《急傾斜煤層火區(qū)治理技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)_第1頁
《急傾斜煤層火區(qū)治理技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)_第2頁
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文檔簡介

1T/ACCEMXXX急傾斜煤層火區(qū)治理技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了急傾斜煤層火區(qū)治理技術(shù)的術(shù)語和定義、治理方案設(shè)計(jì)、火區(qū)治理、塌陷區(qū)治理、巖土爆破、治理區(qū)坑底封堵回填、排土場建設(shè)、環(huán)境保護(hù)。本文件適用于急傾斜煤層火區(qū)治理,其他煤層火區(qū)治理可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB50007建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范CB50021巖土工程勘察規(guī)范GB50197煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范GB50330建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范JGJ79建筑地基處理規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1預(yù)裂爆破pre-splitblasting指進(jìn)行石方開挖時,在主爆區(qū)爆破之前沿設(shè)計(jì)輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫,以緩沖、反射開挖爆破的振動波控制其對保留巖體的破壞影響,并獲得較平整的開挖輪廓.4治理方案設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)原則4.1.1方案設(shè)計(jì)遵循“安全第一、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”的原則。4.1.2項(xiàng)目組在廣泛收集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,宜組織專家外出考察交流學(xué)習(xí)、現(xiàn)場踏勘,經(jīng)過分析對比、反復(fù)論證。4.2設(shè)計(jì)基本要求方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循GB50197、GB50330、GB50007、JGJ79、CB50021、《煤礦安全規(guī)程》、《煤田火災(zāi)滅火規(guī)范(試行)》、《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》及其他相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范。4.3綜合治理方案2T/ACCEM4.3.1基本情況調(diào)查治理前應(yīng)通過地面調(diào)查、GPS定位、瞬變電磁勘探、高精度磁法勘探、高密度電法勘探、鉆探和開挖揭露等綜合勘探手段,整體上查明礦區(qū)煤層露頭帶隱伏火區(qū)及塌陷區(qū)的分布范圍和特征,為火區(qū)及塌陷區(qū)的綜合治理提供依據(jù)。4.3.2制定熄滅標(biāo)準(zhǔn)4.3.2.1應(yīng)根據(jù)《煤田火災(zāi)滅火規(guī)范(試行)》的要求和確定的滅火治理目標(biāo),制定熄滅標(biāo)準(zhǔn)。