矿山开采对生态环境的影响评价
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212 对地表建( 筑物的影响分析 .. 构) ( 通过计算分析及从预计图上可知, ) 1 由于周围
村庄距矿区较远, 首采区开采后 , 对周围村庄建筑物 无影响。
3 结论
( 依据概率积分法对鑫发煤矿进行了开采沉 ) 1 陷预计分析; ( 进行了矿山首采区与全井田开采对矿 区的 ) 2 环境影响分析; ( 为了保护矿区生态环境, ) 3 提出了矿山开采后 应采取的措施及应注意的问题。
0 概况
鑫发煤业有限公司位于新密市来集镇, 距新密市 3 m 交通条件较为便利。矿区属低山丘陵地带, k, 走 向 26 m 倾斜长 04 k 05 m 面积 1 8 长 . 3k , . m一 . 2 8k , . 2 k 耐。井田内总体地势西北略低, 东南略高, 地面标高
度的影响, 必须进行矿井开采的地表移动变形预计。 概率积分法是以正态分布函数为影响函数, 用积分式 表示岩层与地表下沉盆地的方法, 该方法可适用于任 意形状工作面、 地表任意点的移动和变形预计。具有 使用方便、 适应性强、 预计精度高等特点, 在我国得到
3 1 工作面上方地表设置地表移动观测站, 2 0 且观测 成果可靠。由于两个煤矿开采同一二t 煤层, 处在 同一煤田, 具有可比性。因此, 将米村煤矿 1 工 3 2 0
作面地表移动观测站的实测资料作为确定地表移动 和变形预计参数的主要依据。 通过对新密矿区米村矿井 1 工作面上方地 3 2 0 表移动观测站资料综合分析, 结合本次开采的特点, 选取的概率积分法预计参数如下:
下沉系数 q 0 2 = 8 水平移动系数 b 0 4主 ; 二. 2 ; 要影响角正切t月 2 ; n a = . 拐点偏距: 0 H 6 4 =. 。 5 0
13 预计方案及预计结果 .
m一 0 m倾斜宽6 m一 4 m 布置一个走向长壁 70 , o 2o , 采煤工作面。采高29 m 回采率 9%。 ‘ , 1 5
+6 2
+4. 8
一6 5
一3. 4 一4 5 6
一2 5
与压煤开采规程》该矿井的二, , 煤开采以后, 导水
裂隙带高度最大不超过 5 . m 2 l 。据相关资料, 太原
最大曲 / m2 率m 一 ’ m
最大水平移动/ m
430 26
-
483 28
+4 9 6
+2 8
最 水 变 / m’ 大 平 形 m 一 m ’
iaa e i e A lt l at on r a r a p Ps . s n 邓 d n而n . t sre n C t m s e r r o d l a e v u e u se o e e K yw r : i ; u c sbi ne e oi lnin n e o d 而n g sr e us ec; c g aev m t s n a f d l O c oe
1 . 地表移动和变 ,1 3 形预计方案
为了保证预测结果Leabharlann Baidu准确性和科学性, 依据煤 层底板线图和井上下对照图, 将煤层划分成不同的
1 地表移动变形预计
11 预计方法 . 为了分析鑫发煤业有限公司地下开采所引起的 地表移动和变形, 以及对地表建( 筑物受到何种程 构)
计算板块, 使其基本反映煤层的特征变化和开采特 点为原则, 充分考虑采区间断层、 巷道和工业广场煤
第 2 卷第 7 6 期
煤
炭
技
术
V 2 , o7 1 O 6N .
