（采矿工程专业论文）元宝山矿二井塌陷区土地恢复利用研究.pdf

逆宁工程技术大学硕士学懒论文 藕篓 煤凝和土地是人焱赖以生存和发展的重要自然资源，在我国煤炭 一袁驳塞帮 睾为主喾怒嚣，为我基经济秘享主会笈避骸窭了囊大贡献； 键是，也造成天蕊禚稔土缝塌陷、麓芜，严重影璃t 矿区生态环麓、农 攮生产、区域缀渗发鼹及太涎生涯水平鹃提赢。鞭越，圜蟪刳鬟遮重瓣 开发测闲塌陷地，使其在生态恢复君能遴到鹾能的生态环境效虢、社会 羧蕊狂经济蘩舔，满足矿送胃持续发鼹熬露要，楚蠢翡遗在溪髓、亟缱 解决的问题。 本文以元燮出矿二井端照区为研袋慰象，分掇了聚煤塌赡送的现 竣帮元塞出露天矿当薅熬生产状援螽，对该区凌雾缝饕l 爝方磷避萼亍了 辨窕。雷先礁定了元宝 l l 露天矿2 孬羲 场静捺主方案，包耩捺土壤潞 淹行褥线迸行溅嬷、矮岩胶带希谈路线、摇 场的设计。避聪根据逡 定的燧场设计方案鞠该地区的气候、水文、土壤等条 孛敢出与之栏 涎纛瓣主遥羹聚秘臻援熬。然后嚣瑟璜王翟遴嚣羧瓷髅箨瑷及对整_ 爪 项曩的经济效虢、环境效懿和社会效蕊进行评价。最后运用横糊评价 臌理，鞫建模糊综合评徐模粼，对项翊翰经济效懿、环境效簸鞠社会 效蕊避嚣综合褥赞，建立综合译玲籀稼髂系，骰爨练舍评徐绣袋，突 成对兰嚣迸行练合评价的m 静。 关键谴；矮陵墓捧臻逶复爨经济、繇凌器款套簸懿 模糊综合评价 婆! 兰型垄查奎堂堡主堂篁堡塞 a b s t r a c t c o a la n dl a n da r et h ei m p o r t a n tn a t u r a lr e s o u r c e so fm a n k i n d s s u r v i v a la n dd e v e l o p m e n ti no u rc o u n t r y ，a sd o m i n a n te n e r g yh a sc o a i m a d e g r e a t c o n t r i b u t i o n sf o ro u rc o u n t r y se c o n o m i ca n d s o c i a l d e v e l o p m e n t b u t ，m i n i n ga l s oc r e a t e ds u b s i d e n c e ，h a ss e r i o u s l ya f f e c t e d t h em i n i n ga r e ae n v i r o n m e n t ，t h ea g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o n ，t h ee c o n o m i c a l d e v e l o p m e n t t h e r e f o r e ，w en e e dt od e v e l o pa n du s es u b s i d e n c ea r e a ，a f t e rt h e e c o l o g yr e s t o r e sw ec a na c h i e v et h ev e r yg o o de n v i r o n m e n tb e n e f i t ，t h e s o c i a le f f i c i e n c ya n dt h ee c o n o m i ce f f i c i e n c y ，t os a t i s f yt h en e e dt o s u s t a i n a b l ed e v e l o pi nm i n i n ga r e a ，t h a ti sq u e s t i o nw h i c ha tp r e s e n t n e e d st os o l v e t h ep a p e rt a k e st h es u b s i d e n c eo fy u a n b a os h a nm i n ea st h er e s e a r c h o b j e c t ，h a sa n a l y z e d t h i sl o c a l p r e s e n t s i t u a t i o na n dt h ec u r r e n t p r o d u c t i o nc o n d i t i o n0 fy u a n b a o s h a ns u r f a c em i n e ，t h e nc o n d u c t e dt h e r e s e a r c ht ot h ea s p e c to fu s i n gt h i ss u b s i d e n c e a f t e rd e s i g n e de x p e l l i n g p l a n ，ia c c o r d i n gt ot h ep l a na n dt h i sl o c a lc l i m a t e ，s o i lc o n d i t i o nm a d e u t i l i z a t i o n p l a