沉降区治理方案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：不连沟煤矿地表塌陷区治理方案一、矿井概况项目名称：内蒙古蒙泰不连沟煤业有限公司不连沟矿井；建设地点：内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗大路镇；建设规模：矿井设计生产能力为10.0 Mt/a，配套建设10.0 Mt/a选煤厂；开拓及采煤方式：采用斜、立井混合开拓方式，单一水平开采，开采水平标高+924m。

工作面采用长壁综放采煤法，全部陷落法管理顶板，主采煤层为石炭系太原组6煤层，厚度10m～38m，平均20m，煤层赋存深度在200～450m，平均325米。

本井田为一个单斜构造，倾角平缓，断层较发育。

开采接续的原则是由近至远、由上至下依次回采。

矿井初期移交生产时，共有四条井筒，其中主斜井、副斜井布置在矿井工业场地内，进、回风立井布置在风井工业场地内。

二、地理位置及交通准格尔煤田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗东部，不连沟井田位于准格尔煤田最北部，行政隶属准格尔旗大路镇，隔黄河北与托可托县为邻，东与清水河县相望。

地理坐标：东经111°16′00″～111°20′00″，北纬39°55′45″～40°00′00″。

井田的西部、北部有S103道通过，距呼和浩特约95km，至薛家湾镇约23 km。

薛家湾镇有公路分别到达鄂尔多斯市政府所在地东胜区和自治区政府所在地呼和浩特市。

呼和浩特—东胜高速公路，途经薛家湾镇。

三、井田境界、储量及服务年限（一）井田境界中华人民共和国国土资源部以国土资矿划字[2006]012号《国土资源部划定矿区范围批复》，划定的不连沟井田境界范围为：东部以7、8、1～3号拐点连线为界，南部以3、4号拐点连线为界，西部以4、5号拐点连线为界，西北部以5、6号拐点连线为界，北部以7、8号拐点连线为界。

井田东西宽2～5.7km、南北长3.8～7.9km、面积约34.19km2。

井田境界拐点坐标见表1-1。

表1-1 井田境界拐点坐标表地理坐标国家坐标系（1954年北京坐标系）拐点编号经度纬度X (m) Y (m)1 111°19′00″39°56′00″4422252.90 37527068.102 111°19′00″39°57′00″4424103.50 37527061.503 111°20′00″39°57′00″4424108.70 37528485.804 111°20′00″40°00′00″4429660.50 37528465.105 111°18′45″40°00′00″4429654.10 37526686.006 111°18′45″39°59′45″4429191.40 37526687.607 111°18′30″39°59′45″4430300.00 37528250.008 111°18′30″39°59′30″4428727.50 37526333.40（二）井田储量及服务年限不连沟煤矿地质资源量1411.20Mt，可采储量826.04Mt；矿井设计生产能力10.0Mt/a，服务年限63.5a。

（三）井田内及周边小煤窑关停、整合情况不连沟矿井井田北以煤层露头线和井筒位置为界，西以呼准铁路与孔兑沟井田为界，南与玻璃沟、唐公塔井田为邻，东与窑沟乡扶贫煤矿、伊东煤炭公司牛连沟煤矿等中小煤矿开采区相邻，各周边煤矿与本矿在开采上没有压茬关系。

井田范围内没有小煤矿和古窑存在。

与不连沟井田相邻的窑沟乡扶贫煤矿、伊东煤炭公司牛连沟煤矿已于2005年进行资源整合，其中：牛连沟煤矿与孙家壕煤矿整合为孙家壕煤矿；窑沟乡扶贫煤矿整合为窑沟煤矿。

四、地形地貌、地表水系及气温井田位于鄂尔多斯黄土高原，呈典型的黄土高原地貌。

地表被广厚的黄土和风积沙大面积覆盖，只在较大的冲沟中才有基岩出露。

地形复杂，沟壑纵横，树枝状冲沟十分发育。

地形总趋势是西南高，东北低，海拔约1127m～1346m，高差219m。

井田内发育有大不连沟、小不连沟、不连沟、房塔沟、水涧沟等，其支沟特别发育，多以向源侵蚀为主，横断面常呈“U”字型，形成陡峻的峡谷，沟源及两侧多有泉水涌出，形成溪流，经不连沟注入黄河。

