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采礦塌陷災(zāi)害特征與治理方式
對于礦區(qū)塌陷問題來說，生態(tài)治理可以說是整個治理工作的重要目的，下面是小編搜集整理的一篇探究采礦塌陷災(zāi)害特征與治理方式的范文，供大家閱讀參考。
采礦塌陷災(zāi)害特征與治理方式1
引言
煤炭是我國重要的礦產(chǎn)資源之一，對于我國的經(jīng)濟建設(shè)具有非常重要的意義。但是，在煤炭工作開展的過程中，環(huán)境問題一直是煤炭企業(yè)不容忽視的一項問題，通過采煤工作的開展，將不同程度的會誘發(fā)出地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，對于工作人員的生命安全以及企業(yè)發(fā)展具有嚴重的負面影響。根據(jù)此種情況，就需要我們能夠?qū)Σ傻V環(huán)境所出現(xiàn)塌陷問題的原因進行把握，并以針對性技術(shù)的應(yīng)用對其做好治理。
1.采礦塌陷災(zāi)害特征
1.1災(zāi)害機理
對于采礦區(qū)域出現(xiàn)的塌陷情況來說，其通常是由于在采礦作業(yè)開展的過程中使地下相關(guān)區(qū)域的地下水位出現(xiàn)了一定的變化，并在地下水位降低、使窿道頂板土體由于長期缺乏水分最終使頂板出現(xiàn)了數(shù)量較多的裂縫。而當這部分裂縫形成之后，則可能直接貫通到地表，以此使地下粘土出現(xiàn)透水性增大的情況，并在雨水環(huán)境下使該區(qū)域土質(zhì)所具有的強度降低，進而出現(xiàn)較大范圍的農(nóng)田開裂、土體沉陷等問題。
1.2災(zāi)害特征
1)地面塌陷
在采礦地質(zhì)條件中，石灰?guī)r是數(shù)量較多的一種地質(zhì)類型。而在該類型地質(zhì)條件中，巖溶塌陷可以說是較為常見的一類地質(zhì)災(zāi)害。在該種地質(zhì)災(zāi)害中，地下水位變化是造成塌陷情況出現(xiàn)的一項最主要的原因，且塌陷情況規(guī)模、大小等都和巖溶、土洞、地質(zhì)構(gòu)造、地下水徑流排泄以及地形地貌等存在著一定的關(guān)系。根據(jù)塌陷形成原因的不同，通常來說會具有三種類型，即環(huán)境下方具有土洞或者溶洞、地下存在動力水以及上部存在巖質(zhì)蓋層。其中，地下水可以說是使采礦區(qū)域出現(xiàn)塌陷的主要因素，其通過地下水位的變化以及巖土體自身所具有的重量而地面所具有的穩(wěn)定性非常脆弱。如果礦區(qū)下方開采程度較高，就會使水流所具有的流速以及坡度逐漸增大，以此使巖溶裂隙中的覆土層以及充填物在受到搬運、沖蝕之后使土洞所具有的大小地逐漸加大，并且同時受到真空吸蝕、降雨、地震等因素的影響最終導致塌陷問題的發(fā)生。
2)泥石流、滑坡
對于該兩種災(zāi)害類型來說，其為礦區(qū)塌陷之后所引發(fā)的次生災(zāi)害。當?shù)V區(qū)出現(xiàn)塌陷問題之后，就會在該區(qū)域造成數(shù)量較多的、深度在2m~10m間的大坑，并因此形成了非常陡峭的凌空面。如果在該種地質(zhì)條件下伴隨著較大的降水情況，就非常容易因此引發(fā)滑坡以及崩塌等次生災(zāi)害。
3)水資源破壞
在巖溶類型礦區(qū)下方，其往往由于礦區(qū)煤礦開采工作的開展而對地下水進行一定的疏導，并且因此使原地區(qū)所具有的地下水得到了較大幅度的下降。同時，由于在企業(yè)對于開采所產(chǎn)生的尾礦渣石等等沒有進行良好的處理，就會因此對礦區(qū)周圍的水體造成較大的污染。同時，如果人員日常的生活用水沒有進行適當?shù)奶幚砭团欧诺街車w中，也會由于富營養(yǎng)化的出現(xiàn)而使地下水遭受到非常嚴重的破壞以及污染，并且這種問題非常地難以被治理。
