施工方案說明書

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慶業(yè)公司三星煤礦采空區(qū)災(zāi)難綜合治理

施工方案說明書

(一期工程裝、運(yùn)、排)

2023年6月

前言

1、項(xiàng)目名稱、所在位置和隸屬關(guān)系

項(xiàng)目名稱：突泉縣慶業(yè)煤炭有限責(zé)任公司三星煤礦采空區(qū)災(zāi)難綜合治理工程項(xiàng)目施工方案說明。

突泉縣慶業(yè)煤炭有限責(zé)任公司三星煤礦位于興安盟突泉縣境內(nèi)，行政隸屬突泉縣突泉鎮(zhèn)管轄，距突泉縣突泉鎮(zhèn)30km，西南距科右中旗白音胡碩鎮(zhèn)35km。

2、原單位概況

內(nèi)蒙古自治區(qū)突泉縣三星礦業(yè)有限責(zé)任公司成立于2023年，以三星煤礦為主體，整合原平安富煤礦，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力30萬噸，現(xiàn)有職工人數(shù)300人，礦區(qū)面積0.58平方公里，探明地質(zhì)儲(chǔ)量530.4萬噸。

3、災(zāi)難治理工程實(shí)施的必要性和可行性（1）老采空區(qū)災(zāi)難分析

興安盟現(xiàn)保存的合法礦井均由近三十年來眾多小煤礦逐步整合而成，由于主要賦煤井田地質(zhì)構(gòu)造繁雜，煤層賦存不穩(wěn)定，以往所有小井均采用邊掘、邊探、邊采、以掘代采為主的回采方式，在現(xiàn)存礦井境界內(nèi)及周邊形成了較大數(shù)量的采空區(qū)。采空區(qū)派生災(zāi)難隱患巨大，如采空區(qū)大面積懸頂、浮煤自燃發(fā)火引發(fā)井田火災(zāi)、有毒有害氣體泄漏、老空巷積水或山洪灌井、不可預(yù)計(jì)預(yù)見及控制的地表突然塌陷等，不僅成為礦井安全生產(chǎn)的重大隱患，也造成了環(huán)境污染等次生災(zāi)難，惡化了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)采空區(qū)內(nèi)殘留有大量煤炭資源，伴有自燃發(fā)火的可能。這些危害隱患的存不僅對(duì)井田煤礦正常生產(chǎn)構(gòu)成很大要挾，同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境和居民生產(chǎn)生活造成不同程度的影響和長(zhǎng)期的災(zāi)難隱患。

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2023年以前，三星煤礦開采工藝以房采為主，因此，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行綜合治理，完全消除采空區(qū)災(zāi)難，對(duì)于改善井田煤礦安全生產(chǎn)條件、減少和消除其對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境破壞、防止水土流失、回收寶貴壓覆煤炭資源，減少對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的影響，具有重要的現(xiàn)實(shí)改善需要和長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

（2）必要性1）民生工程的需要

多年來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為國家建設(shè)、人民生活質(zhì)量的提高提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但不可再生類資源的開發(fā)，特別是早期煤炭的開發(fā)也為民生工程帶來了一定的后患。如何使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境友好保持一致、如何讓經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)民生工程的改善逐漸成為擺在各級(jí)政府和各企業(yè)面前的一個(gè)重要課題。為了解決好民生問題，政府積極采取措施，甚至不惜投入巨資。然而政府的投入需要大量財(cái)政資金的支持，如何尋覓到一種既可解決民生工程，又可節(jié)省財(cái)政開支，從而使財(cái)政資金可以傾向其他更重要的領(lǐng)域，且使企業(yè)愿意投入并可帶來適當(dāng)回報(bào)的方式便擺在政府面前。

2）呆滯資源回收的需要

老采空區(qū)內(nèi)殘留有大量?jī)?yōu)質(zhì)煤炭資源，將這部分不可再生資源回收，可極大提高資源回收率和綜合利用水平，緩解周邊煤炭產(chǎn)品供應(yīng)緊張形勢(shì)，從而為煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

對(duì)三星煤礦及其周邊進(jìn)行采空區(qū)綜合治理，可回收采空區(qū)內(nèi)保安煤柱，進(jìn)一步提高資源回收率。

3）消除隱患、生態(tài)重建的需要

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老采空區(qū)具有引發(fā)多重次生地質(zhì)災(zāi)難的危險(xiǎn)性，無需政府投入且企業(yè)在微利的狀況下進(jìn)行災(zāi)難治理，既可減輕政府負(fù)擔(dān)，又可從根本上消除前述各種隱患、改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)災(zāi)難治理區(qū)的生態(tài)重建。

