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1、目录/口vl-fell3第1节治理计划-3-第二节治理流程-7-第一轮审批-8-第二节治理-9-第.章处理工及设备第一节剥采过程-11-第二节设备选型-12-第三节设备数量-15-第四章治理程序-19-第一段沟渠的位置-19-第二节挖矿程序-20-jH-录方20第一节余煤回收法-20-第二节余煤开采方法-21-第三节挖矿参数-21-第4节工作面工作方法-23-第1节穿孔方法、穿孔器类型-25-第二节爆破方法-25-第三节爆破参数的确定-25-第4节秒断-27-第5节起爆方法-27-第六节爆破材料消耗-28-29第一节运输方式-29-第二节交通系统-29-第八章剥离物的存放-30-第1节拒绝-3
2、0-第二节倾倒过程-30-第三节回填-31-第一章治理计划第1节治理计划新格老挝煤矿井下开采已全部完成并关闭,形成大面积采空区,给矿区群众生产、生活和环境带来很大隐患。治理方案由新建煤矿委托,要求对采空区进行彻底治理。经过详细调研、深入实地调查了解区域地形、煤层埋藏特征、开采状况、采空区分布进展情况,并结合神木县多年来的采空区治理经验,制定了两项治理方案被设计和提议。,分别为充填法处理方案和露天剥离处理方案。方案一:填充法治理方案为彻底根除采空区带来的安全隐患,我国目前的研究表明,最可行的方法是“填土用填充材料(废石、尾矿或填充骨料)填充采空区并用填充材料支撑围岩可以减缓或防止围岩变形以保持其
3、相对稳定性,因为填充材料会对柱子。侧向力有助于提高其强度;常用的充填方法有:干岩充填法、尾矿充填法、水泥充填法等。采用填土法处理采空区,一方面需要清楚了解采空区或采空区内巷道的位置和大小,以及与相邻采空区的所有通道,以便封闭采空区并加隔墙,进行充填脱水或防止充填物料流失;另一方面,采空区必须有钻孔、巷道或天井,使充填材料可以直接进入采空区,达到压实和填充采空区的目的。该充填法用于采空区处理,具有效果好、见效快、充填紧凑等优点O但是,这种填充方法存在施工难度大、成本高、操作安全性差等缺点O另一方面,从安全生产的角度出发,必须从经济角度考虑,选择合理的填充材料,研究经济可行的工艺技术。方案二:露天
4、剥离开挖处理方案该采空区处理围挡位于矿区5-2煤层顶板破碎区。该区地表侵蚀严重,治理区周边综合环境较为复杂。区域煤层覆盖层较薄,覆盖层主要由新生代松散层和中生代基岩两部分组成。处理区覆盖层平均厚度为49.99mo剥离法的特点是治理效果彻底。对比前次处理的工作效果,认为兴格拉煤矿采空区的处理更适合剥离和开挖的处理方法。也就是说,露天剥离和挖掘是在处理区域周围从上到下逐步进行的。采空区上部黄土和岩石开挖后,开挖剩余煤,用黄土覆盖煤层露头,用开挖的剥离料回填基坑。坑坑平整,覆黄土,开垦绿化。余煤销售收入补偿采空区建设成本,降低治理成本方案一虽能管好采空区,但投资大、无产出、无经济效益、公司治理热情不
5、高、治理不完善。部分区域可能因降雨等因素激活,产生新的隐患O选项2不需要国家投资。公司用回收余煤的价值补偿采空区治理成本,有盈余O治理彻底,覆土效果好,利国利民,利企利第三方。方案经经济技术方案比较论证后,建议采空区管理采取露天剥采、开挖等方式,彻底杜绝采空区灾害。因此,确定新格崂煤矿拟采用露天开采的处理方案。从煤层厚度和赋存条件等方面讨论了该处理区的剥离和开挖条件:1、煤层厚度5-2个煤层,煤层厚度为每个煤点直接测得的煤层厚度(不包括砰石),若块内或侧面有多个钻孔,则均匀取点并取算术平均值区块平均煤层厚度为2.68m。5-2煤层剩余煤柱面积为:2734-178=25.56;5-2煤层庙宇覆盖