4)土地資源破壞
當?shù)V區(qū)出現(xiàn)塌陷問題之后，就會對周圍造成水土流失的情況，且很多土地可能因此受到較為嚴重的破壞。而當這部分土地經(jīng)過雨水的常年沖刷之后，則會使其涵養(yǎng)水源的能力得到較大的減弱，進而使土壤結(jié)構(gòu)無論是水平方向還是垂直方向都會產(chǎn)生較大的變化，最終使土地出現(xiàn)貧瘠化以及保水保肥能力變差的情況。
2.采礦塌陷地質(zhì)工程治理方式
2.1塌陷坑治理
為了能夠使塌陷坑治理這項工作具有更為針對性的特點，企業(yè)在對其進行治理時可以將其分為以下幾個類型：
1)對于2m以下的塌陷坑來說，可以將其歸類為A級塌陷。對于該類型的塌陷坑來說，由于周圍土質(zhì)具有構(gòu)造均勻、水文地質(zhì)較好且濕度適中的特點，我們在處理時可以不對其進行挖掘，而通過土方的使用直接對其進行回填。
2)對于2m以上、處于河床外的塌陷坑歸類為B類塌陷。對于該類型的塌陷坑來說，可以通過放坡開挖的方式進行處理，且挖掘的高寬比也需要能夠根據(jù)挖方邊坡值進行制定。在實際施工過程中，無論坑底是否存在裸露基巖都應(yīng)當對其開挖。具體實施方面，首先需要通過挖掘機的應(yīng)用對坑內(nèi)部的軟弱土層進行清除，并通過水泥漿的方式對坑底進行灌注，以此起到對塌陷通道進行堵塞的作用，最后在其表面通過碎石以及粘土進行回填與夯實。
3)對于發(fā)生在河床內(nèi)部的塌陷坑來說，我們可以將其歸類為C類塌陷。在對該類塌陷情況進行處理時，需要先對塌陷坑邊緣位置所存在的軟弱土層進行清除，之后再通過水泥灌漿以及混凝土板的應(yīng)用對其進行處理。
4)如果塌陷坑出現(xiàn)在河床內(nèi)部，其底部雖然出現(xiàn)了沉降問題但是還沒有形成塌陷坑，則需要將其歸類為D類塌陷。在對該類塌陷進行處理時，同樣需要通過挖掘機的應(yīng)用對裂縫部位所具有的軟弱土層進行清除，并通過碎石以及混凝土的應(yīng)用做好回填與澆筑。
2.2排灌系統(tǒng)治理
1)河道修復(fù)
在該項工作中，主要是對煤礦治理區(qū)范圍內(nèi)的河道進行清理，并對河道兩岸都開展適當?shù)姆罎B工作。防滲方式上，則通過砌體砂漿的應(yīng)用對河道兩岸進行處理。
2)排水溝修筑
排水溝是解決礦區(qū)塌陷滲水問題的一項重要措施，其主要針對礦區(qū)治理范圍內(nèi)的林地以及旱地所進行的。在修筑的時候，需要我們能夠根據(jù)以下的原則來開展工作：首先，要對礦區(qū)治理范圍內(nèi)由于降水所產(chǎn)生的地表水攔截到治理區(qū)內(nèi);其次，對于截排水溝的渠底需要保證不沖不淤的管理理念，即將水速控制在一定的范圍內(nèi)使其不僅不會造成泥沙的淤積，還不會對溝渠結(jié)構(gòu)造成影響。
3)河床治理
在部分礦區(qū)老河床中，由于大量地表塌陷，就會使整個地塊由于高低不平而對治理區(qū)土地利用產(chǎn)生較為不利的影響。對于礦區(qū)老河床，應(yīng)用機械挖運、推土機進行推土平整，即首先在塌陷坑底部回填片石，然后再回填碎石，最后回填粘土，使治理后的老河床地面標高與兩岸地面標高持平。
2.3經(jīng)濟林栽植
對于礦區(qū)塌陷問題來說，生態(tài)治理可以說是整個治理工作的重要目的，是當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)建立的重要部分，其主要包括樹種的選擇以及撫育等等。樹種的選擇是非常關(guān)鍵的，對此，我們需要以生態(tài)恢復(fù)學作為樹種選擇的重要依據(jù)，并且在對當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分、水分條件以及物理條件等進行充分考慮與研究的基礎(chǔ)上開展選擇工作。而對于已經(jīng)受到污染的土壤來說，為了能夠使其中所具有的Cd,Cr,Mn以及Pb等重金屬能夠得到有效的降低，則應(yīng)當通過石灰揮撒以及有機肥施加等方式在對其pH值提升的同時對原有土壤的有機質(zhì)進行改善，進而在降低有害元素數(shù)量以及活性的基礎(chǔ)上使土壤作物所具有的食用安全性以及經(jīng)濟效益得到提升。
