2.5.1.1 撫田概況
撫順市遼寧部。撫順煤田位于撫順市區(qū)東南的渾河峽谷地帶。南一段丘陵地帶為界，北部直達(dá)渾河，東起龍鳳坎村東端，西至古城子河，礦區(qū)東西長約18km.南北寬約2～2.5km.面積約為40km2。煤田之上為渾河、東洲河、古城子河的沖積平原，地勢平坦。煤田地表高程為+70～+100m。
(1)地層
撫順煤田的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境中，煤層由老到新依次為太古宇鞍山群、中生界下白堊統(tǒng)和新生界古近系撫順群和第四系。圖2-1為撫順煤田地層綜合柱狀圖。
(2)地質(zhì)構(gòu)造
撫順煤田大地構(gòu)造位于新華夏系第二隆起帶上，為西豐—大連斷裂帶與撫順-清源北東向(華夏式)斷裂帶構(gòu)造的復(fù)合部位。煤田呈東西展布，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有許多褶皺與斷層。白堊系地層和已棄用，是古近系還是新近系層集聚在東西走向的向斜及背斜內(nèi)。
撫順煤田形成后，在第三系后期受喜馬拉雅造山運(yùn)動的影響，形成了南北水平擠壓應(yīng)力，將煤田改造為向斜構(gòu)造。向斜單一不對稱，南翼傾角一般為30°，保留完整。北翼傾角變化較大，大多在15°～60°之間，并伴有小褶曲。煤田的向斜構(gòu)造由于后期的改造而破壞，在煤田東部的龍風(fēng)礦井田內(nèi)現(xiàn)今只保存有一部分。煤田中部的老虎臺礦田，向斜的北翼部分缺失。煤田西部的勝利礦井田，向斜北翼全部缺失，變成單斜構(gòu)造。煤田的西端，向斜軸抬起而封閉，東端被F13正斷層切斷而缺失。
撫順煤田內(nèi)的斷裂構(gòu)造多為在不平衡水平擠壓應(yīng)力作用下形成的左旋壓扭性斷裂。斷裂構(gòu)造大致分為:①走向壓性正斷層:②垂直于走向的張性正斷層:③斜交的剪切正斷層。斷層分布有明顯的規(guī)律和分級性。落差大于30m的斷層有30余條，其分布由西向東逐漸增加，煤田東部最為發(fā)育。
圖2-1 撫順煤田地層柱狀分布
煤田的北部有F1A、F1斷層均為逆斷層。F1A斷層，走向8°～85°，傾向北西，傾角70°～75°。上盤為基底沉積巖系下盤為白堊系玄武巖，砂巖及砂頁巖，破碎帶寬度約為80m，主要由夾角礫斷層泥構(gòu)成，并夾角巨大片麻巖包裹體。F1斷層為壓扭性逆斷層，傾角33°～56°，落差在1000m以上，并與煤層走向以10°夾角斜切向斜北翼，把上盤煤巖層逆沖到1000m以上，破壞了向斜的完整性，造成了向斜北翼煤巖層局部或全部缺失。
圖2-2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概略
撫順煤田地質(zhì)構(gòu)造略圖見圖2-2。撫順煤田分布見圖2-3。
圖2-3 撫順煤田分布示意
(3)撫順煤田露天井工聯(lián)合開采
撫順煤田的傾斜煤層露天井工聯(lián)合開采是歷史開采形成的，露井開采之間關(guān)系非常復(fù)雜。原勝利礦、西露天礦、老虎臺礦、龍鳳礦、東露天礦開采，無論在水平方向位置還是垂直空間方向位置均相互影響，干擾嚴(yán)重，使撫順成為我國典型的礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題嚴(yán)重的城市。
由于露采與井采的復(fù)合疊加作用較為明顯，開采安全需要考慮井工礦和露天礦的相互影響與安全控制問題，并且在西露天開采范圍內(nèi)有深部井、勝利礦井工礦開采，在東露天礦開采范圍內(nèi)有老虎臺礦與龍鳳礦開采，考慮老虎臺礦仍在開采，龍鳳礦關(guān)閉后又有泰和井工礦進(jìn)行開采。因此撫順煤田不但有煤田內(nèi)的露天井工聯(lián)合開采問題，還包含露天煤礦內(nèi)的露天井工聯(lián)合開采問題。
2.5.1.2 撫順西露天礦露天井工聯(lián)合開采