6、的剩余煤柱储量为:1.78X2.68X1.30X58%=8.21X58%=4.76万吨;52煤层剩余煤柱储量为:25.56X2.68X1.30X58%=117.96X58%=68.42万吨。考虑露天回收率98%,实际可回收煤量为:68.42X98%=67.05万吨。可回收资源量大。5-2煤层厚度等值线见图1-1-1。图11152例厚度等值线图2.覆盖层厚度本区地貌单元属黄土丘陵沟壑区,大部分地区为第四纪风积砂、冲积层和黄土覆盖。处理区整体地势南高北低。最高点位于煤矿南部海拔1227m,最低点位于煤矿东北边缘会场沟沟口与西沟交汇处海拔1015m,相对高差为212米。5-2煤层位于第一段组的上部,
7、埋深Om100m。5-2煤层上覆岩土等高线图见图1-1-2o图1L252煤层覆岩土等值线图3剥皮比老挝处理面积1344.84万平方米。其中,5-2煤松散层剥离量为465.68万立方米,岩石剥离量为812.11万立方米,剩余煤回收量为67.05万立方米,煤岩比为8.26%,平均剥采比为19.06m3/t,边界剥采比为18.65m3Ao汽提率等值线见图1-1-3;剥离量计算结果见图1-1-4;具体剥离参数见表I-I-Io图1-1-352剥煤比等高线表111处理区剥采参数4初始剥离开挖条件及剥离边界处理区周边地势西北高东南低,有两条NW-SE向通道,其中东南河谷可作为初始开挖位置。开挖从东南低地向西
8、、向北进行,直至最终的开挖边界。前期剥落物全部运至东南外倾倒场,后期全部卸出。5.具备外排条件治理区东北部有一条长谷,叫会昌谷,地势低洼。是初期临时排放的良好垃圾处理场。6、水文地质条件本区主要含水层为第四纪全新世风积砂含水层、第四纪全新世冲积含水层、中侏罗统上部风化岩含水层、二段砂岩裂隙水含水层。上述含水层均为富水、弱水。其中,组二段砂岩裂隙水含水层为5-2煤层直接充水含水层,进水量2814454lS,单位进水量0.008-0.0236LSm.7、工程地质条件处理区位于陕北侏罗系煤田,位于鄂尔多斯台向斜东侧陕北斜坡。区域资料显示,基底主要发育五堡一靖边EW向、保德乌旗NE向、西一神木溪NE向
9、构造带。榆神矿区位于陕北侏罗系煤田东部,地层总体为单斜构造,北西西向倾角平缓,倾角小于1。第二节治理流程治理实施流程:地表清理腐殖质收集注水降温上覆土岩层剥离与开挖排渣燃区余煤回收与输送开挖底部煤层露头黄土封堵与覆盖基坑基坑回填、平整黄土覆盖【绿化复垦用】绿化。第二章治理第一轮审批一、煤矿概况神木县西沟乡信义老煤矿位于陕北侏罗系煤田豫北深西大宝当普查区东北部。北邻为无矿权区和燃烧区。矿场围护结构与相邻矿井之间不存在茬口关系。矿权设置如图2-1-1所示。根据采矿许可证【证号:C6100002009091120037103),新老煤矿开采深度:海拔108Om至1115m,划定9个拐点,南北宽2.3
10、2km,东西长2.67km,面积约4.249Ikm2。开采5-2、5-3煤层,拐点坐标见表2-1-1。图211新格老挝煤矿采矿权设置示意图新格拉煤矿田周围拐点80坐标系第二节治理根据批准的处理围护结构,深度为5-2,煤层底板批准边界,整体坡角约为45。,剥离边界见图2-2-1。0.11公里2.剥采表层边界拐点坐标见表2-2-1,剥采深部边界拐点坐标见表2-2-Io图221处理区剥离开挖状态表2-2-1剥离开挖面边界拐点坐标表表222剥离开挖深边界拐点坐标表第三章处理工艺及设备第一节剥采过程一、工艺选择及考虑因素考虑处理区地形特征、气候条件、煤层埋藏条件和煤岩性质;设备类型、规格、能力;优先选用
