施工方案说明书

庆业公司三星煤矿采空区灾害综合治理施工方案阐明书(一期工程装、运、排)6月前言1、项目名称、所在位置和从属关系项目名称：突泉县庆业煤炭有限责任公司三星煤矿采空区灾害综合治理工程项目施工方案阐明。突泉县庆业煤炭有限责任公司三星煤矿位于兴安盟突泉县境内，行政从属突泉县突泉镇管辖，距突泉县突泉镇30km，西南距科右中旗白音胡硕镇35km。2、原单位概况内蒙古自治区突泉县三星矿业有限责任公司成立于，以三星煤矿为主体，整合原平安富煤矿，设计生产能力30万吨，现有职工人数300人，矿区面积0.58平方公里，探明地质储量530.4万吨。3、灾害治理工程实施的必要性和可行性（1）老采空区灾害分析兴安盟现保存的正当矿井均由近三十年来众多小煤矿逐步整合而成，由于重要赋煤井田地质构造复杂，煤层赋存不稳定，以往全部小井均采用边掘、边探、边采、以掘代采为主的回采方式，在现存矿井境界内及周边形成了较大数量的采空区。采空区派生灾害隐患巨大，如采空区大面积悬顶、浮煤自燃发怒引发井田火灾、有毒有害气体泄漏、老空巷积水或山洪灌井、不可预测预见及控制的地表忽然塌陷等，不仅成为矿井安全生产的重大隐患，也造成了环境污染等次生灾害，恶化了生态环境，同时采空区内残留有大量煤炭资源，伴有自燃发怒的可能。这些危害隐患的存不仅对井田煤矿正常生产构成很大威胁，同时对本地自然生态环境和居民生产生活造成不同程度的影响和长久的灾害隐患。以前，三星煤矿开采工艺以房采为主，因此，对采空区进行综合治理，彻底消除采空区灾害，对于改善井田煤矿安全生产条件、减少和消除其对周边生态环境破坏、避免水土流失、回收贵重压覆煤炭资源，减少对本地居民生产生活的影响，含有重要的现实改善需要和久远的社会意义。（2）必要性1）民生工程的需要数年来，我国经济的快速发展为国家建设、人民生活质量的提高提供了坚实基础，但不可再生类资源的开发，特别是早期煤炭的开发也为民生工程带来了一定的后患。如何使经济发展与环境和谐保持一致、如何让经济发展带动民生工程的改善逐步成为摆在各级政府和各公司面前的一种重要课题。为理解决好民生问题，政府主动采用方法，甚至不惜投入巨款。然而政府的投入需要大量财政资金的支持，如何寻找到一种既可解决民生工程，又可节省财政开支，从而使财政资金能够倾向其它更重要的领域，且使公司乐意投入并可带来合适回报的方式便摆在政府面前。2）呆滞资源回收的需要老采空区内残留有大量优质煤炭资源，将这部分不可再生资源回收，可极大提高资源回收率和综合运用水平，缓和周边煤炭产品供应紧张形势，从而为煤炭资源的可持续发展做出应有的奉献。对三星煤矿及其周边进行采空区综合治理，可回收采空区内保安煤柱，进一步提高资源回收率。3）消除隐患、生态重建的需要老采空区含有引发多重次生地质灾害的危险性，无需政府投入且公司在微利的状况下进行灾害治理，既可减轻政府负担，又可从根本上消除前述多种隐患、改善矿区生态环境，实现灾害治理区的生态重建。对三星煤矿进行采空区综合治理，利于生态恢复的整体性与持续性，符合我国大力推动生态文明建设的有关政策规定。4）社会发展的需要社会发展的目的是建设环境和谐、人民安居乐业、各方利益协调一致的和谐社会。本工程的实施，能够带动本地农牧业及第三产业的发展，改善人居环境和生活条件，增进新农村建设，从而为社会发展做出应有的奉献。（3）可行性1）技术可行性A、以露天剥离方式在治理区内统筹进行灾害治理可行灾害治理区内的地表平坦，采空区范畴较大，采用露天方式进行老采空区灾害治理在空间上有确保，适宜进行大规模露天剥离和生态恢复建设。B、在不占用耕地的前提下实现外排可行采空灾害区周边地势平坦且开阔，在不占用耕地的前提下，能够实现排土场的建设。C、对老采空区的采掘安全方法有保障通过设计、实施、监测和管理等多方确保，在实施老采空区资源回收时完全能够做到安全、高效回收，确保灾害治理的顺利实施。D、社会资源对本工程的实施含有较强的支撑作用为了节省灾害治理工程的早期投资，减少灾害治理的风险，本治理工程充足运用社会力量，含有得天独厚的优势。而现在社会上能够进行露天剥挖施工的队伍众多，从而为灾害治理工程的实施提供了社会资源的确保。E、灾害治理实施单位有技术力量确保本工程的实施方，采矿技术力量雄厚，管理经验丰富，为本灾害综合治理工程实施提供了强有力的技术力量确保。2）经济可行性A、本区的优质资源为灾害治理提供了前提本区煤类为气煤，少数肥气煤和弱粘煤，合用于民用、动力用煤，洗后可用做配焦煤，价值较高，这样就为露天剥离方式治理的经济合理剥采比的拟定奠定了基础。B、资源类价格上涨为灾害治理提供了经济支撑随着我国资源类需求的不停增加，资源类价格不停上涨，特别是一次性能源价格的涨幅更是较大，与前相比，煤炭价格上涨幅度更是较大，本区煤炭市场价格始终较高且稳定，实施露天剥离方式进行灾害治理，按现在煤炭市场的原煤售价估算，公司不仅能够做到收支平衡，还能够实现微利，从而使公司参加灾害治理的主动性提高，为灾害治理的可靠性提供了确保。C、政府的支持、优秀的设计与公司的科学实施使工程含有可操作性政府提出了民生工程改善的目的。为了实现这一目的，政府为公司搭建了灾害治理的平台，依法在政策及其它有关方面均予以全方面的激励与支持；再加上设计公司的参加，为灾害综合治理工程科学规划、周密设计，从而使工程在未实施前就有了政策、技术的强有力支撑；公司的主动配合与组织，可使该工程在科学、经济的前提下有效实施。4、工程前期工作如何低成本地消除上述多种灾害隐患，恢复生态环境，成为政府为人民办实事的头等大事。通过实地考察与分析，政府、有关公司及有关专家一致认为，现在灾害区域尚未大面积发怒，区域内煤炭售价尚可，为此，可否通过结合灾害区内的资源回收实现这些采空区的灾害治理便被提上议事日程。政府拟以残存资源回收为突破口，不惜以低经济效益或零经济效益为回报进行灾害治理，实现社会效益、生态效益和经济效益互补，建设、发展环境和谐型、生态和谐型、本质安全型矿区。兴安盟有关管理部门委托内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司编制了《兴安盟煤矿采空区灾害综合治理总体规划》。内蒙古自治区煤炭工业局以内煤局字【】230号）同意该《总体规划》，三星煤矿采空区为该《总体规划》其中一种区域，拟实施三星煤矿及其周边采空区灾害综合治理工程，以消除对周边煤矿和农牧民生产生活威胁、改善区域生态环境、回收煤炭资源。为满足灾害治理工程需要，内蒙古自治区煤田地质局153勘探队在三星煤矿进行采空区灾害综合治理勘查工作，编制《内蒙古突泉县三星矿业有限责任公司三星煤矿采空区灾害综合治理具体勘查报告》，并获得了对应批复文献。第一章井田概况及地质特性第一节井田概况一、位置与交通三星煤矿位于兴安盟突泉县境内，行政从属突泉县突泉镇管辖，西南距科右中旗白音胡硕镇35km。其地理坐标：东经：121°47′38″～121°48′17″北纬：45°12′03″～45°12′49″矿区与突泉镇及科右中旗政府驻地白音胡硕镇有砂石及柏油路相通，白音胡硕镇有国道111线向北与乌兰浩特相通，突泉镇至盟府乌兰浩特100km，有省际大通道相通，乌兰浩特有铁路通白城、阿尔山。矿区交通较便利。见交通位置图(图1-1-1)。二、自然地理与区域经济1、地形地貌三星煤矿位于大兴安岭南端东南坡与松辽平原过渡地带，靠近松辽平原一侧，地势平坦，偶有些沙丘。矿区地形总体西高东低，最高点位于矿区中间部位，海拔210.10m，四周较低，最低海拔203m，高差仅7m左右。