2.4養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展
對于長期積水、面積較大的塌陷盆地而言，在其積水區(qū)域內(nèi)可以根據(jù)地表塌陷量的分布情況在積水較深的區(qū)域建設(shè)養(yǎng)殖類水塘，以此在對原有地質(zhì)情況治理的同時獲得經(jīng)濟的發(fā)展。而對于積水較淺的區(qū)域，則可以種植水產(chǎn)經(jīng)濟作物。該方式尤為適合于降雨量較大、氣候較為濕潤的地區(qū)。
3.結(jié)語
近年來，我國的煤礦事業(yè)得到了較大程度的發(fā)展，而隨著煤礦開采量的不斷加大，對于礦井內(nèi)部的地質(zhì)情況、水位情況也會造成一定的影響，非常可能因此出現(xiàn)塌陷事故，并對工作人員的生命安全、企業(yè)的財產(chǎn)安全造成非常嚴重的威脅。在文中，我們對采礦塌陷地質(zhì)工程的原理、特點以及治理方式進行了一定的研究，指出今后需要我們在實際治理工作中以針對性治理技術(shù)的應(yīng)用避免塌陷問題的出現(xiàn)。
參考文獻：
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摘要：由于地表煤礦資源存量逐漸減小，深井采煤是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因采煤區(qū)地質(zhì)條件相對局限，生產(chǎn)期間易發(fā)生塌陷事故而擾亂了正常的秩序，從煤炭行業(yè)收益及采礦指標等考慮，應(yīng)注重采煤區(qū)塌陷現(xiàn)象成因及治理的分析，現(xiàn)結(jié)合這兩點展開探討。
采礦塌陷災(zāi)害特征與治理方式2
關(guān)鍵詞：
采煤 塌陷 成因 治理
采煤區(qū)塌陷是比較多見的地質(zhì)現(xiàn)象，若不及時處理將會造成嚴重性的意外事故。煤炭企業(yè)需分析采煤區(qū)塌陷成因，提出切實可行的治理方案。
一、采煤區(qū)塌陷的危害性
煤炭開采期間，因地質(zhì)構(gòu)造異常變化而造成了塌陷現(xiàn)象，如表1，這是危害采煤生產(chǎn)的潛在隱患。根據(jù)現(xiàn)場采煤狀況，塌陷既破壞了地表巖層的完整性，使固有地質(zhì)系統(tǒng)遭到嚴重的破壞，不利于自然生態(tài)系統(tǒng)的持久維護。另一方面，采煤區(qū)塌陷阻礙了現(xiàn)場采掘流程的持續(xù)操作，降低了整個煤礦區(qū)的采煤效率。
表1：巖溶塌陷災(zāi)變等級劃分表
二、采煤區(qū)塌陷現(xiàn)象的主要成因
“塌陷”是地質(zhì)學比較常見的現(xiàn)象，其形成及發(fā)展與地質(zhì)層結(jié)構(gòu)變動有著密切的關(guān)聯(lián)，多數(shù)是人類外界改造活動帶來的相關(guān)變化。從地質(zhì)學理論來說，塌陷是地表巖、土地等位置轉(zhuǎn)移形成的現(xiàn)象，進而在地表面出現(xiàn)坑、洞等構(gòu)造。結(jié)合采煤區(qū)生產(chǎn)實況，塌陷現(xiàn)象的主要成因包括：