11、先进设备;考虑社会力量;技术先进,性能可靠;设备规格匹配合理;考虑边界几何。二、评选结果考虑到开挖工程主要采用自购设备,也可以采用设备租赁或开挖外包机制。在充分利用社会力量进行开挖开挖的前提下,单斗车技术显示出优势。因此,本次处理项目选用单桶技术。一卡车技术为本次剥离开挖工程的技术,设计暂视为外购设备。第二节设备选型一、概述根据其他自燃隐患区和火灾区的控制经验,结合本控制区的具体情况,设计将采用小型挖掘机、装载机和自卸车,以及推土机的常用方法进行控制.经实地考察,1.6m33.0m3液压铲是常用设备,广泛应用于道路、建筑、小型矿山等领域。该设备性能可靠,技术成熟,选矿方便,可组织社会配件。开挖
12、工程主要采用自购设备,或设备租赁或开挖外包机制。设计暂按外购设备计算,施工设备选型主要考虑社会常用机械。该处理区地层抗压强度变化较大,岩层各向异性系数较大,岩性较复杂。除了上部剥落的松散层外,相对较软,可以直接用液压挖掘机补上,剩余煤也可以回收。残煤与大部分示威相比,较硬,需要进行射孔爆破。一、主要设备用途如下:钻机:用于钻探岩石和剩余煤。液压挖掘机:用于挖掘剩余煤层上方的松散层和基岩。前装载机:用于回收余煤和辅助液压挖掘机。自卸车:用于运输前装载机无法处理的液压挖掘机、岩石、松散层和剩余煤。2、其他管理设备及用途杂项作业车:用于炸药、雷管等爆破材料的运输等运输。履带式推土机:用于野外施工、液
13、压挖掘机工作面清扫、交通道路建设和养护等的覆土。洒水器用于控制工作面和运输道路洒水除尘,并用黄泥堵塞煤层裸露工作面的供水。加油车:为采空区管理中的各种设备提供燃料。小型自卸车:运输杂物、筑路材料等。生产指挥车:用于采空区管理和管理人员的生产指挥。2、设备选型经实地考察,当地外包团队的采矿设备以1.6m33.0m3液压挖掘机为主,运输设备以15t32t自卸车为主。考虑到年剥采量大,出水排放距离远,如果选用小型设备,将导致设备数量众多,无法正常开采和运输作业。如果您自己购买大型设备,由于项目地形条件复杂,工作线长度不稳定,大型设备无法高效执行,因此本方案选择以下设备型号:1、挖掘机根据选用的单斗-
14、卡车连续工艺,可提供的设备主要有电铲、液压挖掘机、电液挖掘机、整机、铲运机等两台反铲。根据社会化和多功能性的考虑,挖掘机选择3.0m3液压铲作为本项目的主要挖掘设备。运行参数见表3-2-1。2 .自卸车根据生产情况,确定选择35t自卸车作为该项目的主要运输设备。35t自卸车参数见表3-2-2。表321液压挖掘机主要技术参数序列项目单元睁后金宓1ASKa2铲斗容量标准伊WL充集决3Aan己举卜米32VV9743柴油发动机描刑IVnl-anTh态/;击宙KWfZrnm94An1nn汕殆灾曷7”4液压系统兆刑TV布TVBI改铿谣#Th志W赤士油政丁作庆北岫7士沛咳曷士流斗/芬林。乂4八八握纨嫡工先且
15、出快W方Fk油m,士叁AS5主机性能M三F铉/芬蚀Ar,FA电/K2晶大交己I-h工生A他曲能力%7+由而压力北岫QAfeJkBLaaflaK9A6作业参数孙胜府盘兴49n7in4高来911an八晶十熔秋生仆高兴。八Al1IQSC晶十松痂海庶言来9Q7704晶土熔4届宫lF高兴1911八SZr7晶十缶n住直;应言兴7Q1171SQ族M易土把力子出174174第2L晶土砒硅千生?14914表322自卸车规格若不楮刑TTSAO份劫和刑县Wn61S24土首压山冷黑份云力和HI东9S1Vvv99rmi11rd.hn99rminiISR6mm+1S11mm蜜菱Xaim3升阵和曲华谿前印1111而L曷土九