矿山开采对生态环境的影响评价
陈俊杰’ ,胡建军2
( 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院, 1 河南 焦作 4 03 2广西省柳州市房产交易所,广西 柳州 5 )) 4 5 ;. 5 4 ,)
摘 要: 依据鑫发煤矿的地质采矿条件, 按照概率积分法、 矿山开采对地表所造成的移动变形进行了预计, 对地表
了 应用, 广泛 成为目 前主要的 预计方法{。 ‘ 根据概率 〕
积分法预计的基本原理, 预计时所需的预计参数为:
在+1Z 一 2 . m 地 特 是 v字 沟 1 .m +弘s 。 貌 点 “, 形冲 9 l ,
发育, 1 m一 m 矿区中部的龙潭沟为该区内 沟深 0 0 2 , 最深的冲沟, 3. m 南北走向。矿区内无地表水 深7 l ,
在《 水体、 建筑物、 铁路及主要井巷煤柱留设与 压煤开采规程》以下简称《 ( 规程》 中规定, ) 考虑到测 量误差, 一般以下沉为 1 n 的等值线作为地表移 0u
动盆地边界。对于长度小于 2 m的一般砖石结构 0
建筑物, 定义倾斜 1 3 mm 曲率 k 0 m 二 m l、 = . 而耐、 Z
煤
炭
技
术
第2卷 6
和变形预计。 本次预测计算均在计算机上进行, 采用根据概 率积分法预计模型编制的“ 地表移动与变形计算” 程 序, 输人相关参数, 自动计算各种移动变形数据。得 到矿区内地表任意点的移动和变形值, 将预计结果 可视化, 给出各个方案的地表下沉等值线图。由预
计图知, 首采区开采后, 地表下沉盆地面积为 01 . 4 k 时。全井田设计工作面开采后, 地表下沉盆地面积 为 04 k . 衬。首采区开采后及全井田开采后, 8 预计 地表移动变形最大值见表 1 。
表 1 矿山开采后预计的地表移动变形最大值
采区
首采 区
最大下沉l m m
2 57 ”
全采 区
内 j
4 1
〕
最大 m m ’ 倾斜l 一 ’ m
+ + +
+
- -
52 48
-
241 0
22 地表沉陷对评价区生态环境的影响 . 221 对地形地貌的影响分析 .. 由预计可知, 矿区开采后地表最大下沉值局部 达到了24 。但该地表沉陷值为矿山开采后地表 .m 下沉稳定后的最终最大下沉值 , 不可能改变雨水的 径流条件。所以, 矿山开采对地形地貌的影响不大。 222 对地下水的影响分析 .. 该矿区内无地表水体。但随着鑫发煤业有限公 司井下开采的持续进行 , 采空区逐步扩大, 其顶板及 上覆岩层在自 重作用下产生移动变形 , 以致形成冒 落带、 裂隙带和弯曲下沉带, 冒落带和裂隙带对水有 导通作用, 因此合称导水裂缝带。 根据《 建筑物、 水体、 铁路及主要井巷煤柱 留设
建( 筑物、 构) 评价区内生态环境所造成的影响进行评价分析, 提出了矿山开采后所采取的相应措施。 关键词: 矿山开采 ;地表沉陷;生态环境 中图分类号: 5 7 X6 文献标识码 : A 文章编号: 8 82 2 70 一 心 一 1 一 75 ()7 侃 3 0 0 (X ] 2
E a ao o te fc o Mi n oE o g a E v omet vI t nf h E t f n gt cl i I ni n n ui r e i oc r
Ji 一u a n , HU J n j ‘ v t i o ao ) X a n e t a c e (. l fue a In I t t E n tg Hn Pl c iU vr ,J z 44 3 Ci ; .s E hn o U- 1ce o 罗oS y t a d nm i ne i , a oy b 范e s i u 5( , h 2 Et x ag f v r d o fa o g ni n e n tn e c z o 。 u o 55 叉, h a uhu U z u 4《 ) Ci ) h 叉 n
参考文献:
〔 邹友峰, ] 1 邓喀中, 马伟民 矿山开采沉陷工程〔 〕徐州 : M 中国矿 业大学出版社, 2 一 1 2 , 3 2 . 加30 2 【 何国清, 幻 杨伦, 凌赓娣, 矿山开采沉陷学 〔 〕徐州: 等. M. 中国矿 业大学出版社, , 1 41 一1 9 0 巧. 4 【〕 陈俊杰, 3 邹友峰, 郭增长. 似椭圆法设计保护煤柱及其精度分析 〔. ] J 河南理工大学学报, 拓 ( : 5 肠7 2 , 肠一 . 以 6 ) 〔」 中华人民共和国煤炭工业局制定 . 4 建筑物、 水体、 铁路及 主要井 巷煤柱留设与压煤开采规程【 〕北京: M. 煤炭工业出版社 , 刃 2 . X (
ge s c mv nd reip dt , dh i u ctt bii s cr )nh s c ef r r o u e o mt em dsr ie a t n e eoh ud 邵(rt s ot u e a f e e o f e cd n ef n l e ln t u u e ei a f
一 二叠系, 可采煤层为二, 总厚为4Z m 煤层 煤, . , l
倾角 1 , 0 1 埋深约为 + m一+1 m 0 3 0 3 。据钻孔资料,
二: 煤层直接顶为砂质泥岩, m ̄ m 厚Z 3 。老顶为
中一 细粒砂岩, 1 m左右, 厚0 直接底板为砂质泥岩 或粉砂岩, 23 m一 . m 厚 . l 89 。 2 全矿井以一个采区、 一个采煤工作面来保证生 产能力。矿井设计首采区为 工 采区, 走向长度 3 0 2
柱影响因素[, 1 3 进行首采区、 全井田 开采后地表移动
收稿日 2 7 0 一 ; 期: 一 3 修订日 2 7 0 一 ) X ( 3 1 期: 一 2 ) X ( 5 0 基金项目:. 1河南省教育厅科技攻关项目( 冷 仪 2 ;. 2 “ 刃 ) 河南理工大学青年自 仪 2 然基金资助项目( 1 ) 创62 1 作者简介: 陈俊杰( 2 )男, 1 一 , 河南拓城人, 7 9 副教授, 现在河南理工大学测绘与国土信息学院从事开采沉陷与矿山测量方面的 教学工作, l 31 3880 e 0 T : 9 一 911。
223 对水土流失的影响分析 .. 由地表沉陷预计可知, 矿井引起地表的最大下 沉值为 24m 但该下沉值不足以在地表形成积水 . , 区, 不会因沉陷区积水而造成土地资源的直接损失。 所以, 矿山开采所造成的地表移动变形对水土流失 影响较小。 23 生态环境变化趋势分析 . 由地表沉陷预计分析可知, 矿区开采后, 地表下 沉值较小, 所以地表沉陷不会形成积水 区, 由此预测 地表移动变形不会改变井田范围内的生态环境类 型。但是地表移动变形会使部分耕地的坡度小幅度 增加, 农灌设施也会受到一些影响, 从而影响耕作条 件, 农作物的生长环境不可避免受到不利影响。但 是, 这种影响是短期的, 可通过采取农灌系统修复措 施, 以及耕地平整措施来消除其影响。
组上段石灰岩含水层由L_两层灰岩组成, 7 : 为二, 煤层底板直接充水含水层, 对开采二: 煤层有直接
影响, 是矿井水疏排的首要对象 , 在矿井设计书中已
煤矿开采对生态环境的影响
2. 1
对矿区建( ) 构 筑物影响 211 采动区建( 筑物破坏评价标准 .. 构)
考虑到对其排水措施。而二, 煤层顶板含水、 富水 性弱, 透水性差, 对开采二, 煤影响不大。
C E Jn一 je H N u l
A t c:a d n 1 而n g odi o Xn Mn, c r n tp b iyn g l e o ,h d- sa br tBs o 罗0 留 e 0 i c i n f i i ac i o r a l ie m t t e n n t o a f e o g Db i t 扭 d t h d e