對(duì)三星煤礦進(jìn)行采空區(qū)綜合治理，利于生態(tài)恢復(fù)的整體性與持續(xù)性，符合我國大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的相關(guān)政策要求。

4）社會(huì)發(fā)展的需要

社會(huì)發(fā)展的目標(biāo)是建設(shè)環(huán)境友好、人民安居樂業(yè)、各方利益協(xié)調(diào)一致的和諧社會(huì)。本工程的實(shí)施，能夠帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改善人居環(huán)境和生活條件，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)，從而為社會(huì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（3）可行性1）技術(shù)可行性

A、以露天剝離方式在治理區(qū)內(nèi)統(tǒng)籌進(jìn)行災(zāi)難治理可行

災(zāi)難治理區(qū)內(nèi)的地表平坦，采空區(qū)范圍較大，采用露天方式進(jìn)行老采空區(qū)災(zāi)難治理在空間上有保證，適合進(jìn)行大規(guī)模露天剝離和生態(tài)恢復(fù)建設(shè)。

B、在不占用耕地的前提下實(shí)現(xiàn)外排可行

采空災(zāi)難區(qū)周邊地勢(shì)平坦且開闊，在不占用耕地的前提下，可以實(shí)現(xiàn)排土場(chǎng)的建設(shè)。

C、對(duì)老采空區(qū)的采掘安全措施有保障

通過設(shè)計(jì)、實(shí)施、監(jiān)測(cè)和管理等多方保證，在實(shí)施老采空區(qū)資源回收時(shí)完全可以做到安全、高效回收，保證災(zāi)難治理的順利實(shí)施。

D、社會(huì)資源對(duì)本工程的實(shí)施具有較強(qiáng)的支撐作用

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為了節(jié)省災(zāi)難治理工程的初期投資，減少災(zāi)難治理的風(fēng)險(xiǎn)，本治理工程充分利用社會(huì)力量，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。而現(xiàn)在社會(huì)上可以進(jìn)行露天剝挖施工的隊(duì)伍眾多，從而為災(zāi)難治理工程的實(shí)施提供了社會(huì)資源的保證。

E、災(zāi)難治理實(shí)施單位有技術(shù)力量保證

本工程的實(shí)施方，采礦技術(shù)力量雄厚，管理經(jīng)驗(yàn)豐富，為本災(zāi)難綜合治理工程實(shí)施提供了強(qiáng)有力的技術(shù)力量保證。

2）經(jīng)濟(jì)可行性

A、本區(qū)的優(yōu)質(zhì)資源為災(zāi)難治理提供了前提

本區(qū)煤類為氣煤，少數(shù)肥氣煤和弱粘煤，適用于民用、動(dòng)力用煤，洗后可用做配焦煤，價(jià)值較高，這樣就為露天剝離方式治理的經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定奠定了基礎(chǔ)。

B、資源類價(jià)格上漲為災(zāi)難治理提供了經(jīng)濟(jì)支撐

隨著我國資源類需求的不斷增長(zhǎng)，資源類價(jià)格不斷上漲，特別是一次性能源價(jià)格的漲幅更是較大，與10年前相比，煤炭?jī)r(jià)格上漲幅度更是較大，本區(qū)煤炭市場(chǎng)價(jià)格一直較高且穩(wěn)定，實(shí)施露天剝離方式進(jìn)行災(zāi)難治理，按目前煤炭市場(chǎng)的原煤售價(jià)估算，企業(yè)不僅可以做到收支平衡，還可以實(shí)現(xiàn)微利，從而使企業(yè)參與災(zāi)難治理的積極性提高，為災(zāi)難治理的可靠性提供了保證。

C、政府的支持、優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與企業(yè)的科學(xué)實(shí)施使工程具有可操作性政府提出了民生工程改善的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，政府為企業(yè)搭建了災(zāi)難治理的平臺(tái)，依法在政策及其他相關(guān)方面均給予全面的勉勵(lì)與支持；再加上設(shè)計(jì)企業(yè)的參與，為災(zāi)難綜合治理工程科學(xué)規(guī)劃、周密設(shè)計(jì)，從而使工程在未實(shí)施前就有了政策、技術(shù)的強(qiáng)有力支撐；企業(yè)的積極協(xié)同與組織，可使該工程在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的前提下有效實(shí)施。

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降帶屬二者之間的過渡地帶。它經(jīng)受了海西至印支，由印支到燕山的屢屢構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，因此巖漿活動(dòng)頻繁，形成了大面積的火山巖帶（山系的形成），并造成了內(nèi)陸型斷陷盆地的形成和發(fā)展。

