煤矿采空区与火烧区地质环境恢复治理毕业论文 下载本文

4.4治理程序

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

4.4.1治理剥挖境界圈定的依据及原则

大路峁煤矿矿权总面积1.4047km2,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。

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4.4.2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5-2煤层露头处,故本设计治理区剥挖境界深度至5-2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。

4.4.3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5-2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5-2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

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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

4.4.4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5-2煤,煤层平均厚度2.1m,煤层倾角一般1°左右,没有褶曲,在煤层之上是基岩,平均厚度约8m,基岩之上周部分布有第四系松散层,主要由风积沙和细砂、粉砂和亚砂土组成,平均12m。②号治理区的5-2煤,煤层平均厚度1.5m,基岩平均厚度约8m,基岩之上局部分布有第四系松散层,主要由风积沙和细砂、粉砂和亚砂土组成,平均13m。

大路峁煤矿治理区露天治理采用水平划分台阶的方式。上覆第四系松散层根据其厚 度划分为若干个台阶。基岩单独划分台阶,根据基岩上部划分为1个基岩台阶,煤层与 上部基岩划分为一个独立台阶。

根据剥离物和煤的物理力学性质与其埋藏条件,依照采掘设备规格,设计确定标准 台阶高度为10m。

2) 采掘带宽度

考虑作业设备的规格、采装作业条件等因素,确定剥离、釆煤采掘带宽度均为15m。 3) 最小工作平盘宽度

平盘宽度的选取主要考虑以下因素:采掘带宽度,爆堆伸出宽度,运输通道宽度,运输通道离下一台阶坡顶线的安全距离等。

4) 工作台阶坡面角

工作帮松散层风积砂台阶坡面角确定为35°,火烧岩石台阶坡面角确定为55°,岩石台阶坡面角确定为70°,煤台阶坡面角确定为70°。

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5) 帮坡角 ①工作帮坡角

根据上述开采参数以及煤层赋存条件,正常生产时,剥挖治理区的工作帮坡角10°左右。

②端帮帮坡角

正常端帮帮坡角均为35°左右。 6) 工作平盘规格

平盘排土作业采用边缘排土与场地排土相结合的排土方式,其最小排土工作平盘宽度由落石滚落安全距离宽度、卸载宽度、汽车长度、调车宽度、道路通行宽度、卸载边缘安全距离等构成,最小工作平盘宽度不爆破台阶为45m,爆破台阶为45m,煤台阶42m。

4.5内、外排土场及临时堆场 4.5.1 排弃方式选择

根据剥挖区及其周围的地质地形条件,开拓方式,近距离排土以及环保的要求选择外排土场地。初期将表土放置在一个临时排土场。残煤和高温土岩必须洒水降温后排弃,残煤必须用黄土覆盖,以防自燃。

1) 外排土工艺

① 采用台阶式堆放,每个台阶高度25m,外边坡坡比1:1.5,中部设3m宽平台一处。 ② 排土堆填顺序为,先排放岩石,后排放风沙土,最后将粘土层覆盖其上。排土过程中要分层摊平压实。

③ 粘土集中堆放工艺:为将粘土层做为外排土场的终场覆土之用,须先在远离采掘作业带平坦处做集中堆放处理,待外排土场渣石和风沙土填埋结束后,运至外排土场平摊覆土。

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