炭煤礦地質環境論文

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一礦山主要地質環境問題炭煤礦自

1958年規劃建井，設計年生產能力45萬噸，投產以來，取得較大的經濟效益，同時礦山地質環境也遭受到不同程度的破壞。炭煤礦存在的主要礦山地質環境問題如下。

1地面塌陷

炭煤礦井田范圍內一1煤地下采空區面積10.5km2。根據實地調查，一1煤采空區出現地表塌陷，在采深200m以深地區，地表無明顯裂隙，采深200~100m地區未見廠礦、民房明顯破壞，采深100m以淺地區地面出現采動裂隙，對農田耕種有一定影響。采空區及其伴生地面裂縫對流經礦區的東泗河有嚴重影響。由于東泗河流經采空區，地面塌陷和地面裂縫破壞河道地層結構，已經成為地表水滲漏主要通道，河道地表水通過地裂縫下滲進入煤礦巷道，嚴重影響到采礦安全。需要采取綜合工程措施對其進行應急治理，并加強監測工作。

2含水層破壞

炭煤礦礦井正常涌水量9000m3/d，已造成煤層頂板灰巖含水層和底板灰巖含水層水位下降，且降幅明顯。采礦活動對深部巖溶含水層影響較嚴重，主要表現在承壓水頭有較大幅度的下降，深層地下水資源量減少，開采條件惡化。

3對原生地形地貌的破壞

炭煤礦一1煤層己基本采完，采空區面積已達10.5km2，上部的華泰煤礦開采二1煤，也已形成地下采空區面積1km2。對原生地形地貌景觀影響明顯，地表局部見有地裂縫，但相對丘陵地形而言，對礦區地形地貌景觀影響較大。

4河床開裂滲漏，造成煤礦開采安全隱患

東泗河是礦區內的地表水和地下水的主要流通、排泄通道，該河向西北約10km流入伊洛河，屬于季節性河流。該河流經井田范圍內長度約900m，河道土質以碎石土為主，局部地段為粉土和淤泥及淤泥質土。河道從采空區或采空區附近通過，有地面塌陷及伴生地面裂縫發育，河道地層結構遭到破壞，有地表水入滲進入煤礦巷道的現象，影響炭煤礦生產安全。為了防止河道溝谷中地表水滲漏地下進入炭煤礦巷道，保證煤礦安全生產，本著安全合理、經濟可行的原則，對炭煤礦區段東泗河河道進行必要的調查、勘查工作。

二工程主要治理措施

1河道治理工程

（1）排水渠治理

為了快速排泄地表水，防止地表水順地面裂縫滲漏進入煤礦巷道，影響煤礦安全生產，在東泗河河溝內修建排水渠。排水渠為M7.5漿砌石結構，塊石強度不小于40Mpa。排水渠過水斷面為梯形，最小結構尺寸為底寬3.9m，頂寬4.5m，高3.0m，砌石厚度0.8-1.1m，修建排水渠長度為900m。主要工程量為：河道清淤土方開挖工程量18573.61m3，碎塊石擠淤置換工程量720.83m3，漿砌石排水渠工程量為12967.80m3。

（2）排水渠的過流能力驗算

根據調查，多年最高水位計算，東泗河二十年一遇的最大洪峰流量不超過10m3/s。

（3）溝渠地基處理

針對不同的地層類型，采用不同的地基處理方法。對于碎石土（無裂縫發育和其他異常情況），可以不進行地基處理。對于裂縫發育的地段，地基處理措施是：首先對裂縫進行適當的開挖清理，然后用粘土進行充填夯實，再鋪設70cm厚的粘土防滲墊層，然后再砌筑溝渠。對于粉土地段，地基處理的措施是：首先鋪設60cm厚的碎、塊石置換層，并灌注水泥砂漿，然后再砌筑溝渠。對于淤泥和淤泥質土地段，首先采用碎塊石擠淤置換的方式進行處理，然后再砌筑漿砌石排水渠。

（4）防滲及抗沖擊

對于無裂縫發育地段，采用“漿砌塊石+混凝土”雙層復合防滲及抗沖擊結構，即先鋪設800-1000mm厚的漿砌石渠底，然后再澆筑200mm厚的混凝土（C20）防滲層，共同起到抗沖擊下徹及防滲作用。對于地裂縫發育地段，則采用“粘土防滲層+漿砌塊石+混凝土防滲”三層復合機構，共同起到抗沖擊下徹及防滲作用。即先對裂縫采用粘土進行充填夯實，再鋪設700mm厚的粘土防滲墊層，然后砌筑800mm厚的漿砌石渠底，再鋪設200mm厚的混凝土（C20）防滲層。對未穩定的和潛在的采空塌陷區，預測變形參數，采用粘土墊層進行防滲，兼有調整塌陷變形的功能。

2土方回填夯實工程

在排水渠外圍超挖部分以及原始地面至排水渠頂之間，用開挖出來的土方進行回填夯實，回填夯實地面高程應不低于排水渠頂面高程。土方回填夯實工程量為187199m3。

3植樹綠化工程

在土方回填夯實區域范圍內進行植樹綠化，以恢復植被，美化礦山環境。綠化采用適應當地氣候的楊樹，在渠的兩側各栽植兩排。樹的規格為胸徑3cm，植樹網格間距3m。選擇生長健壯、無病蟲害、無機械損傷、樹形端正和根系發達的苗木。主要工程量為：植樹1100株，綠化面積9000m2。

三工程效益分析

（1）減災效益

礦山地質環境恢復治理可以改善地表水的流通條件，防止地表水入滲煤礦巷道，降低煤礦生產安全隱患，具有減災防災的效益。

（2）環境效益

礦山地質環境治理工程可以有效防止水土流失，消除對居民和公路交通干道的安全隱患，提高植被覆蓋率，改善生態環境和周圍生態景觀，使礦山生態環境得到一定程度的恢復和保護。

（3）社會效益

實施礦山地質環境治理工程，消除了災害隱患，美化和恢復了礦山生態環境，在一定程度上保護了礦區附近居民的生命財產安全，美化了當地居民的居住環境，使得礦山企業和地方政府、地方群眾和諧共生，共同發展。有利于促進地方經濟的可持續發展，有利于形成安定團結、人民群眾安居樂業的政治局面，有利于構建和諧社會。

（4）治理工程的實施

可有效避免地表水入滲到煤礦巷道，降低對煤礦安全生產的干擾，提高煤礦的生產效率和生產能力，降低生產成本。同時植樹1100株，新增綠化面積約9000m2，經濟效益明顯。

四結語

（1）河南大峪溝煤業集團炭煤礦存在開采引起地面塌陷、地裂縫，河床開裂滲漏，造成煤礦開采安全隱患等礦山地質環境問題。

（2）治理工程采取塌陷采坑回填防滲、河道治理、土方回填夯實、植樹綠化等工程手段對礦區東泗河河道進行綜合治理，恢復礦山地質環境。

作者：朱洪生甄娜孫建波齊光輝單位：河南省地質環境監測院濮陽市地質環境監測中心