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-1-第一章前言第一节目标任务新疆生产建设兵团农十二师二二一团煤矿（以下简称221煤矿）地质环境治理勘察设计、施工项目的目标、任务如下。一、目标根据治理区地质环境现状,结合吐鲁番市和兵团农十二师的规划建设要求,编制本项目工程预案，通过项目的实施，消除治理区地质灾害及其隐患，改善地质地貌景观，恢复土地部分功能，治理后使治理区与周边环境相协调。二、任务根据本次治理工程所要达到的目标要求，治理工程必须完成以下任务：1、采取合理的工程措施，消除或基本消除主井两侧因地下采空区引发的地面塌陷、地裂缝等各类地质灾害危害，恢复自然地形地貌；2、对治理区和取料场进行整平，播散草籽自然复绿，使之与周边环境相协调；3、对治理区地下采空区对应地表不稳定区域拉设铁丝围栏、设置警示牌，防止车辆、人员、牲畜进入其中。第二节编制依据1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；2、《岩土工程治理手册》；3、《工程地质手册》；4、《地质灾害勘察指南》；5、《工程地质勘察规范与强制性条文实施手册》；6、《岩土工程勘察设计手册》；7、《建筑地基基础设计规范》；-2-8、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；9、《土工试验方法标准》；10、《中国地震动参数区划图》；11、《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》；12、地质灾害防灾预案的编制；13、《工程测量规范》14、其他适用本项目的规范和技术要求；15、《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)；16、《地质灾害调查技术标准》；17、《工程地质调查规范》；18、《环境地质调查规范》；20、《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》（国发[2005]39号）；21、《关于做好2007年矿山地质环境治理项目实施前期准备工作的通知》（兵国土资发[2008]8号）；22、《地质灾害防治工程监理规范》（国土资源部征求意见稿）；23、《建设工程施工现场使用安全规范》（GB50194-93）；24、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）；第三节矿区地理位置一、交通位置221煤矿位于吐鲁番市大河沿镇后山，行政区划隶属吐鲁番市管辖。距吐鲁番市55千米，距大河沿镇18千米。大河沿镇至石灰石矿公路途经煤矿南侧，交通十分方便。中心地理坐标：东经：东经：88°56′06″；北纬：43°14′42″。二、井田境界-3-221煤矿的井田范围由4个拐点圈定。井田拐点座标见表2-1-1。井田境界拐点座标表表2-1-1拐点编号X值Y值S1479023930413553S2479069830413198S3479126830413940S4479081030414295井田东西长0.94km，南北宽0.73km，面积0.686km2。开采深度至+950m标高。第四节矿区自然地理概况一、地形地貌井田位于吐鲁番盆地北缘，博格达山南翼，地形为南北高，中间低，为典型的山前冲洪积凹地，海拔标高+1207m～+1306m之间，相对高差99m，煤矿位于凹地东侧，东为冲沟，西为冲洪积平原。二、气象与水文1、气象矿区属中温带大陆性干旱气候，全年最冷季节在12月至翌年3月，最低气温-20℃左右；每年7～8月气温最高，平均在+20℃以上。年降水量在276mm左右，最大日降水量在18mm。年平均降水日70～90天，年蒸发量一般2143mm，最大蒸发量在7月份可达356.5mm。每年10月下旬开始结冻，3月下旬～4月份开始解冻，最大冻土深度达1m。初雪在10月上旬，终雪在4月下旬。风向以西南风为主，秋冬季风大，最大风速2.9m/s，一般风速1.2～2.00m/s。2、地表水体位于井田外西部6km的大河沿河水，源自北部山区雪融水及泉水，U型河床宽300～400m，上游河水除部分渗入河床形成潜流外，均被人工引入渠-4-道利用，下游河床现已干枯，只有暴雨季节短暂有水，四季多为干涸。