從中生代侏羅紀(jì)的一些盆地的成因類型和展布方向看，晚侏羅世煤盆地均為北東、北北東向展布的單地塹和地塹型；中早侏羅世多為近東西方向延伸，說明它們的形成是在不同時(shí)期，不同方向的大地構(gòu)造帶的控制下形成的。它的形成機(jī)制是受中國東部的北北東方向的構(gòu)造帶、東西方向構(gòu)造帶和蒙古弧形構(gòu)造帶三個(gè)構(gòu)造帶應(yīng)力場(chǎng)聯(lián)合作用的結(jié)果，同時(shí)也明顯地

看到后期構(gòu)造對(duì)先期構(gòu)造的破壞，改造是猛烈的。由于區(qū)域大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，而形成了侏羅紀(jì)早期東西方向斷陷盆地和中期伴隨火山噴發(fā)出現(xiàn)的北東或北西方向拗陷盆地和火山巖帶。牤牛海煤盆地即為早侏羅世形成的一系列近東西方向的隱伏斷陷盆地之一。牤牛海煤盆地區(qū)域構(gòu)造位于大興安嶺褶皺帶之二級(jí)坳陷帶（萬寶—牤牛海坳）中。

區(qū)域地層表組界系統(tǒng)全新統(tǒng)上更新生界第四系新統(tǒng)中更新統(tǒng)下更新統(tǒng)上第三系白堊系新名稱顧?quán)l(xiāng)屯組大青溝組平合組白土山組五叉溝玄武巖梅勒?qǐng)D組白音高老組瑪尼吐組Q4Q3gQ2dQ1pQ1b12舊名稱0-15由風(fēng)積、沖積、殘積、坡積組合成。常構(gòu)成二經(jīng)有階地，淡褐、棕黃色亞砂土、0-27含鈣結(jié)構(gòu)。湖積層：灰-灰黑淤泥質(zhì)亞粘土夾礫石粉0-78砂、細(xì)砂透鏡體。0-25冰磧層：褐-褐紅色亞粘土夾碎石。0-18冰水堆積層：灰白色粘土質(zhì)砂礫石層。0-190黑、黑褐色，塊狀、氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造，似斑狀構(gòu)造，斑晶為斜長(zhǎng)石、輝石、角閃石。中基性火山巖夾中酸性火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖、玄武安山巖。酸性凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)泥巖。粗面安山巖、流紋巖、中酸性凝灰?guī)r、凝灰?guī)r。厚度m巖性簡(jiǎn)述ΒNW平山組寶石組付家洼子組中生界下統(tǒng)K1mJ3byJ3mn上統(tǒng)600-2700260-J3b1900200-J2f3000Kp

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滿克頭鄂博組中統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)古生界二迭系萬寶組紅旗組林西組哲斯組下統(tǒng)大石寨組J3mkJ2wJ1hP2lP1zP1d呼日格組J2h450-雜色酸性凝灰?guī)r、熔接凝灰?guī)r、凝灰砂礫3000巖，局部夾沉積巖、層凝灰?guī)r。上部灰黑色，細(xì)砂、粉砂巖、泥巖夾煤層，240-中部灰-灰白色砂巖夾煤13-16層，底部660灰色砂礫巖、夾凝灰?guī)r。170-上部灰白色細(xì)、粉砂巖，夾煤線及可采煤1000層，下部礫巖夾砂巖、安山巖、凝灰?guī)r。黃灰、褐、青灰色細(xì)砂巖，片理化粉砂巖，1400砂質(zhì)板巖、夾灰?guī)r透鏡體。300-片理化凝灰細(xì)砂巖，泥質(zhì)粉砂巖，黑色砂1900巖、粉砂巖夾灰?guī)r透鏡體。上段：片理化凝灰砂巖、碎屑巖、夾灰?guī)r。420-下段：砂巖為主，局部夾中酸性火山熔巖1500及含鐵硅質(zhì)巖。萬寶—牤牛海坳陷走向北西，其東北側(cè)為鎮(zhèn)西—大泡子隆起，南側(cè)為瓦力營子隆起，西側(cè)被馬鞍山—六戶鎮(zhèn)構(gòu)造巖漿帶所切割。東北部邊緣分布有中、下侏羅統(tǒng)團(tuán)結(jié)、紅旗、萬寶、裕民、興安堡、長(zhǎng)春嶺、黑頂山等煤礦，南緣為牤牛海煤盆地。

