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宁东矿区铁路专用线工程地质选线研究

更新时间:2009-03-28

1 宁东矿区自然地理概况

1.1 地理位置

宁东矿区位于宁夏回族自治区中东部,是一个全国罕见的储量大、煤质好、地质构造简单的整装煤田,被列为国家13个重点开发的亿吨级矿区之一。矿区东以鸳鸯湖、马家滩、萌城边界为限;西与白芨滩东界接壤;南至韦州和萌城的最南端;北邻内蒙古自治区鄂托克前旗,东西宽16~41 km,南北长127 km。

例3(2007年全国高考理二第12题)设F为抛物线y2=4x的焦点,A、B、C为该抛物线上三点,若,则

车间在需求申请赋码阶段计量单位基于车间的实际定额需求确定,比如油漆m,计量单位可以是升,也可以是kg;比如绑扎带,计量单位可以是个,也可以是m;而后期采购环节对于计量单位的要求,往往不完全与定额管理计量单位一致。

1.2 地形地貌

宁东矿区位于毛乌素沙地西南缘,地貌单元属于缓坡丘陵区,地形波状起伏,地表为风积沙掩盖,多呈有植被固定或半固定的沙丘、沙地,间有无植被固定的沙地或新月形流动的沙丘[1]

1.3 地层岩性

矿区地层由新至老依次为:第四系松散堆积层;古近系(E)泥岩、砂岩、砾岩;侏罗系上统安定组(J3a)、侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)砂岩;三叠系上统上田组(T3s)砂岩等。其中,侏罗系、三叠系地层为含煤地层。

1.4 地质构造

矿区所处的一级构造单元为中朝准地台,二级构造单元为鄂尔多斯台缘褶带,三级构造单元为陶乐台拱。陶乐台拱分布在黄河大断裂以东,马柳断裂以西,东临盐池台陷。中奥陶世以来大部分地区处于隆起,本区三叠纪至白垩纪时为一深坳陷,沉积了陆相碎屑岩及含煤建造,燕山运动产生褶皱和断裂,本区开始隆起,新近系仅在局部小湖盆沉积。

1.5 水文地质特征

矿区地表冲沟发育,无常年地表径流。地下水贫乏,不能构成连续含水层,仅在局部坳谷、洼地等第四系堆积层较厚处,赋存零星浅层地下水,含水层岩性为粉、细砂、圆砾等砂类土、碎石类土,靠大气降水补给,以蒸发排泄为主。基岩裂隙水受地层裂隙发育程度影响,水量变化较大,水化学类型为Cl·SO4-Na·Mg,Cl·SO4-Na 型,地下水矿化度 8~12.6 g/L。

1.6 气象及地震

因此,采空区界线的每一个拐点各方向的塌陷长度相等,各拐点采空造成的塌陷为圆形,连接各圆外切线,则圆弧与外切线构成了采空区塌陷的最终边界线。

2)线路应绕避大型、重要矿区或规划矿区,宜设置在采空塌陷影响区范围外一定距离;线路通过规划矿区时应了解矿区具体规划,分析对铁路工程的影响,并应采取安全工程处理措施。

2 主要不良地质现象

2.1 风沙

矿区地表大部分被风积沙掩盖,多呈有植被固定或半固定的沙丘、沙地,间有无植被固定的沙地或新月形流动的沙丘。风沙结构疏松,分布段落长、范围广,类型多,危害程度轻微-严重。

方家庄电厂铁路专用线流动沙地、流动沙丘发育段落总长约2.245 km,约占线路总长的4.5%。流动沙丘 (见图1)位于线路里程DK3+700~DK4+400左侧约20~220 m处,主导风向为E,沙丘形态以新月形沙垄为主,沙丘高度多为1~3 m,垂直风向沙丘宽度一般为20~30 m,局部大于40 m,沙丘以松散的全新统风积粉砂构成,迎风坡坡度一般为 10°~15°,背风坡多为 25°~40°,丘表基本无植被覆盖。

  

图1 流动沙丘Fig.1 Moving dune

工程地质选线时,绕避了风沙危害严重的地段,在上风侧以直线形式在距离流动沙丘外50 m的距离以路堤形式通过,路堤填方高度约2~3 m,没有采用零断面、半堤半堑及路堑(见图2)。

