本溪溪湖区煤矿地质环境治理实施方案

本溪溪湖区本溪煤矿、彩屯煤矿矿山地质环境治理项目实施方案项目承担单位：本溪市溪湖区人民政府报告编制单位：辽宁省地质环境监测总站二〇一〇年十二月三十日本溪溪湖区本溪煤矿、彩屯煤矿矿山地质环境治理项目实施方案项目承担单位：本溪市溪湖区人民政府报告编制单位：辽宁省地质环境监测总站项目负责人：王力江编写人：王力江、金尚荣、郭佳、张一单位负责人：于振学总工程师：张瑛提交单位：辽宁省地质环境监测总站提交时间：二〇一〇年十二月三十日I目录前言...............................................2一、项目名称.........................................4二、项目起止时间.....................................4三、地质背景及立项依据................................4四、以往工作程度及综合分析...........................13五、目标任务及实现的可行性论述.......................17六、技术路线、技术方法和具体实施方案.................18七、实物工作量......................................26八、效益分析........................................27九、质量保障措施....................................28十、经费概算........................................342前言本溪市溪湖区位于本溪市西北部，下辖六个街道办事处，三个乡镇，总面积302.4平方公里，人口23万人。地理坐标：东经123°36′00″-123°51′00″，北纬41°14′00″-41°30′00″。溪湖区历史以来便有二座大型煤矿，分别是本溪煤矿和彩屯煤矿，本溪煤矿、彩屯煤矿位于同一地理坐标位置，只是由于采煤深度不同，划分成两个采矿区、其中本溪煤矿开采的煤炭是在标高350m以上的位置，而彩屯煤矿开采的煤炭资源是在标高350m以下的位置。计划经济时期二矿均为中央直属企业。原本溪煤矿至今已有500多年的开采历史，据史料记载，早在明、清时期就有“古窖开采活动”后有日、俄及国民党对本溪煤矿进行掠夺式开采。1948年10月本溪解放后，本溪煤矿更名东北人民政府工业部本溪煤铁公司。1950年3月矿井恢复生产，后又更名：本溪煤铁公司、本溪矿务局、沈阳矿务局、本煤公司等企业，1999年由于矿山资源过早枯竭，随本煤公司整体破产。2000年本溪煤矿重新改制筹建了本溪煤矿有限责任公司，为民营企业，生产能力30万吨/年。从1905年成立中日合办本溪湖煤铁有限公司至今105年开采历史当中，本煤共开采出的煤炭产量约6100万吨，总产值估约34.5亿元。彩屯煤矿（立井）系日伪时期开始建井，1938年6月主井开凿，1945年抗战停工。解放后为配合钢铁工业用煤，1950年3月份恢复建设，1954年12月25日正式投产。矿井设计能力为150万吨/年。3井田面积19.3平方公里。1994年8月彩屯煤矿由于亏损严重，原国家煤炭部决定关井转产，1999年7月宣告破产。经过几次收购改制，2008年8月28日开始至今，阜新矿业有限责任公司收购了该矿，更名为“阜新矿业集团彩屯煤业有限公司”，企业性质为省属国有煤矿。彩屯煤矿自1954年12月25日正式生产至今，共生产煤炭5768.23万吨，产值估约32.6亿元。另外,本溪煤矿及彩屯煤矿周边原有小煤矿多达24家，从2005年—2008年间先后关闭18家，被关闭的煤矿主要分布在溪湖区的柳塘—蚂蚁沟—新洞一带，本次治理工程亦主要在此地区。经过五百年的采矿活动，尤其是日伪时期的掠夺性开采，以及新中国成立后的半个世纪开采，给溪湖地区留下众多的地质灾害及隐患。