山上煤矿环境保护与治理恢复方案 - 图文

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XX省煤炭运销集团 忻州有限公司XX煤业有限公司 兼并重组整合矿井建设项目 矿山地质环境保护与治理恢复方案 (2011—2015年)

(送审稿)

目 录

前 言 ......................................................................................................... 1 0.1任务的由来 .............................................................................................. 1 0.2方案编制的依据 ...................................................................................... 1 0.3 方案的适用年限 ..................................................................................... 4 第一章 矿山基本情况 ................................................................................... 5 1.1矿山地理位置和社会经济概况 .............................................................. 5 1.2矿山开采历史及现状 .............................................................................. 7 1.3矿山开发利用方案概述 ........................................................................ 14 第二章 矿山地质环境背景 ......................................................................... 20 2.1自然地理 ................................................................................................ 20 2.2地层岩性与地质构造 ............................................................................ 21 2.3水文地质条件 ........................................................................................ 23 2.4工程地质条件 ........................................................................................ 29 2.5矿体(层)地质特征 ............................................................................ 30 2.6 矿山及周边其他人类工程活动情况 ................................................... 31 第三章 矿山地质环境影响评估 .............................................................. 32 3.1评估范围和级别 .................................................................................... 32 3.2现状评估 ................................................................................................ 36 3.3预测评估 ................................................................................................ 40 第四章 矿山地质环境保护与治理恢复分区 .............................................. 49 4.1分区原则及方法 .................................................................................... 49 4.2分区评述 ................................................................................................ 49 第五章 矿山地质环境保护与治理恢复原则、目标和任务 ...................... 53 5.1矿山地质环境保护与治理恢复原则 .................................................... 53 5.2矿山地质环境保护与治理恢复目标和任务 ........................................ 54 5.3矿山地质环境保护与治理恢复工作部署 ............................................ 55

第六章 矿山地质环境防治工程................................................................... 58 6.1矿山环境保护与治理恢复工程 ............................................................ 58 6.2矿山地质环境监测工程 ........................................................................ 61 第七章 经费估算与进度安排................................................................... 65 7.1工程量估算 ............................................................................................ 65 7.2经费估算 ................................................................................................ 66 7.3工程投资估算 ........................................................................................ 69 7.4进度安排 ................................................................................................ 70 第八章 保障措施与效益分析 ..................................................................... 72 8.1保障措施 ................................................................................................ 72 8.2效益分析 ................................................................................................ 74 第九章 结论与建议 ....................................................................................... 76 9.1结论 ........................................................................................................ 76 9.2 建议 ....................................................................................................... 78

前 言

0.1任务的由来

根据XX省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发【2009】26号《关于XX市XX县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》文件,XXXX有限公司做为主体兼并重组XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司等四家煤矿,名称核准为:XXXX有限公司,整合前XXXX有限公司生产能力为15万t/a、原XXXX有限公司生产能力为15万t/a,原XXXX有限公司生产能力为15万t/a、原XXXX有限公司生产能力为9万t/a。兼并重组整合后矿区面积20.32km2,批准开采8号、11号、13号煤层,生产能力为120万t/a。

为了保护矿山地质环境、人民生命和财产安全,促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展,根据中华人民共和国国土资源部令第44号《矿山地质环境保护规定》关于编制矿山地质环境保护与治理恢复方案的要求和落实国土资源部国土资厅发【2009】61号文《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与治理恢复方案编制审查及有关工作的通知》的精神,XXXX有限公司委托XXXX地质工程勘察院承担《XXXX煤业有限公司兼并重组整合矿井建设项目矿山地质环境保护与治理恢复方案》的编制工作。接受任务后,我院组织技术人员进行了现场踏勘和地质环境调查,收集了有关资料,严格按照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T223—2009《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》的要求,编制完成了《XXXX煤业有限公司兼并重组整合矿井建设项目矿山地质环境保护与治理恢复方案》。

0.2方案编制的依据

本次《方案》编制主要依据国家、地方现行的有关法律、法规、规范性文件、技术规程以及矿山立项、工程技术文件等。主要包括:

0.2.1政策、法规依据

1

(1)《中华人民共和国矿产资源法》(1986年10月1日施行); (2)《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月26日施行); (3)《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日施行); (4)《中华人民共和国土地管理法》(2004年8月28日施行);

(5)国务院394号令《地质灾害防治条例》(2003年11月24日公布,2004年3月1日施行);

(6)国发[2005]28号文《国务院关于全面整顿和规范矿山资源开发秩序的通知》;

(7)国家环保总局环发[2005]109号文发布的《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》;

(8)国土资源部第44号令颁布的《矿山地质环境保护规定》(2009年3月2日);

(9)国土资源部办公厅国土资厅【2009】61号文《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与治理恢复方案编制审查及有关工作的通知》;

(10)XX省人大常委会颁布的《XX省地质灾害防治条例》(2000年9月27日通过,2001年1月1日施行)。

0.2.2技术标准、规程、规范依据

(1)《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(以下简称《编制规范》) (中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 223-2009,2009年10月1日实施);

(2)中华人民共和国国家标准,GB12719-1991《矿区水文地质工程地质勘探规范》(1991年2月4日发布);

(3)国家土地管理局[1995]国[规]字第103号《土地复垦技术标准》(试行); (4)国土资发[2004]69号文《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》附件1《地质灾害危险性评估技术要求》(试行);

(5)国家煤炭工业局《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》北京.煤炭工业出版社(2000.6);

(6)中华人民共和国地质矿产行业标准,DZ/T0220-2006《泥石流灾害防治

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工程勘查规范》(2006年6月5日发布、2006年9月1日实施);

(7)中华人民共和国地质矿产行业标准,DZ/T0218-2006《滑坡防治工程勘查规范》(2006年6月5日发布、2006年9月1日实施);

(8)中华人民共和国地质矿产行业标准,DZ/T0219-2006《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(2006年6月5日发布、2006年9月1日实施);

(9)中华人民共和国地质矿产行业标准,DZ/T0221-2006《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(2006年6月5日发布、2006年9月1日实施);

(10)中华人民共和国地质矿产行业标准,DZ/T0133-1994《地下水动态监测规程》(1994年3月20日发布);

(11)中华人民共和国地质矿产行业标准,SL/T183-2005《地下水监测规范》(2005年5月5日发布);

(12)中华人民共和国地质矿产行业标准,TD/T1012-2000《土地开发整理项目规划设计规范》(2000年3月7日发布)。

0.2.3矿山工程技术文件

(1)晋煤重组办发[2009]26号文件、XX省国土资源厅2009年11月24日为该矿换发的采矿许可证;

(2)矿方提供的XX煤业有限公司8、11 、13号煤层采掘工程平面图、井上下对照图及其它相关生产资料;

(3)2006年4月XX资源勘察院编制的《XX省河东煤田XX县桥头村煤矿资源储量核查地质报告》(供资源整合用),文字一本;

(4)2006年4月XX地质工程有限公司编制的《XX省XX县腰庄乡可王家里煤矿(XX县隆安煤炭有限责任公司)资源储量核查地质报告》、《XX省XX县XXXX煤矿(XX县泰山矿业有限公司)资源储量核查地质报告》、《XX省XX县桥头镇桥头村河石盘煤矿(XX县晋豫煤炭有限责任公司)资源储量核查地质报告》、《XX省XX县桥头镇桑园村煤矿(XX县金义煤业有限责任公司)资源储量核查地质报告》文字四本;

(5)XX市煤田地质队2008年提交的《XX县隆安煤炭有限责任公司机械

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化采煤升级改造矿井地质报告》中的ZK2钻孔柱状图和煤岩层对比图各一张;

(6)XX省地质勘查局二一二地质队2010年6月提交的《XXXX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》;

(7)《XX煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计》。

0.3 方案的适用年限

目前泰山隆安煤矿全井田面积为20.32km2,矿井设计可采资源/储量13321.5万t,按兼并重组后矿井设计生产能力1.20Mt/a,矿井设计服务年限为80.0年。本次《XXXX煤业有限公司兼并重组整合矿井建设项目矿山地质环境保护与治理恢复方案》编制基准年为2011年,确定方案适用年限为36年,本方案的适用期5年(2011—2015年)。方案实施过程中应每隔5年修订一次。

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第一章 矿山基本情况

1.1矿山地理位置和社会经济概况 1.1.1地理位置与交通 1.1.1.1地理位置

山西煤炭运销集团忻州有限公司XX煤业有限公司勘探区位于XX省XX县城东南部即桥头镇北部,矿区至XX县城约10km。矿区范围北至冀家沟村,南至桥头镇,西至吴家沟村,东至白家墕村,南北长约8.0km,东西宽约3.5km,面积20.32km2。

井田地理位置:东经:111°07′26″—111°11′23″,

北纬:38°56′00″—39°00′25″。

井田范围由以下25个拐点围成。

表1-1 XX煤业有限公司井田拐点一览表 大地座标 经度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 111°09′21″ 111°09′34″ 111°09′47″ 111°09′47″ 111°10′11″ 111°10′11″ 111°10′07″ 111°10′22″ 111°10′49″ 111°11′23″ 111°10′46″ 111°10′38″ 111°09′56″ 111°09′11″ 111°09′11″ 纬度 38°56′09″ 38°56′44″ 38°57′02″ 38°57′49″ 38°58′10″ 38°59′10″ 38°59′17″ 38°59′28″ 38°59′14″ 38°59′29″ 39°00′19″ 39°00′25″ 39°00′25″ 39°00′23″ 38°59′03″ 西安80坐标系统 直角坐标(3度带) 经距Y 37513519.12 37513829.12 37514129.12 37514129.11 37514709.12 37514709.11 37514599.11 37514981.11 纬距X 4311482.45 4312562.46 4313102.47 4314552.48 4315202.48 4317046.50 4317280.50 4317607.50 直角坐标(6度带) 经距Y 19513519.12 纬距X 4311482.45 序号 19513829.12 4312562.46 19514129.12 4313102.47 19514129.11 4314552.48 19514709.12 4315202.48 19514709.11 19514599.11 19514981.11 4317046.50 4317280.50 4317607.50 37515609.12 4317162.501 19515609.12 4317162.501 37516426.12 37515537.11 37515329.11 37514339.10 37513269.09 37513269.10 4317626.51 4319152.52 4319362.52 4319362.51 4319292.51 4316822.49 19516426.12 4317626.51 19515537.11 19515329.11 4319152.52 4319362.52 19514339.10 4319362.51 19513269.09 4319292.51 19513269.10 4316822.49 5

