煤礦地表塌陷危害分析與治理

煤礦地表塌陷危害分析與治理第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一目錄1緒論2采煤塌陷現(xiàn)狀及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響3北皂煤礦地表塌陷危害評(píng)價(jià)4地表塌陷的一般規(guī)律及預(yù)測(cè)5塌陷區(qū)土地復(fù)墾6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想7結(jié)論第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1緒論

1.1環(huán)境1.1.1環(huán)境的概念

環(huán)境是相對(duì)于中心事物而言的。與某一中心事物有關(guān)的周圍環(huán)境，就是這個(gè)事物的環(huán)境。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，中心事物是人，環(huán)境就是人類賴以生存并以人為中心圍繞著人的物質(zhì)世界。1.1.2環(huán)境的特征（1）整體性（2）有限性（3）不可逆性（4）潛在性（5）放大性

第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1緒論

1.2采礦生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)、加工和使用過(guò)程不可避免地要破壞和改變自然資源，產(chǎn)生各種各樣的污染物質(zhì)，造成大氣、水體和土壤的污染，并給生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來(lái)直接和間接的、近期或遠(yuǎn)期的、急性或慢性的不利影響。有關(guān)地下采礦對(duì)土地資源的破壞，在過(guò)去似乎不為人們所重視，但是由于地下開(kāi)采引起地表大面積的塌陷、裂縫和變形同樣嚴(yán)重地破壞了土地資源，使人們?cè)絹?lái)越察覺(jué)事情的嚴(yán)重性。北皂煤礦處于華東平原地區(qū)，因地勢(shì)平坦，地下潛水位較高，會(huì)使塌陷地區(qū)常年積水，淹沒(méi)良田，居民搬遷。嚴(yán)重影響了農(nóng)村的正常生活，成為十分迫切和必須治理解決的環(huán)境問(wèn)題。

第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2采煤塌陷現(xiàn)狀及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響

2.1采煤塌陷的概念

煤層未開(kāi)采時(shí),在地殼受到各個(gè)方向的約束,在地質(zhì)環(huán)境中處于自然應(yīng)力平衡狀態(tài)。煤層開(kāi)采后，由于破壞了開(kāi)采區(qū)域周圍巖體原始的應(yīng)力平衡,在各種動(dòng)、靜載荷作用和礦井水及抽水作用等影響下，應(yīng)力重新分布，達(dá)到新的平衡。在這一過(guò)程中，巖層和地表產(chǎn)生連續(xù)的移動(dòng)、變形和非連續(xù)的破壞，稱為采煤塌陷。在地表主要表現(xiàn)為塌陷坑和地裂縫。

第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2采煤塌陷現(xiàn)狀及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響2.2我國(guó)采煤塌陷現(xiàn)狀以及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響2.2.1破壞耕地2.2.2對(duì)礦區(qū)水資源的影響2.2.3對(duì)礦區(qū)土壤環(huán)境的影響2.2.4對(duì)地表建筑物的破壞2.2.5對(duì)礦區(qū)鐵路和公路的破壞2.2.6對(duì)其他設(shè)施的破壞第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2采煤塌陷現(xiàn)狀及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響2.3北皂煤礦采煤塌陷現(xiàn)狀以及對(duì)礦區(qū)環(huán)境的影響

煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用，加快了北皂市城市化的進(jìn)程，促進(jìn)了北皂市和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是，大規(guī)模的煤炭資源開(kāi)發(fā)既破壞了生態(tài)環(huán)境，又嚴(yán)重影響了土地資源的利用。尤其是造成耕地面積逐年減少。土地資源的質(zhì)量不斷下降，對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生一定的影響。北皂煤礦自1976年10月5日破土動(dòng)工以來(lái)，地表塌陷就一直伴隨著煤礦開(kāi)采，而且愈演愈烈。采煤塌陷使北皂煤礦的土地大面積積水，土地鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重，使區(qū)內(nèi)耕地減少。采煤還使農(nóng)田耕作平面出現(xiàn)斷裂和陷落，地表起伏不平，坑穴眾多，無(wú)法進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)，不少農(nóng)田被迫棄耕，造成絕產(chǎn)。第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3北皂煤礦地表塌陷危害評(píng)價(jià)

