小华矿井田地表塌陷区防洪措施

小华矿井田地表塌陷区防洪措施

1地表缺陷、裂缝综合治理小华煤矿大面积坍塌的导水区主要分布在小华井的西部（上平村的雪坑），位于96年和97年的调查线和zk7、zk24和zk3孔之间。该区域占地面积约4821.71万米。总的屋顶降水已进入我们的矿山。其次，位于上平村97号线的南北两侧，东西约150米。大部分降水也通过地表塌陷、裂缝和采矿准备期间破裂。只有少量降水沿着地面流动。因此大气降水直接沿地表陷裂带溃入矿井，是矿坑水的主要来源，从而直接导致2006年“六一”洪灾的发生，给矿井造成重大的经济损失。随着地表小煤进一步侵入及采空区面积的进一步扩大,矿井的最大涌水量将有可能继续呈上升趋势。因此地表塌陷、裂缝综合治理迫在眉睫。由上京分公司领导组织生技办、小华煤矿有关人员，多次深入现场勘察。在上坪雪坑地带96～97勘探线和ZK7、ZK24、ZK3钻孔周边：(1)发现在山体有多条煤层露头塌陷带，长度均在1000m左右。但是，大部分煤层露头塌陷带处在山坡上，被地表植被所覆盖，大气降雨对矿井的补给水相对较小，影响不大。(2)在坐标X=2851150～2851400,Y=20569200～20569400范围的山坳，均未发现降水沿地表山谷流经，大部分降水从48#煤层露头塌陷带和一个报弃小煤下山峒口直接溃入井下。经过认真分析、讨论，并结合历年大气降水渗入矿井实际情况，一致认为必须做好上坪雪坑界于96、97勘线和ZK7、ZK24、ZK3钻孔之间的地表塌陷区和报弃小煤下山口防治水工作，并采取填、堵、截、排等措施，特别是48#煤层的露头塌陷区处理尤其重要。因此拟对坐标为X=2851150～2851400,Y=20569200～20569400范围山坳进行综合治理。2采取措施防止和惩罚2.1深化现场调查分析，制定防治计划2.1.1大气降水、涌水在雨季期间，矿井地表的塌陷区是大气降水导水的主要区域。根据现场调查分析：在坐标X=2851150～2851400,Y=20569200～20569400山坳的范围，均未发现大气降水沿地表山谷流经，大部分大气降水可能从48#煤层露头裂隙带经采空区直接溃入矿井井下，其汇水面积较大，约6万平方米。从历年井下雨季期间来水地点的观察，主要是从井下48#煤层的巷道排出，最大涌水量为140m3/h（正常裂隙水15m3/h），且来溃水速度快，大雨过后24小时就流到井下，是矿外补水的主要来源，也是矿井存在的主要水患之一。2.1.2治理方案确定经多次深入现场勘察，经过大家认真分析、讨论，并结合历年大气降水渗入矿井实际情况，初步拟在井田西北段山坡汇水面积通原地质公路排放，流经在坐标X=2851150～2851400,Y=20569200～20569400范围的山坳进行防治水治理，结合填、堵、截、排等措施确定综合治理方案。2.1.3新开公路路面水处治理方案本着技术可行、经济合理的原则，初步拟定地面防治水工程项目分二期进行实施。(1）第一期工程重点抓好五个方面工作：(1)靠近ZK7钻孔开挖一条长约70米左右的截水沟，拦截分水岭南侧顺公路而下的水沿新开公路路面往东边方向排放。(2)西南块段，穿过新公路采用直径600mm水泥管15m引排。(3)在雨季期间，流经新开公路路面水要经常进行疏、堵、引顺路面排放，减少雨水往山坳排放。(4)西南块段靠近48#露头通过填挖修一条约50米（方案一采用三合土人工夯填300mm，或方案二采用水泥砂浆振捣浇灌）引水带至新公路涵管排放。(2）第二期：在完成第一期工程后，经过雨季期间的检验，视其效果。