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 111°08′20″ 111°08′19″ 111°07′26″ 111°07′26″ 111°07′57″ 111°08′22″ 111°08′23″ 111°08′24″ 111°08′36″ 111°08′37″ 38°59′03″ 38°57′30″ 38°57′31″ 38°56′39″ 38°56′25″ 38°56′20″ 38°56′18″ 38°56′00″ 38°56′00″ 38°56′14″ 37512035.09 4316822.49 19512035.09 4316822.49 37512019.10 4313977.466 19512019.10 4313977.466 37510749.10 37510749.10 37511479.10 37512081.11 37512104.11 37512139.11 37512429.11 37512429.11 4313977.46 4312386.45 4311930.45 4311777.45 4311742.45 4311202.45 4311202.45 4311632.45 19510749.10 4313977.46 19510749.10 4312386.45 19511479.10 19512081.11 19512104.11 19512139.11 19512429.11 19512429.11 4311930.45 4311777.45 4311742.45 4311202.45 4311202.45 4311632.45 采矿许可证是由山西国土资源厅与2009年11月24日新发。证号:C1400002009111220044917。采矿权人:XXXX有限公司。开采矿种:煤、8#、11#、13#。开采方式:地下开采。生产规模:120.00万吨/年。有效期:2009年11月24日-2011年11月24日。开采深度1180-680m。

XX煤业有限公司位于XX县城东南,直距10km,有简易公路与保德—河曲公路相连,距神—朔铁路枣林集运站20km,交通方便。交通位置见图1-1。

图1-1 交通位置图

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1.1.2、矿区人文社会经济概况

本区以农业为主,主要作物有玉米、土豆、谷子和胡麻。畜牧业较发达,已饲养牛、羊、猪为主。矿产资源主要有煤(总储量约127亿吨)、铁(总储量约37.8亿吨)、铝矾土(总储量约86.4亿吨)、硫磺矿、石灰石、高岭土等。保德红枣为山西八大名枣之一,肉大核小,酸甜适中。天桥石花鲤鱼,久负盛名,是黄河鲤鱼中的佼佼者,曾为进贡封建帝王的佳品。近十年来,随着采煤工业和畜牧业的发展,XX县经济有了很大的发展。

1.2矿山开采历史及现状 1.2.1 开采历史及现状

XXXX煤业有限公司兼并重组整合前井田范围内有四座生产矿井,原XX县泰山矿业有限责任公司(XX县XXXX煤矿)、原XX县隆安煤炭有限责任公司(XX县腰庄乡可王家里煤矿)、原XX县金义煤炭有限责任公司(XX县桥头镇桑园村煤矿)、原XX县晋豫煤炭有限责任公司(XX县桥头镇桥头村河石盘煤矿)。

(一)原XX县泰山矿业有限责任公司(XX县XXXX煤矿)

XX县XXXX煤矿属村办集体矿山企业,采矿许可证证号为1400000622409,发证机关为XX省国土资源厅,采矿许可证证有效期为2006年11月至2011年11月,准采11号煤层。准采标高970~1060m。井田东西长2400m,南北宽2100m,面积2.4323km2,井田边界人为划定。井筒参数如下:

表1-2 代家沟煤矿井筒参数表 名称 主井 副井 回风井 断面形状 半圆拱 半圆拱 半圆拱 倾角(度) 0 0 0 井筒斜长 (m) 160 170 280 井筒净宽(m) 3.8 3.5 3.0 断面积 (m2) 10.99 10.13 9.34 备注 矿山始建于1985年,1988年建成15万t/a生产规模矿井。采用一对平硐开拓,开采11号煤层。开采方法为长壁式采煤法。2005年本矿由XX县煤管局设计采改方案,布置长壁式工作面。按晋煤整合办核[2006]38号文核准,生产能力15万t/a。主

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井采用防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主扇型号为FBCZ-No12两台,一台使用,一台备用。排水采用为2寸离心式潜水泵,型号为D12-25×15,井巷照明采用防爆灯,工作面为矿灯,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为锚杆、木棚支护。矿井最大涌水量为1.8m3/h,正常涌水量为1.2m3/h。整合后该矿作为关闭井,目前已关闭。

据调查该矿部分采空地段有煤层自燃现象。

(二)原XX县隆安煤炭有限责任公司(XX县腰庄乡可王家里煤矿) 该矿行政区划隶属XX县腰庄乡管辖,位于可王家里村附近。井田位置东经111°09′17″-111°10′14″,北纬38°58′12″-38°59′19″。

可王家里煤矿属村办集体矿山企业,采矿许可证证号为1400000721214,发证机关为XX省国土资源厅,采矿许可证有效期为2007年1月至2010年1月,准采13号煤层。准采标高920-950m。井田东西长1400m,南北宽2000m,面积2.0914km2,井田边界人为划定。井口坐标如下:

表1-3 可王家里煤矿井口坐标表 主井 风井 1954北京坐标系(6度带) X Y 4317096.025 19514739.861 4317006.569 19514743.042 标高(m) 1008.583 1013.272 该矿始建于1985年,设计生产能力6万t/a。采用一对平硐开拓,开采13号煤层。开采方法为长壁式采煤法。2005年本矿由XX县煤管局设计采改方案,布置长壁式工作面。按晋煤整合办核[2006]38号文核准,生产能力15万t/a。主井防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主扇型号为BK54-4No12b两台,一台使用,一台备用。排水采用1.5寸离心式潜水泵,水泵型号为IR50-20,井巷照明采用防爆灯,工作面为矿灯,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为锚杆、木棚支护。矿井最大涌水量为3.6m3/h,正常涌水量为1.3m3/h。

2006年该矿原矿井因运输困难,故申请开掘新井筒,获得批准后,关闭了旧井筒,同时建设了新井筒,新井筒参数为:

表1-4 可王家里煤矿新井筒参数表

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名称 主斜井 副斜井 断面形状 半圆拱 半圆拱 倾角(度) 18 0 井筒斜长 (m) 346 338 井筒净宽(m) 3.2 3.5 断面积 (m2) 8.83 9.00 备注 新井设计能力为15万t/a,实际生产能力30万t/a,2008年停产,直到本次整合前。整合后该矿作为关闭井,目前已关闭。

(三)原XX县金义煤炭有限责任公司(XX县桥头镇桑园村煤矿)

XX县金义煤炭有限责任公司行政区划隶属XX县桥头镇桑园村管辖。井田位置东经111°09′00″-111°09′50″,北纬38°57′03″-38°57′51″。

该矿属村办集体矿山企业,采矿许可证证号为14000000611421,发证机关为XX省国土资源厅,采矿许可证证有效期为2006年11月至2011年11月,准采8、11号煤层。准采标高920-1025m。井田东西长1200m,南北宽1600m,井田面积1.418km2,井田边界人为划定。井筒参数如下:

表1-5 桑园村煤矿井筒参数表 名称 主斜井 副斜井 回风斜井 断面形状 半圆拱 矩形 半圆拱 倾角(度) 15 3 29 井筒斜长 (m) 150 338 89 井筒净宽(m) 3.8 4.5 3.0 断面积 (m2) 12.17 12.23 9.03 备注 矿山始建于1974年,1996年建成6万t/a生产规模矿井。按晋煤整合办核[2006]38号文核准,生产能力15万t/a。主井装备防爆三轮车提升,采用一对平硐开拓,开采8号煤层。开采方法为长壁式采煤法。2005年本矿由XX县煤管局设计采改方案,在990水平布置长壁式工作面。主井装备防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主要通风机一台,型号为BK54-12,备用一台,型号为BK4-72-12C。井巷照明采用防爆灯,工作面为矿灯,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道采用木棚支护,工作面用液压单体悬移支架。矿井最大涌水量为12m3/h,正常涌水量为8m3/h。

整合后该矿作为整合主体矿井保留。

(四)原XX县晋豫煤炭有限责任公司(XX县桥头镇桥头村河石盘煤矿) 该煤矿行政区划隶属XX县桥头镇管辖。井田位置东经111°

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07′29″-111°08′31″,北纬38°56′21″-38°57′32″。

该煤矿属村办集体矿山企业,采矿许可证证号为1400000623031,发证机关为XX省国土资源厅,采矿许可证证有效期为有效期2006年12月至2009至12月,准采8、11、12、13号煤层。准采标高700~960m。井田东西长1400m,南北宽2100m,井田面积2.6341km2,井田边界人为划定。井筒参数如下:

表1-6 河石盘煤矿井筒参数表

名称 主斜井 副斜井 断面形状 半圆拱 半圆拱 倾角(度) 18 30 井筒斜长 (m) 140 87 井筒净宽(m) 3.0 3.5 断面积 (m2) 8.85 9.75 备注 回风 煤矿始建于1986年,1989年建成6万t/a生产规模矿井。1994年扩建成9万t/a生产规模矿井。采用一对斜井开拓,开采8号煤层。开采方法为长壁式采煤法。2005年本矿由XX县煤管局设计采改方案,布置长壁式工作面。按晋煤整合办核[2006]38号文核准,生产能力9万t/a。主井装备胶带输送机提升,通风采用中央并列抽出式通风,主扇一台,型号为BK4-72-11No12C,备用扇一台,型号为4-72-20B。排水采用3寸离心式潜水泵,型号2GC-5×5,井巷照明采用防爆灯,工作面为矿灯,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为锚杆、木棚支护。矿井最大涌水量为300m3/d,正常涌水量为260m3/d。

整合后该矿作为关闭井,目前正在关闭中。

1.2.2相邻矿山概况

井田北部相邻煤矿有XX县延年煤矿、XX县冀家沟煤矿,西部有XX县腰庄乡庙塔煤矿、中国神华能源股份有限公司保德煤矿,南部有原XX县桥头煤矿、桥头支农煤矿和XX县桥头村煤矿。详见四邻关系示意图。

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图1-2 XX煤业有限公司四邻关系示意图

XX县延年煤矿

年延煤矿始建于1984年,1989年建成6万t/a生产矿井,矿山采用一对平硐开拓。开采方法为高落仓房后退式。后经XX县煤管局设计改为长壁式采煤法,主井防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为液压、锚杆支护。

XX县冀家沟煤矿

冀家沟煤矿始建于1984年,1989年建成15万t/a生产矿井,矿山采用一对平硐开拓。开采方法为高落仓房后退式。后经XX县煤管局设计改为长壁式采煤法,主井防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为锚杆、液压单体悬移支架支护。

XX县腰庄乡庙塔煤矿

庙塔煤矿始建于1953年,1970年建成3万t/a生产矿井。采用一对斜硐开拓,开采方法原为高落仓房后退式,后经XX县煤管局设计改为长壁式采煤法。主井防爆三轮车提升,通风采用中央并列抽出式通风,主井筒、运输大巷砌碹,采区巷道为锚杆、木棚支护。

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中国神华能源股份有限公司保德煤矿 桥头支农煤矿

据《XX省河东煤田XX县桥头村煤矿资源储量核查地质报告》(XX资源勘察院2006年4月)该矿为镇办煤矿,现早已关闭。采矿许可证编号X21080号,由XX省煤资委以晋煤资开发字【1994】第307号文件批准,批采8、10号煤层。矿区面积0.43km2,矿区范围由以下六个拐点围成。

表1-7 桥头支农煤矿井筒参数表

点号 X 1 2 3 4 5 54坐标系6度带坐标 Y 19512920 19512175 19512210 19512500 19512500 4311580 4311710 4311250 4311250 4310880 矿山早已关闭,建矿时间不详,开采能力不详,开采方式不详。主井X:4311152,Y:37512847,H:983。副井X:4311106,Y:37512846,H:984。10号煤层以采完,8号煤层大部开采。

