敏感區(qū)域下采煤工程實例
敏感區(qū)域下采煤工程實例
一、河流下采煤
1、淮河
淮河下礦井較多，如李咀孜煤礦、孔集煤礦、比家崗煤礦、潘集煤礦等。
李咀孜煤礦目前年生產(chǎn)能力30-45萬噸/年，從60年代開始運營至今仍在生產(chǎn);孔集煤礦年生產(chǎn)能力30-45萬噸/年，從1964年生產(chǎn)至1978年;比家崗煤礦年生產(chǎn)能力30-85萬噸 /年;潘集煤礦年生產(chǎn)能力200-300萬噸/年。下面以李咀孜和孔集煤礦為例加以說明。
淮南礦區(qū)李咀孜煤礦位于淮河漫灘及河床之下。河床底最低標高10.56m，河漫灘標高19-21m，河水最低水位16.5m，最高洪水位24.53m，其流量達10800m³/s。河水與第四系水砂層有水力聯(lián)系。
礦井煤系底層為二疊系山西組合石盒子組，兩組可采煤層總厚度10.5-15.5m，煤系底層之上覆蓋層厚約40m，開采上限為-90m。主、副井(工業(yè)廣場)位于淮河大堤之外，主、副井通過穿堤巷道與采區(qū)連接。
自60年代初淮南礦務局的李咀孜、孔集煤礦投產(chǎn)，就處于新生界松散層(空隙)水及淮河河床下開采，因而開展了含水砂層下及淮河河床下的試采研究，其中李咀孜礦淮河河床下開采研究成果獲國家進步一等獎、煤炭部特等獎。
80年代初，在李二礦-李咀孜礦22.0k㎡范圍內(nèi)開展了“淮南礦區(qū)解放A組水文地質(zhì)條件及防治方案研究”，通過52年A組煤工作面的試采，確定了“因地制宜、疏水降壓、限壓開采、綜合治理”16字水防治方針。在李二礦及李一礦(局部)地層倒轉(zhuǎn)礦井的巖溶水防治，仍是施工放水鉆孔疏于頂板塌陷角以上的巖溶含水層。在李咀孜和孔集煤礦東部，采用“疏水降壓、限壓開采”的巖溶水防治方法。截止目前，連續(xù)32年無巖溶水突出事故發(fā)生。
開采過程中，對巖移、水文、覆巖破壞規(guī)律進行了系統(tǒng)的觀測。至今礦井仍處于安全生產(chǎn)，同時未對堤防工程的安全產(chǎn)生影響。
2、黃河
濟西井田位于黃河左岸齊河縣境內(nèi)。開采范圍位于黃河灘區(qū)及北展寬區(qū)內(nèi)，屬于黃河防洪重要建筑物和水體下采煤。在開采區(qū)附近有左臨黃堤和北展堤。主、副井(工業(yè)廣場)位于北展堤外側(cè)，主、副井通過穿堤巷道與采區(qū)連接。該井田煤層埋藏深度約500m，煤層賦存深度與底層條件與戴廟井田相近。
目前該井田主、副井已完成，巷道工程已穿越北展大堤。
3、龍?zhí)逗印⒋筱牒?/p>
新汶礦務局西港礦工作面西部位于底標龍?zhí)逗优c大汶河下，萊新公路從工作面上部穿過。工作面長150m，走向長580m。開采第19層，煤層厚3.0m，中部含0.3m夾石、煤層傾角20°。煤層頂板為砂質(zhì)頁巖，底板為粘土礬巖。低沼氣礦井，煤塵有爆炸危險。工作面地質(zhì)構(gòu)造比較復雜，斷層較多，頂板破碎，裂隙發(fā)育。另外，第四系含水砂層及黃土層厚8-20m。該礦已于1990年閉坑，經(jīng)生態(tài)治理，未對周邊自然環(huán)境構(gòu)成危害。
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除以上水下采煤工程之外，另有伊家河下新宏煤礦采煤工程、絳河下王莊煤礦采煤工程等。(附表1：我國其他河流下采煤工程一覽表)
二、湖泊、水庫下采煤
1、微山湖
微山湖下礦井較多，如殷莊煤礦、濟寧3號井、滕北5號井、柴里煤礦、姚橋煤礦、蔣莊煤礦、田陳煤礦、徐莊煤礦、孔莊煤礦、龍莊煤礦、三河尖煤礦和張雙樓煤礦等12座。
濟寧3號井年生產(chǎn)能力500-1000萬噸/年，從2000年開始運營至今;滕被5號井生產(chǎn)能力300萬噸/年，從2001年運行至今;柴里煤礦年生產(chǎn)能力120-300萬噸/年，從1984年開始運營至今;姚橋煤礦年生產(chǎn)能力120萬噸/年，從1976年開始運營至今;其他幾個煤礦年生產(chǎn)能力均在45萬噸/年以上。
(1)殷莊煤礦
殷莊煤礦位于微山湖東南水域岸邊，井田西翼在微山湖大面積水域之下，是整個微山湖四周最先進行湖下采煤的礦井。
殷莊煤礦原有開采范圍處于微山湖畔的陸地下方。湖下采煤實驗開始之前，礦井儲量已經(jīng)枯竭，瀕臨關(guān)閉，由于湖下采煤研究實驗的進行，使該礦重新恢復了生產(chǎn)，目前礦井向西翼湖下延伸開采，獲得可采走向3000余米，使礦山設計能力增大，服務年限延長25年。
(2)姚橋煤礦
姚橋煤礦屬棗莊礦區(qū)滕縣煤田，位于滕州境內(nèi)，煤礦東臨微山湖之昭陽湖，部分在昭陽湖區(qū)下方，礦井水路運輸條件好、煤炭由京杭運河往上海一帶。
