关于对白家沟煤业陵足沟地表水患的治理

张月萍

（山西地宝能源有限公司，山西 太原 030045）

由于2006 年6 月24 日下大雨陵足沟河突发洪水，全部灌装到该段河道下方不知去向，事后仔细走访调查、分析、推断，淹没了陵足沟矿井(已关闭)。因原陵足沟矿井正处于该段陵足沟河道下方，整个陵足沟矿2+3、4 号煤层已大部分采用以掘代采。所有巷道可能被淹。

重组的白家沟煤业有限公司90%的井田处于原陵足沟矿井西测的下端，陵足沟河道地区，可能存在大的空洞区域，存在陵足沟地表水直接灌井的隐患。其已严重制约了白家沟煤业的生产，如不治理待到转产后，回采原煤时可能会造成白家沟煤业矿井全部被淹，到时治理更难。故现在从该段地表开挖治理比较合理。

1 陵足沟地表水患治理的范围

本范围内2+3 煤层上覆岩层3m，其上覆盖约3m厚第四纪冲积层，开采冒落足以影响地面，如留有空洞（空巷），足以造成白家沟煤业灌井水患。

深度范围：根据施工期间探测确定。本次施工采用“边探测边施工”方式进行。对于地面坍塌明显或已圈定的采空区，开挖至证明无空洞，已密实，留下做河道密实及防渗水层深度即可；对于地面坍塌不明显或已圈定不是采空区的地点，须进行探测，如发现有空洞（空巷），须开挖填埋；如没有空洞（空巷），则不必开挖，利用其实体煤层，使得“挡水墙”成为连续的封闭体。且上述开挖深度均不得超过4号煤层底板深度。

为了便于宽度10m 沟下“连续挡水墙”的施工，开挖最深处宽度不得超过50m。“连续挡水墙”须靠近西部沟底，即白家沟煤业各煤层标高最高处施工。

白家沟煤业陵足沟地表水患治理方案，提出采用挖填埋法治理其陵足沟地表水患，治理区地表长度1420m，宽度48～125m，估算平均深度20m，最大面积111722m2。最下部治理宽度20m，填埋面积28400m2，挖填土方1073.52m3。

2 白家沟煤业陵足沟地表水患治理方案

陵足沟煤矿开采面积较小，开采2+3、4 号煤层时间长达13年，开采情况不明，治理区内2+3、4号煤层埋藏深度10～40m。适合采用地面挖填埋法水患治理，确定采用地面挖填埋法水患治理白家沟煤业2+3、4号煤层陵足沟地表水患。

土建施工方案：根据现场实际情况，本方案推荐首挖区位于治理区北侧，初始拉沟位置位于首挖区治理区边界北侧，拉沟最大宽度为58.6m(地表)(考虑备用系数)，底部宽度20m，长度50m，终了台阶高度。首挖区开挖临时外排土场在其东部无名沟坡上（见图1）。

施工方法：由于河道底板岩土层相对松软，施工尽量采用挖机、装载机，进行震动、挖填施工，必要时可进行浅孔爆破。但装药量必须严格控制，以松动岩土层，不震落周边岩土为原则。

根据施工期间探测确定深度范围。本次施工采用“边探测边施工”方式进行。对于地面坍塌明显或已圈定的采空区，开挖至证明无空洞，已密实，留下做河道密实及防渗水层深度即可；对于地面坍塌不明显或已圈定不是采空区的地点，须进行探测，如发现有空洞（空巷），须开挖填埋；如没有空洞（空巷），则不必开挖。但上述开挖深度均不得超过4 号煤层底板深度。为了便于宽度10m 沟下“挡水墙”的施工，开挖最深处宽度不得超过20m。“挡水墙”须靠近西部沟底施工。空巷及破碎冒落区等的处理，需按照所在挖填平台，根据天气预报情况及时进行，“随挖随填”，预防下雨洪水灌入矿井，造成人为灾害。

施工顺序：临时外排土场只为首采区服务。首挖区完成后，挖填埋顺序依此由北向南推进，排土场转为内排，最后将临时排土场所挖碎石土填入沟道中；施工“连续挡水墙”所需水泥（或石灰）就地购买，所需黄土，在征得当地政府、村庄同意情况下就地取材，施工顺序详见图2。

图2 施工顺序示意图

施工由北向南推进，“连续挡水墙”及时施工，内排碎石掺填黄土，及时回填所挖河道至原有标高，使河道随时保持畅通。施工挖填区底部总有50m 长、宽20m场地，供及时处理已暴露的2+3号煤层及4号煤层空巷及破碎冒落区等能够造成矿井充水通道的区域，即建造沟下10m 宽“连续挡水墙”（图3）。施工挖填区地表西侧至少留有2.5m 宽，东部至少留有3.5m 宽的排水、运输、行人通道。

图3 采空冒落区及空洞（空巷）区“连续挡水墙”示意图

“连续挡水墙”东西宽不低于10m，南北长顺沿沟底揭露的冒落带或空洞（空巷）长度。分两层，最下层为37 灰土夯实层，高度高于揭露的冒落带或空洞（空巷）0.5m；其上部及10m 宽“连续挡水墙”东边，为施工方便而开挖的区域，均为混合压实层，其采用土加开挖所采出的碎石，土∶碎石=1∶1，混合压实。混合压实层地面标高至原有河道标高为止，河道回填完成后，本治理区段河道，北向南坡度不得低于10‰，宽度不小于48m。“连续挡水墙”中37灰土夯实层、混合压实层标准均按相关规定执行。

施工结束标准：开挖有冒落区或空洞“空巷”的地区，10m宽“连续挡水墙”完成，河道部分按相关规定恢复原标高，即本区水患治理结束。

3 结论

本治理方案，只供白家沟煤业陵足沟地表水患治理的“可行性”方案，施工时按照建设项目施工顺序，编制“施工组织设计”或“作业规程”后进行。

本区陵足沟地表水已发生过灌井事故，严防雨季避免开挖造成人为的水患事故，本“治理方案”规定施工期须避开雨季施工。施工期间须保持河道排水畅通，按“治理方案”，西侧留有2.5m宽，东部留有3.5m宽的排水、运输、行人通道。治理陵足沟河下采空区、空巷范围，须边探边施工，防止施工设备及人员坠落的次生灾害；采场和排土场边坡稳定是治理区生产中最重要的工作，在生产中应在做好管理维护的同时，还应加强监测工作，消除隐患，保证施工设备和人员及其它车辆如人员的安全。治理区如采用爆破作业，应采取分段装药,预裂爆破措施,保证工业场地各建筑物的安全。防止挖掘机“三条腿作业”，最大限度地发挥设备效率，应切实提高工程质量，必要时用前装机配合。采场移动坑线冬季下雪易滑,应用大马力履带推土机清理。