若出现效果与预想偏差较大时，拟重新安装约260米预制水泥管进行引排。2.2提供技术依据搜集有关材料，为三合土配合比设计提供依据。通过上网等方式查找资料，查询“三合土”的相关传统数字依据，进行对比分析并对照配比试用，为施工提供了可靠的技术依据。2.2.1“三和土”中灰烬土的比例确定根据2005年福建省地面土建工程消耗量定额，灰土比为3︰7，加水的比例为0.5立方。此为初步依据。2.2.2主要含灰量偏依据南方文库科技论文《土工材料浸水特性的试验研究》报告：灰土的试验结果表明，体积比为1︰9的灰土强度比3︰7、2︰8的高，但2︰8的水稳性最好，而目前工程应用最为广泛的3︰7灰土含灰量偏大，对水的敏感性较大。又根据《岩土工程学报》2002年第5期《灰土强度影响因素研究》报告：在1︰9、2︰8、3︰7的三种配比的灰土中，以2︰8灰土的配比最接近最优配灰比，后期强度最大，应在施工、设计中提倡使用，而目前应用最为广泛的3︰7灰土含灰量偏大，使用时应谨慎。所以灰土比确定为2︰8，水的比例为0.5。2.2.3加“三合土”的糖酸浆根据《土楼与土楼文化》中建筑方面的说明，特殊配方的“三合土”就是广为人知的加入红糖、蛋清、糯米的“三合土”，在本工程的实际施工中，考虑到红糖和蛋清制作的麻烦及非必要性，仅采用了糯米浆做为黏合剂。2.2.4砖灰缝的养护作用《中华民国（台湾）建筑业学会建筑学报》2006年6月第56期《传统砖砌建筑业砖灰缝以CO2养护后之材料性质研究》表明：白灰比重为0.39，黄土比重约为2，糯米浆依匠师访谈结果调制而成，含水率（糯米原重与添加水分后累加的比值）为80%，比重为1.08。根据本比重依据，为“三合土”的各成分重量提供计算基础。2.2.5白灰黄土水综合以上内容，通过计算得出在施工时使用“三合土”各成分配比为：白灰︰黄土︰水=78kg︰1600kg︰50.4kg（其中糯米10.1kg，水40.3kg）。在实际使用时，因黄土湿度的不同，糯米水的总比例及米与水的比例需根据情况适当调整。2.2.6．防渗结构厚度参照中华人民共和国水利行业标准《渠道防渗工程技术规范》（SL-2004）防渗结构厚度大于15cm时，应分层铺筑。压实时，虚土每层铺料厚度，人工夯实时，不宜大于20cm；机械夯压时，不宜大于30cm。层面间应刨毛洒水。所以在本工程的施工中，300mm的“三合土”分成了两次填夯。3经验和经验3.1矿山汇水排放管理由煤业公司、分公司领导组织生技办、小华煤矿有关人员，多次深入现场勘察分析、讨论，并结合历年大气降水渗入矿井实际情况，确定在井田西北段山坡汇水面积通原地质公路排放，并确定把流经在坐标X=2851150～2851400,Y=20569200～20569400范围的山坳水，采取填、堵、截、排等措施进行综合治理。方案切实可行，在实际施工后中得到了有效的检验。3.2保证项目顺利实施及运行小华矿地面防治工程项目所在地为上京镇上坪村管辖，确定由上坪村承包，是保证项目顺利实施前提。主要原因一是项目一旦实施，有可能出现村民干扰与纠纷；二是减少征地费用，节约投资，项目所用地属上坪村，由村民施工则无需征地；三是项目附近周围废弃小煤硐和煤层露头可顺便由村施工队负责填堵。3.3通过引入成本和绩效成本基金，缩短项目建设的施工时间按照设计施工图要求，估足投入成本加上合适酬金，确保施工队有利可图，保证施工进度，缩短施工工期。3.4为了优化“三个地板”的比例，取得了成果经过五年来多次暴雨考验，大部分的雨水顺利沿着引水带排出地表，达到预期目的。4矿井安全生产(1）工期短，见效快。从2007年雨季开始至今，井下排水无出现险情