煤矿采空区与火烧区地质环境恢复治理所有专业(编辑修改稿)

煤矿采空区与火烧区地质环境恢复治理所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

本岩组以中、细粒砂岩为主，次为粗粒砂岩，多形成煤层的老顶或老底。 原生 结构面一般有块状层理、大型板状交错层理，单层厚度大，构造结构面不发育。 饱和抗压强度为 ～ ，平均 ，软化系数 ～。 RQD 平均值 89%，岩石质量优，岩体较完整， 为 区内稳定性较好的岩组。 第 三 章 矿区基本情况 及 治理的必要性 通过调查和现场问询， 1 和 2 号治理区 各 存在 1 处小煤窑开采 52煤，生产技术落后，设备简单，开采方式大多为人工刻槽打眼放炮取块煤为主，小四轮拖拉机出煤，露天堆放，一般均为全层开釆。 工作面宽度一般 6m左右，安全煤柱一般 5m 左右 ，采高～ 2m，小煤窑为 10 余年内非法开釆所形成 ， 开采深度一般在 30m 以上 ，现已 被当地政府依法关闭（爆破封口）。 采空区 和 自燃火烧区 现状 1 号治理区范围内主要可采煤层为 52煤层，埋藏深度最深约 50m，最浅为 20m。 煤层底板标高为 +1128～ +1150m。 可采厚度为 ～ ，平均厚度 ，煤层厚度变化不大，规律性明显，结构简单，不含夹矸，属稳定型、易自燃煤层。 2 号治理区范围内主要可采煤层为 52煤层， 埋藏深度最深约为 50m，最浅约为 10m。 埋藏煤层底板标 高 为 +1130～ +1155m。 可 采 厚度为 ～ ，平均厚度 ， 煤层厚度变化不大，规律性明显，结构简单，不含夹矸，属稳定型、易自燃煤层。 采空区分布范围 大路峁 煤矿自上世纪 90 年代进行开釆，目前已经形成 多 处大范围的采空区 ，其中在 1 号和 2 号治理区内各存在 1 处釆空塌陷区。 根据 现场调查， 1 号治理区范围的西侧有小煤窑 1 处，采空区面积为 2043m2。 在治理区范围的中部有采空塌陷 1 处，釆空面积为 ， 现场调查发现地表出现地面沉陷及地裂缝等现象。 2 号 治理区范围的北部有小煤窑 1 处，采空区面积为 9016m2。 在治理区范围的中部有采空塌陷 1 处，采空面积为 万 m2，现场调查发现地表出现地面沉陷及地裂缝等现象。 自燃火烧区分布范围 15 矿区内煤层主要沿沟边自燃，随着向覆盖区的延伸，煤层自燃随之变弱并趋于尖灭。 现场调查 1 号治理区北侧沟道出露大量烧变岩 ， 且在火烧区边界有自燃点存在，根据勘探报告和现场实地调查，自燃区面积约 25613m2； 2 号治理区南侧沟道有大量因煤层自燃而形成的烧变岩，且在火烧区边界有自燃点存在，根据勘探报告和现场实地调查，自燃区面积约 31832m2。 治理区残煤 分布情况 1 号治理区内煤层埋藏最深约 40m，最浅为 10m，平均 埋深 20m。 煤层底板标高为+1150～ +1128m。 可采厚度为 ～ ，平均厚度 ，煤层厚度变化不大，规律性明显，结构简单，不含夹矸，属稳定型煤层。 2 号治理区内号煤层埋藏最深约 30m，最浅为 5m，平均 埋深 22m。 煤层底板标高为 +1130～ +1155m。 可采厚度为可采厚度为～ ，平均厚度 ，煤层厚度变化不大，规律性明显，结构简单 ， 不含夹矸。 残煤剩余资源量 根据《陕西省府谷县庙沟门镇大路峁煤矿 资源储量核实报告》及 1 号治理区采空 区范围和治理区范围之间的关系，边角煤回收的范围在 1 号治理区划分为 3 个区块，有效含煤面积为 万 m2，煤层厚度取 ，煤平均容重。 该治理区实际赋存资源量为 万 t，由于该区回收资源条件好，可按 95%的计算回收率，则可以回收 万 t。 具体计算见表 31。 表 31 残煤剩余资源量估算表 治理区 边界煤区块 面积（ 104m2) 煤厚（ m) 煤量（万 t) 回收煤量（万 t) ① 号治理区 1 2 3 16 ② 号治理区 1 2 3 合计 根据 2 号治理区采空区范围和治理区范围之间的关系，回收边角煤范围在 2 号治理区划分为 3 个区块，有效含煤面积为 万 m2,煤层厚度取 ，煤平均容重。 该治理区实际赋存资源量为 万 t，按 90%的回收率，则可以回收 万 t。 