XX县桥头村煤矿

据《XX省河东煤田XX县桥头村煤矿资源储量核查地质报告》(XX资源勘察院2006年4月)该煤矿经保证发(2005)96号文由原XX县桥头村煤矿(集体)及桥头镇炭峪沟村办煤矿整合建成。批采8、11、13号煤层,设计生产能力为15万吨/年,面积2.3708km2,煤矿范围有以下四个拐点围成:

表1-8 桥头村煤矿整合后井筒参数表

点号 1 2 3 4 54坐标系6度带坐标 X 4311680 4311530 4309430 4309430 Y 19512500 19513590 19513590 19512500 整合前原桥头村煤矿属村办集体企业,采矿许可证号为:1400000431462,批采

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11、13号煤层,有效期2004年至2007年12月,矿区面积1.0847km2,煤矿范围由以下四个拐点围成。

表1-9 整合前原桥头村煤矿井筒参数表

点号

X

1 2 3 4

54坐标系6度带坐标

Y 19513030 19513590 19513590 19513030

4309618 4309618 4311530 4311530

矿山始建于1985年,1989年建成9万吨生产规模矿井。原井口坐标:主井X:4311520,Y:19513265,H:928。副井X:4311458,Y:19513286,H:962。由于主井井筒、车场、大巷被矿井涌水淹没关闭停产。2001年经批准变更生产系统,新井口坐标:主井X:4310327.777,Y:19513101.257,H:969.674。副井X:4310298.184,Y:19513294.608,H:985.206。开采方案由XX县煤管局设计,采用长壁式采煤法,主井胶帮输送机提升,中央并列式抽出式通风。主井筒、运输大巷砌碹,巷道和工作面采用锚杆木棚支护。

原炭峪煤矿属村办集体企业,采矿许可证号为1400000431458,有效期2004年12月至2007年12月,批采8、11-2(11-B)、13号煤层。矿区面积0.3848km2。煤矿范围由以下四个拐点围成。

表1-10 原炭峪煤矿井筒参数表

点号 1 2 3 4

54坐标系6度带坐标 X 4310170 4310170 4309430 4309430

Y 19513020 19512500 19512500 19513020

该矿始建于1972年,1975年建成年产3万吨生产规模矿井。井口坐标:主井X:4309886.630,Y:19513029.810,H:980.792。副井X:4309480.175,Y:19513006.298,H:1065.018。采用主平硐、付斜井方式开拓,长壁式采煤法,主井防爆三轮车提升,

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中央并列抽出式通风,主井筒、运输大巷砌碹,巷道和工作面采用锚杆木棚支护。

1.3矿山开发利用方案概述

1.3.1矿山建设规模及设计生产服务年限

XX煤业有限公司遵照XX省煤矿企业兼并重组整合工作领导组晋煤重组办发[2009]26号文件,由XX省煤炭运销集团XX煤业有限公司做为主体兼并重组XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司等四家煤矿和整合前已经关闭的桥头镇办煤矿及上述煤矿企业之间的部分空井田整合而成。整合后批准开采8号、11号、13号煤层,设计生产能力 1.20Mt/a。目前矿井设计可采资源/储量13321.5万t,按煤矿生产能力1.20Mt/a计算,服务年限为80.0a。

1.3.2 地面工程建设及布局

本工程主要建设项目有工业场地、运输道路、排矸场和风井场地、输电线路、爆破材料库。

本矿井属于兼并重组整合矿井,依据井田开拓、地面运输的要求,本着节约用地的原则,主体设计在保证不影响矿井建设的前提下,最大限度的考虑了利用原有设施。

1. 工业场地总平面布置

现有工业场地内已设有简易生产系统,调度楼、办公楼、配电室、热风炉房、职工宿舍、车库、锅炉房及水池等。

依据建、构筑物的功能和性质,工业场地平面布置大致分三个功能区,即生产区、辅助生产区和行政生活区。

生产区布置在矿井工业场地东、北部,现有建筑(构)筑物已不能满足改造后的需求,需拆除后新建。本次设计新增的主要建(构)筑物包括生产系统(有主斜井、主井空气加热室、井口房、10kV变电所、带式输送机栈桥、原煤缓冲仓、筛分间)等。另外,在工业场地北部,还预留了选煤厂场地(包括主厂房、浓缩池及泵房、产品仓、受煤坑等)。

辅助生产区位于工业场地的中西部,现有建筑(构)筑物已不能满足改造后的需求,需拆除后新建。本次设计新增的主要建(构)筑物有副井综合服务楼(包括:灯

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房、浴室、任务交待室、副井空气加热室联合建筑)、综采设备库、矿井修理车间、器材库(棚)、消防材料库、岩粉库、油脂库、木材加工房及支护材料场地、压缩空气站、胶轮车库等。

行政生活区位于工业场地南部,现有的设施无法满足改造后的需求,需拆除后重建。本次设计新增的主要建筑物有:矿井综合办公楼、职工宿舍、职工食堂、自行车棚、汽车库等。

其他相关配套设施主要依据自身特点和使用要求进行布置,其中,35kV变电所设置在工业场地西侧的山坡上,便于进出高压输电线路;锅炉房设置在原煤筒仓旁边,便于上煤出灰;井下水处理站设置在井口南侧;生活污水处理站设置在工业场地西南角地势较低的地方,污水处理后便于排放。

表1-11 场地主要工程量及技术经济指标表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 项目名称 工业场地占地面积 工业场地围墙内占地面积 单位 hm 2 hm 2 数量 备注 15.3 含围墙外征地和选煤厂占地 10.0 含选煤厂占地3.50hm2 1.60 7600 水泥混凝土路面 16200 预制混凝土块 6800 水泥混凝土面层 1.30 700 400 矩形断面:0.4×0.4m 其中:建(构)筑物占地面hm 2 积 m 2 场内道路铺装面积 铺砌场地面积 一般加固场地铺装面积 绿化占地面积 围墙长度 排水沟长度 拆除建构筑物面积 截水沟长度 绿化占地系数 场地利用系数 排洪沟长度 建筑系数 内燃叉车 护墙及挡土墙圬工体积 土方工程量 挖方 填方 m 2 m 2 hm 2 m m m 2 m % % m % 台 m 3 万m 3 万m 3 1500 1700 梯形断面:底宽0.8m,上宽1.2m,深0.4m 20.0 73.4 700 2 矩形断面:底宽6.0m,上宽6.0m,深2.m 型号: CC5 24.6 23000 M10水泥砌MU30片石 25.0 多余土方就近填沟 1.0 平均运距500m 15

2.运输道路

(一)进场公路

矿井工业场地已修公路,该公路由工业场地入口向南与保德——神池公路相接,由于该公路年久失修,且线路坡度、技术等级等无法满足本次兼并重组的需求,需重新修建。本次设计的进场公路线路全长约1400m,路面宽7.0m,路基宽9.0 m,水泥混凝土路面,线路平均纵坡5. 2%,最大纵坡7.5%,占地2.94hm2。

(二)风井公路

风井场地位于矿井工业场地西侧直线距离约800m的山坡上。已有简易公路将风井场地与进场公路相接,风井公路全长400m。本次设计只需对路面进行改造,改造后的路面宽3.5m,路基宽5.0m,泥结碎石路面,线路平均纵坡6.0%,最大纵坡7.9%,占地0.44hm2。

(三)矸石公路

矸石周转场地设在矿井工业场地西南侧直线距离约550m的一条荒沟内。矸石公路由风井公路接入,线路全长约100m,路面宽3.5m,路基宽5.0m,泥结碎石路面。线路平均纵坡3.0%,占地0.11hm2。

3. 排矸场和风井场地

建井期间矸石用作填充工业场地周围的小冲沟,矸石周转场地设在矿井工业场地西南侧直线距离约550m的一条荒沟内,占地面积3.00 hm2。

风井场地位于矿井工业场地西侧直线距离约800m的山坡上,主要设置回风斜井、风机平台和电气值班室,占地面积0.50 hm2。

4. 输电线路

泰山隆安拟在矿井工业场地建35kV变电所,电源有两个,一回路由东局110kV 变电站引来,线路长:11km;东局110kV 变电站站容量:2×50MVA。另一回路由桥头35kV变电站引来,线路长:4km。桥头35kV变电站的35kV电源线路由东关110kV变电站引来线路长:11km。东关110kV变电站站容量:(50+31.5)kVA。东关至桥头架设一回路LGJ-300线路,专供泰安和泰山隆安两矿。泰安35kV电源线路导线:

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LGJ-150。当任一回路故障停电时,另一回路应能担负矿井全部负荷。

5. 爆破材料库

根据《煤炭工程项目建设用地指标》(2009年5月1日实施)第二章2.0.5.6“地面爆炸材料库应在井田或分区集中设置,或依托当地供应部门供给,不单建矿井地面爆炸材料库”的原则,本次设计矿井不设地面爆炸材料库。

1.3.3矿山开拓方案 1.水平划分及标高

根据各煤层的间距、主要可采煤层的赋存特征和主副井落底点的层位,本矿共设3个水平和1个辅助水平:一水平标高+993.0m,开采全井田的8号煤层;二水平标高+960.0m,开采井田南部和中部的11-上、11-下号煤层;三水平标高+903.0m,开采全井田的13号煤层;三水平辅助水平设在井田北部冲沟北侧的11-上、11-下号煤层中,辅助水平标高+930m,通过暗斜井与三水平连接。开采二、三水平采用井筒直接延深方式布置。

2. 采煤方法及工艺

根据本矿8号煤层赋存条件,结合国内中厚煤层开采技术发展现状和矿井设计规模,设计确定采煤方法为综采一次采全高。

根据11-上煤层厚度1.16~1.90m,平均1.43m,11-下煤层厚0.81~6.91m,平均1.95m,考虑到11号煤层煤层赋存稳定,设计确定采煤方法为综采一次采全高。

根据13号煤层煤厚3.98~13.55m,平均厚7.09m,考虑到13煤层煤层厚度变化较大,设计确定采煤方法为综采放顶煤。

3.采区巷道布置

8号煤层采用条带式布置方式,开拓、准备巷道合一,布置有北集中胶带大巷、北集中辅运大巷、北集中回风大巷,三条大巷相互平行,水平间距35m。回采工作面的胶带进风顺槽、辅运回风运输顺槽均沿8号煤层底板布置,胶带进风顺槽(兼进风)直接与北集中胶带大巷(8号煤层)相通,辅运回风顺槽(兼回风)直接和北集中回风大巷(8号煤层)相通,并通过设有两道风门联络巷与北集中辅运大巷相通。回采

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方式为采区内采用前进式开采,工作面采用后退式开采。

4.采区划分及开采顺序

根据矿井资源储量、井下大巷布置的特点及井田边界的特点,将全井田8号、11-上号、11-下号、13号煤层划分为九个采区进行开采,各水平内采区划分如下:

一水平两个采区:位于井田中部西侧为一采区,井田西南部为二采区,主采8号煤层;

二水平共分四个采区:位于井田西侧为三采区、井田东侧为四采区、井田西南侧为五采区,主采11-上号、11-下号煤层;

