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采礦塌陷災害特征與治理方式
對于礦區塌陷問(wèn)題來(lái)說(shuō)，生態(tài)治理可以說(shuō)是整個(gè)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害特征與治理方式的范文，供大家閱讀參考。
采礦塌陷災害特征與治理方式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)濟建設具有非常重要的意義。但是，在煤炭工作開(kāi)展的過(guò)程中，環(huán)境問(wèn)題一直是煤炭企業(yè)不容忽視的一項問(wèn)題，通過(guò)采煤工作的開(kāi)展，將不同程度的會(huì )誘發(fā)出地面塌陷等地質(zhì)災害，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。根據此種情況，就需要我們能夠對采礦環(huán)境所出現塌陷問(wèn)題的原因進(jìn)行把握，并以針對性技術(shù)的應用對其做好治理。
1.采礦塌陷災害特征
1.1災害機理
對于采礦區域出現的塌陷情況來(lái)說(shuō)，其通常是由于在采礦作業(yè)開(kāi)展的過(guò)程中使地下相關(guān)區域的地下水位出現了一定的變化，并在地下水位降低、使窿道頂板土體由于長(cháng)期缺乏水分最終使頂板出現了數量較多的裂縫。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透水性增大的情況，并在雨水環(huán)境下使該區域土質(zhì)所具有的強度降低，進(jìn)而出現較大范圍的農田開(kāi)裂、土體沉陷等問(wèn)題。
1.2災害特征
1)地面塌陷
在采礦地質(zhì)條件中，石灰巖是數量較多的一種地質(zhì)類(lèi)型。而在該類(lèi)型地質(zhì)條件中，巖溶塌陷可以說(shuō)是較為常見(jiàn)的一類(lèi)地質(zhì)災害。在該種地質(zhì)災害中，地下水位變化是造成塌陷情況出現的一項最主要的原因，且塌陷情況規模、大小等都和巖溶、土洞、地質(zhì)構造、地下水徑流排泄以及地形地貌等存在著(zhù)一定的關(guān)系。根據塌陷形成原因的不同，通常來(lái)說(shuō)會(huì )具有三種類(lèi)型，即環(huán)境下方具有土洞或者溶洞、地下存在動(dòng)力水以及上部存在巖質(zhì)蓋層。其中，地下水可以說(shuō)是使采礦區域出現塌陷的主要因素，其通過(guò)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定性非常脆弱。如果礦區下方開(kāi)采程度較高，就會(huì )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(shí)受到真空吸蝕、降雨、地震等因素的影響最終導致塌陷問(wèn)題的發(fā)生。
2)泥石流、滑坡
對于該兩種災害類(lèi)型來(lái)說(shuō)，其為礦區塌陷之后所引發(fā)的次生災害。當礦區出現塌陷問(wèn)題之后，就會(huì )在該區域造成數量較多的、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(zhù)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害。
3)水資源破壞
在巖溶類(lèi)型礦區下方，其往往由于礦區煤礦開(kāi)采工作的開(kāi)展而對地下水進(jìn)行一定的疏導，并且因此使原地區所具有的地下水得到了較大幅度的下降。同時(shí)，由于在企業(yè)對于開(kāi)采所產(chǎn)生的尾礦渣石等等沒(méi)有進(jìn)行良好的處理，就會(huì )因此對礦區周?chē)乃w造成較大的污染。同時(shí)，如果人員日常的生活用水沒(méi)有進(jìn)行適當的處理就排放到周?chē)w中，也會(huì )由于富營(yíng)養化的出現而使地下水遭受到非常嚴重的破壞以及污染，并且這種問(wèn)題非常地難以被治理。
4)土地資源破壞
當礦區出現塌陷問(wèn)題之后，就會(huì )對周?chē)斐伤亮魇У那闆r，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(guò)雨水的常年沖刷之后，則會(huì )使其涵養水源的能力得到較大的減弱，進(jìn)而使土壤結構無(wú)論是水平方向還是垂直方向都會(huì )產(chǎn)生較大的變化，最終使土地出現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(diǎn)，企業(yè)在對其進(jìn)行治理時(shí)可以將其分為以下幾個(gè)類(lèi)型：
