第一章工程概況
??? 1.1位置及交通
??? 1.1.1地理位置
??? 露天煤礦位于交口縣東部桃紅坡鎮(zhèn)吉子溝村西，距交口縣城約32km，行政區(qū)交口縣桃紅坡鎮(zhèn)管轄。
??? 1.1.2交通
??? 礦田內(nèi)有公路通往壇索，壇索與桃紅坡鎮(zhèn)有省道柏油公路相通。礦井區(qū)距桃紅坡鎮(zhèn)7km，距交口縣城32km。自桃紅坡鎮(zhèn)向西南經(jīng)交口縣城及石口有國道209干線經(jīng)隰縣、蒲縣至臨汾，209線向北徑中陽縣至呂梁市?？h城向東有省道通往孝義、汾陽，汾陽縣城既有高速公路通過?？h城向東北可達陽泉火車站，并可到達太原交通十分便利。
??? 1.2地形、水文和氣象
??? 1.2.1地形、地貌
??????? 交口縣位于呂梁山脈南段東麓，為一中低山區(qū)。礦田內(nèi)地形起伏，溝谷縱橫，地勢總體為西北高，東南低，最高點位于礦田西北邊緣，海拔為1206.0m，最低點位于礦田東南部邊緣溝谷中，海拔1040.50m相對最大高差165.5m。
??? 礦田內(nèi)大面積被黃土覆蓋，北部及南部溝谷邊緣有少量基巖零星出露。黃土層由于其節(jié)理發(fā)育的特征，極易遭受強烈的侵濁切割，多形成山梁、垣峁土崖、峭壁地形，其山形地勢走向多呈近南北方向。同向沖溝特別發(fā)育，雨季常有山洪爆發(fā)一泄而去，同時帶走了大量黃土及泥沙。
??? 1.2.2水文、氣象
??????? 1、水文
??????? 本區(qū)屬黃河流域汾河水系。交口縣境內(nèi)有兩條河流，分別為大麥郊河和下村河，兩河向東南方向流動于雙池鎮(zhèn)匯合后流入靈石縣段純河然后匯入汾河。
??? 礦田內(nèi)基本無地表水體，各溝谷一般干凅無水，在雨季時有短暫的水流，流水時間不長，對礦井開采不會造成影響。露天開采后會增加采場匯水量，尤其雨季匯水量會大大增加，礦田內(nèi)地形切割嚴重，溝谷縱橫，新生界地層及基巖分化殼含水甚微，易排泄。奧陶系含水層水位標高825m左右遠遠低于11號煤層底板標高（1000m），不存在帶壓開采問題。巖溶地下水對煤層露天開采威脅不大。
??????? 2、氣象
??? 本區(qū)屬溫帶大陸半干旱性氣候，一年四季分明，晝夜溫差大，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季嚴寒。夏秋季多雨，雨量集中在7、8、9月三個月份，，冬季少雪。據(jù)交口縣氣象站1983年至1990年氣象資料，年平均降水量450~550mm大多集中在7-9月份，年蒸發(fā)量1482~1814mm，蒸發(fā)量遠大于降雨量。年平均氣溫7.0℃，最高氣溫32.5℃，最低氣溫-21.7℃，無霜期平均186天。最大凍土深度0.8m。
??? 1.3地震烈度
??? 交口縣位于六、七度分界線一帶，以南北分界，分界線主要在桃紅坡鎮(zhèn)東西方向，桃紅坡鎮(zhèn)以北為六度區(qū)，以南為七度區(qū)。
??? 1.4水文地質(zhì)特征
??? 1.4.1含水層
??? 礦田內(nèi)地形切割嚴重，溝谷縱橫，新生界地層及基巖風(fēng)化殼含水甚微，易于排泄。奧陶系含水層水位標高825m左右遠遠低于11號煤層底板標高（1000m），不存在帶壓開采問題。巖溶地下水對煤層露天開采威脅不大。
??? 太原組層間裂隙水
??? 太原組地層礦田內(nèi)有零星出露，含水巖層主要為底部的K1砂巖、K2、K3、K4灰?guī)r及泥巖中所夾的砂巖透鏡體。根據(jù)煤礦建設(shè)20年資料，2005年前礦井涌水量一般為2m3/h；當時，年產(chǎn)量6萬t/a，涌水量約60m3/d，2005年礦井采煤方法改革，生產(chǎn)能力提高至15萬t/a，其礦井正常涌水量150m3/d，最大礦井涌水量180m3/d。本次XJ-4號水文孔水量小，未能進行抽水試驗，說明煤層開采后太原組含水層水大部被漏掉了，因而孔中水量極小。本次，僅采取水樣做了水質(zhì)分析。結(jié)果為：礦化度387.26mg，總硬度280.22mg/L，pH值6.72，含氟F0.23mg/L。水質(zhì)類型為HC03·S04--Ca·mg型水。說明地下水被煤中硫污染。