如大面积的地下采空区造成频繁发生的大面积塌陷坑；堆积如山的煤矸石及矿渣在雨季发生滑坡、泥石流；地下水的水位下降造成当地居民的饮水困难；矿山地质环境破坏严重，尘土飞扬，空气质量严重下降，致使当地居民气管及肺病较为普遍。已严重影响到溪湖区当地居民的生活质量和生命财产安全，居民反响十分强烈。极大的制约了溪湖区创建和谐社会和经济快速稳定发展。1983年本溪市在全国率先成立了治理采煤沉陷灾害的专门机构—本溪市采煤沉陷区治理办公室。溪湖区也于2010年4月份成立了废弃矿山治理办公室，负责与市、省国土资源局、厅研究溪湖区矿山地质环境治理恢复工程。2010年6月溪湖区政府又委托辽宁省地质环境监测总站编制《本溪溪湖区本溪煤矿、彩屯煤矿矿山地质环境治理可行性研究报告》，申4请国家地质灾害专项治理资金，以期彻底解决本溪煤矿、彩屯煤矿及所造成的地质灾害及隐患，改善矿山地质环境，建设环境良好、社会和谐的新型矿区。一、项目名称项目名称：本溪市溪湖区本溪煤矿，彩屯煤矿矿区地质环境综合治理工程二、项目起止时间项目起止时间：2010年4月1日至2011年12月31日三、地质背景及立项依据（一）本溪矿、彩屯矿矿山地质环境背景本溪市溪湖区位于沈阳市东南67公里，溪湖区总面积302.4平方公里，其中城区面积61.7平方公里。采煤沉陷区总面积34.8平方公里，总户数24257户，未得到治理的居民户数14872户，人口43810人，建筑面积540240平方米。1、煤田地质条件本区地层发育较全，由老至新有：中石炭本溪组：厚140m。以泥岩、页岩、砂岩和粉砂为主。上石炭太原组：厚100m。为主要含煤地层，共含煤7层，主要可采层3层。其中七号层全区发育，六号层和八号层局部可采。岩性：泥、页岩、砂岩。5下二迭统：厚300-700m。分山西组和下石盒子组。山西组为主要含煤地层，含煤7层，可采层4层，一号层至四号层。岩性主要是砂岩。上二迭统：厚1090m。主要岩性：砂岩、砂砾岩。下侏罗统长梁子组：厚155m。下段以砂、页岩为主，含煤12层。上段以页岩为主。中侏罗大堡组：厚480m。底部砾岩；下部砂岩、泥岩，含煤10层；中上部砂岩和砾岩。上侏罗统三崮岭组：厚200m。岩性为砾岩、砂岩、泥岩。下白垩统大峪组：厚500m。岩性为砾岩和砂岩。第四系：厚0-30m。下部含砾石，上部为黄褐色亚粘土、亚砂土。2、构造本区构造主要是一条近东西走向不对称向斜，北翼倾向平缓，调度20°左右。3、岩体本次岩体主要是火成岩。为燕山期花岗岩、石黄斑岩、长石斑岩等多侵入于晚古生代和侏罗纪含煤地层中，对煤层的影响和破坏较大。4、煤层和煤质本溪矿、彩屯矿的煤层和煤质情况如下表，表3-16本溪矿、彩屯矿煤层及煤质汇总表表3-1序号煤层名称煤层厚度（m）煤层结构煤层稳定性煤质1一、二号层0.8-1.5简单较稳定焦煤2四号层0.9-1.2简单较稳定焦煤3五好层0.7-1.0简单较稳定焦煤4六号层1.2-1.5简单稳定焦煤5七、八号层4.0-5.0复杂稳定焦煤、贫煤5、开采条件煤层顶底板多为粉砂岩、细砂岩或粘土质页岩，煤层开采后顶板易冒落，易于维护。瓦斯涌出量大于15m3/t，为超级瓦斯矿井。煤尘大于20%，属强爆炸级。煤层有自燃发火现象。开拓方式：本溪矿为斜井片盘式。彩屯矿为竖井多水平分区式。采煤方法均为走向长壁，全陷式顶板管理。6、新构造运动和第四纪地质本区所处大地构造单元位置属中朝准地台上次一组构造单元，胶辽台隆和太子河凹陷。区内褶皱轴向以东西向为主，地貌以丘陵山区为主，地壳上升时间晚，幅度小，表现为阶段性上升状态，新生代初期地壳强烈上升缺失第三系地层。地震烈度高。（二）本溪矿、彩屯矿矿山地质灾害类型，特征及危害本溪矿、彩屯矿经过百年的开采，致使本地区的地质灾害类型多、负责程度高，破坏严重性大。具体的地质灾害类型有大面积的地面塌7陷区、地面塌陷坑、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流等灾害。