淮南潘三矿采煤区沉降机理及其水质研究

淮南潘三矿采煤区沉降机理及其水质研究
欧阳皓月; 杨勇航; 郝粱山
【期刊名称】《《化工管理》》
【年(卷),期】2019(000)025
【总页数】2页(P81-82)
【关键词】煤矿; 塌陷区; 污染; 环境
【作者】欧阳皓月; 杨勇航; 郝粱山
【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南 232001; 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001
【正文语种】中文
0 引言
对于煤炭工业而言，保证其不间断、健康以及稳定的发展，对于确保国民经济高质量发展起着至关重要的作用，也是国家能源安全十分重要的问题。

煤炭是我国的主要能源资源，一方面给人类带来了相当大的经济效益以及社会效益；另一方面由于其开采引起的地表塌陷也对矿井的生产、人类的生活及矿区生态环境带来了一系列消极影响。

文章结合对淮南潘三矿采煤塌陷区观测研究探讨如下。

1 矿区水文地质条件
该地区的现代景观，东南端为一览无遗的山峦和基岩，向西北方向延伸至厚厚的松散层的冲积黄淮平原，地势以西北高和东南略低为代表。

地表水系统发育，淮河流
经煤矿东南边界，其支流主要是西淝河，从西北流向东南，最终汇入淮河，由季节控制流量，通过排水和蓄水起着供应浅层地下水的作用。

淮南整体潜水位较高，所以在煤田开采过后导致的塌陷区往往会有大量的积水，并且能保存住大量的水域，这就为潘三矿塌陷区治理提供了水域条件[1,2]。

2 塌陷区水质分析
根据水质监测数据可知(见表1)，除CODCr和TN 两个指标超标且超标率较大外，其他指标基本正常；由于潘三西部原工业区，人口稀少，所以在潘三矿西部CODCr和 TN两个指标相对于东部更低，完全可用于养殖业与农田灌溉。

底部较
厚的松散层为水生植物以及底栖生物提供了良好的营养环境以及生存环境，为鱼类生存提供了条件[3]。

3 塌陷区地表沉陷规律
在回采过程中，对于地面的检测点而言，其由缓慢地运移到快速变化最终停滞，这整个过程必须结合时间以及空间来进行分析[4,5]。

在地下回采工作不断进行时，
地面的检测点位置与相应的回采区位置对应关系与时间有关，随着时间的变化地下对地面的影响也不相同。

在采动过程中，地面点在竖直方向上的移动轨迹如图1
所示。

一般可将其移动过程划分为四个阶段。

第Ⅰ阶段：当工作面向前推进，地表移动下沉波及到观测点A处，其下沉速度由
小逐渐变大，但地表移动的方向与工作面推进方向相反。

第Ⅱ阶段：随着回采的不断进行，其导致地面沉降的速度越来越快，在经过观测点A正下方后持续向前推进时，发现此时的地面塌陷速度很快地上升，最后达到最大下沉速度，A点的移动方向近于铅垂方向。

第Ⅲ阶段：随着回采工作面持续采掘，慢慢离开地表点A正下方后，检测点A的
沉降速度慢慢降低，地表移动方向与工作面推进方向相同。

第Ⅳ阶段：在采掘工作面离开表面A相当距离的时候，生产工作面对A点的影响
慢慢消失，A点的运动停止，处于稳定状态。

同时，A点的位置并不是直接位于其开始位置的下方，而是略微倾斜于采矿工作面的收作线。

图1 采动过程中主断面内地表点移动轨迹示意图
4 结语
(1)对本研究区内的水质进行某种程度上的处理，基本能够满足灌溉水的要求，并且可以利用已采出的煤矸石用于塌陷区的回填。

(2)由采空区导致地面沉降的塌陷区存在四个沉降阶段，可以通过这种规律，对矿区的划分、安全管理等提供一定的设计依据以及为后期对沉降区的治理提供参考。

表1 区内采样水质分析点位 pH F含量/(mg/L) Mn含量/(mg/L) Cl含量/(mg/L) NH3+含量/(mg/L) TN含量/(mg/L) TP含量/(mg/L)1 8.13 0.510 7.79 24.66 0.959 1.390 0.034 3 8.61 0.601 6.11 24.42 0.511 1.860 0.036 4 8.28 0.502 6.08 22.10 0.383 1.537 0.030 6 8.42 0.502 5.92 19.21 0.334 1.263 0.022 7 8.42 0.478 7.36 22.41 0.499 1.296 0.079 8 9.27 0.499 6.85 35.08 0.713 1.990 0.098 9 8.41 0.459 5.29 21.32 0.350 1.443 0.021 11 7.98 0.368 4.85 15.88 0.454 1.289 0.025 12 8.40 0.491 6.11 20.96 0.325 1.316 0.022 14 8.83 0.473 6.00 19.44 0.240 1.209 0.032 15 7.86 0.384 6.29 23.30 0.549 1.331 0.089 16 8.16 0.458 5.94 20.29 0.281 1.251 0.020
参考文献：
【相关文献】
[1]宗云峰.淮南煤矿沉陷治理工程研究与实践[J].煤炭工程，2010 (7)： 47-49.
[2]安徽省煤田地质局勘查研究院.潘三煤矿矿井地质报告[R].淮南：淮南矿业(集团)有限责任公司，2008.
[3]程方奎，宫传刚，刘和武.淮南潘集典型采煤沉陷积水区的水质变化规律[J].黑龙江科技大学学报，2015, 25 (1)： 31-35.
[4]安徽理工大学.潘三矿西三首采面1622 (3)采后覆岩破坏及地表移动规律研究[R].淮南：淮南矿
业集团潘三矿，2016.
[5]黄福昌，倪兴华，张怀新，等.厚煤层综放开采沉陷控制与治理技术[M].北京：煤矿工业出版社，2007： 8-9.。