1）褶皺構(gòu)造

馬吉拉呼屯—牤牛海晚侏羅世向斜構(gòu)造：

上侏羅統(tǒng)寬緩向斜構(gòu)造，西南緣傾向北東，傾角10°左右，該向斜形成主要受中侏羅統(tǒng)基底控制，后期地層褶皺僅是次要因素。

2）斷裂構(gòu)造

長(zhǎng)60公里之洮南—代欽塔拉近東西向壓—壓扭性斷裂，通過測(cè)區(qū)一段表現(xiàn)為北西西方向，它控制了區(qū)內(nèi)燕山早期酸性—超基性巖漿巖侵入活動(dòng)。

因上述斷裂發(fā)生和發(fā)展，派生了北北東及北西西向的扭性、壓扭性、張扭性斷裂，給脈巖侵入提供了通道。

3、巖漿巖

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有脈巖的侵入體。

根據(jù)以上資料，本區(qū)構(gòu)造繁雜程度確定為簡(jiǎn)單類型，即Ⅰ類型。4、含煤地層及含煤性

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礦區(qū)范圍內(nèi)，原牤牛海三區(qū)地質(zhì)報(bào)告有編號(hào)的煤層9層。其中2-3-②煤層僅303ZK5見2.06m，303ZK6見0.20（0.68）0.47（1.55）0.62m兩個(gè)見煤點(diǎn)外，其余鉆孔均沒見到該煤層，屬零星可采煤層。

其余8個(gè)煤層為可采煤層，分布在1、2煤組內(nèi)，1煤組三層，自下而上編號(hào)為1-1、1-2、1-3，2煤組5層，自下而上編號(hào)為2-1-①、2-1-②、2-2-①、2-2-②、2-3-①。

二、煤層與煤質(zhì)（一）煤層

井田內(nèi)共見9個(gè)煤層，由上到下編號(hào)為2-3-②、2-3-①、2-2-②、2-2-①、2-1-②、2-1-①、1-3、1-2及1-1號(hào)煤層。除2-3-②外均為可采煤層。

各可采煤層的賦存狀況及特征如下：1、1-1煤層

位于下部礫巖段上部，1含煤組底部，與礫巖段間距50～70m，厚度0.76m～2.10m，平均1.26m，含夾石0～3層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角10°～19°，頂?shù)装逡阅鄮r、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖為主，大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。

2、1-2煤層

位于1煤組中部。厚度0.99m～4.46m，平均2.16m，含夾石0～2層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角15°～20°，局部有閃長(zhǎng)玢巖呈巖脈侵入。頂板巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂巖，底板巖性為泥巖、粉砂巖，大部可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏1-1煤層間距3.31m～28.95m，平均13.66m。

3、1-3煤層

位于1煤組上部。厚度0.74m～6.69m，平均2.17m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾石0～1層，傾角15°～23°，頂板巖性為泥巖，底板泥巖，局部有侵入體侵入。對(duì)煤層煤質(zhì)有一定影響，大部可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏1-2煤層間距1.59m～47.47m，平均19.77m。

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4、2-1-①煤層

位于2煤組下部，厚度0.80m～3.33m，平均1.74m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾石0～2層，傾角8°～18°，個(gè)別25°，局部見侵入體侵入，頂板頂性為泥巖，個(gè)別被侵入體取代，底板泥巖，大部分可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏1-3煤層間距29.46m～93.36m，平均62.17m。

5、2-1-②煤層

位于2煤組下部，平面上主要分布在303勘探線ZK1和ZK5號(hào)鉆孔附近。厚度0.70m～4.58m，平均1.66m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾層0～2層。傾角15°～23°左右，頂板巖性為泥巖、砂巖、礫巖，底板巖性泥巖。局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏2-1-①煤層間距1.11m～6.88m，平均4.50m。

6、2-2-①煤層

位于2煤組中部，厚度1.56m～3.76m，平均2.48m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾石0～2層，傾角12°～23°左右，局部2°～5°，頂板巖性為含炭泥巖、泥巖，底板泥巖、砂巖、礫巖，局部被侵入體吞食而取代煤層（303勘探線ZK1號(hào)鉆孔），局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏2-2-①煤層間距2.51m～36.30m，平均10.28m。

7、2-2-②煤層

位于2煤組中部，分布于礦區(qū)中部303勘探線ZK1、303ZK5號(hào)鉆孔，左右。厚度0.94m～4.23m，平均1.91m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾石0～1層，傾角22°～23°左右，頂板巖性為炭質(zhì)泥巖、泥巖，底板巖性為泥巖粉砂巖，局部有侵入體侵入。局部可采，不穩(wěn)定煤層，與下伏2-2-①煤層間距2.35m～11.97m，平均6.39m。