  

图2 方家庄电厂铁路专用线绕避风沙严重地段Fig.2 Area of avoiding the severe sandstorm for Fangjiazhuang special line

2.2 采空区

2.2.1 采空区特征

冯记沟煤矿采空区位于拟建银星二号煤矿铁路专用线DK1+958~DK2+252段左侧,线路与采空区位置关系如图3所示。冯记沟煤矿为地下开采,含煤层为侏罗系地层,可采煤层共3层,分别为2,4,5层,煤层厚度1.4~2.5 m,可采煤层平均总厚9.15 m,煤层倾角20°~30°,最大采深302 m。冯记沟煤矿开采历史已有17年,目前可采年限不足2年,采用综采放顶煤采煤法开采[3],顶板管理方式为垮落法,随采随垮,可见已造成的地面塌陷数处。

  

图3 银星二号煤矿铁路专用线绕避冯记沟煤矿采空区Fig.3 Area of avoiding Fengjigou mine goaf for Yinxing No.2 special line

2.2.2 采空区的塌陷影响边界计算

根据冯记沟煤矿提供的计算参数:基岩走向方向移动角δ、上覆岩层上山侧移动角γ及下山侧移动角β均为73°;第四系覆盖层移动角φ为45°。

自采空区边界至地表塌陷变形边界之间的投影距离称为影响带宽度[4],以图3中A点为例,移动盆地计算示意图见图4,上覆基岩厚约232 m,第四系覆盖层厚约70 m,其塌陷影响半径为:

 

式中:H1为采空区上覆岩层厚度,取 232 m;H2为采空区上覆第四系覆盖层厚度,取70 m;以此类推,可算出靠近新建铁路一侧,采空区A、B、C、D四点的塌陷影响半径(见表1)

除了在成品中添加Nisin抑制微生物生长外,也可在发酵过程中加入,这优于化学防腐剂的特性。如在白酒发酵过程中加入Nisin,可有效降低白酒总酸,抑制白酒发酵中乳酸菌的生长繁殖,控制白酒醪液中乳酸、乳酸乙酯的生成,提高白酒品质[12];而酱油等调味品由多菌种天然酿造而成,发酵过程中添加Nisin也可抑制特定菌种或杂菌对品质的影响。

  

图4 大面积采空区塌陷影响边界计算Fig.4 Boundary calculation of large area goaf collapsing

 

表1 冯记沟煤矿采空区最终塌陷边界计算Tab.1 Calculation of final collapsing boundary of goaf in Fengjigou mine

  

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矿区属中温带亚干旱气候区,干旱少雨,风大沙多,春迟秋早,冬长夏短,日照充足,四季分明,无霜期短,降水少,蒸发量大。年平均气温为8.8℃,年最高气温为41.4℃(1953年),年最低气温为-28.0℃(1954年);降水多集中在7,8,9三个月,年最大降水量为299.1 mm,而年最大蒸发量高达2 771 mm,蒸发量为降雨量的十倍。最大冻土深度为1.09 m(1968年)。

2.2.3 采空区评价

线路距离采空区最近距离为290 m,预测采空区最终塌陷边界距离线路最近距离为78 m,故采空区对工程没有影响。

3 主要工程地质问题

3.1 压覆矿产资源

在建设铁路、工厂、水库、输油管道、输电线路和大型建筑物或建筑群之前,建设单位必须向所在省、自治区、直辖市地质矿产部门了解拟建工程所在地的矿产资源分布和开采情况,非经国务院授权的部门批准,不得压覆重要矿床[6]

宁东地区蕴含着丰富的煤炭、油气资源,各个井田、勘查区、后备区鳞次栉比,很少有无煤区。而采矿权、探矿权又分属不同单位,铁路专用线选线时,从接轨站至终点站不可避免的会穿越不同权属单位的矿权。因此,在宋新庄、银星二号煤矿铁路专用线工程地质选线时,充分考虑这些因素,最大限度的保持一个井田的完整性,避免线路切割井田[7];当多个井田相连时,利用相邻井田的开采限界,尽量走行在井田分界处,最大限度的减少了压矿量(见图5)。

  

图5 宋新庄、银星二号煤矿铁路专用线线位示意图Fig.5 Sketch map of the Songxinzhuang and Yinxing No.2 special line