2、水系矿区位于突泉河开阔平坦的河谷之中。南部大额木特河于矿区南1km处通过，与北部通过矿区的突泉河于矿区东南双眼泡附近汇合，二条河均由西北向东南流出区外。两者皆属季节性河流，枯水期干枯断流，洪水期常溢出河道，据1979年7月18日洪水观察：300ZK2孔洪水水位为202.98m（高出地面0.65m）；1984年8月14日307SK3孔附近观察，洪水水位204.00m，矿区附近最高洪水位202.98～204m。高出地面0.65。矿区突泉河上游8.5km处索金布勒格泡，曾开发为养鱼场，引突泉河水养鱼，水深曾达3m，洪水期泡水常破堤而出，虽有堤坝，但洪水期仍存在洪水破堤而出的状况，从而对下游矿区建设带来潜在危害。3、气象本区气候特性是冬寒时长，夏热时短，昼夜温差变化较大，属中温带干旱大陆性气候。1～2月份气温最低，最低气温-30.2℃，平均气温-14.8℃；7月份气温最高，最高气温40.4℃，平均气温22.6℃,年平均气温2.8℃,平均无霜期140天。年平均降水量442.6mm，6～8月份为雨季，10月份中旬～翌年4月中旬为雪季，年平均积雪期71～120天，最大积雪深度为10～25cm。本区平均风速4.8m/s，最大风速为19.8m/s，10月～翌年5月风力最大，风向以西北风为主，多形成风沙天气。从12月开始冻结，翌年4月中旬化透，冻土期为205天，最大冻土深度2.00m。4、地震根据《中国地震参数区划图》（GB18306－），本区地震动峰值加速度为0.05,对照《中国地震裂度区划图》（1900），地震裂度为6度,为弱震区，近年来未发生过破坏性地震。煤矿井田交通位置图5、区域经济本区气候干旱，降雨量远远不大于蒸发量，地下水位下降，河水干枯，植被较差。矿区附近居民点稀少，多以牧业为主，农牧结合。农牧业均较落后。矿区西南有布敦花铜矿，现正在开采，北有莲花山铜矿。国家动力电网已通达牤牛海矿区。6、矿井电源原三星煤矿有双回路供电电源，主电源取自突泉农电局牤牛海变电站，线路采用LGJ-70型钢芯铝绞线架空敷设至矿区内，线路电压等级为10kV，长度为1.5km。备用电源取自科右中旗新佳木变电站，电压等级10kv，长度15km。7、供水水源设计在工业场地内打深井，做为矿井供水水源。8、建设材料矿井建设所用的砂、石、水泥、坑木、钢材等建设材料，除砂、石可在本地就地取材外，其它均需外购，本区靠近乌兰浩特及白城等工业都市，建设材料货源充足，采购方便。第二节地质特性一、矿区地质特性1、地层矿区位于牤牛海煤盆地西南部，盆地古生代地层区划归属北疆—兴安大区兴安地层区及华北地层大区内蒙古草原地层区；中新生代地层归属滨太平洋地层区大兴安岭—燕山地层分区。详见区域地层表2、构造本区地处大兴安岭第三隆起带的东坡南段，东侧近邻新华夏系松辽沉降带属两者之间的过渡地带。它经受了海西至印支，由印支到燕山的多次构造运动，因此岩浆活动频繁，形成了大面积的火山岩带（山系的形成），并造成了内陆型断陷盆地的形成和发展。从中生代侏罗纪的某些盆地的成因类型和展布方向看，晚侏罗世煤盆地均为北东、北北东向展布的单地堑和地堑型；中早侏罗世多为近东西方向延伸，表明它们的形成是在不同时期，不同方向的大地构造带的控制下形成的。它的形成机制是受中国东部的北北东方向的构造带、东西方向构造带和蒙古弧形构造带三个构造带应力场联合作用的成果，同时也明显地看到后期构造对先期构造的破坏，改造是强烈的。由于区域大地构造运动的影响，而形成了侏罗纪早期东西方向断陷盆地和中期随着火山喷发出现的北东或北西方向拗陷盆地和火山岩带。牤牛海煤盆地即为早侏罗世形成的一系列近东西方向的隐伏断陷盆地之一。牤牛海煤盆地区域构造位于大兴安岭褶皱带之二级坳陷带（万宝—牤牛海坳）中。区域地层表界系统组厚度m岩性简述新旧名称代号名称代号新生界第四系全新统Q40-15由风积、冲积、残积、坡积组合成。上更新统顾乡屯组Q3g0-27常构成二经有阶地，淡褐、棕黄色亚砂土、含钙构造。中更新统大青沟组Q2d0-78湖积层：灰-灰黑淤泥质亚粘土夹砾石粉砂、细砂透镜体。下更新统平合组Q1p20-25冰碛层：褐-褐红色亚粘土夹碎石。白土山组Q1b10-18冰水堆积层：灰白色粘土质砂砾石层。上第三系五叉沟玄武岩ΒNW0-190黑、黑褐色，块状、气孔状、杏仁状构造，似斑状构造，斑晶为斜长石、辉石、角闪石。中生界白垩系下统梅勒图组K1m平山组Kp600-2700中基性火山岩夹中酸性火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩、玄武安山岩。上统白音高老组J3by宝石组J3b260-1900酸性凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质泥岩。玛尼吐组J3mn付家洼子组J2f200-3000粗面安山岩、流纹岩、中酸性凝灰岩、凝灰岩。满克头鄂博组J3mk呼日格组J2h450-3000杂色酸性凝灰岩、熔接凝灰岩、凝灰砂砾岩，局部夹沉积岩、层凝灰岩。中统万宝组J2w240-660上部灰黑色，细砂、粉砂岩、泥岩夹煤层，中部灰-灰白色砂岩夹煤13-16层，底部灰色砂砾岩、夹凝灰岩。下统红旗组J1h170-1000上部灰白色细、粉砂岩，夹煤线及可采煤层，下部砾岩夹砂岩、安山岩、凝灰岩。古生界二迭系上统林西组P2l1400黄灰、褐、青灰色细砂岩，片理化粉砂岩，砂质板岩、夹灰岩透镜体。下统哲斯组P1z300-1900片理化凝灰细砂岩，泥质粉砂岩，黑色砂岩、粉砂岩夹灰岩透镜体。大石寨组P1d420-1500上段：片理化凝灰砂岩、碎屑岩、夹灰岩。下段：砂岩为主，局部夹中酸性火山熔岩及含铁硅质岩。万宝—牤牛海坳陷走向北西，其东北侧为镇西—大泡子隆起，南侧为瓦力营子隆起，西侧被马鞍山—六户镇构造岩浆带所切割。东北部边沿分布有中、下侏罗统团结、红旗、万宝、裕民、兴安堡、长春岭、黑顶山等煤矿，南缘为牤牛海煤盆地。1）褶皱构造马吉拉呼屯—牤牛海晚侏罗世向斜构造：上侏罗统宽缓向斜构造，西南缘倾向北东，倾角10°左右，该向斜形成重要受中侏罗统基底控制，后期地层褶皱仅是次要因素。2）断裂构造长60公里之洮南—代钦塔拉近东西向压—压扭性断裂，通过测区一段体现为北西西方向，它控制了区内燕山早期酸性—超基性岩浆岩侵入活动。因上述断裂发生和发展，派生了北北东及北西西向的扭性、压扭性、张扭性断裂，给脉岩侵入提供了通道。3、岩浆岩区内发现有脉岩的侵入体。根据以上资料，本区构造复杂程度拟定为简朴类型，即Ⅰ类型。4、含煤地层及含煤性矿区范畴内，原牤牛海三区地质报告有编号的煤层9层。其中2-3-②煤层仅303ZK5见2.06m，303ZK6见0.20（0.68）0.47（1.55）0.62m两个见煤点外，其它钻孔均没见到该煤层，属零星可采煤层。其它8个煤层为可采煤层，分布在1、2煤组内，1煤组三层，自下而上编号为1-1、1-2、1-3，2煤组5层，自下而上编号为2-1-①、2-1-②、2-2-①、2-2-②、2-3-①。二、煤层与煤质（一）煤层井田内共见9个煤层，由上到下编号为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号煤层。除2-3-②外均为可采煤层。