8、2-3-①煤層

位于2煤組上部，分布于礦區(qū)中部，厚度1.58m～4.91m，平均2.31m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾石0～2層，傾角變化較大，2°～35°，一般15°～19°，

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頂板巖性為炭質(zhì)泥巖，底板粉砂巖，局部為侵入巖。局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，與下伏2-2-②煤層間距7.89m～28.81m，平均17.06m。各可采煤層特征見表1-2-2。

（二）煤質(zhì)1、煤的物理性質(zhì)

物理性質(zhì)：本區(qū)所見均為鉆孔煤芯，多為黑色，條痕亦為黑色，深棕色色調(diào)，碎塊狀及粉沫狀，條帶狀及線理狀，鏡煤見瀝青—蠟狀—玻璃光澤，貝殼狀，參差狀斷口，性脆，內(nèi)生裂隙發(fā)育。

煤巖特征：通過顯微煤巖組分鑒定結(jié)果顯示，本區(qū)煤主要為腐植煤類，部分含少許腐泥煤物質(zhì)，并含有少量絲炭組分。

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可采煤層地質(zhì)特征表煤層號(hào)2-3-①埋藏深度193.85191.90賦煤標(biāo)高8-193.85厚度最小?最大平均/點(diǎn)數(shù)夾石厚度最小?最大平均/點(diǎn)數(shù)夾石層數(shù)最小?最大平均/點(diǎn)數(shù)夾石巖性炭質(zhì)泥巖泥巖頂板巖性泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為閃泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為砂巖泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為細(xì)砂巖底板巖性泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為細(xì)礫巖泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖可采程度局部可采局部可采局部可采穩(wěn)定程度不穩(wěn)定不穩(wěn)定層間距最小?最大平均/點(diǎn)數(shù)1.58?4.912.31/70?0.568個(gè)孔有2個(gè)孔見夾石0?0.059個(gè)孔有1個(gè)孔見夾石0?28個(gè)孔有2個(gè)孔見夾石0?19個(gè)孔有1個(gè)孔見夾石7.89?28.8117.06/102-2-②0.94?4.231.91/62-2-①1.56?3.762.48/60?0.4711個(gè)孔有4個(gè)孔見夾石0?211個(gè)孔有4個(gè)孔見夾石2.35?11.976.39/10泥巖0?0.2712個(gè)孔有5個(gè)孔見夾石0?212個(gè)孔有5個(gè)孔見夾石不穩(wěn)定2.51?36.3010.28/122-1-②189.50189.10191.20192.80193.300.7?4.581.66/80?0.5611個(gè)孔有2個(gè)孔見夾石0?211個(gè)孔有2個(gè)孔見夾石泥巖及泥巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥粉砂巖，局部為粉砂巖巖礫巖炭質(zhì)泥巖局部可采不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定1.59?47.4719.77/91.11?6.884.50/112-1-①0.8?3.331.74/120?0.758個(gè)孔僅1個(gè)孔見夾石0?18個(gè)孔僅1個(gè)孔見夾石泥巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖、細(xì)砂大部粉砂巖、細(xì)砂巖，巖，局部為閃長(zhǎng)玢巖可采局部為閃長(zhǎng)玢巖泥巖、炭質(zhì)泥巖，泥巖、炭質(zhì)泥巖局部為細(xì)砂巖泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖大部可采大部可采大部可采29.46?93.3662.17/61-30.74?6.692.17/8泥巖1-20.99?4.462.16/70?0.5210個(gè)孔有3個(gè)孔見夾石0?210個(gè)孔有3個(gè)孔見夾石0?0.529個(gè)孔有4個(gè)孔見夾石0?39個(gè)孔有4個(gè)孔見夾石炭質(zhì)泥巖炭質(zhì)泥巖泥巖、炭質(zhì)泥巖不穩(wěn)定3.31?28.9513.66/121-10.76?2.101.26/7泥巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖粉砂巖不穩(wěn)定