3.1地表塌陷對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

3.1.1地表塌陷對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的步驟（1）建設(shè)項(xiàng)目工程分析（2）建設(shè)項(xiàng)目礦區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀（3）評(píng)價(jià)區(qū)地表塌陷對(duì)環(huán)境現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)（4）地表塌陷對(duì)各環(huán)境因子的影響（5）地表塌陷對(duì)環(huán)境影響的綜合評(píng)價(jià)（6）相應(yīng)的防護(hù)對(duì)策（7）地表塌陷對(duì)環(huán)境影響的結(jié)論與建議3.1.2地表塌陷對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的程序

第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3北皂煤礦地表塌陷危害評(píng)價(jià)

3.2地表塌陷危害評(píng)價(jià)3.2.1地表塌陷危害評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)3.2.2北皂煤礦地表塌陷危害評(píng)價(jià)3.3地表塌陷對(duì)環(huán)境影響的保護(hù)措施超級(jí)連接:地表塌陷危害評(píng)價(jià)程序附件

第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4地表塌陷的一般規(guī)律及預(yù)測(cè)

4.1地表塌陷的成因分析4.1.1地表塌陷機(jī)理4.1.2含水層疏降條件下地表塌陷機(jī)理4.1.3巖溶塌陷的機(jī)理4.1.4采動(dòng)引起地下斷層“活化”機(jī)理4.1.5地表塌坑形成機(jī)理第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4地表塌陷的一般規(guī)律及預(yù)測(cè)4.2地表塌陷的一般規(guī)律采煤塌陷與煤層厚度、煤層傾角、深度、采厚、上覆巖層厚度和性質(zhì)、松散層厚度、開(kāi)采方式等有密切的關(guān)系。在采深和采厚的比值大于30時(shí)，地表的移動(dòng)和變形在時(shí)空上是連續(xù)的、漸變的、具有一定的規(guī)律性；當(dāng)采深與采厚的比值小或具有較大的地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，地表的移動(dòng)和變形在時(shí)空上是不連續(xù)的，沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)律性，地表可能出現(xiàn)較大的裂縫和塌陷坑。第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4地表塌陷的一般規(guī)律及預(yù)測(cè)

4.3地表塌陷預(yù)測(cè)4.3.1土地裂縫預(yù)測(cè)4.3.2塌陷盆地邊界及最大塌陷深度的預(yù)測(cè)4.3.3粗略預(yù)測(cè)(1)估計(jì)塌陷影響邊界(2)估計(jì)塌陷面積(3)估計(jì)大塌陷深度(4)估計(jì)每采萬(wàn)噸煤的塌陷率(5)估計(jì)積水率第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾

5.1土地復(fù)墾現(xiàn)狀與目的任務(wù)

5.1.1土地復(fù)墾現(xiàn)狀

世界各國(guó),特別是主要的采礦工業(yè)國(guó)家都十分重視恢復(fù)采礦破壞的土地,并取得十分可觀的成績(jī)。世界上還有不少國(guó)家制定了專門的法律、法令、條例和規(guī)程來(lái)限制礦山企業(yè)侵占、破壞土地資源，規(guī)定對(duì)采礦破壞的土地必須進(jìn)行恢復(fù)。目前，國(guó)外礦山環(huán)保和復(fù)墾的研究，已發(fā)展到利用人造衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和規(guī)劃。