1.自然因素。地質(zhì)運動對礦床結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的作用力，破壞采煤區(qū)地質(zhì)巖層構(gòu)造，進而引發(fā)了區(qū)域性的塌陷現(xiàn)象。水文災(zāi)害是自然界中最為常見的危害現(xiàn)象，其是由地質(zhì)層構(gòu)造異常運動引起的，并且隨著地下水運動流向而形成不同的破壞區(qū)域最近幾年國內(nèi)水文病害的發(fā)生率持續(xù)上升，洪澇、水災(zāi)等，這些都有可能造成地質(zhì)塌陷[1]。
2.人為因素。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們改造自然的活動越來越多，人為因素也是造成采煤區(qū)塌陷的主要原因。例如，地下排水管、污水管破裂、鄰近建筑施工等改造行為，引起的地下水位急劇變化等都可能引起地面塌陷。也有部分是生產(chǎn)作業(yè)造成，如圖1，大面積生產(chǎn)均會帶來不同程度的塌陷。
三、塌陷區(qū)綜合治理的方法
因社會對煤炭資源需求數(shù)量的持續(xù)增長，大規(guī)模采煤生產(chǎn)是必不可少的。同時，采煤區(qū)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象也是比較多見的，基于安全采煤的相關(guān)規(guī)定，必須要對塌陷區(qū)做好綜合治理工作。
1.科學規(guī)劃。根據(jù)城鄉(xiāng)建設(shè)、農(nóng)業(yè)、水利、交通、旅游等規(guī)劃，組織制定采煤塌陷區(qū)綜合治理規(guī)劃方案，解決塌陷對采煤造成的不利干擾�？茖W的規(guī)劃是塌陷區(qū)綜合治理的“龍頭”，也是搞好塌陷區(qū)治理工作的根本保障。
2.水文勘測。鑒于水文運動災(zāi)害的頻發(fā)性特點，很多采煤區(qū)開始強化水文資料整編工作。針對水文地質(zhì)病害多發(fā)性特點，水利部門需做好水文資料整編工作，如圖2，從收集、整編、分析等環(huán)節(jié)全面開發(fā)資料的實用價值，綜合發(fā)揮出各類數(shù)據(jù)的利用價值。
3.依法治理。采煤業(yè)為社會工業(yè)化生產(chǎn)提供了大量物資，保證了燃燒原料的可持續(xù)供應(yīng)。按照《土地管理法》、《礦產(chǎn)資源法》、《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》等有關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，進一步明確各職能部門的工作目標、任務(wù)及責任，做到依法行政。
4.廣泛宣傳。大力宣傳實施礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金制度的意義，進一步提高礦山企業(yè)的環(huán)境治理意識[2]。并把保證金存儲作為采礦權(quán)人申請采礦登記、變更、延續(xù)和采礦權(quán)年檢，以及環(huán)境影響評價報告審批的必要條件，讓礦山企業(yè)對礦山環(huán)境保護工作更加積極主動。
我國地質(zhì)儲藏了大量的自然資源，不僅體現(xiàn)了生態(tài)資源的可利用價值，也為社會經(jīng)濟現(xiàn)代化發(fā)展提供物資保障。采煤區(qū)塌陷嚴重影響了采煤生產(chǎn)的安全性，及時采取切實可行的治理方案，有助于提高煤炭開采的作業(yè)效率。政府與企業(yè)需建立良好的合作機制，全面處理采煤區(qū)塌陷問題。
參考文獻：
[1]許永旭.當前采煤區(qū)塌陷現(xiàn)象的成因及綜合處理方法[J].煤炭技術(shù)，2011，26（14）：43-45.
[2]朱家林.我國煤炭開采活動常見問題的科學規(guī)劃方案[J].山西煤礦，2012，30（16）：18-21.
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