三水平共分三个采区:位于井田西侧为六采区、井田东侧及东北侧为八采区、井田西南侧为九采区,主采13号煤层。

三水平辅助水平一个采区:位于井田东北侧为七采区,主采11-上号、11-下号煤层。

全井田开采顺序为:一采区8号煤层→二采区8号煤层→三采区11号煤层→四采区11号煤层→五采区11号煤层→六采区13号煤层→七采区11号煤层→八采区13号煤层→九采区13号煤层。

5.通风管理

矿井采用机械抽出式通风方式。矿井由主斜井、副斜井进风,回风斜井回风。选用FBCDZ-8-NO26(B)、n=740r/min矿井防爆对旋轴流通风机二台,风量范围92~204m3/s,风压范围3990~1056Pa。一台工作,一台备用。根据电机计算功率,选用风机配套电机为YBFe560S2-8隔爆型10KV,2x355kW、740r/min交流鼠笼式异步电动机,满足矿井通风需要。

6.排水系统

泰山隆安煤矿矿井正常涌水量QK=74.40m3/h,最大涌水量Qkmax=104.52m3/h,排水高度35.80m。在副斜井井底设主排水泵房,矿井涌水经敷设于副斜井井筒中的两趟排水管路排至地面工业场地井下水处理站水池。副斜井井口标高+1024.063m,水泵房底板标高+993.500。地面工业场地井下水处理站标高为+1022.20m,排水管路长

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约450米。

7. 地面生产系统

井下原煤经主斜井带式输送机提升至地面后,由主斜井带式输送机延伸直接运至原煤缓冲筒仓存储,然后经给煤机和带式输送机转载进入选煤厂进行洗选加工。选煤厂主要包括原煤储存、筛分破碎车间及手选杂物仓、主厂房、浓缩车间、产品储装。

副斜井井筒倾角6°,采用防爆无轨胶轮车提升方式,主要担负矿井的设备、材料和人员的升降任务。

矿井矸石主要来源于井下掘进矸石和选煤厂洗选矸石。井下掘进矸石量为20kt/a,选煤厂洗选矸石量约为63kt/a。井下矸石由自卸式无轨胶轮车提升出井后直接运至排矸场地排弃,洗选矸石经汽车运至排矸场地排弃。

1.3.4 矿山固体废弃物堆放

本矿井下掘进矸石约为20kt/a,选煤厂排矸量约84.55 kt/a,若不进行一定的治理,将对大气、水体、土地等环境造成污染。

本矿井将矸石堆放场地选择在工业场地附近荒沟内,矸石经层层堆放压实并喷洒石灰乳,每层厚度以0.7m为宜。对已达到堆积量的地段要及时分片覆土封闭,并进行绿化。覆土厚度0.5~1.0m为宜。炉渣等废弃物掺与矸石中,与矸石一同处理,该沟长250m,高15~20m,断面呈梯形上宽下窄,可满足矿井排矸10年以上。

本矿不设居住区,少量的生活垃圾运往指定的垃圾堆放场地,进行卫生填埋处理。

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第二章 矿山地质环境背景

2.1自然地理 2.1.1地形、地貌

井田地处晋西北黄土高原,黄河中游峡谷的东岸,地表多为第四系黄沙土覆盖,因受风雨侵蚀,形成了支离破碎的复杂地貌,地形起伏较大,冲沟发育,冲沟中可见零星的基岩出露。地势东高西低,海拔标高大部介于940-1050m之间,相对高差110m左右。最高点位于勘探区东南部标高为1175.1m,最低点位于本区南部桥头镇中沟底,标高为911.0m,最大相对高差264.1m。

2.1.2河流水系

井田内较大的河流为朱家川河,在井田南部桥头镇南侧自东向西流过矿区。为季节性河流,发源于芦芽山北麓的五寨县店坪沟,全长150公里,经桥头、下流碛、杨家湾、前会等村,由花园村入黄河。矿区内长约1.7km。平时枯水,汛期水深2.5—5.7m,流速5—7m/s,每次洪水延期1—3天。

井田北部代家沟村一带有腰庄河和代家沟河自东向西流经矿区,腰庄河发源于贾家峁乡山庄头村,在腰庄村和代家沟河交汇向西流至郭家滩流入黄河。两河均为季节性河流。

2.1.3气象

井田位于中纬度温带季风区,属典型温带大陆性气候,一年之中,四季分明,变化显著,冬、春较长,夏、秋较短;冬季寒冷少雪,春季干燥多风,夏季炎热,秋季凉爽。据保德气象站资料: 1958年以来,年平均气温为8.8℃,一月份最冷,平均温度-8.5℃,极端最低气温可达-25.5℃(1958年1月16日),七月份最热,平均气温为23.5℃,极端最高气温可达37.2℃(1961年6月11日)。年平均降水量493.6mm,降水多集中在7、8、9三个月,多雨时达862.4毫米(1959年),少雨时仅有194.8毫米(1965年)。年蒸发量大约是年降水量的5-6倍。封冻日期为每年的12月中旬至次年的三月初,最大冻土深度0.77m(1958年2月)。每年春、秋、冬三季多西北

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偏西风,夏季多东风,最大风速3.3m/s。无霜期165-177天。

2.2地层岩性与地质构造 2.3.1地层岩性

本井田大范围被第四系黄土和第三系保德红土层覆盖,仅在东部罗汉沟、北部代家沟一带沟谷内有零星基岩出露。根据钻孔揭露,井田地层有古生界奥陶系、石炭系、二叠系和新生界上第三系、第四系地层。现将井田地层由老到新叙述如下:

(1)古生界奥陶系

上马家沟组(O2s):主要岩性为灰黄、土黄色泥质白云岩,白云质灰岩与灰白色角砾白云质灰岩、石灰岩,含有鹦鹉螺和菊石类等化石,本组未见底。

(2)古生界石炭系

① 本溪组(C2t):上部为灰色粉砂岩、粘土质泥岩,偶夹一层煤线。下部为深灰色粉砂岩、细砂岩,偶见一层深灰色生物碎屑灰岩(K1标志层),底部为铝土质泥岩,局部见蜂巢状褐铁矿层。本组厚11.90-28.98m,平均24.22m。与下伏地层成平行不整合接触。

② 太原组(C3t):为本区主要含煤地层。主要岩性为灰色黑灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色中粗砂岩、细砂岩,黑灰色泥灰岩、黑色炭质泥岩及煤层。共含煤6层,由上至下依次编号为9、10、11、12、12下、13、14号煤层,其中11、13号煤层为全区主要可采煤层。底部为灰白色、厚层状中粗砂岩、含砾粗砂岩(晋祠砂岩又K2砂岩),厚3.33-17.10m,平均8.07m。13号煤之上发育一层稳定的含砾砂岩,最厚达49.77m,平均35m,称为桥头砂岩。本组厚64.60-104.62m m,平均92.02m。与下伏地层呈整合接触。

(3)古生界二叠系

① 山西组(P1s):主要由灰白色砂岩、灰色粉细砂岩、砂质泥岩,黑色炭质泥岩及煤组成。含有7、8号四层煤层,其中位于本组下部的8号煤层为主要可采煤层。底部一般为灰白色粗粒砂岩(K3)。本组厚度14.43-61.00m,平均39.61m,与下伏地

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层呈整合接触。

② 下石盒子组(P1x):顶部为紫红色、杂色泥岩,中部为灰绿、黄绿、灰白色粉砂岩、泥岩与长石砂岩互层,底部为灰白、灰黄色厚层状含砾粗砂岩(K4),厚14.58-40.50m,平均28.67m,与下伏地层整合接触。

(4)新生界上第三系

保德组(N2b):上部为棕红色亚粘土,含钙质结核及灰岩砾石。下部一般为钙质胶结的砾岩层,砾岩成份以石灰岩为主,其次为石英岩。本组厚度0-90.89m,平均厚27.65m。与下伏地层成角度不整合接触。

(5)新生界第四系

上更新统(Q3):浅棕黄色黄土、亚砂土,夹红色古土壤及钙质结核,厚0-114.15m,平均厚45.37m,不整合于下伏地层之上。

(6)全新统(Q4):

主要分布于河流底部,为现在河流冲洪积物。厚度0~15m。

2.3.2地质构造

井田位于河东煤田北部,构造形态总体为向西偏南缓倾的单斜构造,地层产状平缓,倾向260°,倾角2~8°,构造属简单类。

(1)断层

通过三维地震,井田内发现有四条断层,现分述如下:

F1正断层:位于勘探区东部,走向北西偏北,倾向西南,倾角约70°,11号煤层最大落差约3m,延伸长度约200m。该断层T11波组、T13错断清晰,各断点反应特别清楚,断点组合合理。

F2正断层:位于勘探区西部,走向北西,倾向东,倾角约70°,11号煤层最大落差约3m,延伸长度约140m。该断层T11波组、T13错断清晰,各断点反应特别清楚,断点组合合理。

F3逆断层:位于勘探区西北部,走向南北,倾向东,倾角约45°,11号煤层最大落差约3m,延伸长度约180m。该断层T11波组、T13错断清晰,各断点反应特别

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清楚,断点组合合理。

F4正断层:位于勘探区东北部,走向南北,倾向西,倾角约70°,11--上号煤层最大落差约3m,延伸长度约200m。该断层T11波组、T13错断清晰,各断点反应特别清楚,断点组合合理。

井田断层一览表,见表2-1。

表2-1 井田断层一览表 断层 名称 F1 F2 F3 F4 性质 正断层 正断层 逆断层 正断层 走向 北西偏北 北西 南北 南北 倾向 西南 东 东 西 倾角(°) 约70 70 45 70 落差(m) 3 3 3 3 备注 综上所述,本井田地质构造以单斜构造为主,断层较发育,矿区内未见岩浆岩出露。总体分析井田构造复杂程度属“简单”类。

2.3.3 新构造运动与地震

本矿区无新构造运动,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”,确定本矿抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震动峰值加速度值为0.05g。在历次地震中,本井田内地质构造没有发生变化,矿井没有被破坏现象,岩体稳定性较好。

2.3水文地质条件

井田属低山黄土丘陵区,地表多为第四系黄土覆盖,基岩出露在黄土冲沟沟底,勘探区范围呈南北长条状,总的地势北东高,南西低,地形最高点位于区内北中部,地面标高1175.1m,最低点位于桥头一带朱家川河河床低洼处,地面标高911.0m,相对高差在264m。

井田位于XX县界内,近50年未发生较大的自然洪涝灾害,在井田桑园村东,南北向大冲沟沟底,矿井现新建有主、副斜井及工业广场,该大冲沟六七十年代洪水最大淹没高度约0.6m,当地地面标高为1000.03m,则当地最高洪水位为1000.63m。

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2.3.1地表水

(1) 朱家川河:位于井田南部边缘,发源于井田外的东部,在井田范围内径流长度1.7 km。属季节性河流,在桥头段枯水期无水流,为干枯河床,丰水期暴雨后,排泄地表洪流。朱家川河河谷切割较深,河床呈 “V”字形。沟壁出露砂岩夹煤层,5~20m陡崖下见小窑硐、煤矿井口,由于煤窑开采疏干,造成浅层地下水位下降,未见地下水渗出点。