1)對于2m以下的塌陷坑來(lái)說(shuō)，可以將其歸類(lèi)為A級塌陷。對于該類(lèi)型的塌陷坑來(lái)說(shuō)，由于周?chē)临|(zhì)具有構造均勻、水文地質(zhì)較好且濕度適中的特點(diǎn)，我們在處理時(shí)可以不對其進(jìn)行挖掘，而通過(guò)土方的使用直接對其進(jìn)行回填。
2)對于2m以上、處于河床外的塌陷坑歸類(lèi)為B類(lèi)塌陷。對于該類(lèi)型的塌陷坑來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)放坡開(kāi)挖的方式進(jìn)行處理，且挖掘的高寬比也需要能夠根據挖方邊坡值進(jìn)行制定。在實(shí)際施工過(guò)程中，無(wú)論坑底是否存在裸露基巖都應當對其開(kāi)挖。具體實(shí)施方面，首先需要通過(guò)挖掘機的應用對坑內部的軟弱土層進(jìn)行清除，并通過(guò)水泥漿的方式對坑底進(jìn)行灌注，以此起到對塌陷通道進(jìn)行堵塞的作用，最后在其表面通過(guò)碎石以及粘土進(jìn)行回填與夯實(shí)。
3)對于發(fā)生在河床內部的塌陷坑來(lái)說(shuō)，我們可以將其歸類(lèi)為C類(lèi)塌陷。在對該類(lèi)塌陷情況進(jìn)行處理時(shí)，需要先對塌陷坑邊緣位置所存在的軟弱土層進(jìn)行清除，之后再通過(guò)水泥灌漿以及混凝土板的應用對其進(jìn)行處理。
4)如果塌陷坑出現在河床內部，其底部雖然出現了沉降問(wèn)題但是還沒(méi)有形成塌陷坑，則需要將其歸類(lèi)為D類(lèi)塌陷。在對該類(lèi)塌陷進(jìn)行處理時(shí)，同樣需要通過(guò)挖掘機的應用對裂縫部位所具有的軟弱土層進(jìn)行清除，并通過(guò)碎石以及混凝土的應用做好回填與澆筑。
2.2排灌系統治理
1)河道修復
在該項工作中，主要是對煤礦治理區范圍內的河道進(jìn)行清理，并對河道兩岸都開(kāi)展適當的防滲工作。防滲方式上，則通過(guò)砌體砂漿的應用對河道兩岸進(jìn)行處理。
2)排水溝修筑
排水溝是解決礦區塌陷滲水問(wèn)題的一項重要措施，其主要針對礦區治理范圍內的林地以及旱地所進(jìn)行的。在修筑的時(shí)候，需要我們能夠根據以下的原則來(lái)開(kāi)展工作：首先，要對礦區治理范圍內由于降水所產(chǎn)生的地表水攔截到治理區內;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使其不僅不會(huì )造成泥沙的淤積，還不會(huì )對溝渠結構造成影響。
3)河床治理
在部分礦區老河床中，由于大量地表塌陷，就會(huì )使整個(gè)地塊由于高低不平而對治理區土地利用產(chǎn)生較為不利的影響。對于礦區老河床，應用機械挖運、推土機進(jìn)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
對于礦區塌陷問(wèn)題來(lái)說(shuō)，生態(tài)治理可以說(shuō)是整個(gè)治理工作的重要目的，是當地生態(tài)系統建立的重要部分，其主要包括樹(shù)種的選擇以及撫育等等。樹(shù)種的選擇是非常關(guān)鍵的，對此，我們需要以生態(tài)恢復學(xué)作為樹(shù)種選擇的重要依據，并且在對當地土壤養分、水分條件以及物理條件等進(jìn)行充分考慮與研究的基礎上開(kāi)展選擇工作。而對于已經(jīng)受到污染的土壤來(lái)說(shuō)，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，則應當通過(guò)石灰揮撒以及有機肥施加等方式在對其pH值提升的同時(shí)對原有土壤的有機質(zhì)進(jìn)行改善，進(jìn)而在降低有害元素數量以及活性的基礎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養殖業(yè)發(fā)展
對于長(cháng)期積水、面積較大的塌陷盆地而言，在其積水區域內可以根據地表塌陷量的分布情況在積水較深的區域建設養殖類(lèi)水塘，以此在對原有地質(zhì)情況治理的同時(shí)獲得經(jīng)濟的發(fā)展。而對于積水較淺的區域，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。
3.結語(yǔ)
近年來(lái)，我國的煤礦事業(yè)得到了較大程度的發(fā)展，而隨著(zhù)煤礦開(kāi)采量的不斷加大，對于礦井內部的地質(zhì)情況、水位情況也會(huì )造成一定的影響，非�？赡芤虼顺霈F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(diǎn)以及治理方式進(jìn)行了一定的研究，指出今后需要我們在實(shí)際治理工作中以針對性治理技術(shù)的應用避免塌陷問(wèn)題的出現。
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，應注重采煤區塌陷現象成因及治理的分析，現結合這兩點(diǎn)展開(kāi)探討。
