鸿鑫煤矿矿山地质环境的综合治理探讨

何民华

(淮南市建筑勘察设计研究院, 安徽淮南 232001)

鸿鑫煤矿矿山地质环境的综合治理探讨

何民华

(淮南市建筑勘察设计研究院, 安徽淮南 232001)

通过矿山地质条件分析及现场调查,查明了矿山开采造成的地表塌陷、土地占压、土壤污染等矿山地质环境问题,因地制宜提出了具体的矿山地质环境恢复治理方案及相应的土地复垦措施,为其它小煤矿的矿山地质环境恢复治理工作提供了参考。

矿山地质环境; 地表塌陷; 综合治理; 土地复垦

一 引言

鸿鑫煤矿是小型在生产煤矿,其在生产过程中产生了地表塌陷等一系列地质环境问题,较大影响了矿区周边的生态环境、社会环境。本文通过对鸿鑫煤矿矿山地质环境现状调查与评估,查明矿山存在的主要地质环境问题及潜在危害,因地制宜提出矿山地质环境综合治理措施,使鸿鑫煤矿矿山地质环境能够得到基本恢复,同时也对其它小煤矿矿山地质环境恢复治理工作具有较好的参考意义。等均不同程度发生改变。

鸿鑫煤矿采用走向长壁采煤法,实行两采一准。单体液压支柱和铰接顶梁配合,主梁一梁三柱、副梁一梁两柱,走向棚顶板支护;工作面打眼放炮手镐落煤,采用放顶煤工艺,全部垮落法顶板管理;最大控顶距3.4 m,最小控顶距2.4 m,放顶步距0.6 m,回柱方法为人工分段,机械回柱,老空区采用自然垮落法。其工艺流程为:打眼-放炮-采支-攉煤-抵车-补柱-回柱-检修。

二 矿山概况

鸿鑫煤矿位于安徽省淮南市谢家集区蔡家岗田谢公路北侧,开采区位于原谢二矿井田范围内,矿区范围29.37 hm2。主要为复采原大矿残遗煤的小型矿井,开采上限-30 m,开采下限为-300 m。矿区内地质构造较简单,表现为单斜构造。

鸿鑫煤矿开采煤层为B9～C13煤层共4层,属缓倾斜近距离煤层群开采,煤层走向S 30°E,倾向NE,煤层倾角22°～25°。顶底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主,受采动影响,原始结构、裂隙发育情况

三 煤矿开采对地质环境的影响

鸿鑫煤矿长期开采活动恶化了矿区生态环境,严重破坏了矿区的土地资源,造成了耕地面积的逐年减少,对地区经济的可持续发展产生了不良的影响。对土地资源的破坏主要有二方面:一是生产设施、办公设施及煤炭堆放占压土地;二是由于煤炭开采引起的地表塌陷破坏土地资源。其中占压土地面积约5.50 hm2,形成的地表塌陷范围约20.10 hm2,目前矿区范围内基本无可利用的土地。见表1。

鸿鑫煤矿在持续的生产过程中,由于受采动影响,采空塌陷范围还将进一步加大、加深。根据对煤矿开采煤层情况及顶底板岩土体变形特征,预计煤矿闭坑时将形成的土地资源破坏仍将时土地占压和地表塌陷,其中占压土地面积维持在5.50 hm2,形成的地表塌陷范围约23.87 hm2。

四 矿山地质环境综合治理措施

表1 矿山地质环境现状调查表

1 治理分区及主要工程

根据鸿鑫煤矿矿山地质破坏情况、可能采用的主要治理措施,将矿区综合治理划分为以下几个区:

工业广场占地就地整平造林远期治理区。该区主要包括工广、办公区及维修车间,面积约5.50 hm2。主要地质环境问题是土地占压、土壤污染、水环境污染等。治理方案:拆除废弃的矿井生产生活设施,筛选可用部分为其它矿山所用;聚拢并清理残留的固体废弃物;占地与复垦工程相结合,进行土地平整,复垦为林地及休闲场地。

第一相电泳根据蛋白质等电点进行分离，提取的蛋白质溶解于含有7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、2% CHAPS、2% Pharmalyte (pH3～10)、0.002%溴酚蓝、2.8 mg/mL DTT 的缓冲液中，7 cm电泳条(Immobiline DryStrip，pH 3～10,GE Healthcare)中行等电聚焦。

矿区西南部采空塌陷就地整平造林近期治理区。该区面积约1.77 hm2,目前地质环境主要为私人煤场堆放占压土地,问题是土地占压、土壤污染等,治理措施:土地就地整平,局部回填整平。

矿区西部采空塌陷就地整平造林近期治理区。该区面积约2.20 hm2。主要地质环境问题是地表塌陷、土壤污染等,治理措施:土地就地整平,局部回填整平。

矿区北部采空塌陷就地整平中期治理区。该区目前主要为矸石山占压,面积约6.00 hm2。主要地质环境问题是土地占压、土壤污染等,治理措施:土地就地整平,回填整平。

矿区东部采空塌陷就地整平造林近期治理区。该区目前主要为私人煤场压占,选煤厂占压及未利用土地,面积约5.10 hm2。主要地质环境问题是土地占压、土壤污染等,治理措施是:土地就地整平,回填整平。

矿区北部采空塌陷回填整平中期治理区。该区目前主要为未利用土地,面积约8.80 hm2。主要地质环境问题是地表塌陷等,治理措施主要是回填整平、复垦等。此外还应布设复垦区道路及水渠工程等。

2 土地复垦措施

针对矿区西南部、西部、东部采空塌陷治理分区,由于塌陷深度较小,且现地表大多已被回填,土地类型为旱地,因此土地复垦主要采用平地机直接就地碾压整平模式整平,主要复垦为林地。

针对矿区北部采空塌陷治理分区,由于塌陷深度较大,目前该区西北部堆放大量煤矸石,下部土壤受到一定程度污染。治理措施:首先是用煤矸石等对塌陷坑进行充填,再用履带式铲运机、平地机配套,对场地进行平整至设计标高以下0.60 m,后用耕作土复垦至设计标高,复垦使其成为耕地。

针对工业广场治理分区,本区块的土地复垦主要是拆除地面生产用房,进行土地整平;对局部地洼场地等应先用煤矸石、建筑垃圾等充填,充填至地表设计标高下0.60 m左右覆一层表土层,复垦使其成为林地。

3 综合治理效益分析

矿山地质环境治理工作需投入一定的费用。但是矿山地质环境治理方案实施后,可显著增加矿区农业耕地,缓解了人地之间的紧张矛盾;矿山地质环境综合治理后,将矿区周边的固体废弃物用于塌陷区的回填复垦,不仅使塌陷区土地资源得以修复,而且还处置利用了固体废弃物,具有变害为利的双重环境效益。矿山地质环境综合治理方案的实施,可实现矿区可持续发展,具有显著的社会、经济和环境效益。

本文通过对鸿鑫煤矿矿山地质环境现场调查,查明了矿山存在的主要地质环境问题及潜在的危害,对整个矿区的地质环境影响进行了综合评估,并探讨了矿山地质环境综合治理方案及具体复垦措施,对恢复矿山地质环境,实现矿区可持续发展提供了可靠依据。

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TD167

B

1671-4733(2010)04-0023-02

DO I:10.3969/j.issn.1671-4733.2010.04.008

2010-11-10

何民华(1965-),男,安徽巢湖人,工程师,从事岩土工程工作,电话:13956433146。