姚橋煤礦原屬煤炭工業(yè)部大屯煤電公司，是上海市在山東境內(nèi)的燃料基地。礦井設計生產(chǎn)能力120萬噸/年，1976年12月投產(chǎn)，主要可采煤層為7號煤層，煤厚2.9-5.5m，礦井開采條件與柴里礦基本相同，第四系表土厚24-144m、地表低洼含水層第四系砂層含水豐富，礦井投產(chǎn)以來生產(chǎn)能力較大，至1989年在-457m和-385m水平分別進湖區(qū)開采昭陽湖區(qū)下的7號煤層，獲得了較好效益。圍湖堤按設計煤柱加以保護。
(3)滕北5號井
滕北5號井屬棗莊礦區(qū)滕縣煤田，滕北5號井隔湖與姚橋煤礦相望、5號井井田大部分昭陽湖區(qū)下方。礦井水路運輸條件好，煤炭由京杭運河運往上海一帶。
滕北5號井，設計產(chǎn)量60萬噸/年，2001年投產(chǎn)，投產(chǎn)后主要可采煤層為3號煤層，3號煤層分上、下兩層，平均厚4.0m，是礦井目前開采的主煤層。礦井面積約60k㎡，大部分在獨山湖及昭陽湖區(qū)下方，為安全開采水體下淺部工作，礦井在2002年對井田內(nèi)3102工作面和3103工作面進行試采，用以確保礦井的安全性。經(jīng)試采實踐證明是安全的，粘土在厚度達到3m時，即可起到很好的阻水效果。
目前滕北5號井已經(jīng)改擴建成功，礦井生產(chǎn)能力提升至400萬噸/年。大部分采區(qū)也已進入獨山湖和昭陽湖區(qū)下方，進行安全生產(chǎn)。
(4)柴里煤礦
柴里煤礦位于山東省滕州市境內(nèi)，東臨京滬鐵路，西靠微山湖，礦井由原設計生產(chǎn)能力30萬噸/年，經(jīng)過三次改擴建后由30萬噸/年，增加到75萬噸/年、150萬噸/年和240萬噸/年，目前已經(jīng)達到300萬噸/年。
礦井保護煤柱留設按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》要求設計。工業(yè)廣場保護煤柱于1973年批準設計范圍，主要保護礦井的提升井和工業(yè)廣場地面生產(chǎn)系統(tǒng)。開采至今水體未對生產(chǎn)造成危害，采空區(qū)由預留煤柱保護同時未對水體構(gòu)成影響。
2、岳城水庫下
河北磁縣申家莊煤礦是國有重點煤礦，是磁縣經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，岳城水庫是國家大型水庫，是邯鄲和安陽生活用水的水資源地。從1984年開始，申家莊煤礦就在岳城水庫庫區(qū)下進行試采，1996年該礦被正式批準在庫區(qū)下開采。
申家莊煤礦分為現(xiàn)采區(qū)和擴大區(qū)，現(xiàn)采區(qū)距離岳成水庫主壩約6.43km，距離副壩約3.0km。2002年5月申家莊煤礦接到水利部海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局責令立即停止在岳城水庫庫區(qū)下采煤作業(yè)的通知，要求申家莊煤礦委托科研單位進行能否在岳城水庫下繼續(xù)開采的可行性論證，申家莊委托中國水利水電科學研究院對此問題進行研究，并通過專家認證。2003年2月得到水利部海河水利委員會對申家莊煤礦現(xiàn)采區(qū)恢復正常生產(chǎn)的批復。
目前，現(xiàn)采區(qū)的煤礦資源已近枯竭，申家莊煤礦于2003年初取得了擴大區(qū)的勘探權(quán)，目前擴大區(qū)已向岳城水庫庫底延伸，進一步使礦井壽命得到了延伸，目前該礦正在安全生產(chǎn)之中。
3、小浪底水庫
小浪底水庫蓄水后，河南義煤集團新安礦井田40%的面積位于小浪底庫區(qū)水體之下，可采儲量高達8000萬噸。義煤集團公司完成了相關(guān)參數(shù)的測試工作，并對小浪底水庫下采煤工程進行了試采。新安煤礦于2011年4月28日正式投產(chǎn)。
三、海下采煤
山東省龍口礦區(qū)海下采煤首先在北皂煤礦進行，海下采煤的設計工作由濟南煤炭設計院完成，于2004年底通過了海域H2201首采面試采論證，并于2005年6月進行了成功試生產(chǎn)。柳海煤礦正在建設中，投產(chǎn)后亦將大面積開采海底煤炭資源。
北皂煤礦位于膠東半島龍口市境內(nèi)，礦井北臨渤海灣1.5km，南接龍口市區(qū)2.0km，通過龍口港實現(xiàn)海陸運輸，井田面積18.4k㎡，其中陸地面積8.4k㎡，海洋下儲煤面積10 k㎡。含煤地層為晚第三系，開采條件苛刻。第四系表土厚9.2-130.4m，主要可采煤層頂板為泥巖、含油泥巖、粉砂巖，底板為粘土巖、粉砂巖、油頁巖。礦井陸地可采煤炭儲量1.4億噸，海底煤炭資源1.4億噸，礦井設計生產(chǎn)能力90萬噸/年。1988年投產(chǎn)，先期開采陸地下資源。2008年8月以來一直大面積開采海底資源。