西露天礦位于撫順市西南部，南倚海拔214m的千臺山北麓，北臨渾河及撫順石油一廠等企業(yè)，東接?xùn)|露天舊采場，西靠撫順—本溪公路。地理坐標(biāo):北緯41°41′40″～41°51′23″;東經(jīng)123°49′11″～123°55′23″。經(jīng)過近百年的開挖，西露天礦已形成長6.6km，寬2.0km，占地10.87km2，深400余m的深大礦坑。目前，西露天礦采場西區(qū)開采深度達(dá)-276水平，已到界;東區(qū)開采深度-312水平，上部-100水平以上已到界。采場總?cè)莘e17億m3。圖2-4為撫順西露天礦坑。
(1)露天開采
撫順西露天礦的露天開采作業(yè)始于1914年，并集中在主向斜的南翼。目前，采礦工程基本實(shí)施“全區(qū)開采、分區(qū)開拓、聯(lián)合運(yùn)輸，內(nèi)部排土”方案，即以E1000為界，將礦坑分為東西兩采區(qū)，實(shí)行采區(qū)搭配開采程序，采煤和剝離工作線沿煤層走向布置，并向傾向方向推進(jìn)，開采后采用12m高水平臺階，采煤方式為頂板露煤方式;采煤采用單斗—卡車—膠帶工藝。閉坑前礦山生產(chǎn)加大內(nèi)排土場建設(shè)力度，內(nèi)排總?cè)萘窟_(dá)86653萬m3，從西向東(至EW0以西)能起到壓腳護(hù)坡的作用，有利于閉坑后邊坡的穩(wěn)定及減緩地面變形。
(2)井工開采
西露天礦煤層1907年即開始井工開采，長期影響著這一地區(qū)露天開采邊坡的穩(wěn)定、城區(qū)地面變形及建筑物的安全。因此，它不但是傾斜煤層煤田露天井工聯(lián)合開采的典型類型，又是露天煤礦露天井工聯(lián)合開采的一種典型。由于它的安全控制技術(shù)難度大，影響因素復(fù)雜，可以說是國內(nèi)外露天煤礦安全控制技術(shù)的難題。這種傾斜煤層與水平或緩傾斜煤層露天井工聯(lián)合開采類型有較大區(qū)別，它在空間位置上，露采區(qū)域井采區(qū)相距較近或一上一下，相互關(guān)聯(lián)影響與干擾較大。
圖2-4 撫順西露天礦
在西露天礦坑以下及北幫邊坡以下的向斜軸部，在本層煤中曾有深部井和勝利礦進(jìn)行過多年的大規(guī)模的地下開采作業(yè)，如圖2-5所示。兩礦分界以EW0防水煤柱為界(W75-E75，100m寬)，EW0以東為勝利礦，以西深部井開采。在露天坑外西南端，還進(jìn)行過粟子溝組巖層中A層煤的南昌井開采。井工采煤區(qū)充填材料均采用廢頁巖，其容重1.5t/m3，孔隙率約為45%;1923年以前則采用河沙充填。
圖2-5 露天礦深部井采深度范圍示意
(3)井工開采與露天開采的相互關(guān)系
露天礦范圍內(nèi)深部采區(qū)平面分布狀況見圖2-6。
勝利礦自1907年開采，至1979年停采，礦井范圍位于E75～E4000之間，早期開采擴(kuò)展至-100標(biāo)高，后期僅限于-420～-650m之間。主要采區(qū)開采時(shí)間及底板標(biāo)高見表21;露天礦深部井本層煤開采亦停止，開采基本情況見表2-2。
圖2-6 工作幫地表廠礦及井采平面分布
表2-1 勝利礦主要井采區(qū)開采時(shí)間及底層標(biāo)高
表2-2 撫順西露天礦深部井采區(qū)開采情況
由上述可見，露天礦北幫幾乎全部處于井工采動后的巖移擾動范圍內(nèi)，其結(jié)果不僅使原生裂隙開裂，也產(chǎn)生新的導(dǎo)水裂隙帶，使邊坡水文地質(zhì)條件改變，同時(shí)也改變了原生巖體結(jié)構(gòu)狀況，導(dǎo)致邊坡巖體變形，誘使巖體強(qiáng)度進(jìn)一步降低。由此引起的巖體破損在一定時(shí)期甚至對閉坑前后的邊坡及地表變形、破壞起到較強(qiáng)的不利作用。
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