煤礦采空區(qū)治理方案介紹

煤礦釆空區(qū)治理方案介紹AA煤礦井工開采已完成并關(guān)閉，形成大面積采空區(qū)，對礦區(qū)人民的生產(chǎn)生活及環(huán)境構(gòu)成了極大的安全隱患。此次治理方案應新煤礦委托，要求針對采空區(qū)域進行徹底治理。經(jīng)過詳細的調(diào)查訪問查閱，對區(qū)域地形地貌、煤層埋藏特征、開采現(xiàn)狀、采空區(qū)分布情況進行深入的現(xiàn)場調(diào)查與了解，并結(jié)合神木縣歷年治理采空區(qū)的經(jīng)驗，設計提出兩種治理方案，分別為充填法治理方案和露天剝挖治理方案。方案一：充填法治理方案要徹底根除采空區(qū)帶來的安全隱患，當前國內(nèi)研究顯示比較可行的手段是”充填”。用充填料（廢石，尾砂或充填骨料）充填采空區(qū)，用充填料支撐圍巖，能夠減緩或阻止圍巖的變形，以保持其相對的穩(wěn)定，因為充填材料可對礦柱施以側(cè)向力，有助于提高其強度；常用的充填法有：干石充填法、尾砂充填法、膠結(jié)充填法等。用充填法處理采空區(qū)，一方面要求對采空區(qū)或采空區(qū)巷道的位置、大小以及與相鄰采空區(qū)的所有通道了解清楚，以便對采空區(qū)進行封閉，加設隔離墻，進行充填脫水或防止充填料流失；另一方面，采空區(qū)中必須能有鉆孔、巷道或天井相通，以便充填料能直接進入采空區(qū)，達到密實、充填釆空區(qū)的目的。充填法用于采空區(qū)處理，具有效果好，見效快，充填密實等優(yōu)點，但是充填法存在施工難度大，成本高，作業(yè)安全性差等缺點，在釆用充填法處理釆空區(qū)時一方面要從安全生產(chǎn)的角度，另一方面要從經(jīng)濟的角度加以考慮，選用合理的充填材料和研究經(jīng)濟可行的工藝技術(shù)。方案二：露天剝挖治理方案本次采空區(qū)治理范圍位于礦區(qū)內(nèi)井煤層頂板破碎區(qū)域，區(qū)內(nèi)地表剝蝕嚴重，且治理區(qū)周邊綜合環(huán)境比較復雜。區(qū)域內(nèi)煤層覆蓋層較薄，覆蓋層主要由新生界松散層和中生界基巖兩部分組成，治理區(qū)的平均覆蓋層厚度在49.99m。剝挖方法的特點是治理效果徹底。經(jīng)過對以往治理的工作效果參照對比，認為AA煤礦采空區(qū)的治理比較適宜于采用剝挖的治理方式。即在治理區(qū)范圍內(nèi)自上而下分臺階露天剝挖，挖出采空區(qū)上部的黃土、巖石定點堆放后，挖除殘留的煤炭，用黃土覆蓋煤層露頭，用開挖的剝離物回填開挖坑，平整、再覆蓋黃土，并復墾綠化。殘煤銷售收入補償采空區(qū)施工費用，減少治理成本方案一雖然能夠治理采空區(qū)，但投資大，沒有產(chǎn)出，沒有經(jīng)濟效益，企業(yè)治理積極性不大，且治理不徹底，部分地段在降雨等因素下可能活化，產(chǎn)生新的隱患。方案二不需要國家投資，企業(yè)利用回收的殘煤價值，補償治理采空區(qū)的費用，且有盈余，治理徹底，覆土造田效果好，利國利民利企業(yè)利第三方。經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)方案的比較和論證，方案建議釆用露天剝挖的方式進行采空區(qū)治理,以達到徹底根除采空區(qū)帶來的災害。故確定AA煤礦擬采用露天剝挖的治理方案。本治理區(qū)剝挖條件從煤層厚度、賦存條件等方面論述：1、 煤層厚度治理區(qū)殘留5一2煤層，采用煤厚為各見煤點直接測量的煤層厚度（不含夾砰），如塊段內(nèi)或旁側(cè)有多個鉆孔，則均勻取點，用算術(shù)平均求得塊段平均煤厚2.68m。尸煤層殘留煤柱面積為：27.34-1.78=25.56；5”煤層廟宇壓覆殘留煤柱儲量為：1.78X2.68X1.30X58%=8.21X58%=4.76萬噸;5”煤層殘留煤柱儲量為：25.56X2.68X1.30X58%。17.96X58%=68.42萬噸。考慮98%的露天回收率，實際可回收煤量為：68.42X98%=67.05萬噸。可回收的資源量大。5"煤層厚度等值線見圖l-1-lo圖1-1-15一2煤層厚度等值線圖2、 覆蓋層厚度本區(qū)地貌單元屬黃土丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)大多數(shù)被第四系風積沙、沖積層，黃土所覆蓋。治理區(qū)總體地形為南部高北部低，最高處位于煤礦的南部（標高1227m）,最低處位于煤礦東北部邊緣的灰昌溝溝口與西溝交匯處（標高1015m）,相對高差212mo5-2煤層位于延安組第一段的上部，埋深在（）m到100m。5-2煤層上覆巖土等厚線圖見圖l-l-2o圖1-1-25一2煤層上覆巖土等厚線圖3、 剝采比AA治理區(qū)總剝挖量1344.84萬n?。其中，5水煤松散層剝挖量465.68萬m\巖石剝挖量812.11萬n?,殘煤回收量67.05萬nA煤巖比例為8.26%,平均剝采比為19.（）6n?/t,境界剝采比為18.65m3/to剝采比等值線見圖1-1-3；剝挖量剝挖量計算結(jié)果圖見圖1-1-4；具體剝挖參數(shù)見表l-1-lo圖1.1.3§2煤剝釆比等值線表1-1-1 治理區(qū)剝挖參數(shù)表4、初始剝挖條件及剝離境界治理區(qū)范圍內(nèi)地勢西北高東南低，分布2條NW-SE向溝道，其中東南部溝谷可作為初始開挖位置。剝挖由東南部地勢低處向西、向北推進，直到剝挖最終邊界。剝離物初期全部運往東南部的外排土場，后期全部內(nèi)排。5、 具備外排條件在治理區(qū)東北部，該區(qū)域發(fā)育較長溝谷灰昌溝，地勢低洼，是初始臨時外排的良好外排棄場地。6、 水文地質(zhì)條件本區(qū)主要含水層有第四系全新統(tǒng)風積沙層含水層、第四系全新統(tǒng)沖積層含水層、侏羅系中統(tǒng)延安組上部風化巖段含水層、延安組第二段砂巖裂隙潛水含水層。上述含水層均為富水性弱。其中，延安組第二段砂巖裂隙潛水含水層為5-2煤層的直接充水含水層，其涌水量0.281?0.454L/S,單位涌水量0.008?0.0236L/Sm°7、 工程地質(zhì)條件治理區(qū)位于