n o nt h el a n d a n dt h e n ，ic a r r i e do nt h e i n v e s t m e n t e s t i m a t et ot w op r o j e c t sa n dt h ee c o n o m i ce f f i c i e n c y ，t h ee n v i r o n m e n t b e n e f i ta n dt h es o c i a le f f i c i e n c yt oe n t i r ep r o j e c t f i n a l l yu t i l i z i n g t h e f u z z ya p p r a i s a lp r i n c i p l e ，t o t h ee c o n o m i c e f f i c i e n c y ，t h ee n v i r o n m e n tb e n e f i ta n dt h es o c i a le f f i c i e n c yi c a r r i e do n t h eq u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o n ，m a d et h e r e s u l to fq u a l i t ys y n t h e t i c e v a l u a t i o n ，c o m p l e t e d t h eg o a lo f t h eq u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o nt o t h r e ea s p e c t s k e y w o r d ：，s u b s i d e n c e ，d u m p i n gs i t e ，r e c l a m a t i o no fw a s t el a n d ， e c o f i o m i c s ，e n v i r o n m e n t a la n ds o c i a lb e n e f i t ，f u z z yo v e r a l le v a l u a t i o n 厂= = = 二二二 1 绪论 源。煤炭开采为我国经 济和社会发展做出了巨大贡献，也造成大面积的土地塌陷、荒芜。严重影响了 矿区生态环境、农业生产、区域经济发展及人民生活水平的提高。因此，因 地制宜地重新开发利用塌陷地使其在生态恢复后能达到最佳的生态环境效 益、社会效益和经济效益，满足矿区可持续发展的需要是目前迫在眉睫、亟 待解决的问题。本文以元宝山矿二井塌陷区为研究对象分析了采煤塌陷地 区的现状，在该地区废弃地的利用方面进行了研究。 1 1 工程背景 元宝山矿区位于内蒙古自治区赤峰市境内，矿区内的元宝山矿是平煤公 司所属矿井中生产历史最长的矿井，1 9 5 8 年已丌始建设生产，先后拥有一 井、二井、三井、四井，其中二井的设计生产能力3 0 万t 年，三井的设计 生产能力4 5 万t 年，四井的设计生产能力3 0 万t 年，四座矿井现已全部报 废。 经过长期的井工开采作业，地下煤层被采出之后，采空区的顶板岩层在 自身的重力和其上覆岩层的压力作用下，产生向下的弯曲和移动。顶板岩层 内部所形成的拉张应力超过该层岩层抗拉强度极限，直接顶板发生破碎和断 裂并相继冒落，接着上覆岩层相继向下弯曲、移动进而发生断裂和离层。进 而在地表形成一个比采空区大得多的近似椭圆形的塌陷盆地，面积近3 9 0 0 亩。这样大面积的塌陷地破坏了矿区的环境，带来了一系列的地质环境问题 和诸多社会问题，同时加大了企业的生产成本，使企业生产举步维艰。因此， 改造、复垦塌陷地和废弃工业场地既是中华人民共和国水土保持法规定 的法定义务，同时也是改变矿区及周边环境，降低企业生产成本的有效措施， 功在当代，利在千秋。 在所有塌陷地中，二井塌陷地面积较大，为8 1 3h m 2 ( 1 2 1 9 6 亩) ，再 加上近5 2 3h m 2 ( 7 8 5 0 亩) 的二井工业广场及其它可利用地，平煤( 集团) 公司己征用的元宝山矿二井区土地范围总计为2 2 9 2h m 2 ( 3 4 3 8 5 亩) ，该区 域就是本论文的主要研究对象。 二井塌陷区位于元宝山露天煤矿西排土场南侧，为瓮地地形，其中塌陷 坑众多，有一个长15 4 0 米的“y ”字型大沟于南北方向贯穿整个二井塌陷区。 塌陷区上除有刘家店小煤矿和数以千计的坟墓外，几乎没有其他重要设施， 其地表标高在+ 5 2 0 m + 6 2 0 m 。二井工业广场面积为5 2 3h m 2 ( 7 8 5 0 亩) ， 辽宁：i ：程技术大学硕士学位论文 n o 2 地面设施主要有原二井工业厂房、高压线、铁路和井筒等，其标高在 + 5 8 0 m + 5 8 5 1 1 1 。我们把二井塌陷地、二井工业广场和一井塌陷地、一井工 业广场及其它附近可利用的土地统称为二井区。二井区的已征购地总面积为 2 2 9 2h m 2 ( 3 4 3 8 5 亩) 。其中，林地7 7h m 2 ( 1 1 4 8 亩) 。 