井田东部冲沟内有多眼泉眼，水质较好。各冲沟降水时有短暂水流，除此之外，再无其他地表水体。第五节社会经济概况矿井所在矿区是吐鲁番市的能源基地，除煤炭资源外，本矿区未发现有开采及利用价值的其它有益矿产。本矿区内无相邻煤矿。本矿现有职工150多人，均从事煤炭生产，其家属均在矿家属区定居。区内生产及生活物资由吐鲁番市供应。第六节生态环境现状矿区及周围按《全国土地分类（试行）》表中划分属未利用地，土地类型为荒草地。矿区内无湖泊水库、名胜古迹、自然保护区、地质公园及风景旅游区。第七节地质、水文地质概况一、地层及构造（一）地层本矿区内除大面积为第四系外，只有中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组、八道湾组地层断续出露，中侏罗统头屯河组全部被第四系所覆盖，以下按由新到老的顺序加以叙述：1、新生界第四系(Q)（1）第四系全新统(Q4al+pl)主要分布于井田东南沟谷中，为现代冲积、洪积、砾石、亚砂土构成的松散层，砾石成分复杂、分选磨园均较差，厚度0～20m，与下层不整合接触。（2）第四系上更新统(Q3al+pl)除基岩露头外在区内大面积分布，地貌上表现为倾斜戈壁平原，岩性为砾石，夹亚砂土构成，松散微弱固结，无胶结，厚度不稳定，一般在12～-5-32m左右，与下伏地层不整合接触。2、中生界侏罗系(J)（1）中侏罗统头屯河组(J2t)主要出露于井田西北部，区内未出露，钻孔中也未揭露，岩性主要为红色(为主)、黄绿色、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂砾岩薄层，底部为炭质泥岩。该组地层—般厚543．88m，与下伏地层整合接触。（2）中侏罗统西山窑组(J2x)主要分布于井田中部，只有区外南部、北部火烧山包处出露于地表，其余地段均被第四系覆盖。该组地层根据岩性特征、含煤性等划分为上、下两段，主要依据钻孔所揭露的地层特征描述如下：①中侏罗统西山窑组上段(J22x)为不含煤段，主要由灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹细砂岩组成。该段地层一般厚120m，与下伏地层整合接触。②中侏罗统西山窑组下段(J21x)含煤段，为一套湖沼相沉积地层，主要由粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹细砂岩、炭质泥岩、煤层含有植物根茎叶化石碎片和铁化木，下部为7＃煤层(大槽煤)，底部为在厚层状灰白色粗砂岩、为标志层。煤层主要集中于该组地层的下部，主采煤层7＃煤层位于底部，全区发育为巨厚煤层。该段地层一般厚80～100m，与下伏地层整合接触。（3）下侏罗统三王河组(J1s)在井田中下部呈条带状断续出露，主要岩性为：上部黄绿色粉砂质泥岩，砂岩、泥岩；下部为含砾长石岩屑，底部为细砂岩、砂岩。以其明显的黄绿色、灰绿色为特征标志，俗称“毯子层”，该组地层厚130m，与下伏地层整合接触。（4）下侏罗统八道湾组(J1b)主要出露于井田右下部，常形成低山丘陵地貌，上部为黄绿色泥质粉砂岩，与薄层状含砾长石岩屑砂岩互层，夹中、粗砂岩，中部为粉砂岩、泥质粉砂岩、夹细砂岩、炭泥岩和薄煤层，出露不全，含有丰富的植物化-6-石。该组地层沉积旋回清晰，在区内未见底，厚度约在120m左右。三、水文地质特征1、含（隔）水层通过该矿山的调查访问和地表水文点的调查，在煤层顶底板均未发现强含水层存在，均以弱含水层及隔水层为主，现将主要含水层分述如下：（1）第四系冲洪积砂砾石潜水含水层(Q4a1+pl)H1该含水层主要分布于矿区东部的东沟沟谷中，由砂、砂砾石、漂石组成，厚度小于20m，其孔隙度大，透水性强，受季节性暴雨和泉水的补给，赋存一定量地下水，属于富水性中等含水层。（2）第四系风成砂透水不含水岩层(Q3eol)H2该层在矿区大面积分布，厚度在10～40m之间。主要由粉细砂、黄土所组成，孔隙大、透水性较好，由于补给缺乏，该地层为透水而不含水地层。（3）侏罗系中统头屯河组隔水层G1岩性以粉、细砂岩、泥岩为主，裂隙、孔隙不发育，隔水性能好。