16、而翻告府51。想在时间VX三1lSS公用/小口寸国大爪巴i能as米3OaOa/1、主立晾牯金口曷来3181S一-I-一湍栽木访物斗务AS7车声4彳后环RVF同Q输车时同Q?S?s?S每/卜时比前能力Vr方兴IFaa9Q98S71*1R每加T作时间M7S7S7S蚣科H才问利田泵QQnQ缶丁拉日daanaan22。与俾能响国家QSQSQS维护笺能口向田表811R118每天蚣甜次痂加州aqa每住绅丁桂R#同HSfn父70S787Sfn只70由待铲斗容脩1。4米3/米S6OR4父17SOQ7隹生宓能力米aG16只14S1Sa表33235t自卸车容量计算表项目单元工业”主-I-K立Cl5U3OO士土如I
17、为壬Hv?r-fcr-i141*7O。夕十人玄粉1C1QCZrRJirir.IlThVTr业1Jn1S11Z111后士不在tnF业”业3吊+X壮n杨I必I壬县rfAGVCA也无名却rtitOCG0三片左Vm*Rlrnd7HCCAOC出左壮、口导业3OO。,/、M*R二壮11旦*31Q1A*4lzAQOAlQOnn无4R1US台匕斗3onnnZLC止工止口AOOAQn不彳工林1.11:%来Fr工11:4UOO介如AOAO后代4t11Z4rfk+ril口ncnAndc八nnW;左右匚立台匕乎/A。non表3-3-3主要设备数量序列号设备名称型号和规格单元数量评论1液压铲3米3塔3剥采、采煤2液压反
18、铲0.3m3-塔1填孔3垃圾车25吨塔10运输土壤4钻机150mm塔1穿孔5履带式推土机320HP塔1倾倒6履带式推土机220HP塔1辅助的7履带式推土机220HP塔O道路维修8消防喷头8吨塔2道路9液压碎石机0.5m3带液压头塔1二次破碎10装载机ZL-50塔3煤炭装载、杂业11滚筒ZLJ-(58.8kw)塔1道路12加油机5吨塔113多功能车8吨塔114指挥车0.75拾取塔5第四章治理程序第一段沟渠的位置处理区周边地势西北高东南低,分布NW-SE通道,可作为初始开挖位置。沟渠位置见图图411剥离开挖区沟渠位置第二节挖矿程序剥离开挖从东南低地向西北推进,直至剥离开挖的最终边界,然后进行西北侧
19、的开挖。第五章剥采方法第一节余煤回收法根据确定的剥采工艺和运输方式,必须先对煤层进行射孔爆破,采掘装载由液压挖掘机完成,前次装卸为辅。剩余煤由液压挖掘机和前装载机装载到工作面上的自卸车,并由自卸车运输到地面。为了彻底控制采空区余煤自燃造成的污染,设计决定使用推土机清理地面,尽可能多地回收煤炭资源。每个煤层台阶由煤层的自然厚度分层。煤层的开采方式为剩余煤由液压挖掘机装载到自卸车,煤炭由自卸车装载,通过工作面移动坑线和地面输煤干线运输到地面,采矿步骤全部通过跟踪挖掘。第二节余煤开采方法为节省煤炭运输设备投资,减少储煤场占地,减少储煤对露天矿附近环境的污染,设计了一辆25t自卸车直接从露天煤矿运输。
20、采矿工作面o生产中要严格执行煤矿安全规程和煤炭工业露天矿设计规程的要求。进入露天矿坑运输煤炭的车辆,应使用20t矿车,并必须符合安全要求。安全培训,并通过认证取得进展。采煤设备选用柴油驱动的液压挖掘机,配备一定数量的前置式装载机进行采煤装载。煤层单独分层,顶板外露煤,挖掘机一次采全高开采方式进行开采。在煤层遇到夹层岩石时,用前装载机将较大的肝石倒入采空区进行选矿。采煤由液压挖掘机和25吨自卸车进行。第三节挖矿参数处理区露天处理采用水平分步的方法。上覆第四系松散层厚度不一,按厚度分为2级,基岩分为3级,煤层分为独立级,开采参数见表5-3-1表531煤矿控制区剥离参数台阶高度m10最小工作盘宽度m