4.3.2.2熄滅標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)測溫、取樣化驗(yàn)分析表明,只有同時具備下列條件時,方可認(rèn)為火區(qū)已經(jīng)熄滅:a)地表著火征狀消失;b)觀測孔內(nèi)氣體溫度呈持續(xù)下降趨勢,并穩(wěn)定在70℃以下;c)觀測孔內(nèi)一氧化碳濃度呈持續(xù)下降,并穩(wěn)定在100ppm以下;d)觀測孔內(nèi)氧氣濃度呈持續(xù)下降,并穩(wěn)定在7%以下;e)火區(qū)內(nèi)磁異常值基本穩(wěn)定在一個數(shù)值上;f)火區(qū)內(nèi)電異常值很弱,且有逐漸消失趨向;g)測孔內(nèi)氣體溫度、一氧化碳濃度、氧氣濃度必須全部呈持續(xù)下降趨勢,持續(xù)時間不少于六個月,個別孔監(jiān)測結(jié)果超過上述啊a、b、c條款規(guī)定指標(biāo)時,其占火區(qū)面積不得超過10%。5火區(qū)治理5.1治理方法火區(qū)治理應(yīng)根據(jù)結(jié)合煤礦區(qū)火區(qū)分別特點(diǎn),確定火區(qū)治理方案和塌陷區(qū)治理方案。5.2治理施工流程火區(qū)治理工藝流程圖可參見圖1。T/ACCEMXXX圖1火區(qū)治理工藝流程圖5.3治理施工5.3.1上覆巖層的剝挖5.3.1.1剝挖范圍確定:火區(qū)治理剝離深度的確定應(yīng)依據(jù)著火煤層最大燃燒深度及火區(qū)內(nèi)煤層璧存情況進(jìn)行確定。5.3.1.2剝挖工藝:應(yīng)根據(jù)治理項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)地形條件和排渣運(yùn)輸距離,綜合比較,確定適宜剝挖工藝。5.3.1.3剝離設(shè)備:應(yīng)考慮到大部分剝離作業(yè)均需在采空區(qū)上作業(yè),同時考慮到設(shè)備自重、工作線長度等因素選擇適合的挖掘機(jī)配汽車進(jìn)行剝離。5.3.1.4剝挖參數(shù)應(yīng)按下列要求進(jìn)行確定:1)臺階劃分:根據(jù)所選用的開挖工藝和設(shè)備選型,結(jié)合治理區(qū)煤巖賦存特點(diǎn)剝離臺階按水平劃分臺階;2)臺階高度:根據(jù)火區(qū)面積,滅火工期,確定采用挖掘機(jī)型號進(jìn)行剝挖作業(yè),根據(jù)挖掘機(jī)確定工作面最大高度,確定工作臺階通用高度;3)剝挖帶寬度:應(yīng)根據(jù)考慮作業(yè)設(shè)備的規(guī)格、挖裝作業(yè)條件等因素,確定巖石剝挖帶寬度,煤層剝挖帶寬度;4)根據(jù)最小工作平盤寬度確定最小溝底寬。5.3.1.5剝挖方式:剝離滅火以水平分層劃分臺階,工作面剝離方式為液壓挖掘機(jī)鏟。5.3.2注水降溫5.3.2.1高溫體、燃燒體處置當(dāng)上部土巖剝離到一定程度,揭露著火煤層時,有可能因?yàn)橥L(fēng)條件的改善而引起著火煤層火勢更加旺盛,形成高溫體及燃燒體,對剝離工作及人員安全構(gòu)成威脅。當(dāng)遇到高溫體及燃燒體時,首先應(yīng)采4T/ACCEM用滅火酒水車對高溫體及燃燒體采取噴淋降溫方式進(jìn)行滅火,使燃燒體熄滅,高溫體降溫之后方可進(jìn)行殘煤的回收及上部的剝離工作。5.3.2.2火區(qū)剝挖前穿孔爆破火區(qū)剝挖前需要穿孔爆破的,打眼作業(yè)前,必須先對打眼區(qū)域進(jìn)行注水降溫處理,等溫度下降到50℃以下后,才可按設(shè)計(jì)的炮孔位置和技術(shù)規(guī)格進(jìn)行打眼。5.3.3渣土外運(yùn)在火區(qū)治理過程中,必須待過火圍巖徹底熄滅并降至常溫后方可將剝挖的土石方外運(yùn)至排土場,以便后期治理的開展。