各可采煤层的赋存状况及特性以下：1、1-1煤层位于下部砾岩段上部，1含煤组底部，与砾岩段间距50～70m，厚度0.76m～2.10m，平均1.26m，含夹石0～3层，构造简朴，倾角10°～19°，顶底板以泥岩、粉砂岩、炭质泥岩为主，大部可采，属较稳定煤层。2、1-2煤层位于1煤组中部。厚度0.99m～4.46m，平均2.16m，含夹石0～2层，构造简朴，倾角15°～20°，局部有闪长玢岩呈岩脉侵入。顶板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂岩，底板岩性为泥岩、粉砂岩，大部可采，属不稳定煤层，与下伏1-1煤层间距3.31m～28.95m，平均13.66m。3、1-3煤层位于1煤组上部。厚度0.74m～6.69m，平均2.17m，构造简朴，含夹石0～1层，倾角15°～23°，顶板岩性为泥岩，底板泥岩，局部有侵入体侵入。对煤层煤质有一定影响，大部可采，属不稳定煤层，与下伏1-2煤层间距1.59m～47.47m，平均19.77m。4、2-1-①煤层位于2煤组下部，厚度0.80m～3.33m，平均1.74m，构造简朴，含夹石0～2层，倾角8°～18°，个别25°，局部见侵入体侵入，顶板顶性为泥岩，个别被侵入体取代，底板泥岩，大部分可采，属不稳定煤层，与下伏1-3煤层间距29.46m～93.36m，平均62.17m。5、2-1-②煤层位于2煤组下部，平面上重要分布在303勘探线ZK1和ZK5号钻孔附近。厚度0.70m～4.58m，平均1.66m，构造简朴，含夹层0～2层。倾角15°～23°左右，顶板岩性为泥岩、砂岩、砾岩，底板岩性泥岩。局部可采，属不稳定煤层，与下伏2-1-①煤层间距1.11m～6.88m，平均4.50m。6、2-2-①煤层位于2煤组中部，厚度1.56m～3.76m，平均2.48m，构造简朴，含夹石0～2层，倾角12°～23°左右，局部2°～5°，顶板岩性为含炭泥岩、泥岩，底板泥岩、砂岩、砾岩，局部被侵入体吞食而取代煤层（303勘探线ZK1号钻孔），局部可采，属不稳定煤层，与下伏2-2-①煤层间距2.51m～36.30m，平均10.28m。7、2-2-②煤层位于2煤组中部，分布于矿区中部303勘探线ZK1、303ZK5号钻孔，左右。厚度0.94m～4.23m，平均1.91m，构造简朴，含夹石0～1层，倾角22°～23°左右，顶板岩性为炭质泥岩、泥岩，底板岩性为泥岩粉砂岩，局部有侵入体侵入。局部可采，不稳定煤层，与下伏2-2-①煤层间距2.35m～11.97m，平均6.39m。8、2-3-①煤层位于2煤组上部，分布于矿区中部，厚度1.58m～4.91m，平均2.31m，构造简朴，含夹石0～2层，倾角变化较大，2°～35°，普通15°～19°，顶板岩性为炭质泥岩，底板粉砂岩，局部为侵入岩。局部可采，属不稳定煤层，与下伏2-2-②煤层间距7.89m～28.81m，平均17.06m。各可采煤层特性见表1-2-2。（二）煤质1、煤的物理性质物理性质：本区所见均为钻孔煤芯，多为黑色，条痕亦为黑色，深棕色色调，碎块状及粉沫状，条带状及线理状，镜煤见沥青—蜡状—玻璃光泽，贝壳状，参差状断口，性脆，内生裂隙发育。煤岩特性：通过显微煤岩组分鉴定成果显示，本区煤重要为腐植煤类，部分含少量腐泥煤物质，并含有少量丝炭组分。可采煤层地质特征表煤层号埋藏深度赋煤标高厚度夹石厚度夹石层数夹石岩性顶板岩性底板岩性可采程度稳定程度层间距2-3-①193.858-193.85炭质泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，局部为闪长玢岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩局部可采不稳定2-2-②191.90泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，局部为细砾岩局部可采不稳定2-2-①泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，局部为细砂岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩局部可采不稳定2-1-②189.50泥岩及炭质泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，局部为砾岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩局部可采不稳定2-1-①189.10炭质泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、细砂岩，局部为闪长玢岩泥岩、粉砂岩、细砂岩，局部为闪长玢岩大部可采不稳定1-3191.20泥岩泥岩、炭质泥岩，局部为细砂岩泥岩、炭质泥岩大部可采不稳定1-2192.80炭质泥岩泥岩、炭质泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩大部可采不稳定1-1193.30炭质泥岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩大部可采不稳定2、化学性质、工艺性能和煤类1）化学性质：根据本区生产煤样测试成果进行分析总结，其成果见表重要煤层煤质重要指标统计一览表煤层编号工业分析(%)St.d(%)EQ\F(最大-最小,平均(点数))发热量(MJ/kg)EQ\F(最大-最小,平均(点数))MadAdVdafQnet,d1-13.7029.5543.510.15-0.540.31(7)13.53-27.2319.11(7)1-210.7816.5044.620.20-0.730.39（10)15.19-27.8424.66(10)1-31.1142.1539.730.21-0.8.611.32(8)19.89-29.1923.89(8)2-1-①1.9030.1841.830.05-0.970.31(7)18.40-31.1523.87(7)2-1-②3.2230.6142.500.14-0.420.27(7)13.56-28.9520.49(7)2-2-①1.7433.0640.770.18-0.880.37(8)20.45-26.7622.64(8)2-2-②4.1728.0241.430.16-0.530.32(7)13.79-29.3223.53(7)2-3-①9.0827.2843.800.13-0.500.36(10)16.09-30.4922.79(10)由表1-2-3可知，全部煤层为特低硫（SLS）、中灰分（MA）、高热值（HQL）煤。2）煤类：根据《中国煤业分类国标》GB5715-86该区煤为不粘煤。3）用途：可作为火力发电厂用煤，亦可用于其它动力及民用煤。三、开采技术条件（一）水文地质1、概况矿区位于突泉河开阔平坦的河谷之中。南部大额木特河于矿区南1km处通过，与北部通过矿区的突泉河于双眼泡附近汇合，二条河均由西北向东南流出区处。两者皆属季节性河流，枯水期干枯断流，洪水期常溢出河道，矿区附近最高洪水位202.88m～204m。高出地面0.54m～0.65m。矿区突泉河上游8.5km处索金布勒格泡，曾开发为养鱼场，引突泉河水养鱼，水深曾达3m，洪水期泡水常破堤而出，虽有堤坝，但洪水期仍存在洪水破堤而出的状况发生，从而对下游矿区建设带来潜在危害。