井田北部有门沟、三拉沟、孔兑沟，沟源及两侧多有泉水涌出，形成溪流，经孔兑沟注入黄河。

雨季多瀑发山洪，其流量大，时间短，水动力强，水土流失严重，旱季沟口截流灌溉农田，但时有干涸。

本区属大陆性干旱气候，冬季严寒，夏季温热而短暂，寒暑变化剧烈，昼夜温差大，年平均气温5.3℃～7.6℃，最低气温－36.3℃，一般结冰期为每年10月至翌年4月，最大冻土深度1.50 m。

降雨多集中在7、8、9三个月，年平均降水量408mm。

年总蒸发量为1824.7mm～2204.6mm，是降水量的5～8倍。

本地区无霜期约150天。

区内受季风影响，冬春季多风，风速一般为16m/s～20m/s，最大风速40m/s。

区内主导风向为西北风。

五、自然生态环境（一）土壤区内共有五个土类，八个土壤亚类，地带性土壤为栗钙土亚类，并与黄绵土交错分布。

在河谷阶地和丘间洼地，以及极度侵蚀的沟坡，主要分布有草甸土和粗骨栗钙土。

区内地带性土壤以栗钙土和黄绵土为主，有机质含量0.49%，含氮量0.04%，含磷量3.0ppm，含钾量丰富, PH为7.8～8.7，土壤质地为轻壤—中壤土。

（1）栗钙土具有一定厚度的腐殖层，呈灰绿色，多为疏松的粒状结构，腐殖层厚度通常在20厘米左右，质地较轻，植物根系多，一般无石灰反应。

但矿区的栗钙土均有石灰反应。

可分为三个亚类。

（2）黄绵土的成土过程是腐殖质积累过程、石灰沉积过程和人为耕作熟化过程，黄绵土土层深厚，质地均一，疏松多孔，垂直节理明显，透水透气性能好，石灰含量高，碳酸钙淀积不明显。