第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾

5.1土地復(fù)墾現(xiàn)狀與目的任務(wù)5.1.1土地復(fù)墾現(xiàn)狀我國(guó)是世界上較早進(jìn)行土地復(fù)墾的國(guó)家。我們可以由水鄉(xiāng)歷史名城紹興的東湖風(fēng)景區(qū)得以證實(shí)。而現(xiàn)代開(kāi)采的礦山復(fù)墾工作，較早得到全面復(fù)墾的是海南省的田獨(dú)鐵礦。20世紀(jì)60年代以來(lái)。我國(guó)一些礦山陸續(xù)開(kāi)展復(fù)墾工作，大多數(shù)是在廢石場(chǎng)或結(jié)束的尾礦堆上進(jìn)行簡(jiǎn)單的平整和覆土造田；露天采礦區(qū)的復(fù)墾工作大部分是開(kāi)采埋藏較淺、呈緩傾斜或水平狀賦存的砂礦礦床。就全國(guó)而言，只是局部性或零星地恢復(fù)利用，規(guī)模僅是幾十公頃，復(fù)墾率僅有1%。第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾

5.1土地復(fù)墾現(xiàn)狀與目的任務(wù)5.1.2土地復(fù)墾的目的與任務(wù)礦區(qū)土地復(fù)墾的目的是：（1）改善土壤肥力，修建地面排水系統(tǒng);（2）合理充填矸石或在風(fēng)化了的矸石上復(fù)墾;（3）在塌陷區(qū)或矸石上植樹造林，防止大氣污染;（4）在塌陷穩(wěn)定區(qū)修建地面建筑，減少礦區(qū)建設(shè)征地.采礦復(fù)墾的任務(wù)是建立有利于植物生長(zhǎng)的地表和生根層。

第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾

5.2塌陷區(qū)充填復(fù)墾矸石充填塌陷坑復(fù)墾后的土地可作建筑用地，也可覆土后作農(nóng)業(yè)用地。工藝原理如圖：

井下矸石井上塌陷區(qū)地基處理復(fù)土建筑農(nóng)林種植第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾5.2塌陷區(qū)充填復(fù)墾5.2.1矸石充填農(nóng)業(yè)復(fù)墾的合理剖面結(jié)構(gòu)土厚度第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾5.2塌陷區(qū)充填復(fù)墾5.2.2塌陷區(qū)充填

用煤矸石將塌陷區(qū)充填為建筑用地，其技術(shù)關(guān)鍵是采取合理的充填方式和地基加固處理技術(shù)。

5.2.3利用粉煤灰充填塌陷區(qū)應(yīng)注意的問(wèn)題利用粉煤灰復(fù)墾塌陷區(qū)的技術(shù)關(guān)鍵，是根據(jù)地表變形預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)抗變形的輸灰管，修建儲(chǔ)灰場(chǎng)，事先剝離出足夠復(fù)土用的表土或采用循環(huán)復(fù)土方法。復(fù)土厚度應(yīng)在40cm

以上。控制灰塵污染周圍環(huán)境，同時(shí)監(jiān)測(cè)并治理過(guò)高pH值。選育優(yōu)良品種，檢測(cè)食物產(chǎn)品中有害物質(zhì)的含量。

第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾5.3塌陷區(qū)非充填復(fù)墾5.3.1低潛水位塌陷區(qū)非充填復(fù)墾5.3.2中潛水位塌陷區(qū)非充填復(fù)墾5.3.3高潛水位塌陷區(qū)非充填復(fù)墾挖深墊淺工程圖

第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5塌陷區(qū)土地復(fù)墾5.4微生物復(fù)墾

微生物復(fù)墾的工藝為：（1）平整煤矸石、露天礦剝離物等固體廢棄物復(fù)墾場(chǎng)區(qū)；（2）疏松表層，施加煤泥、城市生活垃圾、谷物秸桿、鋸末、含生物元素的工藝廢料等有機(jī)物質(zhì)；（3）播灑微生物活化藥劑和微生物與有機(jī)物混合制劑，播灑后者時(shí)不需預(yù)先施加煤泥等有機(jī)物質(zhì)；（4）翻料并播種一年或多年生豆科—禾木混合草。我國(guó)應(yīng)用生物技術(shù)進(jìn)行復(fù)墾工作還處于起步階段，應(yīng)主要解決矸石山的復(fù)墾綠化，復(fù)墾土壤的改良和提高礦區(qū)水域的生產(chǎn)力。第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想6.1塌陷區(qū)土地綜合治理的保障措施探討