具体计算见表 31。 两治理区合计回收残煤 万 t。 采空区治理的必要性 治理的 必要性 按照 “ 谁破坏、谁复垦 ” 的原则，将生产建设单位的土地复垦目标、任务、措施和计 划等落到实处；为土地复垦的实施管理、监督检查以及土地复垦费征收等提供依据。 对大路峁煤矿煤炭自燃隐患区和采空区的治理，可以达到以下目的： （ 1） 保护环境 对煤炭自燃隐患区和采空区的治理，能够从根本上杜绝釆空区火灾、地表塌陷、水土流失等地质灾害的发生，能够有效的保护环境、恢复植被，减少水 土 流失带来的损失，进一步的减少工业三废对采空区地区的污染，从而根本上保护环境。 （ 2） 复垦造田 对煤炭自燃隐 患区和釆空区合理的治理，能够有效的改善该地区的生态环境，通过复垦，可以耕作农田 、 植被造林，提高土地利用级别，增大耕地和林地的面积，从而达到合理利用土地资源。 （ 3） 回收资源 小煤窑开釆受井工开采条件的限制，或由于安全及采煤方法的原因，采空区范围内 17 还有一部分煤炭资源有待于回收。 对采空区的治理可以回收部分煤柱及其边角残留煤，有效的利用现有资源，减少了资源浪费，提高了资源利用率。 （ 4） 减少地质灾害 对釆空区的治理能够有效的保护土地，遏制山体滑坡、水土流失、泥石流等自燃灾害的发生。 （ 5） 改善民生 回收残余煤炭， 为当地村民创造一定的就业岗位，创造一定的财富，使之安居乐业。 （ 6） 消除大矿生产安全隐患 煤炭自燃隐患区和采空区的彻底治理，也有利于临近矿井的安全生产，消除自燃、漏风、积水、塌陷等安全隐患。 总结 大路峁煤矿煤层埋藏较浅，地表煤层露头多 、 面积大，局部区域没有进行有效的处理，氧化时间已经远远超过自燃发火期 ， 遇氧 即可 形成自燃。 且有向更大的范围蔓延的趋势。 同时， 矿区内小窑开采方式为 “ 房柱式 ” ，采煤后采空区四通八达，自燃发火面积大，井下灭火无法进行。 虽然当地政府对老窑进行了封闭，组织了专门的巡逻队巡逻，并 采取了多种措施，但仍然不能绝对保证社会人员的人身安全，也无法阻止火区的继续扩大，存在着重大安全隐患。 煤炭自燃不仅威胁火区的煤炭资源，而且通过火区蔓延，危及周边煤炭资源，对煤炭资源造成极度浪费，同时也严重影响矿区内的生态环境及邻近矿区的生产安全。 区内大面积的自燃发火吞噬着宝贵的煤炭资源，造成巨大经济损失，同时污染了大气环境，造成部分地表植被枯死。 因此防灭火问题迫切急需解决。 总之， 对大路峁煤矿煤炭自燃火烧区，必须采取工程以及技术方面的措施，彻底消除发火隐患。 18 第 四 章 治理方案 根据我国《矿 产资源法》第三十二条规定： “ 开采矿产资源，应当节约用地。 耕地、草原、林地因采矿受到破坏的，矿山企业应当因地制宜地采取复垦利用、植树种草或者其他利用措施。 开釆矿产资源给他人生产、生活造成损失的，应当负责赔偿，并采取必要的补救措施 ”。 《地质灾害防治条例》第五条规定： “ 因工程建设等人为活动引发的地质灾害的治理费用，按照谁引发、谁治理的原则由责任单位承担 ”。 治理以保护和恢复自 然 生态环境为出发点，以建设社会主义新农村，改善当地生产生活条件为目标，促进经济与环境的协调发展。 在遵守环境保护法、土地管理法和建设社会主义新 农村总体要求的同时，根据综合治理工程建设特点，提出以下应遵循的原则 ： （ 1） 综合治理与农村建设相结合 （ 2） 综合治理原则 （ 3） 生态优先原则 （ 4） 与主体工程相衔接的原则 （ 5） 坚持经济可行原则 （ 6） 有序实施原则 (1)交通运输条件 (2)电源条件及可能提供的容量 (3)水源条件及可能提供的水量 (4)通信条件 (5)建筑材料供应条件 19 (6)环境条件 在煤矿露头处当地居民有偷采现象，形成釆空区，此次治理方案针对煤层露头和出现自燃火烧区的区域进行治理。 根据区域地形地貌、煤层埋藏特征、自燃火区点分布情况，设计提出 两 个治理方案，分别为灌浆灭火方案和强行釆出法治理方案。 方案一：灌浆灭火治理方案 灌浆灭火法预防性灌浆是防止煤自燃发火的一项传统的、也是最为有效、稳定可靠的重要措施，在国内煤矿中得到普遍应用。 