5.4火區(qū)治理注意事項(xiàng)及安全措施5.4.1工作平臺下部火區(qū)的判斷完成露頭火區(qū)治理后,工作平臺下部火區(qū)根據(jù)物探報(bào)告圈定的范圍,以地表溫度、濕度,地表裂縫處或山坡有無冒煙、有無刺鼻氣味、有無燒變巖為火區(qū)判斷的主要依據(jù)。5.4.2深部火區(qū)的施工在火區(qū)地表挖魚鱗坑并設(shè)置警戒線,先剝挖著火煤層頂板方向的巖層,形成工作平盤,再用酒水車向魚鱗坑和著火煤層持續(xù)噴水降溫滅火,然后從頂板的板方向?qū)訉觿兺谶^火煤層。5.4.3滅火水使用注意事項(xiàng)5.4.3.1在滅火施工時,為節(jié)約滅火用水,宜采用酒水、注水和噴水三種方式:在對頭火區(qū)滅火時一般采用注水方式;在深部火區(qū)滅火時,一般采用上部注水,側(cè)噴水方式,在剝離時注水噴水要持續(xù)進(jìn)行;在對剝離后的過火殘煤和過火圍巖火時,用灑水方式。5.4.3.2在滅火施工中,對挖掘機(jī)的斗勺、斗柄、連桿和轉(zhuǎn)斗油缸應(yīng)持續(xù)噴水降溫,以免損壞設(shè)備。5.4.3.3為防止過火煤復(fù)燃,過火圍巖和過火殘煤在剝離后,先分別攤放于現(xiàn)場,繼續(xù)灑水降溫,待其完全熄滅并降至常溫后運(yùn)至殘煤堆場和排土場。5.4.3.4滅火施工揚(yáng)塵較大時,應(yīng)將注水、噴水滅火和灑水滅火、降塵結(jié)合起來,不間斷進(jìn)行。施工時,應(yīng)充分利用老空水滅火。5.4.4安全措施5.4.4.1應(yīng)嚴(yán)格按照《火區(qū)治理安全技術(shù)措施》規(guī)定的治理工序、治理方法和安全措施進(jìn)行施工。5.4.4.2滅火施工人員必須經(jīng)過崗前培訓(xùn)方可上崗。5.4.4.3火區(qū)一旦被確認(rèn),必須立即設(shè)置安全警示標(biāo)志,筑土墻圍擋,防止人員和設(shè)備落人火區(qū)。5.4.4.4滅火施工人員必須佩戴防毒面具,立于火區(qū)上風(fēng)頭,防止發(fā)生有毒有害氣體中毒事故。5.4.4.5滅火施工不得在夜間進(jìn)行。5.4.4.6滅火施工時必須有專人指揮監(jiān)護(hù)。6塌陷區(qū)治理6.1治理流程塌陷區(qū)治理工藝流程圖可參見圖2。T/ACCEMXXX圖2塌陷區(qū)治理工藝流程圖6.2采空區(qū)上部施工6.2.1由于塌陷區(qū)治理范圍內(nèi)的老窯開采情況不明,且年代久遠(yuǎn),會形成老窯積水,在治理過程中應(yīng)加強(qiáng)勘探,施工應(yīng)在采空區(qū)覆蓋層臨界值以上進(jìn)行,臨界值以下應(yīng)通過爆破冒落、填實(shí)后方可進(jìn)行。6.2.2當(dāng)揭露采空區(qū)后,應(yīng)在揭露的巷道側(cè)留設(shè)20m的安全平臺,方可進(jìn)行采空區(qū)出露煤層的封堵、回填作業(yè)。6.3鉆孔驗(yàn)證在施工中,隨工作平臺的降深,必須逐層對煤層可能存在的采空區(qū)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證,孔深20m,孔距10m。如地表至古空區(qū)頂部厚度超過20m時可開挖10m,留有10m以上的安全厚度。如不足10m時,應(yīng)采用爆破或開挖的方法對古空區(qū)予以揭露,然后用渣土填埋,以保證施工人員和設(shè)備的安全。6.4開挖揭露6.4.1開挖時要遵循“逐層開挖,逐層加固”的原則,每層開挖高度不應(yīng)大于10m,開挖完成一層,支護(hù)一層。待上層加固工程實(shí)施完畢后方可進(jìn)行下層臺階的開挖施工,以確保坡體穩(wěn)定和施工安全。6.4.2當(dāng)發(fā)現(xiàn)采空區(qū)內(nèi)有積水時,應(yīng)及時抽排,用于工作面和道路的灑水降塵。