采礦塌陷災害特征與治理方式2
關(guān)鍵詞：
采煤 塌陷 成因 治理
采煤區塌陷是比較多見(jiàn)的地質(zhì)現象，若不及時(shí)處理將會(huì )造成嚴重性的意外事故。煤炭企業(yè)需分析采煤區塌陷成因，提出切實(shí)可行的治理方案。
一、采煤區塌陷的危害性
煤炭開(kāi)采期間，因地質(zhì)構造異常變化而造成了塌陷現象，如表1，這是危害采煤生產(chǎn)的潛在隱患。根據現場(chǎng)采煤狀況，塌陷既破壞了地表巖層的完整性，使固有地質(zhì)系統遭到嚴重的破壞，不利于自然生態(tài)系統的持久維護。另一方面，采煤區塌陷阻礙了現場(chǎng)采掘流程的持續操作，降低了整個(gè)煤礦區的采煤效率。
表1：巖溶塌陷災變等級劃分表
二、采煤區塌陷現象的主要成因
“塌陷”是地質(zhì)學(xué)比較常見(jiàn)的現象，其形成及發(fā)展與地質(zhì)層結構變動(dòng)有著(zhù)密切的關(guān)聯(lián)，多數是人類(lèi)外界改造活動(dòng)帶來(lái)的相關(guān)變化。從地質(zhì)學(xué)理論來(lái)說(shuō)，塌陷是地表巖、土地等位置轉移形成的現象，進(jìn)而在地表面出現坑、洞等構造。結合采煤區生產(chǎn)實(shí)況，塌陷現象的主要成因包括：
1.自然因素。地質(zhì)運動(dòng)對礦床結構產(chǎn)生強烈的作用力，破壞采煤區地質(zhì)巖層構造，進(jìn)而引發(fā)了區域性的塌陷現象。水文災害是自然界中最為常見(jiàn)的危害現象，其是由地質(zhì)層構造異常運動(dòng)引起的，并且隨著(zhù)地下水運動(dòng)流向而形成不同的破壞區域最近幾年國內水文病害的發(fā)生率持續上升，洪澇、水災等，這些都有可能造成地質(zhì)塌陷[1]。
2.人為因素。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們改造自然的活動(dòng)越來(lái)越多，人為因素也是造成采煤區塌陷的主要原因。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(huì )帶來(lái)不同程度的塌陷。
三、塌陷區綜合治理的方法
因社會(huì )對煤炭資源需求數量的持續增長(cháng)，大規模采煤生產(chǎn)是必不可少的。同時(shí)，采煤區出現塌陷現象也是比較多見(jiàn)的，基于安全采煤的相關(guān)規定，必須要對塌陷區做好綜合治理工作。
1.科學(xué)規劃。根據城鄉建設、農業(yè)、水利、交通、旅游等規劃，組織制定采煤塌陷區綜合治理規劃方案，解決塌陷對采煤造成的不利干擾�？茖W(xué)的規劃是塌陷區綜合治理的“龍頭”，也是搞好塌陷區治理工作的根本保障。
2.水文勘測。鑒于水文運動(dòng)災害的頻發(fā)性特點(diǎn)，很多采煤區開(kāi)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(diǎn)，水利部門(mén)需做好水文資料整編工作，如圖2，從收集、整編、分析等環(huán)節全面開(kāi)發(fā)資料的實(shí)用價(jià)值，綜合發(fā)揮出各類(lèi)數據的利用價(jià)值。
3.依法治理。采煤業(yè)為社會(huì )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供應。按照《土地管理法》、《礦產(chǎn)資源法》、《地質(zhì)災害防治條例》等有關(guān)法律法規規定，進(jìn)一步明確各職能部門(mén)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(shí)施礦山環(huán)境恢復治理保證金制度的意義，進(jìn)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人申請采礦登記、變更、延續和采礦權年檢，以及環(huán)境影響評價(jià)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(dòng)。
我國地質(zhì)儲藏了大量的自然資源，不僅體現了生態(tài)資源的可利用價(jià)值，也為社會(huì )經(jīng)濟現代化發(fā)展提供物資保障。采煤區塌陷嚴重影響了采煤生產(chǎn)的安全性，及時(shí)采取切實(shí)可行的治理方案，有助于提高煤炭開(kāi)采的作業(yè)效率。政府與企業(yè)需建立良好的合作機制，全面處理采煤區塌陷問(wèn)題。
參考文獻：
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[2]朱家林.我國煤炭開(kāi)采活動(dòng)常見(jiàn)問(wèn)題的科學(xué)規劃方案[J].山西煤礦，2012，30（16）：18-21.
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