在与二井塌陷地相距4 k i n 处有一大型露天矿，即元宝山露天矿，是我国 自行设计兴建的五大露天矿之一，年设计生产能力5 0 0 万t 。现浚矿年剥离 岩土l5 0 0 万m3 ，而占地9 8h m 2 、容积3 3 2 6 8 万m3 的南排土场和占地13 2 h m 2 、容积13 0 0 万m3 的西汽车排土场已经全部到界。正在使用的西排土场 占地15 6 0h m 2 ，排弃容量为1 2 0 1 1 0 万m 3 。而使用该西排土场时必须向进 行征地，其高额的征地费用必然使元宝山露天矿生产投资加大，同时征地过 程中与当地村民的争执和冲突又时有发生，征地工作难度较大，已对该矿的 正常生产造成了很大影响。， 与之相比，二井区内的3 5 0 0 余亩土地为平煤公司所有，无需购地，且 该区域内无重要设施，距离露天矿采掘场还很近，故可作为该矿的排土场地。 这就是本文的工程背景，使论文的研究具有了实际价值。 1 2 国内外废弃地利用研究现状 1 2 1 国外 国外矿山开采大都在远离市区的地区进行，这些地区主要是一些原生态 区域，地表主要是一些草场、荒地、山林等，所以开采后形成的废弃地主要 用来复垦，以恢复生态环境。煤矿区的土地复垦一直为经济发达国家所重视。 最早开始土地复垦的国家是美国和德国。最近1 0 年国际上该研究领域较之 以前更是异常活跃，除国外一些组织召开专门的国际土地复垦会议外，在有 矿山环境及矿山开采等国际会议中也经常将土地复垦列为主要的论题。国外 发达国家矿山土地复垦率普遍较高，如美国1 9 7 7 年联邦土地复垦法颁布后， 新破坏土地实行边开采边复垦，复垦率为l0 0 ，前苏联7 0 年代以来黑色 金属矿山平均年复垦率已提高到5 0 ，前民主德国6 0 年代8 0 年代，复垦 土地面积是同期开采占地面积的9 2 ，英国露天煤矿1 9 4 2 1 9 7 5 年总复垦 率达7 6 。 美国的土地复垦工作一直走在世界前列，从2 0 世纪3 0 年代始就在全国 2 6 个州，先后制定了露天采矿有关土地复垦方面的法规，并于1 9 7 7 年8 月 3 日正式颁布了露天采矿管理与恢复( 复垦) 法，这是美国土地复垦史 上一个划时代的法规。(“8 月3 日”也因此成为了美国的土地复垦日。) 辽宁工程技术大学硕士学位论文 n 0 3 根据该法规规定的义务，所有的煤矿山都进行了合理的开采和复垦。经过 2 0 多年的实践，不仅新近采矿破坏的土地能够及时进行复垦，昔日煤炭生 产遗留下的工矿废弃地也得到恢复，被污染的水资源得到了改善，如今土地 复垦已成为采矿过程的一部分。 在美国，一般将矿区恢复治理工作分为法律颁布前后两个阶段，使恢复 治理工作责任明确。对于法律颁布后出现的矿区土地破坏，一律实行“谁破 坏、谁复垦”，即要求复垦率为) 1 0 0 。而对于法律颁布前已被破坏的废弃 矿区则由国家通过筹集复垦基金的方式组织恢复治理。 德国在2 0 世纪2 0 年代就开始对露天开采褐煤区进行绿化，从露天开采 活动到2 0 0 0 年( 表1 ) 已有1 6 2 ，5 9 9 o h m 2 的土地被占用”其中约有6 1 8 的被 复垦，林业用地4 7 ，7 6 8 o h m 2 ，3 l ，1 0 1 o h m 2 为农业用地，1 2 ，0 2 0 o h m 2 为水 域，9 ，6 4 1 o h m 2 的土地为其他用途。 由于生态意识的增强，重构生态系统的要求受到重视。目标已从以林、 农业复垦为主，转向建立休闲用地、重构生物循环体和保护物种上来”即所谓 的混合型土地复垦模式：农林用地、水域及许多微生态循环体协调、统一地 设立在一起，从而为人和动! 植物提供较大的生存空间”成功的例子是汉巴赫 矿区外排土场的复垦。莱茵州褐煤公司从1 9 8 4 年开始详细规划，对汉巴赫矿 外排土场s o p n i e n h o e h e r 进行复垦，如今，该外排土场已被重建成为一个别具 特色的风景区。 国外土地复垦工作开展较好的国家都具有以下特点：( 1 ) 有健全的复垦法 规；( 2 ) 有专门的土地复垦管理机构；( 3 ) 有明确的复垦基金渠道和建立了“复 垦基金”；( 4 ) 将复垦纳入采矿许可证制度之中；( 5 ) 实行复垦保证金制度；( 6 ) 建 立严格的土地复垦标准；( 7 ) 重视土地复垦的研究和多学科专家的参与合 作：( 8 ) 有土地复垦的学术团体和研究机构，而且学术活动十分活跃。 1 2 2 国内 我国在煤矿区废弃地的使用上，主要是将其进行复垦绿化和综合治理后 建立生态区、发展牧、副、渔业、建造公园及一些专用场地等几方面，其中 又以土地复垦为主。我国土地复垦始于2 0 世纪5 0 年代，但真正开展土地复 垦科学研究仅仅二十几年的时间。与国外相比，我国土地复垦工作起步晚， 难度大，地域发展不平衡，规范化、科学化不够，冶金矿山复垦率仅为1 0 。 我国矿山土地利用价值重建理论研究源于8 0 年代初，至今可分为两个 阶段： 第一阶段( 1 9 8 0 19 8 9 ) 主要是介绍引进了国外土地复垦的做法或经验。这 辽宁工程技术大学硕士学位论文 n 0 4 一阶段土地复垦理论研究成果可总结为如下两个方面：借鉴国外的经验， 结合国内的情况为制定土地复垦规定提供了理论基础。