采空区综合治理实施.

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1、目 录第一章 治理方案- 1 -第一节 治理方案- 1 -第二节 治理流程- 6 -第二章 治理范围- 7 -第一节 批复范围- 7 -第二节 治理范围- 8 -第三章 治理工艺及设备- 10 -第一节 剥挖工艺- 10 -第二节设备选型- 10 -第三节 设备数量- 13 -第四章 治理程序- 17 -第一节 拉沟位置- 17 -第二节 开采程序- 17 -第五章 剥挖方式- 18 -第一节 残煤回收方法- 18 -第二节 残煤采煤方法- 18 -第三节 开采参数- 18 -第四节 工作面作业方式- 20 -第六章 爆破工程- 22 -第一节 穿孔方式，穿孔机类型- 22 -第二节 爆破方法

2、- 22 -第三节 爆破参数的确定- 22 -第四节 二次破碎- 23 -第五节 起爆方式- 23 -第六节 爆破材料消耗量- 24 -第七章 运输系统- 25 -第一节 运输方式- 25 -第二节 运输系统- 25 -第八章 剥离物存放- 26 -第一节 排弃方式- 26 -第二节 排土工艺- 26 -第三节 回填- 27 -第九章 剥挖工程量- 29 -第一节 残煤剩余资源量- 29 -第二节 剥挖量- 30 -第三节 剥采比- 30 -第一章 治理方案第一节 治理方案新圪崂煤矿井工开采已完成并关闭，形成大面积采空区，对矿区人民的生产生活及环境构成了极大的安全隐患。此次治理方案应新煤矿委托

3、，要求针对采空区域进行彻底治理。经过详细的调查访问查阅，对区域地形地貌、煤层埋藏特征、开采现状、采空区分布情况进行深入的现场调查与了解，并结合神木县历年治理采空区的经验，设计提出两种治理方案，分别为充填法治理方案和露天剥挖治理方案。方案一：充填法治理方案要彻底根除采空区带来的安全隐患，目前国内研究显示比较可行的手段是”充填”。用充填料（废石，尾砂或充填骨料）充填采空区，用充填料支撑围岩，可以减缓或阻止围岩的变形，以保持其相对的稳定，因为充填材料可对矿柱施以侧向力，有助于提高其强度；常用的充填法有:干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。用充填法处理采空区，一方面要求对采空区或采空区巷道的位置、大

4、小以及与相邻采空区的所有通道了解清楚，以便对采空区进行封闭，加设隔离墙，进行充填脱水或防止充填料流失；另一方面，采空区中必须能有钻孔、巷道或天井相通，以便充填料能直接进入采空区，达到密实、充填采空区的目的。充填法用于采空区处理，具有效果好，见效快，充填密实等优点，但是充填法存在施工难度大，成本高，作业安全性差等缺点，在采用充填法处理采空区时一方面要从安全生产的角度，另一方面要从经济的角度加以考虑，选用合理的充填材料和研究经济可行的工艺技术。方案二：露天剥挖治理方案本次采空区治理范围位于矿区内5-2煤层顶板破碎区域，区内地表剥蚀严重，且治理区周边综合环境比较复杂。区域内煤层覆盖层较薄，覆盖层主要

5、由新生界松散层和中生界基岩两部分组成，治理区的平均覆盖层厚度在49.99m。剥挖方法的特点是治理效果彻底。经过对以往治理的工作效果参照对比，认为新圪崂煤矿采空区的治理比较适宜于采用剥挖的治理方式。即在治理区范围内自上而下分台阶露天剥挖，挖出采空区上部的黄土、岩石定点堆放后，挖除残留的煤炭，用黄土覆盖煤层露头，用开挖的剥离物回填开挖坑，平整、再覆盖黄土，并复垦绿化。残煤销售收入补偿采空区施工费用，减少治理成本方案一虽然可以治理采空区，但投资大，没有产出，没有经济效益，企业治理积极性不大，且治理不彻底，部分地段在降雨等因素下可能活化，产生新的隐患。方案二不需要国家投资，企业利用回收的残煤价值，补偿

6、治理采空区的费用，且有盈余，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，方案建议采用露天剥挖的方式进行采空区治理，以达到彻底根除采空区带来的灾害。故确定新圪崂煤矿拟采用露天剥挖的治理方案。本治理区剥挖条件从煤层厚度、赋存条件等方面论述：1、煤层厚度治理区残留5-2煤层，采用煤厚为各见煤点直接测量的煤层厚度（不含夹矸），如块段内或旁侧有多个钻孔，则均匀取点，用算术平均求得块段平均煤厚2.68m。5-2煤层残留煤柱面积为：27.34-1.78=25.56；5-2煤层庙宇压覆残留煤柱储量为：1.782.681.3058%=8.2158%=4.76万吨；5-2煤层残

7、留煤柱储量为：25.562.681.3058%=117.9658%=68.42万吨。考虑98%的露天回收率，实际可回收煤量为：68.4298%=67.05万吨。可回收的资源量大。5-2煤层厚度等值线见图1-1-1。图1-1-1 5-2煤层厚度等值线图2、覆盖层厚度本区地貌单元属黄土丘陵沟壑区，区内大部分被第四系风积沙、冲积层，黄土所覆盖。治理区总体地形为南部高北部低，最高处位于煤矿的南部（标高1227m），最低处位于煤矿东北部边缘的灰昌沟沟口与西沟交汇处（标高1015m），相对高差212m。5-2煤层位于延安组第一段的上部，埋深在0m到100m。5-2煤层上覆岩土等厚线图见图1-1-2。图1-