(2)代家沟-腰庄河:位于井田北部,在井田范围内,径流长度1.8km。汇水范围包括井田北部的大部分区域,汇水面积约10km2。代家沟~腰庄河地形切割强烈,河床呈 “V”字形,沟谷宽3~30m,属季节性河流,丰水期暴雨后,排泄地表洪流。沟谷两侧沟壁上部出露多为黄土,下部出露基岩,由于煤层的开采,地下水位下降,大部分区段无水流,沟壁有砂岩裂隙地下水渗出点,流量小于1L/S,都埋设有管道引入水窖供村民生活饮用。代家沟~腰庄河在桑树梁村和腰庄村附近建有防洪淤地截水坝,坝内积有污水,坝修建于2006~2007年,桑树梁村附近水坝名为河塔重力坝,水体面积450m×100m, 腰庄村附近水坝名为腰庄坝,水体面积600m×100m。水的来源主要为矿坑排水和雨水。

(3) 冀家沟-腰庄河:位于井田北部边缘,在井田范围内,径流长度2.2km。汇水范围包括北家营村--冀家沟村—腰庄村一带的大部分区域,汇水面积约6km2。冀家沟-腰庄河属季节性河流,枯水期地下水以潜流的方式沿河谷黄土状粉土、砂砾石松散层向下游迳流,丰水期暴雨后,排泄地表洪流。大部分河床漫滩为沼泽泥潭,水草旺盛,两岸树木茂密,由于沟壁两侧出露基岩,见多处裂隙水渗出点,流量小于1L/S。河谷中断续有水流,2010年5月在冀家沟村南,井田入口测流量为0.454 L/S,腰庄村东,井田出口处测流量为0.221L/S。

(4) 老婆沟中型坝水塘:位于井田西部边缘,汇水范围包括马铺头村东,言家茆黄土山梁两侧大部分区域,汇水面积约3km2。塘内水体主要来源是季节性雨水,地表洪流沿黄土河谷松散层向下游迳流,汇集于老婆沟中型坝水塘。水塘两侧为陡崖,出露地层上部为Q3黄土,下部为N2b红粘土,池塘基底为N2b红粘土,水塘上游仅一

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处见有基岩泉水涌出,地表未见迳流。上游冲沟切割较深,出露地层上部为Q3黄土,下部为N2b红粘土。。老婆沟中型坝坝高约10 m,宽5m,长90m,水面积100m×100m,水深约2~4m。

(5) 井、泉:本次勘探在井田内及周边共计调查泉、井27眼,分布在各村庄及其附近,泉、井底部出露多为砂岩裂隙含水岩层,井深1~15m,出水量0.1~10吨/日,泉流量为0.02~5.24L/s,为当地村民饮用水水源。靠近煤矿采空区地段原有的井、泉均已干枯,村民靠从外地拉水生活饮用。

2.3.2含水层

井田位于吕梁山背斜西翼的单斜蓄水构造区,天桥泉域迳流区,主要含水层有: (1)松散岩类孔隙水含水层

第四系黄土广泛分布,厚0-114.15m,平均厚45.37m,主要接受大气降水补给,蓄水条件差,富水性弱,为不含水透水层,与基岩或与古土壤接触处有泉水出露,流量不大,泉流量为0.01-1.0L/s。

第三系上部为棕红色亚粘土,含钙质结核及灰岩砾石。下部一般为钙质胶结的砾岩层,砾岩成份以石灰岩为主,其次为石英岩。本组厚度0-90.89m,平均厚27.65m。卵砾石孔隙水属上层滞水,泉水流量小于1L/s。

(2)砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层

该含水层组包括石炭系太原组,二叠系山西组、下石盒子组地层中所含的各层砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层。

石炭系太原组含水层:钻孔揭露含砂岩2-3层,泥灰岩1-2层。发育稳定的有二层砂岩,即底部为灰白色、厚层状中粗砂岩、含砾粗砂岩(晋祠砂岩又K2砂岩),厚3.33-17.10m,平均8.07m。13号煤之上发育一层稳定的含砾砂岩,最厚达49.77m,平均35m,称为桥头砂岩。9号煤与10煤层间的灰岩(L2) 厚度2.2-14.83m,平均5.89m。

(3)砂岩含水层:钻孔揭露有砂岩1-2层,灰岩1-2层,砂岩厚2.00-27.84m,平均11.69m,底部的粗粒长石石英砂岩(K3),胶结较致密,节理裂隙发育程度低, 厚0.80-13.42m,平均4.92m。

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二叠系石盒子组含水层:钻孔揭露砂岩厚8.95-54.19m,含砂岩2-3层。底部的灰白色中粗粒砂岩(K4),厚2.00-27.84m,平均11.69m,以泥质胶结为主,节理裂隙一般不发育。

本次勘探将ZK1004、ZK1402 两孔为抽水试验钻孔,可采煤层及以上岩石段作为一个含水层段进行抽水试验。据抽水试验资料,该段含水层单位涌水量为0.00541-0.0628 L/s·m,均小于0.1 L/s·m,含水层富水性弱。水文孔石炭、二叠系含水层水文地质特征表,详见表2-2。

表2-2 水文孔石炭、二叠系含水层水文地质特征表 含水层 水位 水位 抽水试验 孔 深 含水层 渗透系数 厚度 埋深 标高 单位涌水量(m) 时代 (m/d) (m) (m) (m) (L/s?m) 269.83 219 C3t-P1s C3t- P1s 17.94 17.00 219.08 87.22 922.112 903.559 0.00541 0.0628 0.2825 4.3125 孔 号 Zk 1004 Zk 1402 采取水样分析结果,地下水水质类型HCO3-SO42- - Na+Ca2+Mg2+型为主,矿化度0.68-0.79g/L,总硬度368.03-379.39mg/L,PH值7.8-8.0,水质中等。

(4)石灰岩岩溶水含水层

井田位于天桥岩溶水泉域迳流区,主要含水层为奥陶系下马家沟组及上马家沟组第一段,岩溶水富水性不均一,存在层间富水带。

本次勘探钻孔揭露,含水层为奥陶系上马家沟组,岩性以白云岩、白云质灰岩与灰岩为主,岩层层面平缓,倾角小于5°, ZK1402钻孔在石灰岩地层段钻进时,上部没有明显的泥浆渗漏现象,裂隙及溶蚀裂隙不发育,下部钻进到315-326m处发生冲洗液消耗量严重,孔口不返水,岩心中见溶蚀孔洞。钻孔揭露石灰岩厚度126m, 水位埋深为149.84m,水位标高840.931m,据抽水试验资料,该段含水层单位涌水量为0.0928 L/s·m,含水层富水性弱。ZK1004勘探钻孔揭露石灰岩厚度为150 m,水位埋深为299.60m,水位标高841.592。

ZK1004钻孔采取石灰岩中地下水水样地下水水化学类型为HCO3-- Ca2+Na+型,矿化度0.58-0.60g/L,总硬度321.79-326.82mg/L,PH值7.65-7.70,耗氧量4.14mg/L,呈弱碱性,水质良好。

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2.3.3隔水层

井田内较稳定的隔水层主要为石炭系本溪组铁铝质泥岩,其次为各含水层间泥岩及第三系红粘土隔水层。

(1) 炭系本溪组铁铝质泥岩隔水层:上部为灰色粉砂岩、粘土质泥岩,偶加一层煤线。下部为深灰色粉砂岩、细砂岩,偶见一层深灰色生物碎屑灰岩(K1标志层),底部为铝土质泥岩,局部见蜂巢状褐铁矿层。本组厚11.90-28.98m,平均24.22m。该层空间分布稳定,厚度变化不大,岩石胶结致密完整,质地细腻,裂隙很不发育,是良好的区域性隔水层。

(2) 叠系山西组和石炭系太原组地层中的层间泥岩隔水层:分布于不同时代地层中的泥岩和砂质泥岩,往往与砂岩、煤层呈稳定的互层产出,泥岩和砂质泥岩单层厚 0.5-14.93m,岩石完整,结构致密,岩性单一,常在一定范围内形成相对良好的隔水层,在开采煤矿中由于有层间隔水层存在,不会形成区域内各含水层间的直接水力联系。

(3) 三系上新统红粘土隔水层:赋存于第四系松散层底部以下,一般被黄土覆盖,多出露于沟底及坡脚,分布稳定,含钙质结核,本组厚度0-90.89m,平均厚27.65m,该隔水层的存在可阻止第四系浅层潜水的下渗。

2.3.4补、径、排条件

(1) 陶系石灰岩岩溶裂隙水

井田位于天桥泉域的西南部,煤系地层以东广大地区出露奥陶系灰岩,岩溶水在此区域接受大气降水和地表水的渗透补给,是奥陶系岩溶水的主要补给区。奥陶系石灰岩下伏于煤系地层,井田处于岩溶水迳流区,迳流方向为由东南向西北,汇集于天桥泉区排泄,排向黄河,同时在区域流场范围,有部分水井开采石灰岩地下水。

(2) 炭、二叠系砂岩裂隙水

井田内石炭二叠系地层大部为第四系黄土覆盖,石炭、二叠系地层出露在朱家川河、腰庄河河谷中,砂岩层间裂隙水其裸露区除接受大气降水补给外,还接受河流补给。排泄方式以人工开采周边生产矿井的矿坑排水为主,部分沿破碎带下渗补给奥陶

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系石灰岩溶水,亦有部分在沟谷低洼处呈泉水溢出。由于层间泥质岩的隔水作用及单斜构造地层的影响,具承压性,迳流方向沿地层倾向由东北向西南运移,经本区排向下游。近年来,受煤矿开采影响,地下水迳流条件发生了改变。

(3) 生界松散岩类孔隙水

第四系黄土和第三系卵砾石孔隙水靠当地的大气降水渗透补给,并就地排泄于河道与沟谷,形成泉水。由高向低运移,同时向下伏基岩渗漏,主要排泄方式为人工开采。

2.3.5地下水动态

井田范围岩溶裂隙水属径流区,井田以东广大地区出露奥陶系灰岩,岩溶水在此区域接受大气降水和地表水的渗透补给,是奥陶系岩溶水的主要补给区。井田岩溶水除具季节性变化特征外,还受天桥水位升降的控制。水位及水量动态变化幅度较小。

石炭、二叠系砂岩裂隙水,上部含水层直接接受大气降水及河流补给,地下水水位、水量随季节性变化较大,下部含水层动态变化小。

新生界孔隙水的动态主要受季节性变化控制,雨季水量大,旱季水量小,具季节性变化的特征。

2.3.6各含水层之间的水力联系

从各钻孔揭露的地层可知,在同一抽水试验段中,各钻孔地层中各含水层之间有层间隔水层存在,这些层间隔水层空间分布虽不太稳定,但在一定范围内可阻挡含水层的水力联系。由抽水钻孔资料看出:在煤系地层及以上岩石段抽水试验后测定的静上水位,ZK1004、ZK1402水位标高分别是922.122m、903.599m, 二孔相距2050m,二孔水位相差18.523m,说明地下水的侧向补给微弱,相互间水力联系不强,存在水力坡度。奥陶系石灰岩中地下水具承压性,水头较高,但上覆有石炭系本溪组隔水层存在,该隔水层区域分布稳定,厚度大,在没有大的断裂构造发育时,不会形成与上覆各含水层的水力联系。ZK1402、 ZK1004在奥陶系石灰岩段测定的静止水位标高分别是840.939m、841.592m,碎屑岩层间裂隙承压含水层与碳酸盐岩裂隙岩溶承压含水层水位相差60-80m,说明碎屑岩层间裂隙承压含水层与碳酸盐岩裂隙岩溶承压含水层