提出并开展了 矿区土地复垦模型研究。第二阶段以土地复垦规定颁布为标志，研究队 伍的专业、多学科化和高层次化使土地复垦理论研究呈蓬勃向上的态势。高 素质的研究队伍使我国矿山土地利用价值重建理论研究在短短的几年时间 里取得了长足的进展，主要研究成果和课题有：矿区土地复垦规划理论和方 法、高潜水位矿区生态工程复垦、矿山土地及复垦土壤的特性与改良、研石 山植被与复垦、开采沉陷对耕地的破坏机理与对策、我国土地复垦政策与战 略研究、开采沉陷土地复垦工艺研究等。 总体上看，由于我国土地复垦起步晚，土地复垦常被认为是一种纯工程 性的问题，参加研究的专家不多，再加上中国传统的“重术轻学”的思想， 因而复垦理论远远落后于实践，与国际水平相比有较大差距。 1 3 论文的研究内容和意义 论文的主要研究内容为：在对二井区中的塌陷地、二井工业广场及其 它可利用的土地进行调查研究的基础上，对从西排到二井区排土场的排土机 的走行路线进行选址，对采场至二井区排土场之间的运载胶带布设方案进行 技术经济比较，确定露天排土的最优路线；研究二井区排土场设计方案， 确定最佳排土程序；根据最后选定的排土场设计方案和元宝山地区的气 候、水文、土壤等条件作出与之相适应的复垦绿化方案和复垦土地再利用方 案：对二井区的土地复垦工程进行投资估算，对该项目的经济效益、环境 效益和社会效益进行评价。运用模糊评价原理，构建模糊综合评价模型， 对项目的经济效益、环境效益和社会效益进行综合评价，建立综合评价指标 体系，作出综合评价结果，完成对三者进行综合评价的目的。 论文的研究意义主要有三大方面： 排土方案实施后，将会有元宝山露天矿排弃的1 3 4 亿m 3 剥离物填入 二井塌陷区，可节省元宝山露天煤矿7 0 0 0 余万元的排土场购地费用。 一复垦方案实施后，二井排土场覆以表土进行绿化，使荒芜的矿山废弃 地得以绿化或变为良田，使采矿破坏的土地得以生态恢复，带来巨大的生态 环境效益和良好的社会效益。 对工程实施后的经济效益、环境效益和社会效益进行分项分析后，运 用模糊综合评价原理对项目的三大效益进行了综合评价，作出了评价结论， 为领导决策作参考，也供同类项目和论文的研究作参考。 辽宁：l ：程技术大学硕士学位论文n 0 5 2 排土方案设计 二井区包括元宝山矿一井和二井的塌陷地、工业广场及其它可利用的土 地，总计为2 2 9 2h m 2 ( 3 4 3 8 5 亩) 。本设计将二井区排土作业形成的排土 场称为“2 号排土场”。 二井区地表沉陷后为一个锅底型翁地塌陷坑，四周为相对较高的山丘， 坑内有原服务公司报废的四风井小煤矿的工业广场，适于填埋造地。虽然咳 区域位于沈阳煤炭设计院设计的排土机排土的西排土场南面，但其距元宝山 露天煤矿采场较远，汽车运输工程组织简单，但成本相对较高。采用胶带运 输、排土机排土工艺成本低，但工程组织复杂，基建工程量大，必须从采场 出口或现排土机的位置布设至二井区排土场的运输胶带机道，必须为排土机 铺设走行至二井区排土场的线路。所以排土方案设计主要包括三方面内容： 排土机走行线路的确定。 采场至二井区排土场剥离物运输方案的确定。 合理排土程序的确定。 2 1排土机走行线路的确定 排土机的走行线路仅仅是排土机从西排土场走行至二井区排土场所使 用的线路，不作长期使用，因此线路的选择应以线路最短，通过的建筑物最 少，不穿过大的沟渠，填、挖方量最少，建设容易为原则。排土机自西排土 场走行至二井区排土场，最近的线路就是直接从大西沟穿过，但大西沟深约 5 0 m ，宽约5 0 l o o m ，为保证排土机走行时的安全，排土机走行道路宽度应 大于3 0 m ，计算表明修建通过大西沟的排土机走行线路需进行约3 0 6 0 万 m 3 的填方作业，工程量非常大，因此该方案不可行。而西排土场东侧恰巧 有一条元宝山矿四井废弃的铁路路基，浚路基又与本规划拟建的东三线方案 的运输胶带路基相接，只需将这条废弃的铁路路基加宽到3 0 m 排土机就可 以在其上行走。当行走至点f 8 8 0 7 4 ，4 1 6 2 5 ) ( 1 9 5 4 年北京坐标系，下同) 处又与设计拟建的东三线胶带路基会合，而后可沿东三线胶带布设线行走直 至二井区排土场。 该线路前段是在废弃的铁路路基上形成，可节省很大的工程量，而且线 路不经过坟区可避免迁坟带来的社会问题。但是在排土机的走行道路上存在 高压线和运煤胶带等多处障碍，当排土机通过时需要与电厂等相关单位协商 进行临时性拆除，待排土机通过后再进行恢复。经计算排土机的走行线路的 建设投资费用为3 4 8 万元，见表2 1 。 辽宁t ：【程技术大学硕士学位论文 n o 6 表2 1 排土机走行线工程建设投资 项目数量单价( 元)金额( 万元) 购地5 05 亩2 6 0 0 013 1 填方 1 4 8 万m 5 58 1 挖方5 4 万m 3 8 54 6 四合村公路涵洞 2 0 m10 0 0 0 2 0 大西沟过水涵洞 2 0 ml0 0 0 02 0 拆装、补偿5 0 合计3 4 8 2 2 采场至二井区排土场剥离物运输方案的确定 在采场至二井区排土场的剥离物运输方面，本设计提出了四个胶带运 输方案。四个不同的运输方案运距不同，排土场排弃方案不同，2 号排土 场容量也不同。