水平变形 。 =Zl刀 lj u m的变形等值线为危险移动边 界。对于长度小于 2 m的一般砖石结构建筑物, 0 地 表倾斜、 曲率变形与水平变形的相 比, 影响程度较 小。所以, 在地表沉陷预计分析时, 应着重考虑水平
变形的影响, 以水平变形 。 Z lm的变形等值线 =m 记
作为地表危险移动边界[。 1 ’
下沉系数 q主要影响角正切t 召水平移动系数 b 、 n a、 、 拐点 偏移距 : 和最大下沉角 口 等旧。
12 预计参数 . 与鑫发煤业有限公 司相近 的新 密米村煤 矿
体, 地表径流条件好。矿区周围村庄建( 筑物较为 构)
密集。矿区北部自西向东有尚家计、 楚沟、 新庄等村 庄, 矿区南部 自西向东有刘家门、 石板坡、 张家窝、 染 匠沟、 李家门、 候家窝、 梁家庄等村庄。 矿井设计年生产能力 巧万 t , 含煤岩系为石炭
村庄距矿区较远, 首采区开采后 , 对周围村庄建筑物 无影响。
3 结论
( 依据概率积分法对鑫发煤矿进行了开采沉 ) 1 陷预计分析; ( 进行了矿山首采区与全井田开采对矿 区的 ) 2 环境影响分析; ( 为了保护矿区生态环境, ) 3 提出了矿山开采后 应采取的措施及应注意的问题。
0 概况
鑫发煤业有限公司位于新密市来集镇, 距新密市 3 m 交通条件较为便利。矿区属低山丘陵地带, k, 走 向 26 m 倾斜长 04 k 05 m 面积 1 8 长 . 3k , . m一 . 2 8k , . 2 k 耐。井田内总体地势西北略低, 东南略高, 地面标高
度的影响, 必须进行矿井开采的地表移动变形预计。 概率积分法是以正态分布函数为影响函数, 用积分式 表示岩层与地表下沉盆地的方法, 该方法可适用于任 意形状工作面、 地表任意点的移动和变形预计。具有 使用方便、 适应性强、 预计精度高等特点, 在我国得到
3 1 工作面上方地表设置地表移动观测站, 2 0 且观测 成果可靠。由于两个煤矿开采同一二t 煤层, 处在 同一煤田, 具有可比性。因此, 将米村煤矿 1 工 3 2 0
作面地表移动观测站的实测资料作为确定地表移动 和变形预计参数的主要依据。 通过对新密矿区米村矿井 1 工作面上方地 3 2 0 表移动观测站资料综合分析, 结合本次开采的特点, 选取的概率积分法预计参数如下:
下沉系数 q 0 2 = 8 水平移动系数 b 0 4主 ; 二. 2 ; 要影响角正切t月 2 ; n a = . 拐点偏距: 0 H 6 4 =. 。 5 0
13 预计方案及预计结果 .
m一 0 m倾斜宽6 m一 4 m 布置一个走向长壁 70 , o 2o , 采煤工作面。采高29 m 回采率 9%。 ‘ , 1 5
+6 2
+4. 8
一6 5
一3. 4 一4 5 6
一2 5
与压煤开采规程》该矿井的二, , 煤开采以后, 导水
裂隙带高度最大不超过 5 . m 2 l 。据相关资料, 太原
最大曲 / m2 率m 一 ’ m
最大水平移动/ m
430 26
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483 28
+4 9 6
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最 水 变 / m’ 大 平 形 m 一 m ’
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1 . 地表移动和变 ,1 3 形预计方案
为了保证预测结果Leabharlann Baidu准确性和科学性, 依据煤 层底板线图和井上下对照图, 将煤层划分成不同的
1 地表移动变形预计
11 预计方法 . 为了分析鑫发煤业有限公司地下开采所引起的 地表移动和变形, 以及对地表建( 筑物受到何种程 构)
计算板块, 使其基本反映煤层的特征变化和开采特 点为原则, 充分考虑采区间断层、 巷道和工业广场煤
第 2 卷第 7 6 期
煤
炭
技
术
V 2 , o7 1 O 6N .