此外，还包括有大量遗留的煤矸石山，煤矸石的堆放，不仅要占用大量土地，更为严重的是，矸石山中含有的几十种成分，对大气、水源、土壤都会造成不同程度的污染，严重破坏自然生态环境，另外，其堆放极易产生滑坡、崩塌等地质灾害，严重影响到当地居民的生活质量和生命财产安全，这些构成了本次急需治理的主要内容。1、大面积地面沉陷区据辽宁矿山开采损害技术鉴定中心二〇〇二年编制《本溪市采煤沉陷区范围界定报告》，解放前的小煤窑开采，给当地留下十分严重的地表塌陷区，由于历史久远，解放前小煤窑采空区的具体位置无准确的图纸资料加以确认。根据解放后生产矿井揭露情况和历年来煤层浅部地表塌陷位置，确定的地下采空区边界可见“本溪市采煤沉陷区分布图（比例尺：1:20000）”（辽宁工程技术大学），经计算本溪矿2.2km2。解放后的采空区分布通过煤矿的采掘工程平面图和井上下对照图进行核实和界定，得出本溪煤矿、彩屯煤矿的总井田面积45平方公里，采空区总面积19.2平方公里，其中彩屯煤矿采空区平面投影面积10.0平方公里，本溪矿9.2平方公里。通过对以上解放前后地下采空区的范围认定，采用技术方法，最后确定采煤沉陷区范围是34.8平方公里，具体如下表，见表3-2。8溪湖区本溪矿、彩屯矿采煤沉陷区面积汇总表表3-2矿井名称本溪煤矿彩屯煤矿合计建国前采空区面积（km2）2.22.2建国后采空区面积（km2）9.210.019.2采煤沉陷区面积（km2）17.017.834.82、地面塌陷经过长期的开采活动，尤其浅层开采，给溪湖区留下即为众多的地面塌陷坑，自柳塘经太平沟、茨沟、溪湖百货商店、溪湖火车站前、市第一人民医院、工人俱乐部至明山一带，均为煤层露头区，地表突发性塌陷频频发生，据矿务局统计，辽宁矿山开采损害技术鉴定中心认定，该区先后发生几十处地表塌陷，特别是在每年汛期极为严重，给当地居民的生命财产带来极大威胁。具体见溪湖区主要塌陷坑位置特征表，表3-3。9溪湖区主要塌陷坑位置、特征表表3-3序号时间地点体积（长×宽×高）m311960.8.4铁路住宅29.5×1.0×0.2=5.921960.8.4邮政局3.0×7.2×3.6=77.831960.8.4邮政局8.0×1.0×2.0=1641960.8.4市医院2.0×2.0×1.6=6.451960.8.4东山根底11.0×7.2×2.0=158.461960.8.4自由路3.0×3.0×3.0=2771960.8.4河东分所东4.0×4.0×4.0=6481960.8.4水泥仓库10.0×7.0×2.5=17591960.8.4火车货站4.0×3.5×2.5=35101960.8.4火车货站5.0×3.0×6.0=90111960.8.4火车货站6.0×4.0×1.9=45.6121960.8.4火车货站5.0×5.0×2.7=67.5131960.8.4火车货站3.0×2.6×2.5=19.5141960.8.4火车站东部3.4×3.4×2.5=28.9151960.8.4火车站东部3.2×2.0×2.0=12.8161960.8.4火车站东部6.5×5.0×5.6=182171960.8.4车站台6.0×5.0×4.0=120181960.8.4学校后院2.0×2.0×2.0=8.0191960.8.4河东分所东3.0×2.5×2.0=15.0201960.8.4工人俱乐部3.0×2.5×2.0=15.0211960.8.4铁路住宅5.0×5.0×3.0=75.0221960.8.4铁路住宅1.0×1.0×1.0=1.0231960.8.4百货闪电后院5.0×5.0×5.0=125.0241960.8.4河东完小前1.5×1.0×1.0=1.5251960.8.4市医院墙外1.0×1.0×1.0=1.0261960.8.4本钢机修4.0×5.0×0.2=4.0271981.7.20河东28中门右侧2.0×1.5×1.5=4.5281998.7.15天意矿北山5.0×0.6×1.0=3.029合计1384.8103、地裂缝沉陷区及地表塌陷坑周边，均伴生有许多形状极不规则的地