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2、化學(xué)性質(zhì)、工藝性能和煤類

1）化學(xué)性質(zhì)：根據(jù)本區(qū)生產(chǎn)煤樣測(cè)試成果進(jìn)行分析總結(jié)，其結(jié)果見表

主要煤層煤質(zhì)主要指標(biāo)統(tǒng)計(jì)一覽表

煤層編號(hào)1-11-21-3工業(yè)分析(%)Mad3.7010.781.11Ad29.5516.5042.1530.1830.6133.0628.0227.28Vdaf43.5144.6239.7341.8342.5040.7741.4343.80St.d(%)最大-最小平均(點(diǎn)數(shù))0.15-0.540.31(7)0.20-0.730.39（10)0.21-0.8.611.32(8)0.05-0.970.31(7)0.14-0.420.27(7)0.18-0.880.37(8)0.16-0.530.32(7)0.13-0.500.36(10)最大-最小發(fā)熱量(MJ/kg)平均(點(diǎn)數(shù))Qnet,d13.53-27.2319.11(7)15.19-27.8424.66(10)19.89-29.1923.89(8)18.40-31.1523.87(7)13.56-28.9520.49(7)20.45-26.7622.64(8)13.79-29.3223.53(7)16.09-30.4922.79(10)2-1-①1.902-1-②3.222-2-①1.742-2-②4.172-3-①9.08由表1-2-3可知，所有煤層為特低硫（SLS）、中灰分（MA）、高熱值（HQL）煤。

2）煤類：依據(jù)《中國煤業(yè)分類國家標(biāo)準(zhǔn)》GB5715-86該區(qū)煤為不粘煤。3）用途：可作為火力發(fā)電廠用煤，亦可用于其它動(dòng)力及民用煤。三、開采技術(shù)條件（一）水文地質(zhì)1、概況

礦區(qū)位于突泉河開闊平坦的河谷之中。南部大額木特河于礦區(qū)南1km處通過，與北部通過礦區(qū)的突泉河于雙眼泡附近會(huì)集，二條河均由西北向東南流出區(qū)處。二者皆屬季節(jié)性河流，枯水期枯燥斷流，洪水期常溢出河道，礦區(qū)附近最高洪水位202.88m～204m。高出地面0.54m～0.65m。

礦區(qū)突泉河上游8.5km處索金布勒格泡，曾開發(fā)為養(yǎng)魚場(chǎng)，引突泉河

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水養(yǎng)魚，水深曾達(dá)3m，洪水期泡水常破堤而出，雖有堤壩，但洪水期仍存在洪水破堤而出的狀況發(fā)生，從而對(duì)下游礦區(qū)建設(shè)帶來潛在危害。

2、含水層

1）第四系含泥沙礫石孔隙含水層

覆蓋在中下侏羅統(tǒng)含煤地層及部分火山巖之上。主要巖性為亞砂土砂礫石，基巖風(fēng)化后的碎石，夾少量粘土層起局部隔水作用。單位涌水量0.278-0.60l/s·m。滲透系數(shù)平均為26m/d，厚度平均為5m左右。

2）淺部的含煤段風(fēng)化裂隙含水層

單位涌水量0.014-0.015l/s·m，滲透系數(shù)0.026m/d，厚約55m，頂板為含礫亞粘土，可做相對(duì)隔水層。

3）礫巖段J1-21裂隙含水層

單位涌水量0.00014l/s·m，滲透系數(shù)為0.00077-0.001m/d。3、隔水層

本區(qū)無明顯的隔水層，淺部的含煤段風(fēng)化裂隙含水層可做相對(duì)隔水層。4、地表水與地下水的水力聯(lián)系

地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水，河水與地下水有密切的水力聯(lián)系，從河流觀測(cè)資料，河水高于地下水，長(zhǎng)期補(bǔ)給地下水，只在豐水期有時(shí)地下水位高于河水位，形成地下水補(bǔ)給河流。

第四系砂礫層潛水，賦存于河谷兩側(cè)，與煤系風(fēng)化帶水無隔水層相隔，故各含水層間具有一定的水力聯(lián)系。

5、水文地質(zhì)勘探類型

本區(qū)屬孔隙～裂隙水充水礦床，直接充水含水層單位涌水量，含水層（帶）較穩(wěn)定，水頭壓力不高。與地表水體聯(lián)系密切。突泉河長(zhǎng)期補(bǔ)給地下水，僅在豐水期礦床水補(bǔ)給河流。存在富水性強(qiáng)的構(gòu)造破碎帶，水文地質(zhì)條件繁雜。

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6、礦井充水因素分析

區(qū)域地下水的補(bǔ)給方式，第四系孔隙裂隙含水層的補(bǔ)給主要來自大氣降水，近年由于連年干旱，蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量，因此地下水位普遍下降，河流枯燥，但是突泉河發(fā)源于大興安嶺地區(qū)，時(shí)常有水流（或地下水）對(duì)下游地下水補(bǔ)給。

由于礦區(qū)地處大興安嶺東南坡南段與松遼平原過渡地帶，地勢(shì)總體西高東低，地下水與地表水流向基本一至，由西北向東南方向排泄。

排泄方式主要以地面垂直排泄及通過地下水水平?jīng)芰鞣绞脚懦鰠^(qū)外。礦區(qū)內(nèi)直接充水含水層為含煤段裂隙含水層，巖性多為泥質(zhì)巖，鉆孔單位湧水量多小于0.001l/s·m，淺部較大，為0.015l/s·m。與上覆第四系孔隙含水層之間有一層亞粘土，厚1-5m，起到一定隔水作用。下部礫巖段裂隙含水層，鉆孔單位涌水量為0.00014l/s·m。