2、含水层1）第四系含泥沙砾石孔隙含水层覆盖在中下侏罗统含煤地层及部分火山岩之上。重要岩性为亚砂土砂砾石，基岩风化后的碎石，夹少量粘土层起局部隔水作用。单位涌水量0.278-0.60l/s·m。渗入系数平均为26m/d，厚度平均为5m左右。2）浅部的含煤段风化裂隙含水层单位涌水量0.014-0.015l/s·m，渗入系数0.026m/d，厚约55m，顶板为含砾亚粘土，可做相对隔水层。3）砾岩段J1-21裂隙含水层单位涌水量0.00014l/s·m，渗入系数为0.00077-0.001m/d。3、隔水层本区无明显的隔水层，浅部的含煤段风化裂隙含水层可做相对隔水层。4、地表水与地下水的水力联系地下水的补给来源重要是大气降水，河水与地下水有亲密的水力联系，从河流观察资料，河水高于地下水，长久补给地下水，只在丰水期有时地下水位高于河水位，形成地下水补给河流。第四系砂砾层潜水，赋存于河谷两侧，与煤系风化带水无隔水层相隔，故各含水层间含有一定的水力联系。5、水文地质勘探类型本区属孔隙～裂隙水充水矿床，直接充水含水层单位涌水量，含水层（带）较稳定，水头压力不高。与地表水体联系亲密。突泉河长久补给地下水，仅在丰水期矿床水补给河流。存在富水性强的构造破碎带，水文地质条件复杂。6、矿井充水因素分析区域地下水的补给方式，第四系孔隙裂隙含水层的补给重要来自大气降水，近年由于连年干旱，蒸发量远远不不大于降雨量，因此地下水位普遍下降，河流干枯，但是突泉河发源于大兴安岭地区，时常有水流（或地下水）对下游地下水补给。由于矿区地处大兴安岭东南坡南段与松辽平原过渡地带，地势总体西高东低，地下水与地表水流向基本一至，由西北向东南方向排泄。排泄方式重要以地面垂直排泄及通过地下水水平泾流方式排出区外。矿区内直接充水含水层为含煤段裂隙含水层，岩性多为泥质岩，钻孔单位湧水量多不大于0.001l/s·m，浅部较大，为0.015l/s·m。与上覆第四系孔隙含水层之间有一层亚粘土，厚1-5m，起到一定隔水作用。下部砾岩段裂隙含水层，钻孔单位涌水量为0.00014l/s·m。井田北缘的季节性河流，切割深度在1m左右，且位于煤层埋深较深地段，洪水期可能给井口造成一定威协。通过调查周边矿井最小涌水量为100m3/h、最大涌水量为150m3/h。（二）工程地质条件1、岩石工程地质特性（1）煤层顶底板岩石的工程地质特性井田全部被第四系冲洪积松散沉积物覆盖土层稳定性差。煤层露头区第四系厚在10m左右。煤层顶底板岩性，重要为泥岩、炭质泥岩及粉砂岩，这些岩石稳定性差，易破碎。岩石物理力学实验成果见表岩石物理力学实验成果表单位：MPa岩性抗压强度抗拉强度抗剪强度普氏系数砾岩13中砂岩细砂岩9粉砂岩8泥岩1从以上统计资料看，本区属工程地质条件中档的矿区。煤层直接顶板稳定性差，岩石硬度属中硬—坚硬岩类，多属于Ⅰ类易冒落顶板；部分泥岩湿水后常膨胀，因此，开采中应注意顶板冒落及底板底鼓现象的发生。由于矿区地处大兴安岭褶皱带，构造运动和火山活动激烈，岩石变质较高，岩性较硬。井下所见局部小构造特别发育，小断层，层间滑动，明显可见，破坏了岩体的完整性，构造面复杂，易破碎，这就给井下支护带来了很大的困难。2、矿区工程地质条件综合评价1）重要工程地责问题预测及防治意见煤层顶板冒落问题：本区部分煤层顶底板岩石的力学强度低，为软弱岩石，稳定性差。采掘过程中易发生顶板局部冒落及掉块现象，对安全生产有一定影响，应引发足够重视，确保矿井安全生产。本区煤层直接底板多为泥岩，力学强度低，遇水易软化变形，对井下的煤炭生产及安全造成一定的影响。应采用有效方法进行解决。2）工程地质勘查类型本区岩石以碎屑沉积岩为主，层状构造，岩体各向异性。煤层顶底板岩石的强度低，均为软弱岩石，岩体稳定性差。煤矿开采后，局部地段易发生顶板冒落及底板软化等矿山工程地责问题。按矿区水文地质工程地质勘查规范（GB/2719-1991），将该区工程地质勘查类型划分为三类二型，即层状岩类工程地质条件中档型。（三）环境地质条件瓦斯采样及实验工作系由煤炭科学研究院抚顺研究所完毕。1、瓦斯本区瓦斯涌出量，根据测定资料计算，其最大值为3.107m3/t。其中沼气（CH4）为2.52m3/t。2、煤尘本区共采煤尘实验样品13个，采样及实验均由抚顺煤炭研究所完毕。实验成果显示该区煤炭含有爆炸性，甚至岩粉填加量达成90%，阐明本区煤尘极易爆炸。3、煤的自燃对矿区内二个煤组8个煤层共采集13个样品进行了自燃倾向实验鉴定。由抚顺煤炭科学研究所完毕，测试成果近50%煤样属最容易自燃和二类容易自燃，40%煤样属四类不易自燃，少数为三类较易自燃。本区地处大兴安岭第三隆起带的东坡南段，属严寒干燥型大陆性气候，该地区属农牧业区，保护草原、保护生态环境是矿区非常重要的一项工作，在自然状态下没有发现地质灾害现象和环境污染问题。地下水水质良好，基本达成（GB/T14848-93）的Ⅲ～Ⅳ类原则，因此勘查区地质环境类型划分为：第二类地质环境质量。将来煤矿开采状态下，可能引发区域地下水位下降，局部地面变形（地裂缝、地面沉降和塌陷）、地下水污染等地质灾害和环境污染问题。对采空区要即时进行充填，并植树种草。对于采出的矸石要定点集中堆放，缩小占地范畴。多种车辆要按一定运输线路行驶，不能随意乱跑，造成草场不必要的损失。随着矿体的开采和对地下水的不停疏排，会使地下水水位下降，溪水断流，为保护好贵重的水资源，要避免生产过程中人为的水污染。总而言之，矿井水文地质条件属于简朴类型，工程地质条件属于中档类型，其煤层属于低瓦斯煤层，煤尘含有爆炸性，煤层含有自燃性。环境地质为中档类型。矿床开采技术条件为以工程地质条件为主的中档类型(Ⅱ-2)。第三节灾害治理区内原小煤矿分布及开采状况序号名称YX备注1三星矿北主井405816.3995008776.583国土提供2三星矿北副井405804.8115008714.5443三星矿南主井405694.5605008598.8514三星矿南副井405622.8355008438.7925平安富废井1406016.0245008485.7406平安富废井2406145.5185008563.0497平安富废井3406206.1275008540.7528平安富废井4406247.8825008505.9679平安富废井5406175.8685008381.49010平安富废井6406239.5765008330.47311平安富废井7406139.3995008284.916三星矿采动面积单位：㎡1138513237735323237累计199485采场内原各井口坐标第二章采剥场与排土场边坡稳定第一节露天采空区治理工程工程地质一、地层矿区位于牤牛海煤盆地西南缘，最老地层为二迭系灰色变质砂岩、灰黑色板岩及少量炭质板岩构成，厚度不详。分布于矿区南缘区外，为煤盆地的直接基底。盆地内充填地层有中下侏罗统含煤地层，晚侏罗统玛尼吐组及第四系。现自上而下叙述以下：1、二迭系(P):为煤盆地的直接基底,分布于矿区南缘区外，岩性为灰色变质砂岩、灰黑色板岩及少量炭质板岩构成，厚度不详。与上伏含煤地层呈不整合接触。2、中—下侏罗统含煤地层（J1-2）根据岩性组合明显分上下两段。上段（含煤段J1-22）：为本区重要含煤段。分布全区，重要岩性为灰色、灰黑色及黑色炭质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩、含砾砂岩及砾岩夹层。含三个煤层组，自下而上编号为1、2、3煤组。