3.2 保护煤柱设计

3.2.1 是否留设保护煤柱

根据采深采厚比[8]确定是否需要留设保护煤柱,我国根据煤层厚度及开采方式,对煤层进行划分[9](见表2)。

 

表2 煤层厚度划分表Tab.2 Division of coal-seam thickness m

  

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预留矿柱范围计算公式为:

拟建方家庄电厂铁路专用线DK2+300~DK3+300段通过石槽村井田,压覆区域内分布的可采煤层共9层,依次为 2-1,2-2,3,6,10,12,15,16,17 及 17-1 煤层,可采煤层平均总厚 24.27 m,工程距离最上层煤层2-1煤层的垂直距离为1 100~825 m;距离最下层煤层17-1煤层的垂直距离为1 125~1 450 m。可知,拟建工程压覆区域内,薄及中厚煤层的采深与单层采厚比大于40,因此不需要留设煤柱。

3.2.2 保护煤柱设计计算

拟建银星二号煤矿铁路专用线DK1+958~DK2+252段通过冯记沟井田,压覆区域内可采煤层共3层,煤层厚度1.4~2.5 m,可采煤层平均总厚9.15 m,最大采深302 m。拟建工程压覆区域内,薄及中厚煤层的采深与单层采厚比小于40,需要留设保护煤柱。

对于长形且与煤层斜交的建筑物,其保护煤柱的边界线也与煤层走向斜交,此时保护面是从受护面积的边缘在上山方向按角度β′,下山方向按角度γ′作出的[10]

下肢左右侧骨骼肌IEMG重复测量方差分析可以揭示左右侧主效应、组别主效应和左右侧与组别的交互作用(表2)。左右侧主效应分析中,股内侧肌、股外侧肌差异显著,其他肌肉差异不显著。结合表1中的数据描述可知,股内侧肌和股外侧肌均是右侧IEMG大于左侧,根据以上分析,应当是太极拳多右腿为支撑的虚步造成的。组别主效应分析中,对照组与实验组下肢所有骨骼肌IEMG差异均不显著[11,12]。说明长期练习太极拳和短期练习太极拳时,下肢各骨骼肌总体IEMG基本一致。仅胫骨前肌与组别的交互作用显著,结合表1数据可知,对照组右侧下肢胫骨前肌承受的负荷相对较大,更容易疲劳。

薄及中厚煤层的采深与单层采厚比小于40或厚煤层及煤层群的采深与分层采厚比小于60时,修建工矿企业专用铁路须在矿井、水平、采区设计时确定保护煤柱[8]

1)线路工程地质选线时应最大限度的绕避风沙危害严重地段,宜在上风侧距流动沙丘、沙地外一定距离通过;线路走向宜与主导风向平行,不设或少设曲线,必须设置曲线时应避免采用小半径,并宜将曲线设计为路堤,曲线外侧朝向主导风向;线路宜采用路堤,高度不宜小于1 m,避免采用零断面、半堤半堑及路堑;涵洞宜采用大孔径。

下山方向预留矿柱宽度

从小额诉讼程序的救济而言,大陆法国家或地区一般禁止上诉或限制上诉,但仍保留一定的救济空间,如日本允许当事人对小额判决提出异议,德国小额裁判中如果存在重大法律问题,可以经法官许可上诉,并保留当事人向宪法法院投诉的特别途径。在我国台湾地区,小额程序原则上实行一审终审,但允许当事人在存在严重违法和适用法律不当的情况下提起上诉(第436条之24)。

4)从安全角度考虑,铁路专用线开工建设前应与国土资源行政主管部门及相关矿权人接洽,签署《安全施工免责协议》,协调好后期铁路工程因煤矿开采导致沉降造成损害产生的维护费用等有关事宜,避免发生争端。

银星二号煤矿铁路专用线DK1+958~DK2+252段通过冯记沟井田,其基岩走向方向移动角δ、上覆岩层上山侧移动角γ及下山侧移动角β均为73°,第四系覆盖层移动角φ为45°。因该煤矿β、δ相等,即 cotβ=cotδ,所以 cotβ′=cotβ、cotγ′=cotγ。

为此,梳理该区域所有电能替代技术,通过层次分析法进行评估体系建立及电能替代技术评估,分析出该区域电能替代技术的优先实施顺序或需要大力推广的技术,从而指导区域电能替代的实施。