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相互间水力联系差。

2.4工程地质条件 2.4.1岩体工程地质条件

1.较坚硬至坚硬厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩为主岩性综合体:由奥陶系中统上马家沟组(O2s)地层组成,岩性主要泥质白云岩,白云质灰岩与灰白色角砾白云质灰岩、石灰岩,含有鹦鹉螺和菊石类等化石。岩石力学强度较大,岩石质量等级为I~II。

2、软硬相间薄至中厚层状以砂岩、泥岩为主岩性综合体:由石炭系和二叠系的地层组成,岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩,砂岩的平均抗压强度54.3-55.7MPa,砂质泥岩的平均抗压强度30.3-64.05 MPa,泥岩强度较小,岩体质量等级为II~IV。

2.4.2土体工程地质条件

评估区大范围被第四系黄土和第三系保德红土层覆盖。第四系上更新统土体为浅棕黄色黄土、亚砂土,夹红色古土壤及钙质结核,厚0-114.15m,平均厚45.37m,不整合于下伏地层之上。第三系保德组土体上部为棕红色亚粘土,含钙质结核及灰岩砾石。下部一般为钙质胶结的砾岩层,砾岩成份以石灰岩为主,其次为石英岩。本组厚度0-90.89m,平均厚27.65m。与下伏地层成角度不整合接触。

2.4.3煤层顶板工程地质条件

评估区主要可采煤层顶底板条件:

8号煤层:位于山西组下部,埋深35.21-241.34m,平均134.13m,底板标高838.32-1001.06m,平均942.39m。该煤层在矿区东北部代家沟、可王家里一带风化剥蚀,在矿区西南部井道沟桑园村一带赋存良好。厚2.71—7.10m,平均厚4.20m。顶板岩性为砂质泥岩、泥岩,底板岩性为泥岩、炭质泥岩、高岭岩,结构较简单。煤类为长焰煤。

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2.5矿体(层)地质特征

井田石炭—二叠系地层总厚平均为131.63m,共含煤9层。

山西组地层厚14.43-61.00m,平均39.61m,含煤2层,编号为7号煤层、8号煤层,7号煤层为不可采煤层,厚度0.27-0.86m,平均0.57m。8号煤层为本区主要可采煤层,煤层厚度2.71-7.10m,平均厚4.20m。山西组地层煤层总厚为4.77m,含煤系数为12.0%。

太原组地层厚64.60-104.62m,平均92.02m,含煤7层,其编号为9、10、11上、11下、12、12下、13,总厚度13.82m,其中11上号、11下号、13号煤层为全区可采煤层,其余煤层为局部可采或不可采煤层。9号煤层为不可采煤层,厚度0.11-0.81m,平均0.42m;10号煤层为不可采煤层,厚度0.27-0.60m,平均0.37m;11上、11下两层煤,厚度2.29-5.94m,平均3.18m;12号煤层为局部可采煤层,厚度0.05-2.14m,平均1.17;12下煤层,为不可采煤层,厚度0.22-1.66m,平均0.94m;13号煤层厚度3.98-13.55m,平均厚度7.09m。太原组地层煤层总厚13.82m,含煤系数15.2%。

8号煤层:位于山西组下部,埋深32.5-234.24m m,底板标高838.32-1001.06m。该煤层在矿区东北部代家沟、可王家里一带剥蚀,在矿区西南部井道沟桑园村一带赋存良好。煤厚2.71-7.10m,平均4.20m(见8号煤层等厚图)。顶板岩性为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩,底板岩性为泥岩、砂质泥岩、结构较简单,含夹矸0—2层。夹矸厚度0.2-0.87m,为赋存区全区稳定可采煤层。

11上号煤层位于太原组的层中上部,顶板以泥岩为主, 砂质泥岩少量。上距8号煤层28.19-45.20m,平均35.42m。全层厚度2.29-5.94m,平均厚3.18m,厚度1.16-1.90m,平均1.43m(见11上号煤层等厚图)。煤层结构简单,不含或含一层到二层夹矸,为全区稳定可采煤层。

11下号煤层:煤层厚0.81-6.91m,平均1.95m。两分层间距为1.57-4.73m,平均2.41m。煤层结构简单,不含或含一层到二层夹矸,为全区稳定可采煤层(见11下号煤层等厚图)。

12号煤层:位于太原组中部,上距11下号煤层8-33.12m,平均17.46m。埋深55.46-297.47m,平均139.10m。该煤层不稳定,零星可采,仅在ZK204、ZK402、ZK2、ZK1202、ZK39-3、ZK1802、ZK1602七个钻孔内可采。厚度0-2.14m,全区平均厚度

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0.53m,见煤点平均厚度1.16m。结构简单,一般不含夹矸,见12号煤层可采范围图。

13号煤层:位于太原组下部,上距11号煤层间距26.83-54.35m,平均39.48m。埋深37.24-312.18m,平均埋深177.56m,底扳标高763.01-973.77m,平均879.39m。该煤层全区分布。煤厚3.98-13.55m,平均厚7.09m,东部较厚,西部较薄,南北部较薄,中部较厚(见13#煤层等厚图)。顶板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,粉砂质泥岩、铝土质泥岩、中砂岩、底板为炭质泥岩、砂质泥岩,粉砂质泥岩、粉砂岩。煤层结构简单,含夹矸0-4层,夹矸厚度0.15—2.08m,为全区稳定可采煤层。

8号、11上号、11下号、13号三层主要可采煤层特征见主要可采煤层特征表(表2-3)。

表2-3 主要可采煤层特征表 煤层号 煤层厚度(m) 最小-最大 平均 2.71-7.10 4.20 1.16-1.90 1.43 0.81-6.91 1.95 3.98-13.55 7.09 煤层间距 (m) 平均 28.19-45.20 35.42 1.57-4.73 2.41 26.83-54.35 39.48 0-2 0-2 0-2 0-4 简单 简单 简单 较简单 稳定 稳定 稳定 稳定 夹矸 结构 稳定性 可采性 赋存区全区可采 全区可采 全区可采 全区可采 顶板 岩性 底板 岩性 8 11上 11下 13 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 泥岩 2.6 矿山及周边其他人类工程活动情况

泰山隆安煤矿位于XX省XX县城东南部即桥头镇北部,该区域煤炭资源丰富,矿井密集。井田北部相邻煤矿有XX县延年煤矿、XX县冀家沟煤矿,西部有XX县腰庄乡庙塔煤矿、中国神华能源股份有限公司保德煤矿,南部有原XX县桥头煤矿、桥头支农煤矿和XX县桥头村煤矿。区内煤矿密集,人类采矿工程活动强烈。评估区内其他人类活动主要的工程包括房屋建设、工业广场建设和道路建设等。评估区内未来工业广场工程建设规模较大,在工业广场范围内的地表植被和土地会遭到较重破坏。

总之,泰山隆安煤矿矿区及周边其他人类工程活动强烈。

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第三章 矿山地质环境影响评估

3.1评估范围和级别 3.1.1评估范围

XX煤业有限公司遵照XX省煤矿企业兼并重组整合工作领导组晋煤重组办发[2009]26号文件,由XX省煤炭运销集团XX煤业有限公司做为主体兼并重组XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司、原XXXX有限公司等四家煤矿和整合前已经关闭的桥头镇办煤矿及上述煤矿企业之间的部分空井田整合而成。整合后批准开采8号、11号、13号煤层,设计生产能力 1.20Mt/a,井田面积20.32km2。

泰山隆安煤矿兼并重组整合后,随着开采规模的扩大,对地质环境的影响主要为诱发或加剧地质灾害;矿山开采影响或破坏含水层;采矿活动占用和破坏地形地貌景观;土地资源被占用和破坏,现对矿业活动造成这些因素破坏的范围进行分析。

由于泰山隆安煤矿周边相邻几个煤矿开采造成矿界处采空塌陷多重影响,但难以定量科学界定各矿之间在边界的开采影响,因此本次评估区将煤矿开采对地表变形的影响范围确定在本矿界范围内。随着煤炭开采量的增加,矿井排水量将加大,引起的地下水水位下降和浅层水位疏干,地下水降落漏斗面积扩大,地下含水层降落漏斗超出矿区范围,由于泰山隆安煤矿周边相邻几个煤矿开采排水造成对本区域地下水形成多重影响,无法确定主要因素和次要因素,因此本次评估区将煤矿开采对地下水影响范围确定在本矿界范围内。

泰山隆安煤矿土地资源占用主要是工业广场、道路、矸石堆压占土地侵占土地,其影响范围仅限于矿区内。泰山隆安煤矿对土地资源的破坏表现为地面塌陷和地裂缝,破坏范围也在矿区内。

泰山隆安煤矿开采形成的地面塌陷、地裂缝以及诱发的崩塌、滑坡会对采区内的地形地貌景观造成影响,对植被造成破坏。但地面塌陷深度相对于山地高度微不足道,由采空塌陷诱发的滑坡、崩塌规模较小,煤层开采对地质景观影响有限,对地质景观影响范围也局限在矿区范围。

泰山隆安煤矿兼并重组整合后,对矿区周边地质环境及生态环境的影响基本位于矿界范围。根据拟建工程地质环境条件、建设项目特点、矿山地质环境调查范围及《矿

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山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》的要求,确定泰山隆安煤矿矿山地质环境保护与治理恢复评估范围为:泰山隆安煤矿的矿界范围,评估区面积为20.32km2。

3.1.2评估级别 3.1.2.1评估区重要程度

根据《编制规范》(修订版)附录B评估区重要程度分级,确定泰山隆安井田评估区为重要区等级(见表3-1)。

表3-1 泰山隆安煤矿评估区重要程度分级与《编制规范》附录B对照表 重要区 较重要区 一般区 1、分布有500人以上的居民1、分布有200~500人以上的居民1、居民居住分散,居民集集中居住区; 集中居住区; 中居住区人口在200人以下; 2、分布有高速公路、一级公2、分布有二级公路、小型水利、电2、无重要交通要道或建筑路、铁路、中型以上水利、力工程或其他较重要建筑设施; 设施; 电力工程或其他重要建筑; 3、矿区紧邻国家级自然保护3、紧邻省级、县级自然保护区或较3、远离各级自然保护区或区(含地质公园、风景名胜重要旅游景区(点); 旅游景区(点); 区等)或重要旅游景区(点); 4、有重要水源地; 5、破坏耕地、园地大于10公顷。 4、有较重要水源地; 4、无较重要水源地; 5、破坏林地、草地面积5~10公顷。 5、破坏其它类型土地面积小于5公顷。 泰山隆安煤矿评估区情况 1、评估区南侧范围内有桥头镇,总人口三万余人,其中农业人口 18613人。 结论:重要区条件共5条,2、评估区神朔铁路、神保公路、忻保高速公路穿境而过,还有两泰山隆安煤矿有2条与之符个铁路客货两运站,是山西沟通西部省区、连接京津冀的咽喉要道。合,故该煤矿为重要区。 全镇95%的村通了水泥路,总里程达到了180公里。 3、矿区无国家级保护区或重要旅游景点; 4、矿区无重要水源; 5、评估区内未有耕地、园地、土地破坏。 注:评估区重要程度分级确定采取上一级别优先的原则,只要有一条符合者即为该级别。 3.1.2.2矿山地质环境条件复杂程度

