采空区综合治理实施方案Word格式文档下载.docx
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区域内煤层覆盖层较薄,覆盖层主要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:
1.78×
2.68×
1.30×
58%=8.21×
58%=4.76万吨;
5-2煤层残留煤柱储量为:
25.56×
58%=117.96×
58%=68.42万吨。
考虑98%的露天回收率,实际可回收煤量为:
68.42×
98%=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1-1-15-2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1-1-25-2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1-1-35-2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0.281~0.454L/S,单位涌水量0.008~0.0236L/S·
m。
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—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:
C6100002009091120037103),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,1.6m3~3.0m3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、运输道路洒水降尘,用黄泥封堵煤层暴露面供水。
加油车:
为采空区治理的各种设备提供油料。
小型自卸卡车:
运输零星无聊、筑路材料等。
生产指挥车:
为采空区治理管理人员生产指挥使用。
二、设备选型
经过实地调研,当地外包队伍采掘设备主要以1.6m3~3.0m3液压铲为主,运输设备以15t~32t自卸汽车为主。
考虑到年剥离量较大,外排运距较远,如选用小型设备,会导致设备数量众多,正常采掘、运输作业无法进行。
如自购较大型设备,又由于本项目地形条件复杂,工作线长度不稳定而导致大型设备无法发挥效率,因此本次方案选用一下设备型号:
1、挖掘机
根据所选定的单斗——卡车间断式工艺,可提供选择的设备主要有电铲、液压挖掘机、电动液压挖掘机、转载机、铲运机等,按勺斗形式可分为正铲和反铲两种。
按照社会化、通用性考虑,挖掘机选择3.0m3液压铲作为该项目主要采掘设备,作业参数见表3-2-1。
2、自卸卡车
根据生产情况,确定选用35t自卸汽车作为该项目主要运输设备。
35t自卸卡车参数见表3-2-2。
表3-2-1液压挖掘机主要技术参数
序号
项目
单位
数据
正铲
反铲
1
整机重量
t
65
63.5
2
铲斗容量
标准斗容
m3
4.0
3.0
斗容范围
3.5~5.0
2.7~4.0
3
柴油机
型号
M11-C330
功率/转速
Kw/rpm
246/2100
燃油箱容量
L
726
4
液
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