井田北緣的季節(jié)性河流，切割深度在1m左右，且位于煤層埋深較深地段，洪水期可能給井口造成一定威協(xié)。

通過調(diào)查周邊礦井最小涌水量為100m3/h、最大涌水量為150m3/h。（二）工程地質(zhì)條件1、巖石工程地質(zhì)特征

（1）煤層頂?shù)装鍘r石的工程地質(zhì)特征

井田全部被第四系沖洪積松散沉積物覆蓋土層穩(wěn)定性差。煤層露頭區(qū)第四系厚在10m左右。煤層頂?shù)装鍘r性，主要為泥巖、炭質(zhì)泥巖及粉砂巖，這些巖石穩(wěn)定性差，易破碎。巖石物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果見表

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巖石物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表單位：MPa

巖性礫巖中砂巖細(xì)砂巖粉砂巖泥巖從以上統(tǒng)計(jì)資料看，本區(qū)屬工程地質(zhì)條件中等的礦區(qū)。煤層直接頂板穩(wěn)定性差，巖石硬度屬中硬—堅(jiān)硬巖類，多屬于Ⅰ類易冒落頂板；部分泥巖濕水后常膨脹，因此，開采中應(yīng)注意頂板冒落及底板底鼓現(xiàn)象的發(fā)生。

由于礦區(qū)地處大興安嶺褶皺帶，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和火山活動(dòng)猛烈，巖石變質(zhì)較高，巖性較硬。井下所見局部小構(gòu)造特別發(fā)育，小斷層，層間滑動(dòng)，明顯可見，破壞了巖體的完整性，結(jié)構(gòu)面繁雜，易破碎，這就給井下支護(hù)帶來了很大的困難。

2、礦區(qū)工程地質(zhì)條件綜合評(píng)價(jià)1）主要工程地質(zhì)問題預(yù)計(jì)及防治看法

煤層頂板冒落問題：本區(qū)部分煤層頂?shù)装鍘r石的力學(xué)強(qiáng)度低，為柔弱巖石，穩(wěn)定性差。采掘過程中易發(fā)生頂板局部冒落及掉塊現(xiàn)象，對(duì)安全生產(chǎn)有一定影響，應(yīng)引起足夠重視，確保礦井安全生產(chǎn)。

本區(qū)煤層直接底板多為泥巖，力學(xué)強(qiáng)度低，遇水易軟化變形，對(duì)井下的煤炭生產(chǎn)及安全造成一定的影響。應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理。

2）工程地質(zhì)勘查類型

本區(qū)巖石以碎屑沉積巖為主，層狀結(jié)構(gòu)，巖體各向異性。煤層頂?shù)装?/p>

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抗壓強(qiáng)度最小?最大平均抗拉強(qiáng)度最小?最大平均1.4?2.41.94.4?6.35.5抗剪強(qiáng)度最小?最大平均普氏系數(shù)1398169.9?82578.30117.6?133.2126.272.8?86.1802.8?14.37.97.3?13.49.74.1?5.951.4?3.32.20.7?2.11.6110.5?143.9132.58.7?10.79.76.1?11.18.80.9?1.51.10.8?1.71.3

巖體節(jié)理不清，地下水賦存狀況不明，因水文資料欠缺，建議下一步進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值分析、地下水位監(jiān)測(cè)和地表位移監(jiān)測(cè)。

假使地下水水位升高，或地表降水量較大，導(dǎo)致邊坡中的地下水位升高，將導(dǎo)致采礦場(chǎng)、排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性急劇降低，特別是排土場(chǎng)邊坡，由于排土動(dòng)荷載的因素，可能導(dǎo)致排土場(chǎng)基底強(qiáng)度降低，引起滑坡。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)邊坡檢測(cè)，遇到不利狀況，馬上采取措施。

邊坡穩(wěn)定性對(duì)巖石節(jié)理、弱層、斷層的敏感性較高，在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)密切注意巖石節(jié)理、弱層、斷層的產(chǎn)狀與礦坑邊坡的關(guān)系，一旦出現(xiàn)對(duì)邊坡不利的狀況，應(yīng)馬上采取抗滑工程措施，防止邊坡滑坡。

一、邊坡監(jiān)測(cè)

