煤矿地表塌陷危害分析与治理

1 绪论
1.1 环境
w 1.1.1环境的概念 环境是相对于中心事物而言的。与某一中心事物有关的周
围环境，就是这个事物的环境。对我们来说，中心事物是人， 环境就是人类赖以生存并以人为中心围绕着人的物质世界。
w 1.1.2 环境的特征 w （1）整体性 w （2）有限性 w （3）不可逆性 w （4）潜在性 w （5）放大性
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煤矿地表塌陷危害分析与治理
4 地表塌陷的一般规律及预测
4.3 地表塌陷预测 w 4.3.1 土地裂缝预测 w 4.3.2 塌陷盆地边界及最大塌陷深度的预测 w 4.3.3 粗略预测
w (1)估计塌陷影响边界 w (2)估计塌陷面积 w (3)估计大塌陷深度 w (4)估计每采万吨煤的塌陷率 w (5)估计积水率
2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响
2.2 我国采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响 w 2.2.1 破坏耕地 w 2.2.2 对矿区水资源的影响 w 2.2.3 对矿区土壤环境的影响 w 2.2.4 对地表建筑物的破坏 w 2.2.5 对矿区铁路和公路的破坏 w 2.2.6 对其他设施的破坏
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5 塌陷区土地复垦
5.1 土地复垦现状与目的任务 w 5.1.2 土地复垦的目的与任务
w 矿区土地复垦的目的是： w （1）改善土壤肥力，修建地面排水系统 ; w （2）合理充填矸石或在风化了的矸石上复垦 ; w （3）在塌陷区或矸石上植树造林，防止大气污染; w （4）在塌陷稳定区修建地面建筑，减少矿区建设征地 .
w 5.2.3 利用粉煤灰充填塌陷区应注意的问题
利用粉煤灰复垦塌陷区的技术关键，是根据地表变形预测设 计抗变形的输灰管，修建储灰场，事先剥离出足够复土用的表 土或采用循环复土方法。复土厚度应在40cm 以上。控制灰尘污 染周围环境，同时监测并治理过高pH值。选育优良品种，检测 食物产品中有害物质的含量。
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6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想
图6—2水上娱乐场
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6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想
北皂煤矿塌陷区进行综合开发以后，不仅可美化城市，而且 给城市带来一定的经济效益。
w （1）与城市的“菜篮子”工程结合起来，城市经济效益也会有 所提高；
目前，国外矿山环保和复垦的研究，已发展到利用人造卫星 技术进行检测和规划。
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5 塌陷区土地复垦
5.1 土地复垦现状与目的任务
w 5.1.1 土地复垦现状
我国是世界上较早进行土地复垦的国家。我们可以由水乡历 史名城绍兴的东湖风景区得以证实。
而现代开采的矿山复垦工作，较早得到全面复垦的是海南省 的田独铁矿。
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1 绪论
1.2 采矿生产对环境的影响
矿产资源的开发、加工和使用过程不可避免地要破坏和改变自然资源， 产生各种各样的污染物质，造成大气、水体和土壤的污染，并给生态环 境和人体健康带来直接和间接的、近期或远期的、急性或慢性的不利影 响。
有关地下采矿对土地资源的破坏，在过去似乎不为人们所重视，但 是由于地下开采引起地表大面积的塌陷、裂缝和变形同样严重地破坏了 土地资源，使人们越来越察觉事情的严重性。
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6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想
6.3 美丽、环保、娱乐为一体的北皂煤矿
地表塌陷到稳定状态后，在塌陷较浅的地段上覆盖上预先在 塌陷区地表上采集的表土，充填一条坚实的公路，如果可能的 话，建设成为水上桥梁会更为完美。然后，再对塌陷较深的地 方采用“挖深垫浅”的方法，以形成合格的鱼塘。用挖出的泥 土将浅部垫高，使其成为旱田。
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6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想
6.2 北皂煤矿塌陷区土地复垦构想