因此，需对四个方案进行技术经济比较确定最优方案。 2 2 1运输胶带线路的布设方案 为保证运输胶带的正常运行，胶带的路基按横断面上宽3 0 米，两侧坡 度3 5 。的梯形设计，在纵断面上，为防止剥离物下滑滞留，取胶带限制坡 度为l6 。该项工程投资巨大，胶带总长达4 0 0 0 多米，桥涵工程、填挖 方工程和拆迁工程数量多，如果线路选择不当会造成投资的巨大浪费和设 备的运行效率低等不良后果。因此，与元宝山露天煤矿工程技术人员一起 多次深入现场实地进行勘察，根据具体地形情况和今后二井区排土场排土 程序发展的要求，在运输胶带线路的选择上提出了东一线、东二线、东三 线及西线四套备选方案，进行技术经济分析比较后选择确定最优方案。 运输胶带线路选择依据的主要原则为： ( 1 ) 在技术可行的基础上，降低初期投资，使经济效益最大化。 ( 2 ) 保障运输胶带线路工程的绝对安全和服务年限内的相对稳定。 ( 3 ) 在上述原则基础上，尽可能避开房屋、公路、供电等地面设施。 ( 4 ) 尽可能不占用或少占用未征购土地，避开坟地、林地及耕地，最大 限度地减少购地费用、迁坟费用、林地砍伐费用和青苗补偿费用等投资。 ( 5 ) 采用已有的胶带驱动系统，减少新设备的购置。驱动站位置要选择 在相对稳定的位置以保障设备的安全。 ( 6 ) 减少架空段及桥涵的数量，降低投资。 ( 7 ) 尽可能地保持填挖方均衡，减少工程量。 ( 8 ) 最大限度地利用元宝山矿二井塌陷区已征购土地进行复垦造地。 辽宁：i ：程技术大学硕士学位论文 n o 7 2 2 1 1东一线方案 东一线胶带布设方案由三段组成，见图2 1 。 图2 1元宝山露天矿胶带：l ! 程平面幽( 东三线方粟) 自分流站通过西南帮穿过南排土场跨越皮带走廊和铁路至三井排土 场，再穿过二井的工业广场至二井塌陷区，然后沿购地边界布置排土工作 线。 第一段自分流站通过西南帮穿过南排土场跨越皮带走廊和铁路至三井 排土场，起点坐标为( 8 9 7 9 0 ，4 2 1 6 8 ) ，记为k o + 0 0 0 点，终点坐标为( 8 7 6 9 5 ， 4 16 1 0 ) ，记为k ，+ 17 0 点。自k 。+ 0 0 0 点沿运煤皮带方向，顺地形到k 。+ 4 6 2 ( 8 9 3 4 6 ，4 2 0 5 0 ) 点，该段由于地形相对较平坦又满足胶带坡度，因此不 必进行填挖方，胶带路基沿地形建设即可；自k o + 4 6 2 点到k + 6 1 0 ( 8 9 2 0 3 ， 4 2 0 1 2 ) 点，该段地形较高需进行挖方。第一段的后半部分需穿过南排土场， 挖方量较大，另外在穿过南排土场后还与铁路和皮带走廊相交。由于铁路 和皮带走廊相距较近，所以胶带线路需一段3 0 0 米长的架空段跨越他们到 达该段终点k ，+ 17 0 ( 8 7 6 9 5 ，4 1 6 1 0 ) 。 第二段自k ，+ 1 7 0 点穿过二井工业广场至二井塌陷区k 。+ 2 5 0 ( 8 6 6 2 5 ， 3 9 8 2 5 ) 点。自k ，+ l7 0 点到k ，+ 3 3 5 ( 8 7 6 l0 ，4 1 4 7 1 ) 点的胶带路基仍设计 为水平，标高为5 4 8 m ，点k ，+ 3 3 5 为一变坡点；点k ，+ 15 0 ( 8 7 l8 6 ，4 0 7 7 5 ) 至点k 3 + 7 7 0 ( 8 6 8 7 0 ，4 0 2 3 9 ) 段穿过二井的工业广场；点k 3 + 7 7 0 至点也+ 2 5 0 辽宁 j 程技术火学硕士学位论文 n 0 8 段地形呈逐渐下降趋势，因此设计胶带为下坡，坡度为一1 5 。，在点k 。+ l5 5 处有一深坑，最大填高1 1r n ，填方量较大。 第三段从点k 。+ 2 5 0 开始，为减少购地，沿购地边界至k s + 0 1 0 ( 8 7 3 7 4 ， 3 9 6 9 8 ) 到达工作点。该段首先要穿过两条深沟，然后还需爬升至标高6 0 0 米的工作点k s + 0 1 0 ，所以填方量很大，最大填高2 2m 。 东一线方案的运输胶带布设的详细情况见表2 2 。 表2 2 尔一线方案运输胶带布设情况 胶带k = 度 起点终点设计 距离 ( m ) 变坡位置标高标高坡度 ( m )( m )( 。) ( m ) k + 0 0 0 k + 9 4 ( 8 9 7 0 1 ，4 2 1 4 5 ) 4 6 64 6 609 4 k o + 9 4 一k o + 2 7 0 ( 8 9 5 3 i ，4 2 1 0 0 ) 4 6 64 8 87 117 6 第 7 0 4 k , i + 2 7 0 女n + 3 1 2 ( 8 9 4 9 0 4 2 0 8 8 ) 4 8 84 8 8o4 2 o + 3 i2 k n + 4 7 4 ( 8 9 3 3 4 ，4 2 0 4 6 ) 4 8 84 9 4 2 1l6 2 段 七0 + 4 7 4 k o + 7 0 4 ( 8 9 1 i2 ，4 i9 8 7 ) 4 9 44 9 402 3 0 k o + 7 0 4 k ，+ 4 12 ( 8 6 4 2 8 ，4 18 0 6 ) 