平朔矿区主要环境岩土工程问题及对策.pdf

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1、·76·露天采矿技术2010年第6期平朔矿区主要环境岩土工程问题及对策张银洲，陆伦，董万江·(1．中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安710054；2．中煤平朔煤业有限责任公司，山西朔州036006)摘要：在平朔矿区的工程建设中，存在有采空区、深厚填土、陷落柱、地下水等环境岩土工程问题，对这些环境岩土工程问题进行研究探讨，有助于积累经验，有利于矿区的可持续发展。关键字：平朔矿区；采空区；深厚填土；陷落柱；地下水位变化；对策中图分类号：TD167文献标识码：B文章编号：1671—9816(2010)06—0076—031概况表l平朔矿区建设场地地层概况N-

2、~简要描述分布平朔矿区地处山西省宁武煤田的北端，地跨朔名称州市平鲁区、朔城区，南北长23km，东西宽22km，探明地质储量127．5亿t。平朔矿区现拥有安太堡、安家岭两座特大型露天矿，3座大型现代化矿井，五薯兰4‘-粉至土舅为霎主，其工程性}质i表i现为具岔翟在伍黄其土残瘸塬粱、座配套选煤厂和两条铁路专用线，是我国目前规模最大、现代化程度最高的露井联采煤炭企业。平朔矿区东露天煤矿及选煤厂项目已开工建设。在建项E={宦霎j。橐核状水态后，可易，见中风等铁化压锰，缩臆呈性菱斑。块点但状，硬该结塑层构一暴(坚俗露硬失称鍪零需叫司蒋口善础壁雀竺建成后，公司年生产规

3、模将超过亿吨。矿区的开发建设引发或遇到许多岩土IJ程fhj题，对这些岩土工程问题的探讨、研究及解决有助于积累经验，有利于矿区的可持续发展。2地质概况平朔矿区工程建设场地在勘察深度内一般未见地下水，仅在东露天煤矿场地在勘察期间有地下水2．1地形地貌分布，埋深在2．20～31．50m。地下水在平面上分布平朔矿区地处山西黄土高原平朔台地之低山丘无规律，属上层滞水，受相对隔水层分布影响，滞水陵区，全区多为黄土覆盖，区内黄土台地曾经受强烈位变化大，主要受大气降水补给，季节变化明显，在的侵蚀切割作用，加之区内植被稀疏，形成梁、螈、峁冲沟沟底或下游排出。’等黄土高原地貌

4、景观。矿区内沟谷发育。露天煤矿的3主要岩土工程问题采剥改变了局部地段的地貌景观。煤矿工业场地多布置在黄土残塬梁、峁区，辅助的闲置设备维修中心、根据矿区场地的勘察、建设经验，矿区存在的主井工设备维修中心布置在露天矿剥离的填土场地上。要岩土工程问题有：煤矿采空区、陷落柱、深厚填土、2．2地层及岩土特性地下水位变化等。平朔矿区的工业场地，地层主要有第四系填土3．1采空区(Q)，晚更新统风积黄土(Q)(马兰黄土)，中更新煤矿开采所形成的地下采空区，导致覆岩工程统的风积黄土(Q)(离石黄土)，二叠系下统下石盒地质条件发生变化，在地表表现为地面下沉、水平移子组(Px)

5、砂泥岩层。矿区建设场地地层简述见表l。动和开裂。该矿区主要可采煤层厚度大，煤层埋藏较2．3水文地质浅。在安家岭井工一矿，煤层为近水平煤层，采用一收稿日期：2010—07—23次采全高放顶煤综采法，工作面长度多在200～300作者简介：张银洲(1962一)，男，陕西宝鸡人，高级工程师，Ill。该矿已生产多年，形成了大面积的采空区，造成1987年毕业于西北大学地质专业，获硕士学位，现在中煤西地表沉陷、裂缝及地表变形及采空区内的房屋开裂，安设计工程有限责任公司从事岩土工程勘察咨询、设计工作。这对矿区其他场地的建设造成了极大的危害。露天采矿技术2010年笫6期·7

6、7·3．2填土采空区的形成与扩大，地表一般为连续变形，在梁峁矿区内填土分布广，因其物质组成复杂、堆填方区主要形成地面塌陷和地裂缝，在沟谷边缘形成裂缝；式和堆积年代不同而具有均匀性、压缩性、密实度较差深厚比大于60时，随着煤层开采，采空区的形成与扩的工程特性。甚至是在同一个建设场地的不同位置其大，地表一般为连续变形，地表变形较弱。根据预测结成分都有很大的差别。填土地基处理不当，已造成地果，对已有的道路、建构筑物采取相应的维护措施。基的不均匀沉降，使建构筑物倾斜、房屋开裂。填土地对于储量较大的、埋藏较深、上部岩石较为完整基的不均匀沉降已对矿区建构筑物造成很大的

7、危害。的正在开采的大型煤矿，可由综采改为房柱式开采，3-3陷落柱以确保建筑物地基的稳定。岩溶陷落柱是煤系地层下部石灰岩、白云岩等在平朔矿区，大型工业场地的选择，一般均设在可溶性岩石在地下水和重力作用下，所产生的塌陷矿田之外，预留安全距离。对工程建设场地有影响的现象。当岩溶陷落柱的规模较大时，可穿过煤系地层采空区主要为安家岭井工一号矿的几个工作面的采一直通达地表。小规模陷落柱，在地表表现的不明空区。由于可选场地有限，在已采的工作面之间采取显。陷落柱上部土的工程性质差。如东露天工业场地安全地带法确定闲置设备利用中心、维修中心建设的局部地段位于陷落柱上。场地。按

8、安家岭井工一矿工作面停采线位置，工作面3．4地下水位变化(上升)平