8、1-2 5-2煤层上覆岩土等厚线图3、剥采比新圪崂治理区总剥挖量1344.84万m3。其中，5-2煤松散层剥挖量465.68万m3，岩石剥挖量812.11万m3，残煤回收量67.05万m3，煤岩比例为8.26%，平均剥采比为19.06m3/t，境界剥采比为18.65m3/t。剥采比等值线见图1-1-3；剥挖量剥挖量计算结果图见图1-1-4；具体剥挖参数见表1-1-1。图1-1-3 5-2煤剥采比等值线表1-1-1 治理区剥挖参数表4、初始剥挖条件及剥离境界治理区范围内地势西北高东南低，分布2条NW-SE向沟道，其中东南部沟谷可作为初始开挖位置。剥挖由东南部地势低处向西、向北推进，直到剥挖最终边

9、界。剥离物初期全部运往东南部的外排土场，后期全部内排。5、具备外排条件在治理区东北部，该区域发育较长沟谷灰昌沟，地势低洼，是初始临时外排的良好外排弃场地。6、水文地质条件本区主要含水层有第四系全新统风积沙层含水层、第四系全新统冲积层含水层、侏罗系中统延安组上部风化岩段含水层、延安组第二段砂岩裂隙潜水含水层。上述含水层均为富水性弱。其中，延安组第二段砂岩裂隙潜水含水层为5-2煤层的直接充水含水层，其涌水量0.2810.454 L/S，单位涌水量0.0080.0236 L/Sm。7、工程地质条件治理区位于陕北侏罗纪煤田位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上。据区域资料，基底中主要存在吴堡靖边EW向、保德

10、吴旗NE向、榆林西神木西NE向构造带。榆神矿区位于陕北侏罗纪煤田东部，地层总体为NWW向缓倾斜、倾角不足1的单斜构造。第二节 治理流程治理实施工序：清表腐殖土收集注水降温上覆土岩层的剥挖排渣火烧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。第二章 治理范围第一节 批复范围一、煤矿概况神木县西沟乡新屹崂煤矿位于陕北侏罗纪煤田榆（北）神（西）大保当普查区东北部，矿区南与鑫轮煤矿相邻，西为大砭窖井田，东、北邻为无矿权设置区及火烧区。本矿井田范围与相邻矿井的开采无压茬关系。矿权设置见图2-1-1。根据采矿许可证（证号：C61000020090911

11、20037103），新疙崂煤矿开采深度：由1080m至1115m标高，共有9个拐点圈定，南北宽2.32km，东西长2.67km，面积约4.2491km2。开采5-2、5-3煤层，拐点坐标见表2-1-1。图2-1-1 新圪崂煤矿矿权设置示意图表2-1-1 新圪崂煤矿井田范围拐点坐标（西安80坐标系）第二节 治理范围依据批复的治理范围，深度为5-2煤层底板的批准境界，整体边坡角度45左右，剥挖境界见图2-2-1，确定的剥挖地表境界面积0.20km2，深度境界面积0.11km2，剥挖地表境界拐点坐标见表2-2-1，剥挖深部境界拐点坐标见表2-2-1。图2-2-1 治理区剥挖境界表2-2-1 剥挖地表

12、境界拐点坐标表表2-2-2 剥挖深部境界拐点坐标表第三章 治理工艺及设备第一节 剥挖工艺一、工艺选择原则及考虑因素考虑地形特点，气候条件、治理区煤层埋藏条件及煤岩性质；设备类型、规格及能力；优先选择先进设备；考虑社会力量；技术先进、性能可靠；设备规格匹配合理；考虑境界几何形状。二、选择结果考虑开挖工程主要采用自购设备，也可设备租赁或剥挖外包机制，充分利用社会力量进行剥挖的前提下，单斗-卡车工艺更显其优越性，所以本治理工程选用单斗-卡车工艺作为该剥挖工程的工艺，设计暂按外包设备考虑。第二节 设备选型一、概况依据其它自燃隐患区和火区的治理经验，结合本治理区的具体条件，设计将采用小型挖掘机、前装机和

13、自卸卡车，配合推土机这种常用的方法进行治理。经过实地调研，1.6m33.0m3液压铲属常用设备，广泛应用于公路、建筑、小型采矿业等领域，设备性能可靠，技术成熟，便于选采，从社会上即可组织配件。开挖工程主要采用自购设备，也可设备租赁或剥挖外包机制，设计暂按外包设备计算，施工设备选型主要考虑社会上常用的机械。本治理区地层抗压强度变化较大，岩层各向异性系数较大，岩性较为复杂。除上部剥离的松散层比较松软，用液压挖掘机可直接彩妆，可回收残煤。残煤和大部分演示比较坚硬，须进行穿孔爆破。1、主要设备用途如下：钻机：用于岩石及残煤的钻孔。液压挖掘机：用于挖掘残煤之上的松散层和基岩。前装机：用于回采残煤、液压挖掘机辅助工作。自卸卡车：用于倒运液压挖掘机、前装机不能就近会谈处理的岩石、松散层和残煤。2、其他治理设备及用途杂作业车：用于炸药、雷管、等爆破材料的运输及其他运输。履带推土机：用于覆土造田、液压挖掘机工作面清理、运输道路修筑、维护等。洒水车用于治理工作面、运