防患于既然，北皂煤矿应在对全局塌陷地进行调查和论证的基础 上，根据矿区自身的地理位置情况，拟定“一疏、而平、三改造”的塌 陷地治理方针。一疏，即挖沟开渠，主、支渠配套，旱能浇，涝能排， 疏排塌陷区积水；二平，即对已排除积水的塌陷地，采用平整和梯田平 整的方法复垦还耕；三改造，即对无法排除积水的深水塌陷坑采取“就 地取土建鱼塘、垫高土地造菜田”的方法进行改造。
w 采矿复垦的任务是建立有利于植物生长的地表和生根层。
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5 塌陷区土地复垦
5.2 塌陷区充填复垦
矸石充填塌陷坑复垦后的土地可作建筑用地，也可覆土后 作农业用地。 工艺原理如图：
•井下矸石
•井上
•塌陷区
•地 基 处理
•复土
•建 筑
•农 林 种植
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w 3.1.2 地表塌陷对环境影响评价的程序
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3 北皂煤矿地表塌陷危害评价
3.2 地表塌陷危害评价 w 3.2.1地表塌陷危害评价标准 w 3.2.2 北皂煤矿地表塌陷危害评价
3.3 地表塌陷对环境影响的保护措施
超级连接:地表塌陷危害评价程序附件
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5 塌陷区土地复垦
5.3 塌陷区非充填复垦 w 5.3.1 低潜水位塌陷区非充填复垦 w 5.3.2 中潜水位塌陷区非充填复垦 w 5.3.3 高潜水位塌陷区非充填复垦
挖深垫浅工程图
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5 塌陷区土地复垦
5.4 微生物复垦 微生物复垦的工艺为：
北皂煤矿自1976年10月5日破土动工以来，地表塌陷就一直伴 随着煤矿开采，而且愈演愈烈。
采煤塌陷使北皂煤矿的土地大面积 积水，土地盐渍化现象严 重，使区内耕地减少。采煤还使农田耕作平面出现断裂和陷落， 地表起伏不平，坑穴众多，无法进行农田作业，不少农田被迫 弃耕，造成绝产。
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环境中处于自然应力平衡状态。煤层开采后，由于破 坏了开采区域周围岩体原始的应力平衡,在各种动、静 载荷作用和矿井水及抽水作用等影响下，应力重新分 布，达到新的平衡。在这一过程中，岩层和地表产生 连续的移动、变形和非连续的破坏，称为采煤塌陷。 在地表主要表现为塌陷坑和地裂缝。
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3 北皂煤矿地表塌陷危害评价
3.1 地表塌陷对环境影响评价
w 3.1.1 地表塌陷对环境影响评价的步骤
w （1）建设项目工程分析 w （2）建设项目矿区的环境现状 w （3）评价区地表塌陷对环境现状分析与评价 w （4）地表塌陷对各环境因子的影响 w （5）地表塌陷对环境影响的综合评价 w （6）相应的防护对策 w （7）地表塌陷对环境影响的结论与建议
北皂煤矿处于华东平原地区，因地势平坦，地下潜水位较高，会使 塌陷地区常年积水，淹没良田，居民搬迁。严重影响了农村的正常生活， 成为十分迫切和必须治理解决的环境问题。
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2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响
2.1 采煤塌陷的概念 煤层未开采时,在地壳受到各个方向的约束,在地质
防患于未然，在即将塌陷的地表堆积矸石、生活垃圾及其它工业废 料，待塌陷区稳定，并与堆积的矸石等相同标高时，将呈现在人们面前 的是一块“新生的土地”。在这类土地上修建工业、农用建筑，这样可 免去征用新地建房，可节约与开发土地相结合的典型。
即采用“防患于既然，防患于未然”两项相结合的措施，创造一个 美丽、环保、娱乐为一体的北皂煤矿。
煤矿地表塌陷危害分析 与治理
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2020/11/21
煤矿地表塌陷危害分析与治理
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目录
1 绪论 2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响 3 北皂煤矿地表塌陷危害评价 4 地表塌陷的一般规律及预测 5 塌陷区土地复垦 6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想 7 结论
煤矿地表塌陷危害Biblioteka Baidu析与治理