上部3煤组持续性差，无工业可采煤层，核算区含煤段最大控制厚度356.85m（303ZK6），与下伏砾岩段整合接触。含植物化石及少量动物化石，属湖沼相沉积建造。下段（砾岩段J1-21）：分布于矿区南部，其岩性重要为灰白、灰绿色砾岩构成，夹砂岩、泥岩及炭质泥岩薄层。控制厚度不不大于500m（300ZK4）。与上伏地层呈整合接触。3、上侏罗统玛尼吐组（J3mn）分布于矿区北部，岩性重要为灰黑—灰绿色安山质熔凝灰岩及安山岩、夹薄层砂岩、泥岩。控制厚度124m，与上覆地层呈不整合接触。4、第四系（Q）：上部多为亚粘土及亚砂土；中部以含泥砂及砂砾石层为主；下部为亚粘土及含砾亚粘土。全辨别布，厚度＜18m，不整合覆盖各时代地层之上。二、构造牤牛海煤盆地是被上侏罗统玛尼吐组和第四系掩盖的煤盆地，并且现在盆地是侏罗纪形成后来受燕山运动的多次改造破坏的残留盆地。南缘东西走向，倾向北、西缘走向近南北、倾向东。矿区位于盆地西南缘，地层走向300°，倾向30°，倾角10°-25°呈单斜构造，走向上有不同程度的波状起伏。根据钻探获得的资料，含煤地层中，煤层及附近的炭质泥岩等相对较软弱岩层倾角忽然变陡，甚至有倒转现象，原报告认为是层间滑动造成的。据此能够分析认为该区小构造是很发育的。核算区构造复杂程度属中档类型三、岩浆岩本区岩浆活动比较频繁而强烈，重要有超基性岩，闪长玢岩及花岗斑岩等。1、超基性岩重要见于玛尼吐组地层中，呈脉状产出，并已全蛇纹石化。2、闪长玢岩重要侵入在中—下侏罗统煤系地层及玛尼吐组地层之中，多呈大小不等的脉状产出，对煤层破坏较大，使煤层变质程度增高，甚至变整天然焦，侵入到煤层中的侵入体，形成煤层的顶底板或夹石。部分甚至全部吞食煤层。3、花岗斑岩仅见呈小的岩脉侵入于晚侏罗统玛尼吐组火山岩地层中，规模小，分布不广泛。二、工程地质条件1、岩石工程地质特性（1）煤层顶底板岩石的工程地质特性井田全部被第四系冲洪积松散沉积物覆盖土层稳定性差。煤层露头区第四系厚在10m左右。煤层顶底板岩性，重要为泥岩、炭质泥岩及粉砂岩，这些岩石稳定性差，易破碎。岩石物理力学实验成果见表1-2-3。岩石物理力学实验成果表单位：MPa岩性抗压强度抗拉强度抗剪强度普氏系数砾岩13中砂岩细砂岩9粉砂岩8泥岩1从以上统计资料看，本区属工程地质条件中档的矿区。煤层直接顶板稳定性差，岩石硬度属中硬—坚硬岩类，多属于Ⅰ类易冒落顶板；部分泥岩湿水后常膨胀，因此，开采中应注意顶板冒落及底板底鼓现象的发生。由于矿区地处大兴安岭褶皱带，构造运动和火山活动激烈，岩石变质较高，岩性较硬。井下所见局部小构造特别发育，小断层，层间滑动，明显可见，破坏了岩体的完整性，构造面复杂，易破碎，这就给井下支护带来了很大的困难。2、矿区工程地质条件综合评价1）重要工程地责问题预测及防治意见煤层顶板冒落问题：本区部分煤层顶底板岩石的力学强度低，为软弱岩石，稳定性差。采掘过程中易发生顶板局部冒落及掉块现象，对安全生产有一定影响，应引发足够重视，确保矿井安全生产。本区煤层直接底板多为泥岩，力学强度低，遇水易软化变形，对井下的煤炭生产及安全造成一本区岩石以碎屑沉积岩为主，层状构造，岩体各向异性。煤层顶底板岩石的强度低，均为软弱岩石，岩体稳定性差。煤矿开采后，局部地段易发生顶板冒落及底板软化等矿山工程地责问题。按矿区水文地质工程地质勘查规范（GB/2719-1991），将该区工程地质勘查类型划分为三类二型，即层状岩类工程地质条件中档型定的影响。应采用有效方法进行解决。2）工程地质勘查类型本区岩石以碎屑沉积岩为主，层状构造，岩体各向异性。煤层顶底板岩石的强度低，均为软弱岩石，岩体稳定性差。煤矿开采后，局部地段易发生顶板冒落及底板软化等矿山工程地责问题。按矿区水文地质工程地质勘查规范（GB/2719-1991），将该区工程地质勘查类型划分为三类二型，即层状岩类工程地质条件中档型。第二节采剥场边坡1、采深到+100水平。2、工期8个月，边坡暴露时间为6个月。3、本矿尚缺少详尽的岩体边坡工程地质勘察资料，首采区选定边坡角，在边坡勘探进行后修正，普通规律采掘场随开采深度增加稳定角减小。在露天矿的建设过程中，还须结合施工工艺、气候条件、附加荷载特性、工序、岩土体的现场实际特性、平台宽度、台阶高度和地震等一系列因素的影响，能够对边坡进行调节,以获得最大安全保障及经济效益。4、边坡角为64°、台阶高度40m（坡面角70°）、安全平盘宽度10m。(详见首采区最后边坡平、剖面图)第三节排土、岩场边坡1、排土场边坡角为土的自然安息角40°，松散系数1.10。2、排土场面积27.8万m²，+202—+209为排土高度，容量195万m³。3、排土场+209标高以上为排砂场，边坡角为砂的自然安息角35°，松散系数1.0，面积22.9万m²，排高至+225水平，容量297万m³。4、岩场面积83万m²，坡面角45°，松散系数1.33，排高从+203—+285水平，阶段高30m，边坡角37°，安全平盘宽度10m。容量3500万m³5、排土场与采场环形防洪坝连接形成采场北部防洪坝，北部不再单独修筑防洪坝。6、排土、岩原则亚沙土（腐殖土，耕作层）2.5m厚单排至排土场（+202—+209m）。砂4.5m厚排至排土场+209水平以上。（见排土岩场剖面图）亚粘土、砾石排至排岩场。黑色泥岩、炭质泥岩、高碳泥岩和其它岩石在排岩场分排。第四节边坡监测采掘场整体边坡为煤层、岩层、土层混合类型的边坡，边坡高度较低，只有部分区域整体边坡高度较大，稳定性较差，是本次阐明的重点。采掘场边坡岩层构成较复杂，岩层种类较多，岩层厚度分布不均，首采区缺少工程地质资料，边坡内部与否存在弱层也无确切的资料，岩体节理不清，地下水赋存状况不明，因水文资料欠缺，建议下一步进行地下水数值分析、地下水位监测和地表位移监测。如果地下水水位升高，或地表降水量较大，造成边坡中的地下水位升高，将造成采矿场、排土场边坡稳定性急剧减少，特别是排土场边坡，由于排土动荷载的因素，可能造成排土场基底强度减少，引发滑坡。因此，在生产中应加强边坡检测，碰到不利状况，立刻采用方法。边坡稳定性对岩石节理、弱层、断层的敏感性较高，在生产时应亲密注意岩石节理、弱层、断层的产状与矿坑边坡的关系，一旦出现对边坡不利的状况，应立刻采用抗滑工程方法，避免边坡滑坡。一、边坡监测露天矿边坡稳定性研究工作不可能一次完毕，而应贯穿于该露天矿服务年限全过程。因此，生产中应根据实际及时测定排弃物料的物理力学指标，计算边坡角和稳定系数，必要时可通过调节平盘宽度来调节帮坡角，确保露天矿安全生产。边坡稳定的监测是避免滑坡和预报滑坡的重要手段，有助于露天矿的安全生产。监测办法可根据不同边坡条件及不同时期分阶段监测。如早期监测重要是地表位移监测，重要是在采场及排土场的帮坡上建立观察线，布设监测点，定时观察监测点，观察监测点有无位移。第二阶段监测，除了继续早期监测工作以外，还应加强监测工作的深度、广度，进行地下位移监测。到了后期，边坡的破坏机理及破坏边界基本拟定，破坏岩体可能产生较大位移，前阶段的监测系统不能满足规定，此时，应配备遥控设备并与计算机联网，方便精确及时地得到监测数据，快速解决。露天矿生产中边坡滑坡会对生产和设备以及人身安全产生直接影响，为确保安全应严格按照设计拟定的帮坡角进行开采，同时应设立专门人员和配备对应设备如全站仪、水准仪等，作好监测和监控，力求在边坡滑动前精确及时地反馈信息，方便及时采用有效的防备方法。