按照《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》(修订版)附录C.1矿山地质环境条件复杂程度分级表(见表3-2),根据对评估区的野外踏勘和调查,结合以往资料综合分析:

(1)矿区地下水主要的含水层有四个,包括松散岩类孔隙水含水层,砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层和石灰岩岩溶水含水层。本井田主要可采煤层部分区域位于奥灰

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岩溶水水位以下,矿井正常涌水量74.40m3/h,最大涌水量104.52m3/h。采矿活动和疏干排水比较容易导致矿区周围主要含水层影响或破坏。

(2)矿床顶板岩性为砂质泥岩、泥岩,底板岩性为泥岩、炭质泥岩、高岭岩,结构较简单。采场边坡岩石风化较破碎,边坡外倾软弱结构面或危岩发育,局部可能产生崩塌。

(3)矿区构造形态总体为向西偏南缓倾的单斜构造,井田内发现有四条小规模断层,对开采无较大影响。地层产状平缓,倾向260°,倾角一般2-8°。地质构造简单,未发现大的断裂构造。

(4)根据现场调查,地裂缝、地面塌陷是其主要的地质灾害类型。

(5)井田内已形成不同程度的采空范围,东部8号煤层已开采殆尽形成大部分采空区。采空区面积和采坑深度均较大,开采深度大于100m。边坡较不稳定,局部较易发生地质灾害。

(6)矿山地处晋西北黄土高原,地表多为第四系黄沙土覆盖,因受风雨侵蚀,形成了支离破碎的复杂地貌,地形起伏较大,冲沟发育,地势东高西低,相对高差110m左右,最大相对高差264.1m。

对照《编制规范》中表C.1综合分析,判定泰山隆安煤矿评估区地质环境条件复杂程度属“复杂”类。

表3-2 泰山隆安煤矿评估区地质环境复杂程度与《编制规范》附录C.1对照表 复杂 中等 简单 1.采场矿层(体)位于地下水1.采场矿层(体)局部位于地下1.采场矿层(体)位于地下水位以下,采场汇水面积大,采水位以下,采场汇水面积较大,位以上,采场汇水面积小,与场进水边界条件复杂,与区域与区域含水层或地表水联系较密区域含水层或地表水联系不含水层或地表水联系密切,地切,地下水补给、径流条件好,密切,采场正常涌水量小于下水补给、径流条件好,采场采场正常涌水量3000m3/d;采矿活动和疏干排正常涌水量大于10000m3/d;3000~10000m3/d;采矿活动和疏水不容易导致矿区周围主要采矿活动和疏干排水容易导干排水比较容易导致矿区周围主含水层影响或破坏。 致区域主要含水层破坏。 要含水层影响或破坏。 2.矿床围岩岩体结构以碎裂结2.矿床围岩岩体结构以薄到厚层2.矿床围岩岩体结构以巨厚层构、散体结构为主,软弱结构状结构为主,软弱结构面、不良状~块状整体结构为主,软弱面、不良工程地质层发育,存工程地质层发育中等,存在饱水结构面、不良工程地质层不发在饱水软弱岩层或松散软弱软弱岩层和含水砂层多,分布广,育,残坡积层、基岩风化破碎岩层,含水砂层多,分布广,残坡积层、基岩风化破碎带厚度带厚度小于5m、稳固性较好,残坡积层、基岩风化破碎带厚5~10m、稳固性较差,采场边坡采场边坡岩石风化较完整到度大于10m、稳固性差,采场岩石风化较破碎,边坡外倾软弱完整,土层薄,边坡基本不存岩石边坡风化破碎或土层松结构面或危岩发育,局部可能产在外倾软弱结构面或危岩,边软,边坡外倾软弱结构面或危生边坡失稳。 坡较稳定。 岩发育,易导致边坡失稳。 34

3.地质结构复杂。矿床围岩岩层产状变化大,断裂构造发育或有全新世活动断裂,导水断裂带切割矿层(体)围岩、覆岩和主要含水层(带)或沟通地表水体,导水性强,对采场充水影响大。 4.现状及条件下原生地质灾害发育,或矿山地质环境问题的类型多,危害大。 5、采空区面积及采坑深度大,边坡不稳定易产生地质灾害。 3.地质结构较复杂。矿床围岩岩层产状变化较大,断裂构造较发育切割矿层(体)围岩、覆岩和主要含水层(带),导水性差,对采场充水影响较大。 3.地质结构较简单。矿床围岩岩层产状变化小,断裂构造较不发育,断裂未切割矿层(体)围岩、覆岩,对采场充水影响小。 4.现状及条件下矿山地质环境问题的类型较多,危害较大。 4.现状及条件下矿山地质环境问题的类型少,危害较小。 5.采空区面积及采坑深度较大,边5.采空区面积及采坑深度小,坡较不稳定,较易产生地质灾害。 边坡较稳定,不易产生地质灾害。 6.地貌单元类型多,微地貌形6.地貌单元类型较多,微地貌形6.地貌单元类型单一,微地貌态复杂,地形起伏变化大,不态较复杂,地形起伏变化中等,形态简单,地形起伏变化平缓,利于自然排水,地形坡度一般不利于自然排水,地形坡度一般有利于自然排水,地形坡度一为大于35°,相对高差大,高为20°-35°,相对高差较大,高坡般小于20°,相对高差小,高坡坡方向岩层倾向于采坑斜坡方向岩层倾向于采坑斜坡多为斜方向岩层倾向与采坑斜坡多多为同向。 交。 为反向坡。 注:采取就上原则。前6条中只要有一条满足某一级别,应定为该级别。 3.1.2.3矿山生产建设规模

按《编制规范》(修订版)附录D矿山生产建设规范分类一览表中规定,大型矿山生产建设规模≥1.20Mt/a(地下开采),本矿整合后设计生产能力1.20Mt/a,确定该矿山生产建设规模为“大型”。

3.1.2.4矿山地质环境影响评估精度分级

泰山隆安煤矿矿山地质环境条件复杂程度属于“复杂”类型(附录C表C.1),矿山生产建设规模为“大型”( 附录D表D),评估区重要程度分级为“重要区”( 附录B表B),对照《编制规范》附录A、表A“矿山地质环境影响评估精度分级表”,确定本次矿山地质环境保护与治理恢复方案评估级别为“一级”。

表3-3 泰山隆安煤矿评估区地质环境影响评估精度分级表 地质环境条件复杂程度 评估区重要程度 矿山生产建设规模 复杂 大型 重要区 中型 小型 一级 一级 一级 中等 一级 一级 一级 简单 一级 一级 二级 35

大型 较重要区 中型 小型 大型 一般区 中型 小型 一级 一级 一级 一级 一级 二级 一级 二级 二级 二级 二级 三级 一级 二级 三级 二级 三级 三级 3.2现状评估

3.2.1矿山地质灾害危险性现状评估 3.2.1.1地质灾害特征及特征

根据国土资发〔2004〕69号中《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)的要求,建设工程地质灾害危险性评估的灾种主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。根据本次调查区及其附近的地质环境条件、野外调查情况,发现在评估区地裂缝、地表塌陷和地面沉降是其主要的地质灾害类型,未见崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,现将评估区内地面塌陷、地裂缝地质灾害的特征描述如下:

根据矿方调查的地表塌陷、裂缝资料,目前在井田8号煤层浅埋区,采空区上方,已出现了部分地裂缝和小范围的塌陷区,经回填土后,对农业生产和居民生活影响较小。但随着井下开采面积的增加,地表塌陷、裂缝已不容忽视,需采取预防措施。对此,矿山应加强对地面变形的监测,对已出现的地裂缝和地面塌陷及时治理,防止灾害发生。

3.2.1.2地质灾害危险性现状评估

评估区地处晋西北黄土高原,黄河中游峡谷的东岸,地表多为第四系黄沙土覆盖,因受风雨侵蚀,形成了支离破碎的复杂地貌,地形起伏较大,冲沟发育,冲沟中可见零星的基岩出露。地势东高西低,海拔标高大部介于940-1050m之间,相对高差110m左右,最大相对高差264.1m。区域内主要出露有奥陶系、石炭系,二叠系、三叠系、第三系和第四系地层。地层自东向西,由老至新依次分布,总体向西或西偏南倾斜,形成单斜构造。评估区主要含水层有:松散岩类孔隙水含水层,砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层和石灰岩岩溶水含水层。本区为多开采煤层和多含水层的井田,各开采煤层

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均位于当地地下水位以下,为顶板直接充水的裂隙含水层,各含水层组(段)单位出水量多小于0.1L/s·m,依据《矿区水文地质工程地质勘查规范》(GB-12719-91)、《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215—2002),水文地质勘探类型划分为顶板直接充水,以裂隙含水层为主的矿床,依据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分为中等。评估区总体呈由东向西倾的单斜构造地层,地层产状平缓,倾向260°,倾角2-8°。在此单斜构造基础上,发育有次一级的宽缓褶曲。井田构造简单,未发现大的断裂和陷落柱构造,也未发现沟通主要含水层的地质构造破碎带,即影响煤矿开采的导水带。

根据现场对地质灾害的调查访问,在评估区局部地区,由于井下煤层采空后,采空区顶板的垮落以及大量疏排地下水,造成地表裂隙或地表塌陷及地面的沉降的产生。经回填土后,对农业生产和居民生活影响较小。评估区内未发现崩塌、滑坡、和泥石流等地质灾害现象,也未造成人员伤亡或财产损失。因此,评估区地质灾害现状评估危害小,危险性小。

3.2.2采矿活动对地下水含水层的影响或破坏现状评价

评估区内开采煤层主要影响的地下含水层主要有:松散岩类孔隙水含水层;砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层;石灰岩岩溶水含水层。下面从对含水层影响和破坏、对居民饮用水的影响、地下水水质的变化等方面进行论述:

3.2.2.1采矿活动对浅层地下水含水层的影响和破坏

泰山隆安煤矿浅部含水层为松散岩类孔隙水含水层组,含水层主要由第四系黄土、第三系棕红色亚粘土、含钙质结核及灰岩砾石组成。主要接受大气降水补给,蓄水条件差,富水性弱,为不含水透水层,与基岩或与古土壤接触处有泉水出露,流量不大,泉流量为0.01-1.0L/s。