灌浆是利用高压水轮或机械设备取土，将其与水按适当配比，制作成有一定浓度的泥浆，再借助于自然压差或泥浆泵，覆盖包裹有自燃倾向的煤层。 预防性灌浆的作用一是隔断供氧通 道，二是散热，达到破坏聚热环境的作用。 此方法应用于露天煤矿，对预防煤炭自燃能收到明显效果。 方案二：露天剥挖治理方案 灭火区域内煤层覆盖层较薄，上覆松散层厚度约 10〜 40m,基岩厚度约 5〜 20m。 因此本方案对灭火隔离条带进行开挖，挖掉残留煤柱，隔离火源，最后将灭火带采用黄土覆盖压实，防止死灰复燃；该方案同时可回收残煤，提高煤炭资源利用及回收率 ， 补偿灭火施工费用，减少灭火成本。 方案一虽然可以灭火，但投资大，没有产出，没有经济效益。 方案二不需要国家投资，利用回收的残煤价值，补偿灭火施工费用，且略有盈余，且治 理彻底，覆土造田效果好，利国利民利企业利第三方，经过经济技术方案的比较和论证，设计决定釆用露天剥挖的方式进行采空区治理，以彻底根除采空火区带来的灾害 经过以上的分析对比，认为大路峁煤矿自燃火烧区的治理特别适宜于露天剥挖的治理方式。 即在火区范围内自上而下分台阶开挖露天剥离，挖除有自燃倾向的煤炭，后期 用黄土覆盖煤层露头。 最后回填开挖坑，平整及再覆盖黄土，并复垦绿化。 故确定大路峁煤矿拟采用露天剥挖的治理方案。 20 为达到根本治理的目标，防止残留边角煤和煤层露头自燃，在把上部的覆盖层全部 挖出，重新 回填、压实的过程中，要清理出残留煤和边角煤。 这样才能彻底避免地表火 和残留煤在地下自燃造成对环境的污染。 具体方法可归纳出如下步骤： 注水降温 ——上覆土岩层的剥挖 ——排渣 ——火区残煤的回收及运输 ——开挖坑底部边界煤层露头黄土封堵、覆盖 ——开挖坑回填、整平 ——黄土覆盖（以备绿化复垦）——绿化。 (1)注水降温 (2)剥挖煤层上的岩石 (3)排渣 (4)采出残煤 (5)开挖坑底部边界煤层露头黄土封堵、覆盖 (6)开挖坑回填、整平 (7)复垦、绿化 治理剥挖境界圈定的依据及原则 大路峁煤矿 矿权总面积 ,自燃火区治理在整合区东北部。 两个治理自燃火区和采空区的范围不超过矿权境界。 治理境界圈定的依据及原则为： (1) 陕西省核工业地质调查院提供的《陕西省陕北侏罗纪煤田庙哈孤矿区安山井田勘探报告》； (2) 依据地质条件所确定的边坡角； (3) 尽量回收资源，有利于后期煤炭资源的开采； (4) 参照露天开釆工艺的一般要求，对剥挖境界底部的几何形状作以适当调整； (5) 没有煤的区域不进行剥挖。 结合钻孔资料确定。 21 剥挖境界的确定 根据自燃火区的分布，大路峁煤矿火区主要是 52 煤层露头处，故本设计治理区剥挖境界深度至 52煤层的底板，煤层底板标高为 +1150〜 +1128m。 根据治理区范围并参照露天开采工艺的一般要求，对剥挖境界局部的几何形状作以 适当调整，最后确定本治理工程剥挖范围的境界。 治理程序 1) 治理初始区段 根据大路峁煤矿采空火区治理区的具体条件，设计决定首先进行剥挖区的治理施工。 初始拉沟位置选择原则： ① 由治理区边缘向治理区中心推进； ② 排土及运输方便； ③ 覆土造田便利； ④ 与外部联络通畅； ⑤ 初始建设工程量小。 2) 拉沟位置 ① 号治理区在大石崖沟西支沟 52 煤层 已经完全暴露且此位置煤层埋藏较浅，初始可以继续利用原来的原煤运输道路，具备了良好的初始剥挖条件，故设计利用这处作为初始治理拉沟位置。 ② 号治理区在百草 墕 沟 52 煤层出露较好，该沟道内煤层埋藏较浅，具备了良好的初始剥挖条件 ， 故设计利用这处作为初始治理拉沟位置。 由于该治理区面积较大，拟分作两期进行治理。 3) 治理顺序 依据确定的拉沟位置，结合治理区的赋存条件，并有利于覆土造田，大路峁煤矿 ① 22 号治理区选在治理区的南部边界的石崖沟作为初始拉沟初始位置，根据遗留煤柱的情况，开采向东及南部推进。 ① 号治理区分为两期进 行治理。 I 期选在治理区的西部的百草蔫沟作为拉沟初始位置，根据遗留煤柱的情况，开采向东及南部推进，直到剥挖最终边界。 该期进行外排 剥挖程序 1) 台阶划分方式、标准台阶高度 大路峁煤矿 ① 号治理区赋存有 52煤，煤层平均厚度 ，煤层倾角一般 1176。 左右，没有褶曲，在煤层之。