建立GPS卫星定位监测系统，确保滑坡等危险及时发现及时解决。监测点垂直布置，形成监测线，几个监测线加上布置在采掘、排土场外200m范畴内的监测点形成该矿的监测网，监测线间距200m，监测点间距30-50m。二、地面重要设施基础变形，沉降监测设施露天矿为中型露天，地面建筑及设施较为简朴，地面建筑均在露天采区及排土场境界以外，建筑所在一方边坡高度也不大，并有足够的安全距离，基本不受露天开采的影响而发生降沉。重要建筑物均建在设计规范规定的露天开采境界和外排土场境界安全距离之外，但在生产中，在监测边坡稳定的同时，也要对重要设施采用定时监测。对于地面重要设施的基础变形，沉降要进行经常性的监测，如有必要作某些补充勘探工作，查明该地区的工程地质和水文地质状况，合适时机可作某些抗滑工程方法，如强排水、清帮、抗滑桩、锚索等。在采场、排土场周边200m范畴内，建立帮坡、地基监测网络。定时测绘上图分析，发现异常及时采用方法。监测设备在生产早期采用矿山测量仪器如经纬仪、水准仪、全站仪等，在滑坡的迹象日益明显时，可采用地表位移应变仪。第五节此后工作建议1、建议尽快补充更加具体的边坡工程地质勘探报告。2、高度重视露天矿边坡管理工作，建立健全边坡安全管理机构制度。研究和制订多种可能发生的边坡、滑坡事故解决预案。3、剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设，严禁越采超挖。4、建议进行对露天矿排土场基底及地表的承载力测试，确保设计时对外排土场和内排土场采用基底加固方法，确保排土场的安全。5、露天矿在将来矿山开采时，必须建立完善的疏干排水系统，特别注意，在采场边坡体发现有水的部位，建议打水平孔，释放静水压力，在内排前做盲沟，导出这部分水；夏季暴雨会给采场边坡带来的威胁，一定要做到“有疑必探，先探后采”。6、内排土场必须采用有效的防排水方法，避免或减少水流入排土场。实施内排土前，必须进一步详测地形，查清基底岩层的赋存状态及岩石物理力学性质，测定排弃物料的力学参数，去除基底上不利于边坡稳定的松软土层。7、加强边坡变形监测工作，及时掌握边坡变形的动态状况和规律。对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落还要进行专门的分析和治理方案设计。第三章开采境界和储量计算第一节开采境界一、境界圈定的根据和原则（一）境界圈定的根据1、一期工程采出煤炭量300万T。2、最大采深至+100水平。3、南部以X424柏油路为限。首采区拐点坐标表西安80系坐标拐点编号XY拐点编号XY15008656.0541405368.9585008368.9841406379.0025008737.2541405404.9595008261.8441406310.0035008963.7341405537.96105008141.6341406156.1945008901.2141405879.66115008119.6441406096.8755008504.5741406387.71125008138.8641406036.8765008473.8641406408.80135008357.4041405731.4875008435.5641406407.04底板境界：煤层组以2-1①煤层底板为界。边坡角：64°（49°）首采区境界技术特性表见表境界技术特性表项目单位全矿地表境界特性东西平均长度m980南北平均宽度m475面积km20.4996最大开采深度m100第二节资源/储量一、露天矿设计资源储量1、矿区资源储量计算根据及原则：①计算根据：1985年原115地质勘探队提供的《内蒙古自治区突泉-科尔沁右翼中旗牤牛海煤田初步勘探（最后）地质报告》及《内蒙古自治区一一五地质队牤牛海煤田3区煤层底板等高线及储量计算图》。②储量计算：根据露天矿特点，最低可采厚度取0.30m，最低发热量：不不大于3000大卡/公升。③计算范畴：300线东125m，303线西250m，采煤面积：29.94万m。²计算储量的煤层编号：2-3②—2-3①—2-2②—2-2①—2-1②—2-1①采深到+100水平首采区已圈定煤炭储量：294.01(扣5%损失量14.7万吨)余279.31万吨。2-3②：可采面积15.70万m²，可采储量30.29万吨2-3①;可采面积20.05万m²，可采储量36.65万吨2-2②:可采面积24.89万m²，可采储量68.56万吨2-2①:可采面积10.00万m²，可采储量50.75万吨2-1②:可采面积23.59万m²，可采储量51.42万吨2-1①:可采面积20.62万m²，可采储量56.34万吨第三节剥离量计算经专家和矿全体管理人员共同研究决定了采空区灾害治理工程的施工范畴、储量拟定、露天施工办法、第四系含水层疏干降水的方式及办法、储煤场位置及范畴、排土岩场位置及范畴、洗煤厂位置及范畴、预征地范畴。三星煤矿采空区灾害治理工程范畴。（见采空区灾害治理工程首采区位置总平面图）第四系内、外部降水形式及施工办法。基岩段：最后边坡角64°、最后边坡台阶高度40m、台阶坡面角70°、安全平盘宽度10m。第四系：最后边坡角30°、最后边坡台阶高度预计14m、台阶坡面角30°、安全平盘宽度20m（加可能设截流水仓宽度）。(见A-A剖面图)剥离量由露天采场剥离量和外部疏干降水工程剥离量构成：（实方）①露天采场总剥离量:2928万m³，（表土面积：78.96万m²，基岩段面积：49.96万m³），第四系958.64万m³（土192万m³，砂256万m³，亚粘土、砾石447万m³），煤炭279.31万吨（186.20万m³）。剥采比：2928万m³/279.31万吨=10：1（m³/吨）。②煤炭、土、砂、岩的松散系数：1.3、1.1、1.0、1.33③计算办法：南方CASS软件工程土方量计算。第四章工作制度和生产能力第一节工作制度根据煤炭工业技术政策有关条文的规定，露天矿工作制度为每年330d，每天3班，每班工作8h，为持续作业制。本矿工作制度为每年300d，每天3班，每班工作8h，持续作业。第二节生产能力及服务年限一、生产能力的拟定4.5Mt/a。二、露天矿生产能力论证1、从技术角度拟定的建设规模首采区走向980m长，煤层倾角15°-25°之间，在采用单斗挖掘机—汽车工艺的状况下，工作线沿煤层走向布置，倾向推动，采煤采用水平分层的开采方式（根据煤层倾角变化调节）；首采区工作线长度约为980m，煤层平均厚度为9.9m，按4.5Mt/a能力计算，其年推动度为600m/a。第五章开采工艺及开采程序第一节开采工艺及设备选型一、工艺选择的原则1、开采工艺选择必须遵照市场经济原则，力求投资少，成本低、效益好，特别是早期效益更为重要。2、工艺的选择既要与露天的规模相适应，又要考虑露天矿规模的滚动发展。3、结合该矿区具体条件，对该地区冬季严寒、多风、等不利因素应充足考虑。二、开采条件及开采对象该露天矿煤层倾角15-25°，剥离物以中硬岩石为主。该矿开采对象自上而下分别为：表土、岩石、2-3②煤层、岩石、2-3①煤层、岩石、2-2②、岩石、2-2①、岩石、2-1②、岩石、2-1①。三、开采工艺选择（一）适合开采工艺从煤层的赋存条件，剥离物岩性，可能的工艺有：单斗——汽车工艺，单斗——自移式破碎机——转载机——胶带机——排土机半持续工艺以及上述工艺组合的联合开采工艺。