井田8号煤层浅埋区,采空区上方,出现了部分地裂缝和小范围的塌陷区,经回填土后,对浅层地下水含水层影响小,因此,煤矿开采对浅部第四系含水层的影响较轻。

3.2.2.2采矿活动对砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层的影响和破坏

泰山隆安煤矿的砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层组包括石炭系太原组,二叠系山西

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组、下石盒子组地层中所含的各层砂岩、灰岩裂隙岩溶水含水层,其中石炭系太原组含水层发育稳定的有二层砂岩,即底部为灰白色、厚层状中粗砂岩、含砾粗砂岩,厚3.33-17.10m,平均8.07m。该含水层单位涌水量为0.00541-0.0628 L/s·m,均小于0.1 L/s·m,含水层富水性弱。煤层开采时,砂岩裂隙水、碳酸盐岩溶裂隙水进入矿井,是矿井直接充水含水层,因此煤矿开采对该含水层的影响较大。

3.2.2.3采矿活动对石灰岩岩溶水含水层的影响和破坏

石灰岩岩溶水含水层为奥陶系下马家沟组及上马家沟组第一段,岩溶水富水性不均一,存在层间富水带。岩性以白云岩、白云质灰岩与灰岩为主,岩层层面平缓,倾角小于5°。地下水位大都在区域侵蚀基准面之下,属深埋强富水区。钻孔揭露石灰岩厚度为150 m,水位埋深为299.60m,水位标高841.592,水量丰富。据底板等高线图可知,本井田内,8号煤层底板标高为810-1020m,11-下号煤层底板标高为750-1080m,13号煤层底板标高为745-1050m,可采煤层8号、11-下号、13号煤层均为局部带压区,故采矿活动会影响到石灰岩岩溶水含水层。

3.2.2.4对地下水水质的影响

评估区主要污水有井下排水和工业场地生活污水两部分。其中井下排水处理选用自冲洗式净水器进行处理,处理后的井下排水水质指标为:SS≤10mg/L,COD为6mg/L,BOD5为4.51mg/L,大肠杆菌群数不超过3个/L,满足井下消防洒水用水标准和中水回用标准,一部分用于井下消防洒水,一部分回用于地面防尘洒水、绿化等。而工业场地生活污水也有专门的地埋式综合污水处理设备进行处理。其中处理后的井下水水质为:SS≤30mg/L,BOD5≤20mg/L,COD≤40mg/L,满足《污水综合排放标准》一级标准,并达到中水复用标准。处理后生活污水可用于农田灌溉或灌溉或选煤厂生产补水。

从以上处理措施的效果来看,基本对地下水水质没有什么影响。

3.2.2.5对居民饮用水影响评估

井田地表水很不发育,在朱家川河和腰庄河河床中平时为干河或有少量矿坑排水迳流,水质遭受严重污染,不能作为生活饮用。

井田附近XX县桥头镇主要供水水源是奥陶系岩溶裂隙水,水量丰富,水质好,水位埋深浅,易开采。因此,采煤活动对居民饮用水的影响不大。

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3.2.3采矿活动对地形地貌景观、地质遗迹、人文景观等的影响和破坏现状评估

井田内无自然保护区、地质遗迹和文物古迹等人文景点。

根据调查资料,8号煤层浅埋区、采空区上方,已出现了部分地裂缝和小范围的塌陷区,经回填土后,采矿活动形成的地裂缝、地面塌陷未导致水土流失,地面塌陷和地裂缝对评估区地形地貌景观破坏轻微。

矿山开采对评估区地形地貌景观的影响表现为原有矿井工业广场、风井场地改变原有地貌形态。原金义煤矿工业场地,设有主斜井、副斜井、主要生产设施、辅助生产设施。原金义煤矿工业场地西部风井场地,场地内建风机房、电气室等设施。原有工程建设规模小,对评估区原有地形地貌改变不大,对评估区地形地貌景观影响较轻。

总之,采矿活动对地形地貌景观、地质遗迹、人文景观等的影响和破坏较轻。

3.2.4采矿活动对土地资源的影响和破坏现状评估

煤矿开采对土地资源影响主要表现为矿井工业场地、风井场地、矸石周转场等建设项目对土地资源的占用和采煤造成地表变形对土地资源的破坏。

1.矿井工业场地、风井场地等建设项目对土地资源的占用

兼并重组后的泰山隆安煤矿,矿井工业场地、风井场地等建设项目对土地资源的占用是指原有矿井的占用。原金义煤矿工业场地,设有主斜井、副斜井、主要生产设施、辅助生产设施,不新增占地。原金义煤矿工业场地西部风井场地,场地内建风机房、电气室等设施,不新增占地。矸石周转场地设在生产区东北侧的一条荒沟内,距生产区直线距离约550m,新增用地为1.39hm2(含矸石公路占地0.39hm2)。

2.采矿活动造成地表变形对土地资源的破坏

采矿活动对土地资源的破坏主要表现在地裂缝、地表塌陷和地面沉降,根据调查资料,在井田8号煤层浅埋区,采空区上方,出现了部分地裂缝和小范围的塌陷区,经回填土后,对农业生产和居民生活影响较小。但随着井下开采面积的增加,地表塌陷、裂缝已不容忽视,需采取预防措施。对此,矿山应加强对地面变形的监测,对已出现的地裂缝和地面塌陷及时治理,防止灾害发生。

3.2.5评估区地质环境现状综合评估

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根据现状评估,泰山隆安煤矿采矿活动造成的地质灾害危险性小,对地下含水层影响较轻,对评估区内地形地貌景观影响较轻,对土地资源影响较轻。总之,现状条件下,泰山隆安煤矿采矿活动对评估区内地质环境影响较轻。

3.3预测评估

3.3.1矿山地质灾害危险性预测评估

3.3.1.1采矿活动引发地表变形(地面塌陷、地裂缝)预测评估 1.采矿活动引发地面塌陷和地裂缝地质灾害危险性预测

泰山隆安煤矿整合后批准开采8号、11号、13号煤层,设计生产能力 1.20Mt/a,目前矿井设计可采资源/储量13321.5万t,按煤矿生产能力1.20Mt/a计算,服务年限为80.0a。

8号和11号煤层采煤方法为综采一次采全高,13号煤层采煤方法为综采放顶煤,回采工作面顶板采用全部垮落法管理,设计回采工作面长度为200m。

上面三组煤层埋深及采深采厚比特征见下表。

表3-4 三组煤采深采厚比特征表 煤层埋深 煤层平均厚度 (m) (m) 35.21-241.34 4.20 35.04-289.47 41.22-298.06 3.39 7.72 煤层号 8 11 13 采深采厚比 8-57 10-85 5-39 国内外采矿经验认为,当煤层采深采厚比小于30时,煤采出一定面积后,会引起岩层移动并波及到地表,其地表沉陷和变形在空间上和时间上都有明显的不连续特征,地表变形剧烈,煤矿采空区上方会形成较大的裂缝或塌陷坑。当采深采厚比介于30—100之间,地层中没有较大地质破坏情况下,煤采出一定面积后,会引起岩层移动并波及到地表,其地表沉陷和变形在空间上和时间上都有明显的连续性和一定的分布规律,常表现为地表移动盆地。

上面三组煤层采深采厚比特征表明,当三组煤层联合采出后,将会引起岩层移动并波及到地表,局部地段地表变形剧烈,煤矿采空区上方会形成较大的裂缝或塌陷坑。

为定量评估泰山隆安煤矿开采上面三组煤层后地表变形特征,下面依据国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(以下简

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称《规程》)中的经验公式,对煤层开采后地表最大移动、变形和倾斜值进行计算。采用公式如下:

地表移动与变形极值计算:

最大下沉值:Wmax=Mqcosα 最大曲率值:Kmax=±1.52 最大倾斜值:Imax=

Wmax r2

Wmax r

最大水平移动值:Umax=b Wmax 最大水平变形值:εmax=±1.52b 式中:

q—下沉系数

M—煤层采空区厚度(m)

Wmax r

r—主要影响半径,其值为采深与影响角正切值tgβ之比 α—煤层倾角 b—水平移动系数

本矿无实测的地表移动变形基本参数数据,本次评估中煤层厚度、埋深采用《XX煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计(修改版)》中的数据,其它参数根据根据覆岩性质及顶板单向抗压强度在《规程》P222附表5-3中选择经验参数。根据《XX煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计(修改版)》,在方案适用期内,将井田西部一采区8号煤层作为矿井生产首采区,回采方式为采区内采用前进式开采,工作面采用后退式开采。综采工作面长度200m、平均采高4.20m,设计工作面年推进度1108.8m。8号煤厚2.71~7.10m,11-上煤层厚度1.16~1.90m,11-下煤层厚0.81~6.91m,13号煤层煤厚3.98~13.55m。

从全矿区煤层分布情况看,8#、11#、13#大部分区域稳定可采,本次变形特征值计算将上组煤合并进行。

从煤层底板高线来看,井田为向西偏南缓倾的单斜构造,地层产状平缓,倾向260°,倾角2~8°。

井田上组煤顶板岩性主要为砂质泥岩、泥岩,单轴抗压强度为10.8-36.2MPa。

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表3-5 开采规程中地表移动变形基本参数表 抗压强MPa 覆岩类型 下沉系数Q 水平移动系数 b 主要影响角正切tgβ 开采影响传播角θ 拐点偏距S/H0 >60 30~60 <30 坚硬 中硬 软弱 0.27~0.54 0.55~0.84 0.85~1.00 0.2~0.3 1.20~1.91 1.92~2.40 2.41~3.54 90-(0.7~0.8)α 90-(0.6~0.7)α 90-(0.5~0.6)α 0.31~0.43 0.08~0.30 0~0.07 下沉系数取q =0.80; 水平移动系数取b =0.26; 开采影响传播角取72°; 水平移动系数取b =0.26 主要影响角正切tgβ=2.77

按上述公式及计算参数,泰山隆安煤矿上述煤层开采后,地表最大沉陷值为10799mm,最大水平移动值为2808mm,最大倾斜值855mm/m,最大曲率值0.103/m,最大水平变形值338mm/m。

矿区地形复杂,高差大,地表下沉往往呈现台阶式下挫或沉陷,会对区内建筑、耕地、道路造成较大破坏。预测泰山隆安煤矿采矿活动诱发地面塌陷、地裂缝地质灾害的危险性为大。

2.采矿活动引发崩塌或滑坡地质灾害危险性预测

评估区地处晋西北黄土高原,黄河中游峡谷的东岸,地表多为第四系黄沙土覆盖,因受风雨侵蚀,形成了支离破碎的复杂地貌,地形起伏较大,冲沟发育,冲沟中可见零星的基岩出露。

当采空区塌陷后,边坡倾斜地表将产生附加采动滑移,滑移方向指向山体的下坡方向,因而凸形变坡部位将产生附加水平拉伸变形,在边坡、陡崖的边缘附近常出现裂缝。在充分开采的条件下,对矿区边坡倾斜地表产生的附加采动滑移会更大。在矿区重复开采条件下,由于初次开采以后,覆岩的坚固系数有所降低,重复开采时其下沉系数将有所增大,因而其地表塌陷下沉会更大,其地表变形作用于边坡倾斜地表的附加采动滑移会更大,更易于形成采动崩塌与采动滑坡。

当覆岩和地表岩土性质确定且不存在特殊断裂构造情况下,水平缓倾煤层单一矩形工作面开采引起的地表永久性静态裂缝,主要分布在地表移动水平拉伸变形区。由

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