井工煤矿开采造成的地表沉陷及治理措施

发表时间:2021/6/10   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:左世学
[导读] 摘要:近年来,我国经济取得迅猛发展,人口数量逐年递增,人们对土地的需求愈加强烈,土地是人类生存的基础,土地可持续化发展关乎人类存亡。
        镇雄县宝树煤矿有限责任公司 镇雄县657200
        摘要:近年来,我国经济取得迅猛发展,人口数量逐年递增,人们对土地的需求愈加强烈,土地是人类生存的基础,土地可持续化发展关乎人类存亡。煤炭行业的发展对生态环境造成很大破坏,井工煤矿开采过程中造成的地表沉陷会对土地造成极为严重的影响,地表沉陷将引发泥石流、滑坡等自然灾害。目前,我国煤矿生态复原措施还有很大发展空间,对井工煤矿开采地表沉陷的预测及复垦尤其重要。基于此,本文围绕井工煤矿开采造成的地表沉陷及治理措施展开叙述,以期为相关工作者提供一定借鉴和参考。
        关键词:井工煤矿;地表沉陷;治理措施
        土地资源与人类生活息息相关,保护土地资源可有效环节土地资源局限性的问题。为实现土地资源的可持续发展,需对土地复垦进行深入研究与实践。据资料显示,井工煤矿开采过程中,每1万吨煤矿会造成3亩田地的破坏,相比于土质污染,土地破坏通过复垦可重新耕种,可再次为人类所利用。由此可见,土地复垦可实现土地的可持续化发展,有助于我国的长远发展,相关部门必须引起充分重视。
        1 井工煤矿土地复垦特点
        相比于露天煤矿,井工煤矿中的煤层埋藏较深,开采过程中会对地质环境造成巨大影响,还会对采矿工人的生命安全造成一定威胁。常规条件下,井工煤矿主要采用立井开拓及斜井开拓等方式,根据施工需求也可采用综合开拓的方式。从我国煤炭开采现状看,国内大部分煤炭由井工开采,土地复垦主要包括采矿区域和工业场地等。由于国内通常采用走向长壁全部跨落的开采方法,该开采方法会造成地表沉陷的问题,地表沉陷会对生态环境造成极为严重的破坏,可改变原本的土壤结构,改变开采区域及周边地表的土壤理化性质,对土壤质量有较大影响。地表沉陷会对耕种等农作劳动产生很大负面影响。此外,很多井工煤矿开采都是在山体环境,地表沉陷会造成山体滑坡的自然灾害,会对周边居民造成生命威胁。
        目前,井工煤矿开采部门虽然采取了相应的解决措施,但修复手段依然是“先破坏,后复垦”,对当地生态环境造成极为严重的影响,这种治理方式无法完全复原开采前的地质原貌。因此,井工煤矿地表沉陷问题应以预防为主,从根源避免地表沉陷问题,减轻复垦压力。
        2 井工煤矿开采造成地表沉陷的表现形式
        井工煤矿在开采过程中造成地表破坏的表现主要包括:水资源丰富区沉陷坑问题、地表裂缝水土流失、地表下沉盆地、建筑物受沉陷影响破坏等。相比于开采较为简单的露天煤矿,深井开采造成的破坏大体涵盖如下几点:
        (1)井工煤矿开采过程中由于发生地陷问题,沉陷区域会对地下水资土壤保护层产生较大影响,通常情况下,土层被破坏不会引起积水问题,但会加重地下水土层的侵蚀,对地下水资源结构造成极为不良的影响。首先,井工煤矿地形起伏,地面梯度较大,沉陷区虽然不会造成积水,但地表沉陷会破坏地下水土层结构。其次,井工煤矿陡坡较多,地表水流失效果较好,但水渗透会改变土壤湿度,对作物有较大影响。最后,形成凹形的沉陷区,由于下面有油水层,地下水会沿着石缝渗透,造成水流失的问题。
        (2)井工煤矿地势较为起伏,沉陷区域跨度较大,通常呈现垂直或水平的凹坑,所以,井工煤矿开采过程容易形成地表裂缝及台阶式裂缝,部分山体还会发生泥石流和滑坡等自然灾害。