黄绵土只分一个亚类，即黄绵土亚类。

（3）风砂土的分化不明显，通体为砂质，有机质含量低，通体有石灰反应，风砂土根据其形状分为固定、半固定、流动风砂土。

（4）草甸土腐殖质层较厚，土壤剖面发育明显，心土层有氧化—还原现象，出现绣纹锈斑，在本区内出现一个亚类—灰色草甸土亚类。

（二）植被区内地处暖温型典型草原带，地带性植被类型为暖温型典型草原植被。

土壤侵蚀严重，自然植被破坏严重，绝大区域为草原退化形成的百里香群落和农业生产所占据。

同时受非地带性生态环境条件和强烈风蚀的影响，尚分布有沙地植被和低湿地草甸植被。

自然植被覆盖度较低，产草量很低。

区域植被类型与特征为：（1）典型草原植被：为本区的地带性植被，分布于该区内的丘陵坡地上。

优势种有本氏针茅、糙隐子草、百里香、牛枝子、扁蓄豆、多叶棘豆等，其次还有阿尔泰狗娃花、冷蒿、羊草、细叶黄芪、丝叶苦荬菜等。

（2）沙地植被：分布于该区域内风蚀比较严重的丘坡顶部（包括流动、半流动、固定、半固定沙地）。

沙地植被有：一、二年生的沙米、虫实，多年生根茎禾草、沙竹及沙生半灌木籽蒿，沙生灌木羊柴、柠条等。

（3）低湿地植被：在该区域主要分布于河谷、沟谷阶地上，该类型植被镶嵌于农田之间，而小片的农田或撂荒地又镶嵌于自然植被之间。

主要植物有芨芨草、赖草、寸草苔、羊草、碱茅、碱蒿等。

（4）人工植被：人工植被包括农田植被和人工林植被。

农田植被主要为旱地作物，呈斑块状分布，主要种类有玉米、小麦、糜子、黍子、高粱、莜麦、谷子、蚕豆、绿豆、小豆、黄豆等以及一些蔬菜。

该区人工林地大部分为疏林地，林地状况以20年以下树龄的林木居多，树种主要为杨树。

六、井田范围社会经济环境不连沟井田行政隶属准格尔旗大路镇。

矿井工业场地位于大路镇何家塔村附近。

井田及周边共涉及3个村庄，均为行政村。

井田及周边共涉及996户，3796 人。

区内无文物古迹、自然保护区、旅游区及其它环境敏感点。

七、不连沟井田地层及沉降原因分析本区地层自上而下为第四系风积沙黄土层（平均厚30米）、第三系红土层（平均厚13米）、白恶系砂砾岩（平均厚120米）、二叠系砂泥岩互层地层（平均厚140米）、石炭系煤系地层顶板（平均厚6米）。

6煤层顶板岩性为泥岩、粘土岩、炭质泥岩，其次为砂岩，原岩应力较大，易膨胀、崩解，易冒落，导致工作面直接顶压力显现明显、基本顶来压较明显。

各类岩石多为泥质胶结，完整性较差，弹性小，脆性大，易于断裂。

黄土层含砂丰富，胶结不好，当其底部的基岩沉降时，黄土层也随之沉降开裂。

八、地表沉陷预测本矿井开采面积较大(全井田面积34.19 km2)，煤层呈单斜构造，断裂不发育，在矿井范围内平面上不进行人为分区，煤层按由近至远、由上至下依次进行开采，首先开采井田北部6号煤层上分层。

根据不连沟环评报告，对本矿井地表沉陷情况分别在三个不同时期进行预测，即开采第10年、开采第20年和开采终止三个时期。

本矿井可研报告对井田境界、工业场地、主副斜井井筒、主要井巷留设保护煤柱，在井田内高压线、村庄未留设保护煤柱。

因此，本矿井按上述留设煤柱的原则进行预测评价。

1、预测方法我国目前实际应用的地表移动计算理论和方法主要有典型曲线法、负指数函数法和概率积分法。

其中概率积分法更全面考虑了影响地表移动变形的各项主要因素，因此，本次评价选择概率积分法作为不连沟矿井地表移动变形的预测模式。

2、计算模型(1)稳定态预计模型在煤层开采范围内取一微元dF，微元中心点坐标为(s，t)，微元的走向方向为s，倾斜方向为t。

s，t坐标轴与地质坐标系坐标轴x，y夹角为φ,微元内煤层可看作板状结构,微元拐点偏移距为d。

当采区内煤层全部开采后，地表任意点(x，y)处的下沉为：5)地表任意方向的移动变形值换算下沉量W (mm) 水平移动值U(mm)倾斜值i(mm/m)曲率值K(10-3/m)水平变形值ε(mm/m)13456 2141 104 1.9 37.8表8-2-2 开采第10年时下沉面积统计表下沉量(mm) 面积(km2) 下沉量(mm) 面积(km2) ≥10 13.98 ≥7000 2.70≥1000 12.11 ≥9000 2.43≥3000 10.98 ≥11000 1.70≥5000 2.95 ≥13000 1.20(2)开采第20年预测在开采第10～20年期间，在6上煤层和6煤上、下分层进行开采。

通过预测计算，在开采第20年时，最大下沉值为15.78m，下沉面积为32.53km2。

九、不连沟煤矿地表沉降区概况首采面F6102综放工作面已于2010年10月回采结束。

该面位于井田的北部，开采6煤，6煤埋深130-321米，采长870米，采宽240米，采厚15.8米，倾角0-5度，地表沉降范围约540米*1070米=577800平方米，最大裂缝宽约3.4米，最大降深约6.6米。