21、42-45覆土台数(级)2黄土台阶坡度角。40-45上覆基岩平台数量level3基岩台阶坡度角65-70煤层台阶(水平)1煤阶坡度角约70总步数级别6工作坡度角。大约10矿带宽度Lm15端帮倾角约351.台阶高度根据开挖物和煤的物理力学性能及其埋藏条件,并根据开挖设备的规格,确定标准台阶高度为IOm。设计考虑了开挖和运输的需要,按照厚度分为6个步骤。煤层根据其自燃厚度分为一个台阶。2、矿带宽度综合考虑作业设备的规格、开采和装载作业条件等因素,确定剥采带宽度为15m。3 .最小工作板宽度平板宽度的选择主要考虑以下因素:矿带宽度、起爆桩的延伸宽度、输送通道的宽度、输送通道与矿顶线的安全距离。下一步
22、坡度等。最小工作板的元件示意图见图5-3-1。参数见表5-3-2。图531最小工作板元件示意图4 .工作步骤的倾斜角度确定工作团松散层中新生代黄土台阶坡度为4045,岩阶坡度确定为65-70。,煤阶坡度为确定为70。5 .帮助倾斜角度工作坡度角根据以上开采参数和煤层赋存条件,正常生产时,剥采处理区工作坡角为10左右。端帮斜角正常的端对排倾斜角约为35o表532工作平板的要素象征不象征意义少量特征值采煤步骤剥皮步骤爆破步骤不要炸楼梯H步高米101010一个矿带宽度米151515一个台阶坡度角O707045助教与坡顶的安全距离米2.52.55结核病炸药堆延伸距离米480吨传输信道宽度米15.515
23、.515.5C安全距离米222乙其他设施米425B分钟最小工作盘宽度米424545第4节工作面工作方法1 .剥线步骤操作方法根据推荐的开采工艺,自作业主要用于控制剥采和开挖。自营设备总则在端部工作面用小型挖掘机、平装车或顶装车开挖,用自卸车运输,台阶水平分层。设计推荐的挖掘机型号为3m3液压铲,自卸车吨位为35t。为了提高单斗挖掘机在使用平板装载车时的利用效率,装载方式总则为双面装载。上层松散层和风化岩采用水铲直接开挖,爆破煤层顶板岩石和整个煤层;剥离输送路径采用工作辅助移动坑线。自卸车自卸工作面通过工作平面运输通道和工作排移动坑线,然后将坑提升至地面矿道至外倾倒场进行处置。排实现后,通过结束
24、帮助步骤去垃圾场。2、余煤开采法为节省煤炭运输设备投资,减少储煤场占地面积,减少储煤场对露天矿附近环境的污染,提高经济效益,20t级自卸车设计为直接从露天采煤工作面运输。生产中要严格执行煤矿安全规程和煤炭工业露天矿设计规程的要求。进入露天煤矿运输煤炭的车辆,应使用20t级矿车,并必须符合安全要求。同时,对卡车司机进行安全培训,持证上岗。采煤设备选用柴油驱动的液压挖掘机,配备一定数量的前置式装载机进行采煤装载。煤层单独分层,顶板外露煤,挖掘机一次采全高开采方式进行开采。在煤层遇到夹层岩石时,用前装载机将较大的肝石倒入采空区进行选矿.第六章爆破工程第1节穿孔方法、穿孔器类型该处理区剥离房多为层状碎
25、屑岩,抗压强度变化大,岩层各向异性系数大,岩性较复杂,机械强度低。为提高治理工程铲装的工作效率,对所有未风化的岩石和煤层进行爆破。根据选用的工艺设备,设计决定采用深孔爆破法进行煤岩松动处理。本项目选用直径150mm的浅孔钻机作为钻孔设备。第二节爆破方法岩石及余煤设计确定采用多排深孔微松爆破方法。主炸药为铁炸药,起爆由引爆弹引发。射孔机在空工作面钻孔时,必须制定安全措施,并在专业人员的指挥下实施。在煤、半煤岩等温度异常的自燃区进行爆破作业时,必须检测孔温。明火炮孔或炮孔温度在80C以上的高温炮孔必须采取灭火降温措施。高温孔经过冷却处理后,应迅速引爆装药。高温孔应使用热敏性低的炸药,或使用炸药雷管
