(dǎo)致采空區(qū)殘煤接觸空氣氧化，伴有煙氣冒出，暴露煤層長(zhǎng)時(shí)間處于無預(yù)防、無監(jiān)管、無處理的狀態(tài)，致使靠近地表的老采空區(qū)西側(cè)+1150m水平以上、東側(cè)+1110m水平以上形成一定范圍的火燒區(qū)。1．老巷采動(dòng)影響雨田煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦（原伊拉湖鄉(xiāng)聯(lián)合煤礦三號(hào)井）經(jīng)過30多年礦井開采，、東側(cè)+（以實(shí)測(cè)圖為準(zhǔn)）；雨田一號(hào)井（托克遜縣雨田煤業(yè)有限責(zé)任公司1號(hào)井四建煤礦）、東側(cè)+。采空區(qū)火區(qū)回填治理范圍詳見圖211。根據(jù)據(jù)礦方提供的相關(guān)資料，上述兩個(gè)采礦權(quán)范圍內(nèi)存在不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，平面范圍兩個(gè)礦權(quán)范圍內(nèi)距離南部礦權(quán)境界230m～600m處東西走向上靠近煤層露頭處不同程度上存在地表塌陷坑、裂隙和冒煙等地質(zhì)災(zāi)害；深度上西部雨田一號(hào)井老采空區(qū)+1150m水平以上、東側(cè)雨田煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦老采空區(qū)+1110m水平以上均存在一定范圍的采空區(qū)火區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害。各礦井相對(duì)位置關(guān)系詳見圖011。現(xiàn)斜長(zhǎng)370m（與風(fēng)斜井相通），已采到+923水平，向西掘進(jìn)到200m，向東掘進(jìn)到210m，東巷回采到140m?！?5176。井下每日排水約138m3/d，煤塵較大。+1107向東掘進(jìn)到490m，目前正在進(jìn)行回采?！?176。～10176。井下無水，瓦斯較小，但煤塵較大主斜井：始建于1979年，井型為斜井，位于副斜井西185m，開采33號(hào)煤層，淺部坡度19176?！?176。向下漸緩由16176。副斜井：該井亦在四建煤礦以東，始建于1979年，井型為斜井，斜井口均在33號(hào)煤層底板上，沿煤層底板開拓。廢斜井：始建于1980年，位于主斜井西185m，井筒坡度與主井相同，現(xiàn)斜長(zhǎng)310m，已采到1116水平，井下無水，瓦斯較小，但煤塵較大?！?176?！?3176。三、雨田煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦（原伊拉湖鄉(xiāng)聯(lián)合煤礦三號(hào)井）回風(fēng)斜井：該井在雨田一號(hào)井以東，－，始建于1980年，井型為斜井，開采33號(hào)煤層，淺部坡度18176。已采到井田邊界；在井田中部為二號(hào)廢井，開采4－2號(hào)煤層，主井筒沿4－2號(hào)煤層底板開拓，斜長(zhǎng)約220m，開采了11個(gè)水平，開采垂深約70m。（2）廢井在井田西部為一號(hào)廢井，開采4－2號(hào)煤層，主井筒沿4－2號(hào)煤層底板開拓，斜長(zhǎng)354m，共開采16水平，坡度－25176。頂板為砂礫巖，堅(jiān)硬，在垮落前封閉，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)采空、塌陷及裂隙已發(fā)育到地表；底板為細(xì)、粉砂巖較穩(wěn)定，井下有水，地下水位為1134m，出水點(diǎn)為集中在主井筒東600m左右的底板中，該處煤層及巖層均較破碎，給地下水的排泄提供了涌水通道。生產(chǎn)礦井經(jīng)自治區(qū)煤炭科研所鑒定為低瓦斯礦井。煤礦共共延深七個(gè)水平，第七水平開采深度約155m，高程為+964～+981m，七水平向西開采至井田邊界，該水平以上已全部開采完。年生產(chǎn)規(guī)模2006年12月核定為11萬t/a，2001年度煤炭產(chǎn)量約4萬t，2002年度煤炭產(chǎn)量約7萬t。～－32176。由于主斜井2006年坍塌，目前該井已停止開采。主斜井+963水平向東開采300m、向西243m已全部開采完。主巷道長(zhǎng)325m，由淺入深坡度34至27176。綜上所述，根據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB1271991）本區(qū)工程地質(zhì)條件屬層狀巖的工程地質(zhì)條件中等型，即Ⅲ類二型。33號(hào)煤層底板(10組樣品)：粗、粉、細(xì)砂巖類。結(jié)合勘探區(qū)實(shí)際施工情況，并依據(jù)含煤巖系巖性特征，33號(hào)煤層頂、底板的穩(wěn)定性評(píng)述如下：33號(hào)煤層頂板(10組樣品)：砂粒巖。表141 工程地質(zhì)巖段劃分及穩(wěn)固性評(píng)價(jià)一覽表地層時(shí)代巖段編號(hào)巖段名稱穩(wěn)固性評(píng)價(jià)Q2pl +Q4aplE1第四系松散巖段結(jié)構(gòu)松散穩(wěn)固性差J2t J2xE2侏羅系中統(tǒng)頭屯組至西山窯組底粗粒相中夾細(xì)粒相巖段J2x底界 －J1b（4－1）煤層煤層下部粉砂巖E3三工河組頂界－八道灣（4－1）煤層下部粉砂巖含主采42號(hào)煤層