炭煤矿地质环境论文

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一矿山主要地质环境问题炭煤矿自

1958年规划建井，设计年生产能力45万吨，投产以来，取得较大的经济效益，同时矿山地质环境也遭受到不同程度的破坏。炭煤矿存在的主要矿山地质环境问题如下。

1地面塌陷

炭煤矿井田范围内一1煤地下采空区面积10.5km2。根据实地调查，一1煤采空区出现地表塌陷，在采深200m以深地区，地表无明显裂隙，采深200~100m地区未见厂矿、民房明显破坏，采深100m以浅地区地面出现采动裂隙，对农田耕种有一定影响。采空区及其伴生地面裂缝对流经矿区的东泗河有严重影响。由于东泗河流经采空区，地面塌陷和地面裂缝破坏河道地层结构，已经成为地表水渗漏主要通道，河道地表水通过地裂缝下渗进入煤矿巷道，严重影响到采矿安全。需要采取综合工程措施对其进行应急治理，并加强监测工作。

2含水层破坏

炭煤矿矿井正常涌水量9000m3/d，已造成煤层顶板灰岩含水层和底板灰岩含水层水位下降，且降幅明显。采矿活动对深部岩溶含水层影响较严重，主要表现在承压水头有较大幅度的下降，深层地下水资源量减少，开采条件恶化。

3对原生地形地貌的破坏

炭煤矿一1煤层己基本采完，采空区面积已达10.5km2，上部的华泰煤矿开采二1煤，也已形成地下采空区面积1km2。对原生地形地貌景观影响明显，地表局部见有地裂缝，但相对丘陵地形而言，对矿区地形地貌景观影响较大。

4河床开裂渗漏，造成煤矿开采安全隐患

东泗河是矿区内的地表水和地下水的主要流通、排泄通道，该河向西北约10km流入伊洛河，属于季节性河流。该河流经井田范围内长度约900m，河道土质以碎石土为主，局部地段为粉土和淤泥及淤泥质土。河道从采空区或采空区附近通过，有地面塌陷及伴生地面裂缝发育，河道地层结构遭到破坏，有地表水入渗进入煤矿巷道的现象，影响炭煤矿生产安全。为了防止河道沟谷中地表水渗漏地下进入炭煤矿巷道，保证煤矿安全生产，本着安全合理、经济可行的原则，对炭煤矿区段东泗河河道进行必要的调查、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

为了快速排泄地表水，防止地表水顺地面裂缝渗漏进入煤矿巷道，影响煤矿安全生产，在东泗河河沟内修建排水渠。排水渠为M7.5浆砌石结构，块石强度不小于40Mpa。排水渠过水断面为梯形，最小结构尺寸为底宽3.9m，顶宽4.5m，高3.0m，砌石厚度0.8-1.1m，修建排水渠长度为900m。主要工程量为：河道清淤土方开挖工程量18573.61m3，碎块石挤淤置换工程量720.83m3，浆砌石排水渠工程量为12967.80m3。

（2）排水渠的过流能力验算

根据调查，多年最高水位计算，东泗河二十年一遇的最大洪峰流量不超过10m3/s。

（3）沟渠地基处理

针对不同的地层类型，采用不同的地基处理方法。对于碎石土（无裂缝发育和其他异常情况），可以不进行地基处理。对于裂缝发育的地段，地基处理措施是：首先对裂缝进行适当的开挖清理，然后用粘土进行充填夯实，再铺设70cm厚的粘土防渗垫层，然后再砌筑沟渠。对于粉土地段，地基处理的措施是：首先铺设60cm厚的碎、块石置换层，并灌注水泥砂浆，然后再砌筑沟渠。对于淤泥和淤泥质土地段，首先采用碎块石挤淤置换的方式进行处理，然后再砌筑浆砌石排水渠。

（4）防渗及抗冲击

对于无裂缝发育地段，采用“浆砌块石+混凝土”双层复合防渗及抗冲击结构，即先铺设800-1000mm厚的浆砌石渠底，然后再浇筑200mm厚的混凝土（C20）防渗层，共同起到抗冲击下彻及防渗作用。对于地裂缝发育地段，则采用“粘土防渗层+浆砌块石+混凝土防渗”三层复合机构，共同起到抗冲击下彻及防渗作用。即先对裂缝采用粘土进行充填夯实，再铺设700mm厚的粘土防渗垫层，然后砌筑800mm厚的浆砌石渠底，再铺设200mm厚的混凝土（C20）防渗层。对未稳定的和潜在的采空塌陷区，预测变形参数，采用粘土垫层进行防渗，兼有调整塌陷变形的功能。

2土方回填夯实工程

在排水渠外围超挖部分以及原始地面至排水渠顶之间，用开挖出来的土方进行回填夯实，回填夯实地面高程应不低于排水渠顶面高程。土方回填夯实工程量为187199m3。

3植树绿化工程

在土方回填夯实区域范围内进行植树绿化，以恢复植被，美化矿山环境。绿化采用适应当地气候的杨树，在渠的两侧各栽植两排。树的规格为胸径3cm，植树网格间距3m。选择生长健壮、无病虫害、无机械损伤、树形端正和根系发达的苗木。主要工程量为：植树1100株，绿化面积9000m2。

三工程效益分析

（1）减灾效益

矿山地质环境恢复治理可以改善地表水的流通条件，防止地表水入渗煤矿巷道，降低煤矿生产安全隐患，具有减灾防灾的效益。

（2）环境效益

矿山地质环境治理工程可以有效防止水土流失，消除对居民和公路交通干道的安全隐患，提高植被覆盖率，改善生态环境和周围生态景观，使矿山生态环境得到一定程度的恢复和保护。

（3）社会效益

实施矿山地质环境治理工程，消除了灾害隐患，美化和恢复了矿山生态环境，在一定程度上保护了矿区附近居民的生命财产安全，美化了当地居民的居住环境，使得矿山企业和地方政府、地方群众和谐共生，共同发展。有利于促进地方经济的可持续发展，有利于形成安定团结、人民群众安居乐业的政治局面，有利于构建和谐社会。

（4）治理工程的实施

可有效避免地表水入渗到煤矿巷道，降低对煤矿安全生产的干扰，提高煤矿的生产效率和生产能力，降低生产成本。同时植树1100株，新增绿化面积约9000m2，经济效益明显。

四结语

（1）河南大峪沟煤业集团炭煤矿存在开采引起地面塌陷、地裂缝，河床开裂渗漏，造成煤矿开采安全隐患等矿山地质环境问题。

（2）治理工程采取塌陷采坑回填防渗、河道治理、土方回填夯实、植树绿化等工程手段对矿区东泗河河道进行综合治理，恢复矿山地质环境。

作者：朱洪生甄娜孙建波齐光辉单位：河南省地质环境监测院濮阳市地质环境监测中心