26、作为保温包装。第三节爆破参数的确定岩石及残煤爆破设计参数见表6-3-1。表6-3-1爆破参数表第4节秒断1 .确定最大内容块大小和过程要求根据装载设备的不同,3.0m3前装载机内容的最大块尺寸为IJmo2、不合格大块的出现及二次破碎的方法该露天矿作业场地小,设计采用液压碎石机对不合格的大块进行二次破碎。第5节起爆方法岩石和煤台的爆破方法和爆破顺序与煤台相同。1) 本设计采用非电毫秒微分启动方法。2) 引爆顺序:起爆装置雷管隔板瞬发雷管雷管主炸药。第六节爆破材料消耗处理期间每年爆破材料的预计消耗量见表6.6-1。表6-6-1年爆破材料消耗量第七章交通系统第一节运输方式该处理区所有项目均采用公路运
27、输,回收煤和剥离料的运输通过矿道和外路完成。本次处理项目的运输分为三个部分:1.果皮运输在初处理区,初处理区的土壤和岩石由自卸卡车从水平作业线通过移动坑线运输到临时外部倾倒场。运至垃圾场进行相应级别处置。2、采余煤运输处理区回收的余煤通过坑道采煤工作面装入运煤车,经坑道运至坑道线,地面运煤路直接外运。3、治理工程的杂项作业车辆、材料和人员的运输,均由矿道和矿坑动线运送至各工作面。第二节交通系统第八章剥离物的存放第1节拒绝根据剥采区及其周边的地质、地形条件、开发方式、封闭倾倒和环境保护要求,选择外倾倾倒场。由于开挖量大,露天开挖,本次处理方案未选择临时倾倒场。初期,表土将堆放在垃圾场,以备日后土
28、地复垦使用。残煤和高温岩土着火,必须洒水降温后丢弃,残煤必须用黄土覆盖,防止自燃。受剥采深度和剥采最终坡度比的限制,该矿区剥采初期除表土外的剥采物全部排至外排土场。,最终矿坑高程回填至1155m高程,剩余挖出的土石料堆放至矿场。请参见图5-4-1和图5.4-2。第二节倾倒过程1、外排土过程阶梯式叠放,每级阶梯高5m,外坡坡度比1:1.5,中间设置3m宽平台。排土和填埋的顺序是先卸岩石,后卸风积沙,最后覆盖粘土层。倾倒过程中土壤应平整并分层压实。浓缩粘土堆放工序:为将粘土层作为外堆的最终覆盖土,必须集中堆放在远离开挖作业区的平坦处。运送到处理区域以传播和覆盖土壤。2、排水过程台阶高度:考虑到环保
29、和安全排土,排土为三级。一是高5m、稳定角30。的泥沙倾倒台阶。另外两个是石阶,高IOm,稳定角50。台阶宽度:初次倾倒土时,台阶宽度为20m。随着工作面的推进和废料的增加,台阶的宽度逐渐扩大,投产时可达40m。倾倒台阶不受空间限制,随着下部台阶前进,上部台阶进一步扩大。排土线长度:推土机排土,考虑3车同时作业,确定排土线长度为IoOm;排土线采用直线。回填顺序设计:排土填埋顺序为先排岩石,再排风积砂,最后覆盖粘土层。倾倒过程中土壤应平整并分层压实。为保证灭火场回填的有序进行,本方案的回填、倾倒顺序设计如下施工初期,将辖区内的沙石全部剥离,运至外堆场集中堆放。建立期,先剥离煤台,然后将向北发展
30、的剥离物按照下石上砂的顺序回填处理区南侧的堆场。工作区,外倾场的土方必须运回最后隧道.本区高位沙丘剥离后,集中堆放,最后一起填入最后一条隧道,实现土石方的均衡调动和利用。第三节回填倾倒土壤的过程就是回填的过程。小车沿末端卸至非工作组,将两个非工作组台阶合并为一个排土台阶,处理顺序从下到上。开挖完成后,开挖坑内填满相邻的土壤和岩石。回填考试前的注意事项:余煤需彻底清除。黄土覆盖煤层露头用黄土覆盖5-6m,并设置监测管道。坑底覆土后,可将车辆倒在煤层台阶上方,或堆放在煤层露头处,然后用挖掘机铲斗夯实。土壤排放参数见表8-3-1。表831排土参数项目单元排临时开除物质休憩O3035卸料台阶高度米25摇滚距离米1010台阶坡度角O5035最终帮助角O30最小工作盘宽度米5050排台阶与采煤台阶之间的距离米150建筑面积米225560096825.79最终松弛因子1.31.3总废弃高程米11481140