单斗——汽车工艺单斗——汽车工艺在我国已有数年的历史，应用该工艺已经含有了成熟的管理经验，该工艺含有以下特点：（1）拉沟长度短，基建工程量小，建设速度快。（2）工作线长度短，早期生产剥采比小，矿山前期经济效益好。（3）运输设备爬坡能力大，机动灵活，矿山生产系统简朴。（4）生产设备性能可靠，全部国产，设备投资少，备件供应可靠含有成熟的矿山管理经验。（5）容易向其它工艺过渡和发展，能够随时增加投入设备而扩大规模。（6）能尽早实现内排，实现复土造田，恢复矿区生态环境。（7）与其它开采工艺相比，生产成本较高。（8）容易实现外包模式。（二）开采工艺的拟定从实际分析，单斗――汽车工艺在我国采空区回收煤柱及露天矿山生产中已得到广泛应用，有着成功的使用及管理经验，因此选用单斗——汽车工艺作为该矿开采工艺。四、设备选型挖掘机为1.6m3～2.5m3斗容液压铲进行采掘，配合30t自卸卡车运输，排土设备为2.5m3前装机及推土机。装运设备数量计算表铲斗容积m³2.21.6物料松散系数1.331.33满斗系数0.950.92自卸车容积m³28.5628.56每车理论装斗数斗/车13.6619.4每车实际装斗数斗/车1319每车装载循环时间s4038每车装载时间min8.712每车等调时间min0.50.5小时装载车数车6.54.8挖掘机小时效率m³/h200175年有效作业时间h60006000年设计能力万m³/a120105工程量万m³2800186设计计算台数台23.31.8选用台数台464运输距离km1.51.5年工作时间h60006000自卸车装载体积m³28.5628.56装车斗数斗1319装车时间min8.712运输速度km/h2020来回运行时间min99卸车时间min11等调时间min22循环时间min20.724台年生产能力万m³37.3432.2在籍台数台756使用台数台18416第二节开采程序一、首采区选择首采区选择，关系采剥工程合剪发展和经济效益，特别是早期的经济效益。（一）首采区选择的原则：1、遵照先易后难，突出早期效益高的原则。首采区应选择煤层埋藏浅、基建工程量少、生产剥采比小的地段；2、勘探程度高、煤质好；3、便于采区衔接，有助于后期矿山工程发展；4、外排运距近，内排条件好及距地面生产系统近的区段；（二）首采区的拟定首先，分析全区的煤层赋存状况，由于本区煤层赋存条件的特殊性，煤层赋存条件较好。二、拉沟位置的选择（一）选择拉沟位置的原则1、拉沟地段覆盖层薄，宜于减少基建工程量；2、靠近矿田边界，容易布置外排土场；3、剥采比较小。（二）拉沟位置的选择拉沟位置见图（三星煤矿采空区灾害治理一期工程拉沟位置平面图）。（三）开采程序首采区选用走向拉沟；工作帮分为采煤帮和剥岩帮，倾向推动，工作台阶宽度32m，台阶高度10m，坡面角70°；采煤台阶高8m，宽度为煤层宽，坡面角为煤层倾角。端帮台阶高度40m，平盘宽度10m，坡面角70°，最后边坡角64°。第六章采掘场运输方式和剥采办法第一节采掘场运输方式设计采用单斗—汽车工艺,运输方式为自卸汽车运输。达产时期和移交运输系统相似。一、移交时期开拓运输系统1、剥离运输系统从基建到移交采用单斗—卡车工艺,剥离均为卡车运输,移交时运输系统以下:其剥离物的运输系统为：工作面——平盘道路及移动坑线——出车沟——地面运输道路——外排土场2、煤的运输系统采煤帮——平盘道路——拉沟道路——地面运输道路——储煤场第二节剥离方式和采煤办法一、开采参数本设计主导工艺采用单斗-卡车工艺。1、台阶高度台阶高度是露天矿的重要开采参数，设计考虑单斗挖掘机最大挖掘高度，基建工程量，早期剥采比等因素，对剥离及采煤的台阶高度拟定以下：根据剥离物和煤的物理力学性质与其埋藏条件，根据采掘设备规格，设计拟定剥离台阶高度10m，水平分层划分台阶。采煤台阶根据倾角变化水平或倾斜划分台阶（以5°为水平或倾斜划分原则），台阶高度为8m或煤层自然厚度。2、台阶坡面角台阶坡面角:表土为30°；煤、岩为70°。3、采掘带宽度根据工艺特点，采掘带宽度越宽，在年推动度相似状况下，年工作面坑线移设次数就越少，系统效率越高。但采掘带宽度增加会造成工作帮坡角变缓，从而使剥离工程量增加。综合考虑作业设备的规格、采装作业条件等因素，拟定剥离台阶采掘带宽度12m、采煤采掘带宽度为10m。4、平盘宽度平盘宽度的选用重要考虑下列因素：采掘带宽度，运输通道宽度，台阶坡顶线的安全距离等。设计拟定平盘宽度为：剥离、采煤台阶最小工作平盘宽度为32m。二、剥离方式剥离台阶水平分层，台阶高度10m。剥离台阶采用端工作面平装车的剥离方式，采掘带宽12m；岩石经穿爆，冻结季冻土需穿爆；由液压铲采装；自卸汽车运输；推土机和平路机完毕平整、清扫工作面和运输通路等辅助作业，上部仍用液压挖掘机采装。剥离运输通路采用工作帮移动坑线。自卸汽车自剥离工作面经工作平盘运输通路至工作帮移动坑线，升坑到地面矿山公路去外排土场排弃，或绕过单侧端帮去内排土场排弃。三、采煤办法煤层的开采都以顶板剥离露煤方式由顶向底采煤，水平分层（根据煤层倾角变化而变化，煤层倾角不不大于5°时水平划分台阶，煤层倾角不大于5°时倾斜划分台阶）。对于较薄的煤层，可站在煤顶的剥离物上液压铲由上向下分层选采，或用推土机从上向下推成堆，由装载机装车运出。采煤由液压铲进行，煤层需要时可进行松动爆破，提高效率也可采用人工回收。基建及移交早期，沿走向布置工作线倾向推动。1、煤层顶板解决：煤层顶板需用推土机或前装机清理成堆，然后由装载机装车运出。顶板出露高度根据煤层倾角大小定，普通不超出8m。2、煤层底板回收：煤层底板应定时清理回收，运用推土机将底板浮煤推至煤工作面，或就近成堆，然后用装载机装车运出。第三节开采技术安全方法一、采空区、火区（一）采空区现在露天开采范畴内存在大范畴采空区（详见煤层储量计算图），重要为原井工矿采空区。采空区的存在给露天矿安全生产带来了重大的安全隐患，因此必须引发生产、管理人员的高度重视，下列针对本矿采空区赋存状况提出的具体的安全防护方法几作业方式。1、探查办法采空区的探查以物探为主，辅以钻探（配备了3台采空区探测钻机），应制订专门的采空区爆破作业规程，并经同意后方可实施。首先矿山应设立采空区作业的专门管理机构，对采空区作业进行专门管理，具体做法为：首先将原有井下全部巷道及采空区的位置、范畴以及探查到新的采空区反映在露天采掘工程平面图上，进行井上下严格对照，并在现场进行测量标定，设立警示牌示警；另一方面，要制订具体的采空区生产作业规程，对具体作业人员进行培训，让作业人员对面临的现实危险有足够的认识，能够严格按作业规程进行生产，对异常状况有思想准备；再次，管理机构要对生产作业状况经常进行核查，发现异常及时进行解决；最后要制订突发事故的抢险救援预案。2、作业方式作业中的具体注意事项为：在旧巷及采空区作业前，先用钻机打前探眼，探测空巷内瓦斯浓度，在安全状况下，再行作业。如瓦斯浓度超限，则必须先释放瓦斯，待到安全之后再行作业。上部局限性10m时，再穿爆破孔提前爆破，促使采空区上部彻底塌落充实，再行作业；没条件时，在上部25m（5号煤层厚度的3倍）以内进行剥离作业时，采、运及辅助设备不得横垮旧巷及采空区，必须由挖掘机站立在旧巷及采空区暴露端头的另一侧进行挖掘，使旧巷及采空区顶板冒落充实后，挖掘机及其它设备才可横垮旧巷和采空区进行作业。在旧巷及采空区上部覆盖层厚度超出25m进行剥离作业时，能够横跨旧巷和采空区作业，但要随时观察。