（4）侏罗系中统西山窑组上段隔水层G2（5）侏罗系中统西山窑组下段裂隙－孔隙含水层H3该含水层位于西山窑组下段的底部在矿区零星出露，由中—粗砂岩组成，大部分为泥质胶结，局部为钙质胶结，厚度为20～35m不等，其中矿区北部较薄，矿区南较厚。主要接受高山区的雪水和山区降雨补给，从目前生产煤矿在+1151水平开采情况来看，它为弱含水层。主斜井水样化验结果：矿化度2776mg/l，总硬度1130.83m3/l，水质类型SO42-、Cl-～K++Na+、Ca+型水。（6）侏罗系下统三工河组隔水层G3岩性以粉砂岩、泥岩为主，夹中、粗砂岩，裂隙孔隙不发育，隔水性能好。（7）侏罗系下统八道湾组裂隙—孔隙含水层H4-7-该含水层在矿区东部的东沟内广泛出露，岩性主要由泥质胶结的粗砂岩组成，厚度在30m左右。主要接受高山区的雪水和山区的降雨的补给，补给量充足，在东沟低洼处以泉的形式线状排泄，为当地居民生产和生活水来源。据实地观测流量为2～3L/S之间，水质类型SO42-、Cl-～K++Na+、Ca+型水，矿化度为0.53g/l，属于赋水性中等的含水层。2、矿井充水因素矿区中部组成含水层的岩性多以粗砂岩等颗粒粗的砂岩为主，具有一定的孔隙，接受高山雪水和降雨的补给，赋存一定的地下水，以静贮存时为主，目前浅部煤已采完，深部煤层都处于地下水水位以下的矿层中，煤层底板粗砂岩裂隙—孔隙水为矿坑中部充水主要水源。在矿区北部，地下水受向斜的影响，当开采向斜轴部煤层时，在开采过程中冒落带，裂隙带波及的范围大，矿井涌水量明显增大，由于煤层底板砂岩含水层距侏罗系八道湾含水层之间厚度大，隔水岩层主要是粉砂岩和泥岩，隔水性能好，两者含水层之间的水力联系不甚密切，矿井的涌水量补给水源主要是煤层底板的孔隙～裂隙承压水。3、水文地质条件评价该区构造中等，无地表水流，煤层大部分位于当地地下水以下，矿区中部的岩层富水性弱，多以隔水层和弱含水层为主。矿区北部和南部水文地质条件局部较复杂，矿区水文地质条件为二类一型。4、矿井涌水量预计地质报告采用开采量富水系数法、面积富水系数法对矿井未来涌水量进行计算、预测，矿井一水平（+1110）正常涌水量为260m3/d，最大涌水量为300m3/d；开采+950m水平时矿井正常涌水量为240m3/d，最大涌水量为270m3/d。8第二章地质环境问题及地质灾害特征第一节地质环境问题221煤矿的地址灾害类型主要为地面塌陷和地裂缝，根据近年煤矿煤层开采情况估算出目前地下采空区面积为2500000平方米，体积308000立方米。在第一开采水平到第三开采水平之间采空区相对应的地面形成12个塌陷坑和3条地裂缝，系由于地下采煤形成采空区，采空区顶板在震动，降雨与重力作用下发生冒落，影响到地表，在地表形成地面塌陷和地裂缝的发展活动形式以渐变为主。地面塌陷坑总占地面积6740平方米、总体积104000立方米。塌陷坑及地裂缝的存在产生了下列诸多环境地质问题：1、对地形、地貌及周边地质环境均产生了极大破坏，造成大量土地无法利用；2、塌陷坑坑深一般在5—15米之间，坑壁陡立，坑壁剥落石土堆高3—5米、边坡不稳定，易产生崩塌、泥石流灾害，对矿区内简易公路、车辆及工作人员产生威胁；第二节地质灾害特征一、地面塌陷根据资料收集和现场调查，在矿区南部已形成采空区，面积达250000平方米，埋深从30米至190—210米，地表沿煤层走向呈串球状分布塌陷坑12个，坑深在5—15米之间，塌陷区面积达6740平方米，总体积达104000立方米。各塌陷坑特征见表2—1。治理区内地面塌陷坑特征一览表2—1塌陷坑序号位置形状直径（m）深度（m）面积（m2）体积（m3）备注1号1号采区东南圆形48.5912145224121.24四壁陡立，坑底有杂草生长2号1号采区东圆形29.3885314797.17四壁陡立，坑底有9北杂草生长3号1号采区东北圆形42.9414113421247.20原有积水，现已干涸。4号1号采区东北圆形45.2015125726826.61四壁陡立，坑底有杂草生长5号2号采区东北圆形30.51115735173.28四壁陡立，坑底有杂草生长6号2号采区东北圆形9.04550283.86四壁陡立，坑底有杂草生长7号1号采区东北圆形30.51105788173.28四壁陡立，坑底有杂草生长