采煤沉陷對環境的危害及對策淺析

孫玉成

摘 要:我國是煤炭能源大國,同時也是煤炭開采大國。因此,我國煤炭的開采工作對環境的影響也較為嚴重。本文旨在對采煤深陷機制的簡要分析上,針對采煤深陷對我國環境的危害及采用怎樣的對策來發表一些個人觀點。

關鍵詞:采煤深陷環境危害對策淺析

中圖分類號:TD88 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0147-01

1 采煤深陷機制分析

根據調查,專業人員估算我國每開采出1萬噸的煤,沉陷的土地面積大約為0.2m2,而我國目前已有的沉陷地的面積以約為45億m2。個人認為,造成這種現象的原因主要有三個:一是采空區的安全頂板厚度較低,煤礦采空后,由于安全頂板厚度不夠,從而導致了地面的塌陷;二是地下煤礦采空后,地下水位會發生變化,而水位的下降會引起上覆土體失去頂托,從而導致地面的塌陷;三是地下煤礦采空后,礦層上部失去了支撐,巖體會隨之產生變形,最終形成變形的移動盆地,造成地面塌陷。

在上述三種情況中,前兩種塌陷的機理一般都發生在小型煤礦中,因為小型礦場開采的煤礦深度都較低,且開采的規模都較小。而后一種情況一般是發生在大型的煤礦場中,大型煤礦場一般開采的煤礦規模都較大,且深度較高。

總體來說,第一種和第二種機制的范圍及規模都較小,影響的區域也較小,但是這種機制的突發性很強,很難被預測出來;第三種機制的突發性較小,且容易被預測到,但是其漸變性很強。

2 采煤沉陷的一般規律分析

我們通過對地表巖層移動變化規律的研究,可以總結出一些采煤沉陷的規律。

2.1 丘陵和山地地區一般不會出現塌陷盆地

在丘陵和山地地區進行采煤活動,采空區上方的地標也會出現下沉、變形等情況,但是由于丘陵和山地特殊的地質結構,丘陵和山地地區一般是不會出現塌陷盆地的。例如煤層的開采厚度為6m,平均深度為150m,那么地表中心盆地的最大的下沉范圍則不會大于3.8m,在丘陵和山地地區,沉陷量和坡度是不會太大的,但是在平坦地區,塌陷盆地會呈現出圓形或是橢圓形,沉陷量和坡度也相對較大。

2.2 采煤塌陷后的地表破壞狀況

地形地貌對采煤塌陷后的地表破壞狀況的影響較大。經調查結果現實:凸形地貌容易產生水平拉伸的變形,凹形地貌則容易產生水平壓縮的變形。因此,較大的采動裂縫和塌陷一般會在山頂和山脊的部位形成,滑坡則容易在坡度大的山坡形成。

2.3 采煤沉陷易導致水土流失

我國北方丘陵山地地區,降水量較小,且蒸發量較大,地面溝的坡度也較陡,并且地表泄水能力較強,因此,地下水位受采煤沉陷的影響也隨之增加。也就是說,在北方丘陵地區,由于煤礦開采引起的塌陷區一般是不會形成積水的,但是地表裂縫和滑坡等會對土地造成十分嚴重的影響,從而導致水土流失的發生。

3 采煤沉陷對環境的危害分析

采煤沉陷可以說是環境對地下采煤活動的一種反饋信號。個人認為,采煤沉陷對環境的危害主要表現在五個方面:

3.1 對土地資源的破壞

地面在沉陷時,沉陷的區域邊緣會形成裂縫,導致盆地中心區域形成水洼,從而對耕地及土地景觀產生破壞。另外,采煤沉陷對耕地的破壞也是不容忽視的。

3.2 引發水資源的枯竭

在煤礦開采的過程當中,地下水會以各種方式涌入到礦坑中,煤礦工人要因生產而將礦坑中的水排出,最終導致地表水逐漸轉化為地下水,引發水資源的枯竭。

3.3 覆巖的自身損傷

從平面上來看,地表的塌陷區要遠遠大于它下部的采空范圍,中間區塌陷的速度和幅度最大,內邊緣地區一般呈凹形向中間傾斜,外邊緣區的下沉一般不是很明顯,容易形成張性裂縫,最終造成覆巖的自身損傷。

3.4 破壞建筑物及交通

采空區地面的沉陷能夠引起地表的移動,地表移動的變形值一般遠遠會超過建筑物的抗壓能力,因此,采煤沉陷對建筑和交通的破壞也是不容忽視的。

3.5 引發地質災害

當采煤沉陷發生在地表植被覆蓋較廣的區域時,沉陷可能會引發水土流失等地質災害,當沉陷的范圍較大時,還有可能會引發泥石流等災害。如果地下采空之后,頂部的頂板不能及時的與地面跨通,那么就很容易引發坍塌,最終引發更惡劣的地質災害。

4 降低采煤沉陷對環境危害的對策分析

對礦區生態環境的保護是在礦井規劃設計階段和生產建設的各個階段必須要引起重視的,關于如何降低采煤沉先鋒對環境的危害,個人認為應該從以下幾點來進行:首先,要主要保護礦區附近的建筑物、鐵路線和交通道路等,對保護對象進行留設保護煤柱;其次,要制定土地復墾方案和規劃,充分整治改造失去生產能力的土地,使其能夠再次利用,這是國土整治及環境保護組織的重點工作部分,同時也能有效的防止環境污染,幫助生態環境恢復平衡。因此,進行土地復墾工作,提高土地的復墾率,綜合治理塌陷的土地是刻不容緩的工作。例如平頂山礦區西部的生態園,就是在復墾土地上建立起來的園林示范區,值得土地復墾相關部門的借鑒。除此之外,在土地復墾的工作中,企業給予一定的經濟經濟支持和補助,能夠有效的推進土地復墾工作的發展。

在降低采煤沉陷對環境危害的過程中,我認為具體采取的對策應該為以下幾點:

4.1 調查地質災害的相關情況,做好城市的地質工作

“以防為主”是此項對策的工作重點,首先可以建立起地質災害的監測系統,以防為主,防治結合,在沉陷區形成之前,采取“超前”的相關防治措施。

4.2 對沉陷區進行復墾工作

在沉陷區的治理過程中,對沉陷區土地進行復墾是至關重要的一項工作,成熟的復墾處理技術,能夠有效的配置土地資源、節約的利用土地、提升土地的利用價值。另外,沉陷區的復墾工作,能夠良好的改善城市的生態環境,利用當地的自然條件及人文條件,在復墾的土地上面建設一些有市場前景的項目,能夠從根本上改善城市的發展模式,對城市的發展有巨大的推進作用。

4.3 必要時進行搬遷避讓工作

在必要時,例如處在不穩定沉陷區中的建筑物,應盡量實施地基加固等保護措施,或是進行搬遷避讓工作。除此之外,在不穩定沉陷區中,不適宜再修建大型的建筑物或是地下措施,以防因為建筑的承載力而引發二次沉陷或是加速沉陷進程。

5 結論

綜上所述,我國是一個土地資源相對貧乏的國家。因此,加強土地的復墾工作是所有工作的重中之重。據調查顯示:國外的土地復墾率一般為70%～80%,而我國的土地復墾率不足1%。除此之外,我們還要充分的意識到保護生態環境的重要性,預防采煤沉陷,復墾沉陷土地,從根本上減少開采工作對生態環境造成的不利影響。

參考文獻

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