为了确认采空区具体位置，可用钻机对整幅采掘带先进行穿孔前探，对危险地段提前爆破解决，促使采空区彻底塌陷，然后采装设备再进入现场作业。采空区作业必须实施特殊作业专项负责制，专门管理机构要指派人员作为作业负责人。生产中如发现状况异常，应及时撤出人员和设备，采用对应方法。3、安全防护方法（1）采空区探测①重力法：其原理建立在万有引力定律及重力加速度基础上，不同的岩石其密度不同，不同的岩石有着不同的重力加速度。采空区的密度值远不大于围岩。②直流电法：煤层电阻率高达几千欧姆米，但仍远不大于“空气”（即煤层中的采空区）中的电阻率；判断采空区的存在，在高电阻率的背景下（即围岩）划分出低阻异常，或在相对低电阻背景下寻找高阻异常。③钻探探测：采用钻机探测，精确率可达80%。（2）标志将图纸及探测成果反映的井下全部巷道及采空区的位置、范畴重新编绘在露天矿采掘工程平面图上，并进行现场测量标定，设立警示牌。（3）穿孔穿孔应在采空区范畴外进行，按照采空区位置设计钻机位置并在专业人员的指挥下作业。（4）采掘由挖掘机站立在旧巷及采空区暴露端头的一侧进行挖掘。钻机探测上部覆盖物局限性25m的，必须放炮倒塌采空区后方可进行采掘作业。（5）运输确认旧巷及采空区顶板冒落充实后，挖掘机及其它设备才可横垮旧巷和采空区进行作业。在钻孔前探确认旧巷及采空区上部覆盖层厚度超出25m进行剥离作业时，能够横跨旧巷和采空区作业，但要注意观察。（二）火区治理考虑到本矿煤层容易自燃，加之存在大范畴采空区，含有火区的危险。露天开采后一旦发现火区，应按下列方法办理。1、隔离：条件允许时，应将煤层清理干净，隔断火区蔓延通路。2、注水灭火：可用钻机打眼，使用管路将坑底水引到火区上部灭火孔处。3、封堵及覆盖：在边坡出露的空巷口打密闭断绝火区空气来源，此法需请专业队伍进行解决；或用黄土将其覆盖。4、高温孔爆破a.但凡在老空巷区、煤及半煤岩等温度不正常的区域爆破时，装药前必须认真检查各炮孔内温度，对于有明火及高温孔（高于80℃，下同），必须通过灭火降温解决后方可装药爆破，否则严禁装药。b.检查孔温办法：温度计检查法。用一根比孔深长3m以上的金属线，从一端开始每隔半米绑扎一种温度计，坠入孔内直到孔底，待20min进行测温，温度不不大于80℃则为不合格孔。c.高温孔可采用灌水降温方式，如无法解决，不得装药，按废孔解决。d.高温孔经降温解决检查合格后按下列次序操作①复查孔深，配好各孔药量，把药包摆在高温孔旁；②装药前先派出警戒哨，将警戒线布置好。③首先将各炮孔起爆器材连接好；先装填温度正常的炮孔，同时撤出一切不用的器材；④预备起爆信号发出后，起爆人做好起爆的一切准备；全部装药人同时装填高温孔，炮区负责人随即检查。⑤装药人全部撤离炮区并躲到安全地点后，立刻起爆。e.装填高温孔注意事项①按两人装一种炮孔安排装药人数，无关人员不得进入炮区。②尽量减少一次爆破高温孔的数量。③装药发生卡堵不适宜解决。④装药次序为炸药→起爆器材，正向起爆法。⑤采用整装药，少充填；严禁使用散装药。⑥装药人在装填完毕自己负责的炮孔时应快速撤离，不得再靠近已装填完毕的高温孔或别人负责装填的炮孔。⑦高温孔装填操作总时间不得超出10min。⑧提前1、2天对高温孔进行降温。⑨高温孔不得进行扩孔作业。f.高温孔的起爆器材应采用导爆索，起爆药使用铵沥蜡炸药，应将炸药隔热包装。5、挖掘机在火区作业时，首先检查工作面的温度、有无明火，严禁将明火装在汽车上。6、如果火区工作面有明火或工作面温度超出80℃时，挖掘机应停止作业，待无明火和温度降到80℃下列，方可作业。7、汽车在火区作业时，应注意路面和装车地点的温度，超出40℃时应规定洒水降温。8、汽车在火区作业时，司机应精神高度集中，经常观察火区状况，不准将车停在水、煤气涌出处和明火高温区上，避免中毒和车体着火。9、严禁漏油的挖掘机、汽车、推土机在火区工作面上作业。10、火区作业，挖掘机、汽车、推土机每台设备要配备1-2个灭火器。二、露天矿剥离和采煤是相对独立的开拓运输系统,应严格按照开采次序和班,日,月开采进度计划施工,并在生产中加强技术管理。三、采场和排土场边坡稳定是露天矿生产中最重要的工作,在生产中应在做好管理维护的同时,还应加强监测工作,消除隐患,确保设备和人员安全。四、露天矿爆破作业应采用分段装药,预裂爆破方法,确保工业场地各建筑物的安全。避免挖掘机“三条腿作业”，最大程度地发挥设备效率,应切实提高工程质量，必要时用前装机配合。五、采场移动坑线冬季下雪易滑,应用大马力履带推土机清理。六、采空区穿孔、爆破安全技术方法（一）钻孔作业的安全方法1、钻机钻孔前，必须经先探测空巷具体位置，钻机站立于岩石台阶之上,采空区顶部至工作面厚度不不大于或等于6米时，钻机方可进入作业。2、钻机进入作业面的时间不得超出7天，以防平时爆破震动引发采空区塌落。3、钻机打孔时，一人在司机室操作，一人在地面监控，发现地表有裂缝、塌陷等异常现象，设备应立刻撤出采空区上方到安全地带；4、钻机打透的炮孔，必须及时封堵，避免采空区的煤层见空气后发生自燃并产生火孔。5、钻机作业尽量安排在天亮时，方便地面监控人员便于观察地表的变化。6、打不到采空区的炮孔深为15米，尽量打到煤底板，采用分段装药。（二）采空区空巷内火煤区的安全方法钻机进行钻孔过程中，如发现孔内温度变化明显，首先需要用温度计进行测温，发现异常，及时封堵，装药前注入水、泥土、砂石进行降温，最后装药起爆。（三）采空区空巷内积水区的安全方法普通不会影响到爆破作业，但探测到积水超出1.5米时，要备用抽水设备，进行抽水排放，以防在采煤过程中发生透水事故，伤及人和设备。（四）爆破作业应采用的安全方法1、爆破作业必须严格恪守国家颁布的《爆破安全技术操作规程》的有关规定。2、本设计为基础性设计方案，可根据具体实际状况作合适调节。3、装药前先把打透孔堵住，打够抵抗高度。4、装药时先装正常没有打透的炮孔，后装打透孔。5、孔内必须采用导爆索无雷管起爆。6、高温孔必须经淋水温度降到80。C下列，方可进行装药。7、每个炮孔采用两个起爆单，确保不产生盲炮。8、连线采用复式网路，确保全部炮孔一次全部起爆。9、起爆过20分钟后，爆破技术人员和炮区负责人方可进入炮区检查，避免产生二次塌落，造成人身伤害。总之，采空区防止是安全上的大事，生产单位必须引发高度重视，制订具体的安全规程及作业指导书。经常开展安全教育活动，让每个员工都对此有苏醒的认识和高度重视。另外，在开工建设前必须进行一次全方面的井巷实测，确保采空区资料的精确性。第七章露天煤矿运输一、运输方式1、剥离物运输工作帮平盘-坑内移动线-端帮线-出沟线-场外线-排土场2、煤炭运输采煤工作面-坑内移动线-端帮线-出沟线-场外线-储煤场3、辅助运输设备洒水降尘使用2台容量不不大于10T的洒水车，道路维护使用平路机，压路机，推土机，装载机等，数量按实际需要配备。二、道路宽度工作帮道路宽度：不不大于12m。移动坑线道路宽度：不不大于15m。端帮线道路宽度：不不大于15m。出沟线道路宽度：不不大于15m。场外线道路宽度：不不大于20m。坑内道路技术规定：1、行车速度:15km/h2、最小曲线半径:20m3、最大纵坡:7.5°4、会车视距：40m5、停车视距：20m6、缓坡段距离：50m7、竖曲线半径：200m地面道路技术规定1、行车速度：30km/h2、最小曲线半径：50m3、最大纵坡：8%4、会车视距：60m5、停车视距：30m6、缓坡段距离：80m7、竖曲线半径：200m其它行车速度1、下坡最高车速：25k