4 9 45 4 84 37 0 8 14 6 6 k l + 4 12 女，+ 1 7 0 ( 8 7 6 9 5 ，4 1 6 10 ) 5 4 85 4 807 5 8 第 9 8 0 k 2 + 17 0 k ，+ 2 8 5 ( 8 7 6 3 5 ，4 1 5 12 )5 4 8 5 4 8 o 、 l l5 k ，+ 2 8 5 k 3 + 15 0 ( 8 7 i8 6 ，4 0 7 7 3 ) 5 4 85 8 028 6 5 段k 3 + 15 0 k 3 + 7 7 0 ( 8 6 8 7 0 ，4 0 2 3 9 ) 5 8 05 8 006 2 0 1 10 0 k 3 + 7 7 0 t 4 + 2 5 0 ( 8 6 6 2 5 ，3 9 8 2 5 ) 5 8 05 7 21 54 8 0 第 = 7 6 0 k d + 2 5 0 k 5 + 0 10 ( 8 7 3 7 4 ，3 9 6 9 8 ) 5 7 26 0 047 6 0 段 注：k o + 0 0 0 点坐标为( 8 9 7 9 2 ，4 2 17 0 ) 。 2 2 1 2东二线方案 东二线胶带布设方案也出三段组成，见图2 1 。自分流站至三井排土 场段与东一线方案相同，然后自三井排土场穿过四合煤矿直接到二井塌陷 区，再沿山体等高线布置排土工作线。该方案的特点是运距较小，排土工 作线较长。 东二线方案的第一段从点k o + 0 0 0 ( 8 9 7 9 0 ，4 2 1 6 8 ) 到点k + 1 7 0 ( 8 7 6 9 5 ， 4 1 6 1 0 ) 与东一线方案的第一段相同。 第二段由点k ，+ 1 7 0 到点k ，+ 8 0 5 ( 8 7 3 5 0 ，4 0 0 2 1 ) 。点k ，+ 6 8 5 ( 8 7 5 8 6 ， 4 1 1 0 7 ) 为一变坡点，该点到k ，+ ll8 ( 8 7 4 9 4 ，4 0 6 8 4 ) 的设计坡度为6 0 ，k ，+ ll8 点标高为5 7 6m ，该段穿过四合煤矿，地形中间高，挖方量很大。由点k ，+ 1 18 到第二段终点k 3 + 8 0 5 的设计坡度仍为6 。，在点k ，+ 8 0 5 处胶带线路需升高 到标高6 0 2m ，所以填方量大，最大填高l5m 。 辽宁：i = 程技术大学硕士学位论文 n 0 9 第三段是从点也+ 8 0 5 开始至最后工作点k 。+ 8 9 0 ( 8 7 3 9 5 ，3 8 9 2 8 ) 沿山 体布置工作线，该段胶带线路标高从6 0 2m 顺着山体爬升至6 2 0m ，达到 工作高度，见表2 3 。 表2 3东二线方案胶带布设情况 胶带长度 起点终点 设计 距离 ( m ) 变坡位置标高标高坡度 ( m ) ( m )( m )( 。) k o + 0 0 0 k o + 9 4 ( 8 9 7 0 1 ，4 2 i4 5 ) 4 6 6 4 6 6 09 4 o + 9 4 o + 2 7 0 ( 8 9 5 3 1 ，4 2 10 0 ) 4 6 64 8 87 117 6 第 7 0 4 k o + 2 7 0 k o + 3 1 2 ( 8 9 4 9 0 ，4 2 0 8 8 ) 4 8 84 8 8 04 2 女o + 3 12 k o + 4 7 4 ( 8 9 3 3 4 ，4 2 0 4 6 ) 4 8 84 9 4 2 116 2 段 k o + 4 7 4 k o + 7 0 4 ( 8 9 i12 ，4 i9 8 7 ) 4 9 44 9 4o2 3 0 k o + 7 0 4 k i + 4 12 ( 8 6 4 2 8 ，4 18 0 6 ) 4 9 45 4 8 4 37 0 8 l4 6 6 k 1 + 4 12 k 2 + 17 0 ( 8 7 6 9 5 ，4 16 10 ) 5 4 85 4 807 5 8 第 5 15 k 2 + 17 0 k 2 + l7 0 ( 8 7 6 7 5 t4 j5 1 6 ) 5 4 85 4 3- 39 6 k 2 + 2 6 6 一k 2 + 6 8 5 ( 8 7 5 8 6 ，4 1 10 7 )5 4 3 5 4 8 l4 19 段 l l2 0 k 2 + 6 8 5 k 3 + 8 0 5 ( 8 7 3 5 0 ，4 0 0 2 1 ) 5 4 86 0 261 1 2 0 第 = l0 8 5 也+ 8 0 5 k 4 + 8 9 0 ( 8 7 3 9 5 ，3 8 9 2 8 ) 6 0 26 2 041 0 8 5 一 段 注：k o + 0 0 0 点坐标为( 8 9 7 9 2 ，4 2 i7 0 ) 。 2 2 1 3 东三线方案 东三线方案综合了东一线方案和东二线方案的优点由以下四段构成， 自分流站至南排土场，再由南排土场通过三井征购地至四合煤矿东南2 0 0 m 处，再由陔点沿二井工业广场北部围墙至二井塌陷区，然后沿二井塌陷 区东北部已征购地边界布置工作线见图2 - 1 。 