采煤沉陷对环境的危害及对策浅析

孙玉成

摘 要:我国是煤炭能源大国,同时也是煤炭开采大国。因此,我国煤炭的开采工作对环境的影响也较为严重。本文旨在对采煤深陷机制的简要分析上,针对采煤深陷对我国环境的危害及采用怎样的对策来发表一些个人观点。

关键词:采煤深陷环境危害对策浅析

中图分类号:TD88 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0147-01

1 采煤深陷机制分析

根据调查,专业人员估算我国每开采出1万吨的煤,沉陷的土地面积大约为0.2m2,而我国目前已有的沉陷地的面积以约为45亿m2。个人认为,造成这种现象的原因主要有三个:一是采空区的安全顶板厚度较低,煤矿采空后,由于安全顶板厚度不够,从而导致了地面的塌陷;二是地下煤矿采空后,地下水位会发生变化,而水位的下降会引起上覆土体失去顶托,从而导致地面的塌陷;三是地下煤矿采空后,矿层上部失去了支撑,岩体会随之产生变形,最终形成变形的移动盆地,造成地面塌陷。

在上述三种情况中,前两种塌陷的机理一般都发生在小型煤矿中,因为小型矿场开采的煤矿深度都较低,且开采的规模都较小。而后一种情况一般是发生在大型的煤矿场中,大型煤矿场一般开采的煤矿规模都较大,且深度较高。

总体来说,第一种和第二种机制的范围及规模都较小,影响的区域也较小,但是这种机制的突发性很强,很难被预测出来;第三种机制的突发性较小,且容易被预测到,但是其渐变性很强。

2 采煤沉陷的一般规律分析

我们通过对地表岩层移动变化规律的研究,可以总结出一些采煤沉陷的规律。

2.1 丘陵和山地地区一般不会出现塌陷盆地

在丘陵和山地地区进行采煤活动,采空区上方的地标也会出现下沉、变形等情况,但是由于丘陵和山地特殊的地质结构,丘陵和山地地区一般是不会出现塌陷盆地的。例如煤层的开采厚度为6m,平均深度为150m,那么地表中心盆地的最大的下沉范围则不会大于3.8m,在丘陵和山地地区,沉陷量和坡度是不会太大的,但是在平坦地区,塌陷盆地会呈现出圆形或是椭圆形,沉陷量和坡度也相对较大。

2.2 采煤塌陷后的地表破坏状况

地形地貌对采煤塌陷后的地表破坏状况的影响较大。经调查结果现实:凸形地貌容易产生水平拉伸的变形,凹形地貌则容易产生水平压缩的变形。因此,较大的采动裂缝和塌陷一般会在山顶和山脊的部位形成,滑坡则容易在坡度大的山坡形成。

2.3 采煤沉陷易导致水土流失

我国北方丘陵山地地区,降水量较小,且蒸发量较大,地面沟的坡度也较陡,并且地表泄水能力较强,因此,地下水位受采煤沉陷的影响也随之增加。也就是说,在北方丘陵地区,由于煤矿开采引起的塌陷区一般是不会形成积水的,但是地表裂缝和滑坡等会对土地造成十分严重的影响,从而导致水土流失的发生。

3 采煤沉陷对环境的危害分析

采煤沉陷可以说是环境对地下采煤活动的一种反馈信号。个人认为,采煤沉陷对环境的危害主要表现在五个方面:

3.1 对土地资源的破坏

地面在沉陷时,沉陷的区域边缘会形成裂缝,导致盆地中心区域形成水洼,从而对耕地及土地景观产生破坏。另外,采煤沉陷对耕地的破坏也是不容忽视的。

3.2 引发水资源的枯竭

在煤矿开采的过程当中,地下水会以各种方式涌入到矿坑中,煤矿工人要因生产而将矿坑中的水排出,最终导致地表水逐渐转化为地下水,引发水资源的枯竭。

3.3 覆岩的自身损伤

从平面上来看,地表的塌陷区要远远大于它下部的采空范围,中间区塌陷的速度和幅度最大,内边缘地区一般呈凹形向中间倾斜,外边缘区的下沉一般不是很明显,容易形成张性裂缝,最终造成覆岩的自身损伤。

3.4 破坏建筑物及交通

采空区地面的沉陷能够引起地表的移动,地表移动的变形值一般远远会超过建筑物的抗压能力,因此,采煤沉陷对建筑和交通的破坏也是不容忽视的。

3.5 引发地质灾害

当采煤沉陷发生在地表植被覆盖较广的区域时,沉陷可能会引发水土流失等地质灾害,当沉陷的范围较大时,还有可能会引发泥石流等灾害。如果地下采空之后,顶部的顶板不能及时的与地面跨通,那么就很容易引发坍塌,最终引发更恶劣的地质灾害。

4 降低采煤沉陷对环境危害的对策分析

对矿区生态环境的保护是在矿井规划设计阶段和生产建设的各个阶段必须要引起重视的,关于如何降低采煤沉先锋对环境的危害,个人认为应该从以下几点来进行:首先,要主要保护矿区附近的建筑物、铁路线和交通道路等,对保护对象进行留设保护煤柱;其次,要制定土地复垦方案和规划,充分整治改造失去生产能力的土地,使其能够再次利用,这是国土整治及环境保护组织的重点工作部分,同时也能有效的防止环境污染,帮助生态环境恢复平衡。因此,进行土地复垦工作,提高土地的复垦率,综合治理塌陷的土地是刻不容缓的工作。例如平顶山矿区西部的生态园,就是在复垦土地上建立起来的园林示范区,值得土地复垦相关部门的借鉴。除此之外,在土地复垦的工作中,企业给予一定的经济经济支持和补助,能够有效的推进土地复垦工作的发展。

在降低采煤沉陷对环境危害的过程中,我认为具体采取的对策应该为以下几点:

4.1 调查地质灾害的相关情况,做好城市的地质工作

“以防为主”是此项对策的工作重点,首先可以建立起地质灾害的监测系统,以防为主,防治结合,在沉陷区形成之前,采取“超前”的相关防治措施。

4.2 对沉陷区进行复垦工作

在沉陷区的治理过程中,对沉陷区土地进行复垦是至关重要的一项工作,成熟的复垦处理技术,能够有效的配置土地资源、节约的利用土地、提升土地的利用价值。另外,沉陷区的复垦工作,能够良好的改善城市的生态环境,利用当地的自然条件及人文条件,在复垦的土地上面建设一些有市场前景的项目,能够从根本上改善城市的发展模式,对城市的发展有巨大的推进作用。

4.3 必要时进行搬迁避让工作

在必要时,例如处在不稳定沉陷区中的建筑物,应尽量实施地基加固等保护措施,或是进行搬迁避让工作。除此之外,在不稳定沉陷区中,不适宜再修建大型的建筑物或是地下措施,以防因为建筑的承载力而引发二次沉陷或是加速沉陷进程。

5 结论

综上所述,我国是一个土地资源相对贫乏的国家。因此,加强土地的复垦工作是所有工作的重中之重。据调查显示:国外的土地复垦率一般为70%～80%,而我国的土地复垦率不足1%。除此之外,我们还要充分的意识到保护生态环境的重要性,预防采煤沉陷,复垦沉陷土地,从根本上减少开采工作对生态环境造成的不利影响。

参考文献

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