w （3）对塌陷区的水域进行水上旅游景点综合开发，可丰富地区 陆游资源，丰富城乡居民文化生活，树立矿业城市的新形象， 使矿业城市产生更加好的社会环境效益。
20世纪60年代以来。我国一些矿山陆续开展复垦工作，大多 数是在废石场或结束的尾矿堆上进行简单的平整和覆土造田； 露天采矿区的复垦工作大部分是开采埋藏较浅、呈缓倾斜或水 平状赋存的砂矿矿床。就全国而言，只是局部性或零星地恢复 利用，规模仅是几十公顷，复垦率仅有1%。
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w （2）北皂煤矿所有采煤塌陷区水域均为四周封闭、底部有较厚 的土层、水深适宜、水质优良，是有利于底栖、浮游生物生长 的极佳场所，具备了水产养殖的良好条件。开展有特色的水生 养殖既可使塌陷区土地资源产生较好的经济效益，有可以从生 物氧化角度治理和保持塌陷区水域的良好水质，使塌陷区土地 资源的生态环境效益大幅度提高；
在塌陷区的西边界上种植柳树，以美化鱼塘。并在柳树林的 右侧建一些水梯，开发成为职工的垂钓区，供职工消遣娱乐。 柳树林的左侧则建设休闲亭，即增加复垦后的美感，又是休息 娱乐的好去处。在塌陷区的东侧可种植柳树，也可种植喜水的 果树，不仅能使塌陷区更美丽，又会给北皂煤矿带来一定的经 济效益。林地的东侧可治理成农田。这样北皂煤矿塌陷区将变 成水上娱乐场。
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4 地表塌陷的一般规律及预测
4.1 地表塌陷的成因分析 w 4.1.1 地表塌陷机理 w 4.1.2 含水层疏降条件下地表塌陷机理 w 4.1.3 岩溶塌陷的机理 w 4.1.4 采动引起地下断层“活化”机理 w 4.1.5 地表塌坑形成机理
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5 塌陷区土地复垦
5.1 土地复垦现状与目的任务 w 5.1.1 土地复垦现状
世界各国,特别是主要的采矿工业国家都十分重视恢复采矿 破坏的土地,并取得十分可观的成绩。
世界上还有不少国家制定了专门的法律、法令、条例和规程 来限制矿山企业侵占、破坏土地资源，规定对采矿破坏的土地 必须进行恢复。
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5 塌陷区土地复垦
5.2 塌陷区充填复垦 w 5.2.1 矸石充填农业复垦的合理剖面结构土厚度
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5 塌陷区土地复垦
5.2 塌陷区充填复垦 w 5.2.2 塌陷区充填
用煤矸石将塌陷区充填为建筑用地，其技术关键是采取合理 的充填方式和地基加固处理技术。
w （1）平整煤矸石、露天矿剥离物等固体废弃物复垦场区； w （2）疏松表层，施加煤泥、城市生活垃圾、谷物秸杆、锯末、
含生物元素的工艺废料等有机物质； w （3）播洒微生物活化药剂和微生物与有机物混合制剂，播洒后
者时不需预先施加煤泥等有机物质； w （4）翻料并播种一年或多年生豆科—禾木混合草。
我国应用生物技术进行复垦工作还处于起步阶段，应主要解决 矸石山的复垦绿化，复垦土壤的改良和提高矿区水域的生产力。
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6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想
6.1 塌陷区土地综合治理的保障措施探讨
煤矿塌陷区的综合治理，是一项庞大复杂的系统工程，它关 系着煤矿城市的形象和地方经济能否健康与可持续发展的大问 题。 w （1）成立专门综合治理领导机构 ; w （2）多方容集资金，发展北皂矿区土地综合治理与保护产业 ; w （3）制定综合治理的优惠政策 ; w （4）加强塌陷区复垦方法的研究.
煤矿地表塌陷危害分析与治理
2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响
2.3 北皂煤矿采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响
煤炭资源的开发利用，加快了北皂市城市化的进程，促进 了北皂市和区域经济的发展。但是，大规模的煤炭资源开发既 破坏了生态环境，又严重影响了土地资源的利用。尤其是造成 耕地面积逐年减少。土地资源的质量不断下降，对地区经济的 可持续发展产生一定的影响。
4 地表塌陷的一般规律及预测
4.2 地表塌陷的一般规律 采煤塌陷与煤层厚度、煤层倾角、深度、采厚、
上覆岩层厚度和性质、松散层厚度、开采方式等有密 切的关系。
在采深和采厚的比值大于30时，地表的移动和变 形在时空上是连续的、渐变的、具有一定的规律性； 当采深与采厚的比值小或具有较大的地质构造时，地 表的移动和变形在时空上是不连续的，没有严格的规 律性，地表可能出现较大的裂缝和塌陷坑。