6.4.3當(dāng)煤層頂板內(nèi)出現(xiàn)采空區(qū)時,應(yīng)對采空區(qū)放頂或充填加固,以防止煤層頂板垮塌。7巖土爆破7.1基本要求火區(qū)塌陷區(qū)治理和邊坡開挖爆破是區(qū)別于一般爆破的特殊作業(yè),必須嚴(yán)格按照火區(qū)塌陷區(qū)治理的操作規(guī)程、作業(yè)規(guī)程和爆破專項(xiàng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。施工過程中對于不同的爆區(qū)可根據(jù)不同的火區(qū)燃燒情況、燒變巖軟硬程度和節(jié)理裂隙發(fā)育程度、塌陷區(qū)情況及周邊巖石結(jié)構(gòu)等條件確定合適的爆破方法和炸藥單耗,在確保安全的前提下,最大限度地減少爆破炸藥量,節(jié)省爆破時間,降低爆破震動,已達(dá)到最佳爆破效果。7.1.1火區(qū)塌陷區(qū)治理爆破6T/ACCEM7.1.1.1根據(jù)采剝工藝藝的要求,治理項(xiàng)目火區(qū)和塌陷區(qū)爆破應(yīng)采用合適的爆破方式,確定配套的鉆孔設(shè)備。7.1.1.2火區(qū)塌陷區(qū)治理爆破施工應(yīng)符合下列要求:a)通過鉆孔驗(yàn)證,探明火區(qū)采空區(qū)位置,編制爆破專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案,確定鉆孔位坐標(biāo)、鉆孔深度及孔網(wǎng)參數(shù);b)裝藥前,應(yīng)先測試孔內(nèi)溫度,孔內(nèi)溫度大于40℃時禁止裝藥;c)高溫孔應(yīng)采用熱感度低的炸藥,必要時可將孔內(nèi)裝入PVC套管或者將炸藥、雷管包裝作隔熱處d)鉆孔不宜太深,單孔裝藥量不宜過多,裝藥連線等操作時間不宜太長,藥結(jié)束后應(yīng)立即組織爆破,必要時可實(shí)施分片分塊裝藥,盡量節(jié)省爆破時間;e)采空區(qū)上覆巖層厚度不足10m時,應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求,從頂板向底板方向?qū)颖?,將其揭露,并充填壓?shí);f)爆破作業(yè)過程中,必須有專人監(jiān)護(hù);g)鉆機(jī)作業(yè)之前,布孔區(qū)域周圍的挖機(jī)作業(yè)不能破壞最小抵抗線,以免造成沖炮。7.1.2邊坡開挖爆破7.1.2.1在火區(qū)塌陷區(qū)治理過程中,不可避免的產(chǎn)生高邊坡,頻繁的爆破震動易使坡巖體產(chǎn)生疲勞效應(yīng),不利于邊坡的穩(wěn)定。因此,臨近最終邊坡的爆破必須采預(yù)裂爆破(見圖4-9)。7.1.2.2預(yù)裂爆破施工應(yīng)符合下列要求:a)預(yù)裂孔應(yīng)鉆在臺階放樣線以外,不應(yīng)大于10cm;鉆孔應(yīng)控制好方位、傾角鉆孔孔底最大偏差應(yīng)小于15cm,鉆孔應(yīng)做詳細(xì)記錄。預(yù)裂孔孔徑、孔距、裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)由專項(xiàng)爆破試驗(yàn)確定。b)預(yù)裂孔用巖粉堵塞,靠近預(yù)裂孔的第一排主炮孔孔深淺于預(yù)裂孔底高程最少倍孔距,預(yù)裂孔超深時應(yīng)先回填,后裝藥。c)預(yù)裂爆破孔和梯段爆破孔一般不在同一爆破網(wǎng)絡(luò)中起爆,一次預(yù)裂孔較多時,則不可采用同一梯段起爆,根據(jù)預(yù)裂部位的具體情況分為5~10孔一段,進(jìn)行電聯(lián)分段后再實(shí)施起爆。特殊情況下預(yù)裂爆破孔和梯段爆破孔在同一爆破網(wǎng)絡(luò)中起爆時,必須經(jīng)監(jiān)理工程師同意,預(yù)裂爆破孔先于相鄰梯段爆破孔起爆的時間,不得小于75ms~100ms。