??? 奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層
??? 本礦田位于郭莊泉域補給徑流區(qū)，XJ-4水文孔中見峰峰地層厚161.80m。區(qū)域地是，本次水文孔中未測到奧灰水水位資料。巖性以石灰?guī)r為主，夾泥灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)區(qū)域資料上馬家溝組厚約200~250m，巖溶裂隙發(fā)育，含水量豐富，底部石膏夾層厚40~60m，是相對隔水層。其中、上部地層為厚140~190m，灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r層中巖溶裂隙是主要含水層，因溶孔、溶洞、蜂窩狀巖溶十分發(fā)育，因而水量及其豐富。據(jù)雙池鎮(zhèn)20號供水井和吉子溝水井資料，奧灰?guī)r溶水水位埋深254m，連續(xù)抽水四天，涌水量Q=5.56L/S，井內(nèi)水位不降，水量及其豐富。根據(jù)上述兩井資料及區(qū)域資料推測，本礦田奧灰水位標高在823~829m之間，一般為825m。本礦區(qū)內(nèi)水力坡度為2/1000，地下水的基本流向為北西-東南向，地下水流至郭莊泉群排泄，現(xiàn)有巖溶供水井也是排泄渠道之一。
??? 1.4.2隔水層
??? 礦田內(nèi)隔水層主要為本溪組，厚度10.5~33.0m，平均19.9m，該組內(nèi)鋁土泥巖、泥巖，巖性致密、細膩，具有良好的隔水性能。其次，相間于個含水層間厚度不等的泥巖、砂質(zhì)泥巖層?？善鸬揭欢ǖ母羲饔?。
??? 1.4.3礦床充水因素分析
??? 1、大氣降水和山洪直接充水
??? 大氣降雨對井工開采影響不大，但露天開采時影響較大，其影響范圍為露天的采面、邊坡和運輸路面等。采場內(nèi)，低洼地區(qū)可能會發(fā)生臨時性積水；汛期長時間降雨可能會降低邊坡穩(wěn)定性和巖石強度，發(fā)生滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。礦坑底部會受暴雨等強降雨侵害。
??? 新生界地層含水軟化和沾粘
??? 新生界地層含水能力差，但受大氣降雨影響，含水量超過臨界值時會發(fā)生軟化和沾粘現(xiàn)象，將影響生產(chǎn)效率，甚至發(fā)生滑坡等。
??? K4、K3、K2灰?guī)r和砂巖含水層直接充水
??? K4、K3、K2灰?guī)r位于可采煤層層位之上，補給水源為大氣降雨直接補給或經(jīng)過上覆地層間接補給，補給能力一般較差，一般正常情況下含水量不大，汛期含水量會增高，露天開采后地下水會先期開采地段匯集。
??? 奧陶系灰?guī)r地層含水層
??? 本區(qū)奧灰水水位標高825m左右，11號煤層最低底板標高1000嗎m，高于奧灰水位約煤層底板，因此，本區(qū)奧灰水不存在帶壓開采問題。
??? 本礦采（古）空區(qū)積水情況
??? 礦田內(nèi)原為井工開采，一直開采11號煤層，現(xiàn)井下各巷道均相互連通，采（古）空區(qū)內(nèi)積水均匯集于礦田東南部的低洼地帶，據(jù)調(diào)查：11號煤層礦田內(nèi)采（古）空區(qū)積水面積294775m2，積水量257928m3。
??? 1.4.4水文地質(zhì)類型
??? 兼并重組后，晟凱煤業(yè)礦田內(nèi)奧灰水位標高低于礦田內(nèi)11號煤層底板標高，不存在帶壓開采。上述分析標明，礦井充水主要因素一是煤層頂板以上砂巖含水層及上部導(dǎo)水裂隙帶水，二是采（古）空區(qū)積水。以采空區(qū)積水危害最大?？傮w礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。