第一段自分流站k o + 0 0 0 ( 8 9 7 9 0 ，4 2 1 6 8 ) 点处，标高4 6 6m ，向北偏 西15 0 布设1 6 2 4m ，到达k + 6 2 4 ( 8 8 2 2 3 ，4 17 4 8 ) 点处：从起点k o + 0 0 0 沿运煤皮带方向顺地形到点k o + 4 7 4 ( 8 9 3 3 4 ，4 2 0 4 6 ) ，该段由于地形相对较 平坦且又满足胶带坡度，因此不必进行填挖方，胶带路基沿地形建设即可； 自点k o + 4 7 4 到点k o + 7 0 4 ( 8 9 1 1 2 ，4 1 9 8 7 ) 段地形起伏较高需进行挖方，最 大挖深为9 8m ，设计坡度仍为0 0 ，路基标高设计为4 9 4m ：由点女。+ 7 0 4 到点k + 4 1 2 ( 8 6 4 2 8 ，4 18 0 6 ) 段，地形呈上升趋势，运输胶带设计坡度为4 3 。， k + 4 1 2 点标高为5 4 8m ；从点k + 4 1 2 到第一段终点k + 6 2 4 设计坡度仍为0 0 ， 终点标高仍为5 4 8m ，该段中间部分线路穿过南排土场的西北坡，最大挖 深为13m ，挖方线路长度达到2 2 4m ，工程量较大。 辽扛【程技术大学硕士学位论文 第二段从三井购地范围内至四合煤矿东南2 0 0 处，由点k + 6 2 4 丌始， 标高5 4 8m ，沿北偏西3 8 5 0 方向布线1 0 9 0m ，到达点k ，+ 7 1 4 ( 8 7 3 7 5 ， 4 l0 6 5 ) 。从点k l + 6 2 4 到点k 。+ 6 6 4 ( 8 8 l9 2 ，4 l7 2 3 ) 线路设计为水平，标高 5 4 8m ，该段地势较低，需进行填高为线路架空做准备，最大填高8m 。在 该方案中，第二段胶带线路跨越皮带走廊和铁路线时，由于增大了胶带线 与皮带走廊和铁路线的夹角，所以大大的减小了胶带线路的架空段距离。 从点k i + 6 6 4 到点k l + 8 6 4 ( 8 8 0 3 6 ，4 15 9 8 ) 为架空段，总长2 0 0m ，点k ，十8 6 4 的标高为5 4 8m ：从k l + 8 6 4 到点k ：+ 4 6 6 ( 8 7 5 6 7 ，4 1 2 2 0 ) 段，设计坡度为 水平，标高仍为5 4 8m ，最大填高为1 6m ；由点k ，+ 4 6 6 到点k ，+ 7 1 4 ( 8 7 3 7 5 ， 4 1 0 6 5 ) 段，坡度设计为2 8 0 ，该段终点k ，+ 7 1 4 标高为5 6 0m 。 第三段从二井工业广场北部围墙至二井塌陷区，由点k ，+ 7 1 4 开始到点 k ，+ 9 5 4 ( 8 7 0 5 0 ，3 9 8 6 8 ) 结束，起点标高5 6 0 m ，沿北偏西7 4 7 0 方向布线 1 2 4 0r n 。由点k ，+ 7 1 4 到点k ，+ 6 3 4 ( 8 7 7 5 6 ，3 8 9 9 4 ) ，整体地形逐渐上升， 最大挖深为5m ，最大填高为5m ，点k ，+ 6 3 4 标高为5 9 8m 。根据实际地 形情况，为减少填方量，点k ，+ 6 3 4 至点k 、+ 9 5 4 ( 8 7 0 5 0 ，3 9 8 6 8 ) 段设计为 下坡，设计坡度为1 4 。，点k ，+ 9 5 4 的标高为5 9 0m 。 第四段沿塌陷区东北部购地边界布置工作线，由点k 3 + 9 5 4 开始至点 k 。+ 3 3 4 ( 8 7 3 5 7 ，3 9 6 4 4 ) ，起点标高5 9 0m ，沿北偏西3 6 0 方向御线3 8 0m ， 点k 。+ 3 3 4 处标高升至6 0 0m 。 东三线方案的运输胶带布设的详细情况见表2 - 4 。 2 2 1 4 西线方案 西线方案胶带运输线路全长6 2 2 0 m ，前1 3 7 0 m 是原排土线的2 2 1 # 和2 2 2 # 的长度。 本设计( 元宝山露天煤矿至二井区胶带工程平面图( 西线方案) ) 中，第一段从1 3 7 0 m 处开始布设。 第一段自西排土场2 12 # 机头位置坐标点( 9 0 4 4 6 ，4 1 2 9 3 ) 起，向南偏 西3 5 0 布设，跨越大西沟，经选矸车i b j 西北部到达后营子村西北2 0 0 m 的点 ( 8 8 5 6 1 ，3 9 9 7 2 ) 处，线路长2 3 0 0 m 。第二段自点( 8 8 5 6 l ，3 9 9 7 2 ) 处向 南偏东13o 布设，穿过采石场至( 8 7 3 4 0 ，4 0 2 4 6 ) 坐标点，线路长1 2 5 0 m 。 第三段由此处向北偏西8 8 。沿山脊布设排土工作线至点( 8 7 3 9 5 ，3 8 9 4 5 ) 处。西线方案的运输胶带布设的详细情况见表2 5 。 