d)預(yù)裂孔裝藥,應(yīng)力求一定分散度和不耦合度,以求最佳的光面效果。預(yù)裂孔裝藥量及裝藥集中度由專項(xiàng)爆破試驗(yàn)確定。7.1.3施工安全7.1.3.1巖土爆破是安全施工的關(guān)鍵工序,應(yīng)由專業(yè)工程隊(duì)組織施工。7.1.3.2爆破工程隊(duì)?wèi)?yīng)按照《露天煤礦安全規(guī)程》,認(rèn)真編制《施工組織設(shè)計(jì)》和《爆破施工設(shè)計(jì)》,經(jīng)專家會審、當(dāng)?shù)毓簿謧浒负髮?shí)施。7.1.3.3嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)輸、卸藥、裝藥、警戒、爆破信號、爆后檢查和持證上崗等安全規(guī)定,確保施工安全。8治理區(qū)坑底封堵回填為了隔絕坑底露頭煤與空氣接觸,防止其再次自燃和地表水滲透,保證礦井下部開采安全,必須對治理區(qū)坑底進(jìn)行封堵回填。封堵的工序應(yīng)按下列要求進(jìn)行:T/ACCEMXXX1)煤層自燃徹底消除且溫度降低至40℃以下;2)將露頭煤整平,覆蓋1.0m厚黃土,每50cm碾壓一次,壓實(shí)系數(shù)達(dá)93%;3)鋪設(shè)雙層防滲土工布,防滲土工布的主要參數(shù):透水系數(shù)1x10-12cm/s;度1.9mm;斷裂強(qiáng)度經(jīng)向≥50N,緯向≥50N,材質(zhì)應(yīng)為高強(qiáng)聚酯玻璃纖維;4)再次覆蓋1.0m厚黃土,每50cm碾壓一次,壓實(shí)系數(shù)達(dá)93%。5)最后排渣回填,并分層壓實(shí),直至回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高。9排土場建設(shè)9.1基本要求9.1.1在排土?xí)r應(yīng)遵循內(nèi)排與外排相結(jié)合,以內(nèi)排為主的原則,減少占用土地。9.1.2首采區(qū)段的巖土應(yīng)全部外排外,其余區(qū)段1700標(biāo)高以上的巖土外排,1700標(biāo)高以下的巖土全部內(nèi)排,盡量做到土石方平衡。9.2排土場的穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算通過分析主要影響土場邊坡穩(wěn)定性的因素,確定采購畢曉普(Bishop)法或余推力法對排土邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下:式中:式中:F——穩(wěn)定系數(shù)Ci——瞬時粘結(jié)力γ——巖石容重hi——條塊高度w——水的容重hwi——水位高度Φi——瞬時內(nèi)摩擦角8T/ACCEM9.3排土場安全措施9.3.1基底處理:應(yīng)清除預(yù)設(shè)排土場基底軟弱層,必要時開挖臺階,防止在基底形成潛在的滑動面。9.3.2防排水:在排土場各臺階坡腳處設(shè)排水溝,平臺要保持縱向和橫向的坡度,以便地表水順利地流入排水溝,最終經(jīng)攔渣壩匯人原始徑流。9.3.3空間幾何結(jié)構(gòu):排土場各臺階高度不應(yīng)大于12m,坡度不應(yīng)大于42°,平臺寬度不應(yīng)小于15m,最終邊坡角不應(yīng)大于37°。做到平臺無積水,坡面無沖溝。9.3.4攔渣壩:在排土場面向村莊方向溝谷最窄處修建攔渣壩和削力壩。9.3.5穩(wěn)定性監(jiān)測:在排土場形成后設(shè)置沉降觀測樁,對排土場沉降位移情況定期監(jiān)測。9.3.6綠化:按照邊

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