??? 1.4.5水害防治措施
??? 1、基本情況
??? 原礦井井工開采生產(chǎn)能力15萬t，礦井正常涌水量150m3/d，最大礦井涌水量180m3/d，每天抽水4~7h。
??? 本區(qū)煤層埋藏較淺，露天開采的主要水害為大氣降水直接充水。雨季時，匯水量會迅速增大。水泵、水管、水渠等排水設(shè)施必須備齊、備齊，保證搶險使用。
??? 其次為邊坡滲水補給，由于太原組含水層含水及其微弱因而側(cè)向補給十分微弱。本次，由于水文孔內(nèi)無水，未能進行抽水試驗，缺少計算參數(shù)，因此，未予計算開挖礦坑側(cè)排補給量。
??? 本礦現(xiàn)工業(yè)廣場遠高于當?shù)睾樗痪€，地面條件較好，只要疏通排水渠道，基本不受洪水影響。
??? 防治水措施
??? 露天開采，水文地質(zhì)條件將變得較為簡單，但為了安全高效生產(chǎn)，提出以下防治措施：
??? 本區(qū)井下有采空區(qū)和老空區(qū)存在。在生產(chǎn)接近采（古）空區(qū)特別是積水區(qū)時，要超前探查并排放老空區(qū)積水；防止采空區(qū)塌陷造成人員及設(shè)備安全事故，防止采（古）空區(qū)積水突水事故發(fā)生。
??? 在采場邊界，應(yīng)修建永久性防洪固坡設(shè)施，以防洪水及邊坡塌陷災(zāi)害事故發(fā)生。
??? 廢棄物、剝離物等堆放物不可堵塞洪水排泄路線，以免造成人為事故，增加泥石流發(fā)生的危險性。
??? 雨季來臨前要及時清理地面防洪溝渠，搶修邊坡防洪設(shè)施，做好采場、采場邊坡。剝離物、運輸路線等的防洪檢查和修復(fù)、修建工作；受降雨影響，雨季期間可能會發(fā)生老空區(qū)進一步塌陷、防洪設(shè)施被破壞、邊坡的穩(wěn)定性和安全性降低等事故，要定期觀測，及時處理。
??? 黃土、紅土具有遇水軟化、粘連、流動等特性，應(yīng)注意道路和采場淤泥及時清理，以免降低煤炭質(zhì)量和影響生產(chǎn)。
??? 第二章?雨季施工安全技術(shù)措施
??? 2.1雨季施工重大危險源
??? 土石方采掘區(qū)露天采掘的主要重大危險源為大氣降水直接充水。雨季時，匯水量會迅速增大，其次為邊坡滲水補給。
??? 2.1.1山洪暴發(fā)
??? 降雨集中及發(fā)育的水系決定了山洪災(zāi)害的突發(fā)性。陡峻的山坡，集中的降水，造成匯流時間短，能迅速形成具有強大沖擊力的地表徑流，導(dǎo)致山洪災(zāi)害的突發(fā)性。
??? 2.1.2泥石流
??? 由于采掘區(qū)矸石堆積，山勢陡峭，地表植被附著較淺，山洪暴發(fā)的同時易引發(fā)泥石流。
??? 2.1.3山體滑坡
??? 采掘區(qū)獨特的地質(zhì)條件決定了山體滑坡的易發(fā)性。巖石大量裸露破碎、風(fēng)化、植被稀疏，山坡陡峻，受力條件差，極易造成山體滑坡。
??? 2.1.4地表水倒灌基坑
??? 由于持續(xù)大強度降雨，土石方采掘區(qū)排水不暢，基坑排水設(shè)備達不到防洪要求，導(dǎo)致基坑各水平作業(yè)面被淹，嚴重時可發(fā)生基坑漫水。
??? 2.2雨季施工預(yù)防與報警安全技術(shù)措施
??? 2.2.1危險源監(jiān)控
??????? （1）水害監(jiān)測監(jiān)控方式方法
??? 認真分析采掘區(qū)的充水條件和補給條件及水量變化，基坑水量每10天觀測一次。及時掌握采掘區(qū)水文動態(tài)，搞好預(yù)測預(yù)報。
??? 利用物探、鉆探技術(shù)，查明采掘區(qū)潛在的積水區(qū)水源，掌握積水區(qū)的位置水量分析其危害程度進行預(yù)測，指導(dǎo)設(shè)計和施工。