矿山开采对生态环境的影响评价
陈俊杰’ ,胡建军2
( 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院, 1 河南 焦作 4 03 2广西省柳州市房产交易所,广西 柳州 5 )) 4 5 ;. 5 4 ,)
摘 要: 依据鑫发煤矿的地质采矿条件, 按照概率积分法、 矿山开采对地表所造成的移动变形进行了预计, 对地表
了 应用, 广泛 成为目 前主要的 预计方法{。 ‘ 根据概率 〕
积分法预计的基本原理, 预计时所需的预计参数为:
在+1Z 一 2 . m 地 特 是 v字 沟 1 .m +弘s 。 貌 点 “, 形冲 9 l ,
发育, 1 m一 m 矿区中部的龙潭沟为该区内 沟深 0 0 2 , 最深的冲沟, 3. m 南北走向。矿区内无地表水 深7 l ,
在《 水体、 建筑物、 铁路及主要井巷煤柱留设与 压煤开采规程》以下简称《 ( 规程》 中规定, ) 考虑到测 量误差, 一般以下沉为 1 n 的等值线作为地表移 0u
动盆地边界。对于长度小于 2 m的一般砖石结构 0
建筑物, 定义倾斜 1 3 mm 曲率 k 0 m 二 m l、 = . 而耐、 Z
煤
炭
技
术
第2卷 6
和变形预计。 本次预测计算均在计算机上进行, 采用根据概 率积分法预计模型编制的“ 地表移动与变形计算” 程 序, 输人相关参数, 自动计算各种移动变形数据。得 到矿区内地表任意点的移动和变形值, 将预计结果 可视化, 给出各个方案的地表下沉等值线图。由预
计图知, 首采区开采后, 地表下沉盆地面积为 01 . 4 k 时。全井田设计工作面开采后, 地表下沉盆地面积 为 04 k . 衬。首采区开采后及全井田开采后, 8 预计 地表移动变形最大值见表 1 。
表 1 矿山开采后预计的地表移动变形最大值
采区
首采 区
最大下沉l m m
2 57 ”
全采 区
内 j
4 1
〕
最大 m m ’ 倾斜l 一 ’ m
+ + +
+
- -
52 48
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241 0
22 地表沉陷对评价区生态环境的影响 . 221 对地形地貌的影响分析 .. 由预计可知, 矿区开采后地表最大下沉值局部 达到了24 。但该地表沉陷值为矿山开采后地表 .m 下沉稳定后的最终最大下沉值 , 不可能改变雨水的 径流条件。所以, 矿山开采对地形地貌的影响不大。 222 对地下水的影响分析 .. 该矿区内无地表水体。但随着鑫发煤业有限公 司井下开采的持续进行 , 采空区逐步扩大, 其顶板及 上覆岩层在自 重作用下产生移动变形 , 以致形成冒 落带、 裂隙带和弯曲下沉带, 冒落带和裂隙带对水有 导通作用, 因此合称导水裂缝带。 根据《 建筑物、 水体、 铁路及主要井巷煤柱 留设
建( 筑物、 构) 评价区内生态环境所造成的影响进行评价分析, 提出了矿山开采后所采取的相应措施。 关键词: 矿山开采 ;地表沉陷;生态环境 中图分类号: 5 7 X6 文献标识码 : A 文章编号: 8 82 2 70 一 心 一 1 一 75 ()7 侃 3 0 0 (X ] 2
E a ao o te fc o Mi n oE o g a E v omet vI t nf h E t f n gt cl i I ni n n ui r e i oc r
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参考文献:
〔 邹友峰, ] 1 邓喀中, 马伟民 矿山开采沉陷工程〔 〕徐州 : M 中国矿 业大学出版社, 2 一 1 2 , 3 2 . 加30 2 【 何国清, 幻 杨伦, 凌赓娣, 矿山开采沉陷学 〔 〕徐州: 等. M. 中国矿 业大学出版社, , 1 41 一1 9 0 巧. 4 【〕 陈俊杰, 3 邹友峰, 郭增长. 似椭圆法设计保护煤柱及其精度分析 〔. ] J 河南理工大学学报, 拓 ( : 5 肠7 2 , 肠一 . 以 6 ) 〔」 中华人民共和国煤炭工业局制定 . 4 建筑物、 水体、 铁路及 主要井 巷煤柱留设与压煤开采规程【 〕北京: M. 煤炭工业出版社 , 刃 2 . X (