因此,银星二号煤矿铁路专用线DK1+958~DK2+252段的保护煤柱宽度(见图6)为:

  

图6 保护煤柱设计图Fig.6 Design of protective coal pillar

 

式中:H1为采空区上覆岩层厚度,取232 m;H2为采空区上覆第四系覆盖层厚度,取70 m;围护带宽度为20 m;路基宽度为7.7 m。

一时间冯一余恍惚起来,想起昨天晚上的事情,不知道怎么会做出这种莫名其妙的梦,也不知道到底是不是个梦,更不知道是不是昨晚抽了老崔一根烟的缘故。

4 结论

上山方向预留矿柱宽度

矿区Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度为0.15 g(相当于地震基本烈度七度),基本地震动加速度反应谱特征周期为0.45 s[2]

3)线路应最大限度的保持一个井田的完整性,避免线路切割井田,给开采、运输和井下作业带来不必要的困扰;当多个井田相连时,应利用相邻井田的开采限界,尽量走行在井田分界处,这样可以减少压煤量;压覆矿产地段,建议预留保护煤柱,以保证铁路的运营安全。

其中,γ,β,δ分别为上山、下山及走向方向的岩层移动角;θ为围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角。

同时,还是注意养殖环境的优化与保护。大多数池塘周围常年杂草丛生,有的多年不清淤,有的池塘人畜活动频繁,水质条件差,有的因灌溉长年水位低,注、排水不畅,这样恶劣的环境极不适合鱼类生长。鱼塘必须每年采取清淤措施,以改良底质条件,防止水质恶化,且要求每个鱼池必须设有单独的注、排水道,要建设好防逃设施,在进排水口建好闸门,用铁丝网或塑料网做好多层滤水网,防止鱼类外逃。要勤除杂草,尽量避免人畜在池塘中活动惊扰鱼类。

参考文献:

[1]孙宝忠,胡清波.包西铁路毛乌素沙地大面积煤矿采空区地质选线研究[J].铁道标准设计,2014,58(6):3-4.

在农业推广中,推广人员发挥着十分重要的作用,提高推广人员的专业化水平,能够达到更好的推广效果,有利于促进农村经济的快速发展。并且,农业推广人员肩负着宣传农业技术信息的重任,农民所了解的农业新技术基本来源于农业推广人员。要促进当地农业经济的发展,就需要提高农业推广人员的业务能力和专业化水平。例如,有关部门应将农业推广人员组织起来,进行系统性地培训。在培训过程中,要让每一位推广人员熟悉我国农业发展状况,全面了解每一项农业技术。在进行农业推广的过程中,推广人员才能够对农民进行正确的指导,使广大农民愿意主动使用新技术。只有增加农民的收益,才能提高其运用新技术的积极性,从而促进该地区农村经济的发展。

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 18306-2015中国地震动参数区划图[S].北京:中国标准出版社,2015.

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[4]李国和,李桂芳.采空区铁路工程地质选线研究[J].铁道工程学报,2012,29(10):16-16.

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康复出院时,延续性护理能明显改善患者的血糖水平(包括空腹血糖值及餐后2 h血糖值),延缓高血糖对患者各组织的慢性损害,有利于提高患者的生活质量,减少出入院次数。

[6]全国人民代表大会常务委员会.中华人民共和国矿产资源法[M].北京:地质出版社,2009.

[7]梁栋.煤运铁路主线与矿区支线的选线设计探究[J].铁道标准设计,2015,59(11):33-33.

究其原因,由于顶管在顶进过程中遇到了较多大粒径砂卵石及坚硬岩石,且没有使用减阻措施,所以阻力加大,顶力突然升高,顶程15~31m之间顶力较大,因其上方是道路交通载荷影响区,顶管顶进较为吃力。

[8]国家安全监管总局,国家煤矿安监局,国家能源局,国家铁路局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范[S].北京:煤炭工业出版社,2017.

[9]杨栋果.国家安全生产监督管理总局令[N].中国安全生产报,2013-07-23.

[10]铁道部第一勘测设计院.铁路工程地质手册[M].北京:中国铁道出版社,1999:401-401.

 
王雄健
《华东交通大学学报》2018年第02期文献

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