表2 - 4东三线方案胶带布设情况 胶带氏度 起点终点设计 距离 ( m ) 变坡位置标高标高坡度 ( m ) ( m )( m )( o ) 第 7 0 4 k o + 0 0 0 - k o + 9 4 ( 8 9 7 0 1 ，4 2 1 4 5 ) 4 6 64 6 6o9 4 辽宁：i ：程技术大学硕士学位论文n 0 段 k o + 9 4 k o + 2 7 0 ( 8 9 5 3 1 4 2 1 0 0 ) 4 6 64 8 8 7 117 6 k o + 2 7 0 k o + 31 2 ( 8 9 4 9 0 ，4 2 0 8 8 ) 4 8 84 8 804 2 女o + 3 12 k o + 4 7 4 ( 8 9 3 3 4 ，4 2 0 4 6 ) 4 8 8 4 9 4 2 1 16 2 k o + 4 7 4 k o + 7 0 4 ( 8 9 112 ，4 19 8 7 ) 4 9 44 9 4o2 3 0 k o + 7 0 4 k + 4 12 ( 8 6 4 2 8 ，4 18 0 6 ) 4 9 4 5 4 84 37 0 8 9 2 0 k l + 4 12 k l + 6 2 4 ( 8 8 2 2 3 ，4 17 4 8 ) 5 4 85 4 802 12 第 k i + 6 2 4 一k 2 + 4 6 6 ( 8 7 5 6 7 。4 l2 2 0 ) 5 4 85 4 8o8 4 2 10 9 0 段k 2 + 4 6 6 k 2 + 7 1 4 ( 8 7 3 7 5 ，4 1 0 6 5 ) 5 4 85 6 02 82 4 8 k 2 + 7 1 4 k 3 + i 9 0 ( 8 7 2 5 0 ，4 0 6 0 5 ) 5 6 05 8 53 0 4 7 6 第 k 3 + 1 9 0 k 3 + 2 8 8 ( 8 7 2 2 4 ，4 0 5 11 ) 5 8 55 8 509 8 =1 2 4 0 段 k 3 + 2 8 8 k 3 + 6 3 4 ( 8 7 1 3 4 4 0 17 6 ) 5 8 55 9 83 83 4 6 k 3 + 6 3 4 k 3 + 9 5 4 ( 8 7 0 5 0 ，3 9 8 6 8 ) 5 9 85 9 01 43 2 0 第 四3 8 0 k 3 + 9 5 4 k 4 + 3 3 4 ( 8 7 3 5 7 ，3 9 6 4 4 ) 5 9 0 6 0 01 53 8 0 段 注：k o + 0 0 0 点坐标为( 8 9 7 9 2 ，4 2 i7 0 ) 。 表2 - 5西线方案胶带布设情况 胶带长 起点终点设计 距离 度 变坡位置标高标高坡度 ( m ) ( m ) ( m )( m )( o ) k o + 0 0 0 k o + 3 6 4 ( 9 0 15 0 ，4 l0 7 9 ) 5 4 05 4 0o3 6 4 13 0 0 k o + 3 6 4 k o + 8 5 0 ( 8 9 7 5i ，4 0 8 0 1 ) 5 4 05 2 424 8 6 第 k o + 8 5 0 k l + 3 0 0 ( 8 9 3 8 1 ，4 0 5 4 4 ) 5 2 45 2 4o4 5 0 段 k l + 3 0 0 k l + 5 9 6 ( 8 9 13 8 ，4 0 3 7 5 ) 5 2 45 5 662 9 6 10 0 0 k l + 5 9 6 k 2 + 0 9 5 ( 8 8 7 2 9 ，4 0 0 9 0 ) 5 5 65 5 6o4 9 9 k 2 + 0 9 5 k 2 + 3 0 0 ( 8 8 5 6i ，3 9 9 7 2 ) 5 5 65 7 l4 2 0 5 k 2 + 3 0 0 k 2 + 7 9 0 ( 8 8 0 8 3 ，4 0 0 7 9 ) 5 7 15 8 824 9 0 第 k 2 + 7 9 0 k 2 + 9 4 4 ( 8 7 9 3 3 ，4 0 1 i3 ) 5 8 85 7 8315 4 二 12 5 o 段 k 2 + 9 4 4 k 3 + i3 5 ( 8 7 7 4 7 ，4 0 i5 5 ) 5 7 85 7 80l9 l 屯+ 13 5 k 3 + 5 5 0 ( 8 7 3 4 0 4 0 2 4 6 ) 5 7 85 9 42 54 15 第 k 3 + 5 5 0 如+ 7 5 0 ( 8 7 3 4 8 ，4 0 0 4 6 ) 5 9 46 0 212 0 0 = 13 0 0 段 k 3 + 7 5 0 k 4 + 8 5 0 ( 8 7 3 9 5 3 8 9 4 5 ) 6 0 26 2 01l lo o 辽宁工程技术大学硕士学位论文 2 2 2 东部胶带选线方案技术经济比较 在以上四个选线方案中，东部三个方案路线比较接近，仅在个别方面 作了调整，西线方案与它们路径差别较大，因此，在选线方案的技术经济 比较过程中，首先对东部三个方案进行技术经济比较，确定出东部的最优 方案后再与西线方案进行比较，最后确定出采场至二井区排土场的运输胶 带的最优方案。经现场勘查和实测放线，作出线路断面分别计算各个方案 建设土方工程量、 购地面积多少、设备补充量及其拆除、安装和运输等 费用。 除了胶带系统费用外，运输胶带路基建设费用还涉及到购地、土力+ 量、 桥涵工程、排土机走行线工程、地面设施和坟墓拆迁等费用，东部各个选 线方案以上费用的计算见表2 - 6 。从表2 - 6 中可见，选线方案不同，各项费 用亦有所不同，各方案的优缺点亦有所不同。 ( 1 ) 东一线方案 优点： 购地数量小，购地费用小。 避开坟地集中区域，减小了因迁坟带来的困难及经济费用。 皮带道土方工程量较小 缺点： 皮带道横穿元宝山矿二井工业广场，拆迁费用较大。 皮