        (3)井工煤矿开采易发生地表沉陷的问题,其中最为明显的现象就是地表压裂及滑动,相比于露天煤矿的沉陷区,井工煤矿的沉陷更难控制。一旦沉陷区发生额外的拉伸现象,将对开采区域地表造成极大破坏。简单地说,井工煤矿开采区主要沉陷问题是改变了土壤的高度及宽度,地表沉陷及滑坡的规模与施工规模相关。
        (4)井工煤矿开采过程中容易形成堆叠垫地貌,容易形成堆土场和矸石山,其规模相比于露天煤矿要小很多。井工煤矿造成这种现象主要由于经暴雨长期冲刷,如果开采地区属多雨地区,将加大山体滑坡、泥石流等自然灾害发生的概率。此类自然灾害会对下游流域水体造成极为严重的二次污染。


        3井工煤矿开采造成的地表沉陷的治理原则及措施
        3.1井工煤矿开采造成的地表沉陷的治理原则
        3.1.1统一规划原则
        地表沉陷的治理过程就是常说的土地复垦。土地复垦应与煤矿生产建设统一规划,将土地复垦纳入开采整体计划中,复垦与生产应协同作业,将复垦措施应用到生产过程。统一规划可为沉陷治理提供先行条件,减少后期维护成本。
        3.1.2采用先进的治理措施原则
        先进的治理措施决定着复垦工作的效果,复垦的成效与治理手段密切相关。相关部门可借鉴同领域先进经验,减少土地破坏,降低复垦投资,通过采用先进治理措施的前提下,全面增强复垦效用。
        3.1.3经济可行性原则
        土地沉陷治理过程中,应将经济作为考量的要点,在有效防止井工煤矿开采破坏的同时,充分考虑工程的经济效益,将高效的复垦手段应用到煤矿开采过程中,避免重复投资和不必要的资金支出,通过优化治理手段实现生态和社会收益双向丰收。
        3.2井工煤矿开采造成的地表沉陷的改善措施
        3.2.1合理规划,减少破坏
        井工煤矿开采过程中应有效加强规划的管理环节,尽可能减少施工过程中对土地的破坏。开采各环节应严格遵照施工计划,确保工程在指定区域内进行。煤矿开采造成的废料要及时清理,避免此类废料占压土地对其造成破坏。针对遭到破坏的土地要及时复垦,不能将所有复垦工作归总到施工结束后进行,在土地未遭到大规模破坏时及时修复土层。井工煤矿开采前期,建井过程中应设立移动观测站,时刻监督地表沉陷情况。
        3.2.2有效协调开采方案
        井工煤矿施工时,应根据当地环境及地表变形分布规律,协调治理方案。拉伸变形区应采取针对的应对措施。当多个区域同时作业时,应根据推进方向合理安排工作面,有效规划开采顺序,协调施工方案,以此避免一部分地表变形问题。针对地质特殊的区域,要对其专门设立保护区,治理时应让被保护对象处于下沉沉陷区的中间部分,而非承受最终的拉伸变形。由此可在很大程度上降低地表沉陷对土层结构的破坏。
        3.2.3土壤剥离
        熟化土壤层包括耕作土壤层、表层土壤层,此类土壤层是经耕作多年的熟化土壤,其效用无法用深层土壤代替。所以,土地治理时不能颠覆土层结构,要保护好熟化土壤层。治理过程中应将熟化土壤剥离后分开治理,将熟化土壤层分开存放,下层土壤复垦后再将熟化土壤均匀覆盖,从而提高土地治理的有效性。
        结束语:
        总的来说,井工煤矿开采过程中会造成地表沉陷的问题,地表沉陷会造成水资源污染及水土流失等问题,相关部门必须引起充分的重视。相关人员需根据开采区特性分析治理方案,采用有效的治理措施,对地表破坏进行一定预防,针对不可控的地表沉陷,应根据沉陷破坏形式采用针对性的复垦措施。通过有效的土地治理,确保开采区土地的可持续发展。
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