露天礦邊坡穩(wěn)定性研究工作不可能一次完成，而應(yīng)貫穿于該露天礦服務(wù)年限全過程。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際及時(shí)測(cè)定排棄物料的物理力學(xué)指標(biāo)，計(jì)算邊坡角和穩(wěn)定系數(shù)，必要時(shí)可通過調(diào)整平盤寬度來調(diào)整幫坡角，保證露天礦安全生產(chǎn)。

邊坡穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)是防止滑坡和預(yù)報(bào)滑坡的重要手段，有助于露天礦的安全生產(chǎn)。

監(jiān)測(cè)方法可根據(jù)不同邊坡條件及不同時(shí)期分階段監(jiān)測(cè)。如初期監(jiān)測(cè)主要是地表位移監(jiān)測(cè)，主要是在采場(chǎng)及排土場(chǎng)的幫坡上建立觀測(cè)線，布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有無位移。其次階段監(jiān)測(cè)，除了繼續(xù)初期監(jiān)測(cè)工作以外，還應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作的深度、廣度，進(jìn)行地下位移監(jiān)測(cè)。到了后期，邊坡的破壞機(jī)理及破壞邊界基本確定，破壞巖體可能產(chǎn)生較大位移，前階段的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能滿足要求，此時(shí)，應(yīng)配備遙控設(shè)備并與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，以便確鑿及時(shí)地得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，迅

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速處理。

露天礦生產(chǎn)中邊坡滑坡會(huì)對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備以及人身安全產(chǎn)生直接影響，為保證安全應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)確定的幫坡角進(jìn)行開采，同時(shí)應(yīng)設(shè)置專門人員和配備相應(yīng)設(shè)備如全站儀、水準(zhǔn)儀等，作好監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，力爭(zhēng)在邊坡滑動(dòng)前確鑿及時(shí)地反饋信息，以便及時(shí)采取有效的防范措施。建立GPS衛(wèi)星定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保滑坡等危險(xiǎn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直布置，形成監(jiān)測(cè)線，幾個(gè)監(jiān)測(cè)線加上布置在采掘、排土場(chǎng)外200m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)形成該礦的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)線間距200m，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距30-50m。

二、地面重要設(shè)施基礎(chǔ)變形，沉降監(jiān)測(cè)設(shè)施

露天礦為中型露天，地面建筑及設(shè)施較為簡(jiǎn)單，地面建筑均在露天采區(qū)及排土場(chǎng)境界以外，建筑所在一方邊坡高度也不大，并有足夠的安全距離，基本不受露天開采的影響而發(fā)生降沉。重要建筑物均建在設(shè)計(jì)規(guī)范要求的露天開采境界和外排土場(chǎng)境界安全距離之外，但在生產(chǎn)中，在監(jiān)測(cè)邊坡穩(wěn)定的同時(shí)，也要對(duì)重要設(shè)施采取定時(shí)監(jiān)測(cè)。

對(duì)于地面主要設(shè)施的基礎(chǔ)變形，沉降要進(jìn)行經(jīng)常性的監(jiān)測(cè)，如有必要作一些補(bǔ)充勘探工作，查明該地區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況，適當(dāng)時(shí)機(jī)可作一些抗滑工程措施，如強(qiáng)排水、清幫、抗滑樁、錨索等。

在采場(chǎng)、排土場(chǎng)周邊200m范圍內(nèi)，建立幫坡、地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。定期測(cè)繪上圖分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施。

監(jiān)測(cè)設(shè)備在生產(chǎn)初期采用礦山測(cè)量?jī)x器如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等，在滑坡的跡象日益明顯時(shí)，可采用地表位移應(yīng)變儀。

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第五節(jié)今后工作建議

1、建議盡快補(bǔ)充更加詳細(xì)的邊坡工程地質(zhì)勘探報(bào)告。

2、高度重視露天礦邊坡管理工作，建立健全邊坡安全管理機(jī)構(gòu)制度。研究和制定各種可能發(fā)生的邊坡、滑坡事故處理預(yù)案。

3、剝采生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)給出的邊坡角、平臺(tái)進(jìn)行留設(shè)，嚴(yán)禁越采超挖。

4、建議進(jìn)行對(duì)露天礦排土場(chǎng)基底及地表的承載力測(cè)試，保證設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)外排土場(chǎng)和內(nèi)排土場(chǎng)采取基底加固措施，保證排土場(chǎng)的安全。

5、露天礦在未來礦山開采時(shí)，必需建立完善的疏干排水系統(tǒng)，特別注意，在采場(chǎng)邊坡體發(fā)現(xiàn)有水的部位，建議打水平孔，釋放靜水壓力，在內(nèi)排前做盲溝，導(dǎo)