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一 二叠系, 可采煤层为二, 总厚为4Z m 煤层 煤, . , l
倾角 1 , 0 1 埋深约为 + m一+1 m 0 3 0 3 。据钻孔资料,
二: 煤层直接顶为砂质泥岩, m ̄ m 厚Z 3 。老顶为
中一 细粒砂岩, 1 m左右, 厚0 直接底板为砂质泥岩 或粉砂岩, 23 m一 . m 厚 . l 89 。 2 全矿井以一个采区、 一个采煤工作面来保证生 产能力。矿井设计首采区为 工 采区, 走向长度 3 0 2
柱影响因素[, 1 3 进行首采区、 全井田 开采后地表移动
收稿日 2 7 0 一 ; 期: 一 3 修订日 2 7 0 一 ) X ( 3 1 期: 一 2 ) X ( 5 0 基金项目:. 1河南省教育厅科技攻关项目( 冷 仪 2 ;. 2 “ 刃 ) 河南理工大学青年自 仪 2 然基金资助项目( 1 ) 创62 1 作者简介: 陈俊杰( 2 )男, 1 一 , 河南拓城人, 7 9 副教授, 现在河南理工大学测绘与国土信息学院从事开采沉陷与矿山测量方面的 教学工作, l 31 3880 e 0 T : 9 一 911。
223 对水土流失的影响分析 .. 由地表沉陷预计可知, 矿井引起地表的最大下 沉值为 24m 但该下沉值不足以在地表形成积水 . , 区, 不会因沉陷区积水而造成土地资源的直接损失。 所以, 矿山开采所造成的地表移动变形对水土流失 影响较小。 23 生态环境变化趋势分析 . 由地表沉陷预计分析可知, 矿区开采后, 地表下 沉值较小, 所以地表沉陷不会形成积水 区, 由此预测 地表移动变形不会改变井田范围内的生态环境类 型。但是地表移动变形会使部分耕地的坡度小幅度 增加, 农灌设施也会受到一些影响, 从而影响耕作条 件, 农作物的生长环境不可避免受到不利影响。但 是, 这种影响是短期的, 可通过采取农灌系统修复措 施, 以及耕地平整措施来消除其影响。
组上段石灰岩含水层由L_两层灰岩组成, 7 : 为二, 煤层底板直接充水含水层, 对开采二: 煤层有直接
影响, 是矿井水疏排的首要对象 , 在矿井设计书中已
煤矿开采对生态环境的影响
2. 1
对矿区建( ) 构 筑物影响 211 采动区建( 筑物破坏评价标准 .. 构)
考虑到对其排水措施。而二, 煤层顶板含水、 富水 性弱, 透水性差, 对开采二, 煤影响不大。
C E Jn一 je H N u l
A t c:a d n 1 而n g odi o Xn Mn, c r n tp b iyn g l e o ,h d- sa br tBs o 罗0 留 e 0 i c i n f i i ac i o r a l ie m t t e n n t o a f e o g Db i t 扭 d t h d e
水平变形 。 =Zl刀 lj u m的变形等值线为危险移动边 界。对于长度小于 2 m的一般砖石结构建筑物, 0 地 表倾斜、 曲率变形与水平变形的相 比, 影响程度较 小。所以, 在地表沉陷预计分析时, 应着重考虑水平
变形的影响, 以水平变形 。 Z lm的变形等值线 =m 记
作为地表危险移动边界[。 1 ’
下沉系数 q主要影响角正切t 召水平移动系数 b 、 n a、 、 拐点 偏移距 : 和最大下沉角 口 等旧。
12 预计参数 . 与鑫发煤业有限公 司相近 的新 密米村煤 矿
体, 地表径流条件好。矿区周围村庄建( 筑物较为 构)
密集。矿区北部自西向东有尚家计、 楚沟、 新庄等村 庄, 矿区南部 自西向东有刘家门、 石板坡、 张家窝、 染 匠沟、 李家门、 候家窝、 梁家庄等村庄。 矿井设计年生产能力 巧万 t , 含煤岩系为石炭