煤礦塌陷區(qū)的綜合治理，是一項(xiàng)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它關(guān)系著煤礦城市的形象和地方經(jīng)濟(jì)能否健康與可持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題。（1）成立專門綜合治理領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu);（2）多方容集資金，發(fā)展北皂礦區(qū)土地綜合治理與保護(hù)產(chǎn)業(yè);（3）制定綜合治理的優(yōu)惠政策;（4）加強(qiáng)塌陷區(qū)復(fù)墾方法的研究.第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想

6.2北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾構(gòu)想

防患于既然，北皂煤礦應(yīng)在對(duì)全局塌陷地進(jìn)行調(diào)查和論證的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦區(qū)自身的地理位置情況，擬定“一疏、而平、三改造”的塌陷地治理方針。一疏，即挖溝開(kāi)渠，主、支渠配套，旱能澆，澇能排，疏排塌陷區(qū)積水；二平，即對(duì)已排除積水的塌陷地，采用平整和梯田平整的方法復(fù)墾還耕；三改造，即對(duì)無(wú)法排除積水的深水塌陷坑采取“就地取土建魚塘、墊高土地造菜田”的方法進(jìn)行改造。防患于未然，在即將塌陷的地表堆積矸石、生活垃圾及其它工業(yè)廢料，待塌陷區(qū)穩(wěn)定，并與堆積的矸石等相同標(biāo)高時(shí)，將呈現(xiàn)在人們面前的是一塊“新生的土地”。在這類土地上修建工業(yè)、農(nóng)用建筑，這樣可免去征用新地建房，可節(jié)約與開(kāi)發(fā)土地相結(jié)合的典型。即采用“防患于既然，防患于未然”兩項(xiàng)相結(jié)合的措施，創(chuàng)造一個(gè)美麗、環(huán)保、娛樂(lè)為一體的北皂煤礦。第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想6.3美麗、環(huán)保、娛樂(lè)為一體的北皂煤礦地表塌陷到穩(wěn)定狀態(tài)后，在塌陷較淺的地段上覆蓋上預(yù)先在塌陷區(qū)地表上采集的表土，充填一條堅(jiān)實(shí)的公路，如果可能的話，建設(shè)成為水上橋梁會(huì)更為完美。然后，再對(duì)塌陷較深的地方采用“挖深墊淺”的方法，以形成合格的魚塘。用挖出的泥土將淺部墊高，使其成為旱田。在塌陷區(qū)的西邊界上種植柳樹，以美化魚塘。并在柳樹林的右側(cè)建一些水梯，開(kāi)發(fā)成為職工的垂釣區(qū)，供職工消遣娛樂(lè)。柳樹林的左側(cè)則建設(shè)休閑亭，即增加復(fù)墾后的美感，又是休息娛樂(lè)的好去處。在塌陷區(qū)的東側(cè)可種植柳樹，也可種植喜水的果樹，不僅能使塌陷區(qū)更美麗，又會(huì)給北皂煤礦帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。林地的東側(cè)可治理成農(nóng)田。這樣北皂煤礦塌陷區(qū)將變成水上娛樂(lè)場(chǎng)。第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想

圖6—2水上娛樂(lè)場(chǎng)第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6北皂煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾設(shè)想北皂煤礦塌陷區(qū)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)以后，不僅可美化城市，而且給城市帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。（1）與城市的“菜籃子”工程結(jié)合起來(lái)，城市經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)有所提高；（2）北皂煤礦所有采煤塌陷區(qū)水域均為四周封閉、底部有較厚的土層、水深適宜、水質(zhì)優(yōu)良，是有利于底棲、浮游生物生長(zhǎng)的極佳場(chǎng)所，具備了水產(chǎn)養(yǎng)殖的良好條件。開(kāi)展有特色的水生養(yǎng)殖既可使塌陷區(qū)土地資源產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，有可以從生物氧化角度治理和保持塌陷區(qū)水域