地表移動規(guī)律的研究是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)

張福軍 開灤集團(tuán)公司技術(shù)管理部，河北 唐山 063000

地表移動規(guī)律的研究是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)

張福軍 開灤集團(tuán)公司技術(shù)管理部，河北 唐山 063000

本文結(jié)合開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)公司地表移動規(guī)律應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了地表移動規(guī)律的研究是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，并對今后的應(yīng)用情況提出了一些初步設(shè)想，以供參考。

地表移動規(guī)律; 礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展

礦產(chǎn)資源是支撐著基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人類衣食住行的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，礦產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，我國是一個人口眾多的國家，自然資源相對缺乏與資源利用率較低的矛盾十分突出，但是礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用對環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。目前環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)利用已成為我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展已成為我們面臨的形勢。

礦山測量是屬于地理科學(xué)、自然科學(xué)、工程技術(shù)的邊緣學(xué)科，它的基本任務(wù)就是礦山基礎(chǔ)信息采集、加工與利用，其中地表移動規(guī)律的研究對礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用具有參謀、指導(dǎo)、保證和監(jiān)督作用，所以它在礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展中起著重要的作用，筆者結(jié)合我公司實際對地表移動規(guī)律的應(yīng)用進(jìn)行探討。

開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)公司是一個設(shè)計產(chǎn)量為400萬噸的特大型現(xiàn)代化礦井，井田內(nèi)村莊壓煤占可采儲量的72.8%,由于近年來搬遷速度緩慢，村莊壓煤已是制約我公司可持續(xù)發(fā)展的重大問題。

1.地表移動規(guī)律的研究是村莊搬遷和三下采煤設(shè)計的依據(jù)

1.1 錢家營礦業(yè)公司地表移動規(guī)律研究概況

為研究錢家營礦業(yè)公司地表移動規(guī)律，在投產(chǎn)前建立了首采區(qū)第一個回采工作面地表移動觀測站—輔271觀測站，由走向觀測線和傾向觀測線組成，觀測點為永久點；后來又建立了1176東簡易觀測站（傾向觀測線共50個臨時觀測點）和1672東觀測站，走向觀測線和傾向觀測線，觀測點為永久點，通過多年的觀測；并對資料進(jìn)行分析總結(jié)，已對該地區(qū)的地表移動規(guī)律有了初步的了解，獲取了一些參數(shù)，有效地指導(dǎo)了錢家營礦業(yè)公司的生產(chǎn)。

1.2 地表移動規(guī)律在“三下”開采中的應(yīng)用情況

根據(jù)觀測站觀測分析結(jié)果，我們認(rèn)為開采單一煤層留設(shè)的保安煤柱有些偏大，并提出了1177、1178東局部進(jìn)入工業(yè)廣場煤柱開采的設(shè)想，經(jīng)煤科院論證，采取了該方案，兩個工作面多采出煤炭可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益2000多萬元，該項目通過在建筑物上建立觀測點，驗證了結(jié)果的正確。此外在單一煤層開采中通過觀測線用類比的方法確定了1672東開采上線和1378開采下線(上、下為村莊煤柱)，最大限度地減小了村莊煤柱，不但緩解了銜接的緊張狀態(tài)，而且這些應(yīng)用為錢家營礦業(yè)公司帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為公司的持續(xù)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

1.3 村莊搬遷與地表移動規(guī)律的關(guān)系

根據(jù)村莊的位置，用移動參數(shù)繪制村莊煤柱圖，再根據(jù)礦井發(fā)展規(guī)劃確定搬遷計劃，根據(jù)波及線圖和井上下對照圖選擇搬遷位置。一般新莊址位置選在最外波及線以外或在沉陷穩(wěn)定區(qū)域重建抗變形建筑，錢家營礦已搬遷的三個村莊都是在波及線以外。

2.環(huán)境的破壞與綜合治理現(xiàn)狀

2.1 環(huán)境破壞情況

錢家營井田地表移動的特點是在地表移動的邊緣出現(xiàn)裂縫，并且有較大的倒臺階，在倒臺階外50米左右處有一最外裂縫，在該區(qū)域?qū)ㄖ休^大的影響，且地表移動范圍大，收斂慢，最下沉系數(shù)大，最大下沉達(dá)8米左右，致使道路、河堤、線路等地面建筑設(shè)施下沉被破壞，目前已波及土地6千多畝，其中2千多畝出現(xiàn)積水，土地?zé)o法耕種。

2.2 沙河的綜合治理

由于地表下沉,致使井田上方沙河出現(xiàn)下沉,為了做好防汛工作，每年都要對沙河大壩進(jìn)行加固，以恢復(fù)河堤的原有高度，達(dá)到防汛要求，在沒有研究地表移動規(guī)律參數(shù)之前，工作沒有計劃，只是隨墊壩隨測量，在汛期之前達(dá)到設(shè)計高程為準(zhǔn)。在獲取移動參數(shù)后，可根據(jù)井下開采計劃確定開采范圍，對大壩上各點進(jìn)行下沉預(yù)計，并預(yù)計出每年的填方量和墊壩的重點地段，使沙河防汛工作變得積極主動，具有超前性。

2.3 現(xiàn)有波及土地的開發(fā)利用情況

土地是人們賴以生存的基礎(chǔ)，如何充分利用具有重大的意義，可在下不出水的老莊址上進(jìn)行復(fù)墾，如對程各莊老莊址進(jìn)行復(fù)墾，東風(fēng)井工業(yè)廣場內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，地面積水坑進(jìn)行養(yǎng)殖以充分發(fā)揮土地的利用率。

3.幾點建議

3.1 村莊搬遷的設(shè)想

目前村莊搬遷都是以小城鎮(zhèn)建設(shè)為主進(jìn)行規(guī)劃,有很大的優(yōu)點,但在一定條件下又有許多缺點,比如搬遷離土地太遠(yuǎn),給農(nóng)民生產(chǎn)、生活帶來很大不便，搬遷的積極性不高，解決這個問題可在離村莊較近的下沉穩(wěn)定區(qū)域或搬遷村莊老址上就地重建，可在下沉之前將預(yù)計下沉的部分土地購買，然后在該地作為取土場，根據(jù)預(yù)計莊址下沉結(jié)果提前墊高，墊到高程待該區(qū)域下沉穩(wěn)定后，作為搬遷新址，這樣一來可充分發(fā)揮土地的作用，提高土地的利用率。

3.2 沉陷地的綜合利用

由于該地區(qū)淺水位高,地表下沉后會產(chǎn)生積水,隨開采范圍逐年擴(kuò)大，水面也隨著增大，可發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，并大力發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖。也可在下沉之前，將下沉區(qū)域分成若干個規(guī)則的養(yǎng)魚坑，并根據(jù)預(yù)計下沉結(jié)果確定坑界的高度，并在坑界上大量植樹，這樣將陸生生態(tài)為主的環(huán)境改變?yōu)橐运鷳B(tài)為主的環(huán)境。

3.3 沙河壩的綜合治理

沙河壩是一個以矸石為主的大壩，由于顆粒大，具有滲透性和不穩(wěn)定性，待下沉穩(wěn)定后可在大壩上墊一層土，然后在上種草植樹，這樣既提高大壩的穩(wěn)定性又凈化、美化了環(huán)境。

3.4 建下開采

該礦五采區(qū)上面為鋼鐵水泥廠和閆莊村，由于面積大，搬遷費用高，井下地質(zhì)條件不好，可采用與科研部門合作，采用條帶開采或水沙充填的特殊采煤方法采煤。

4.存在的問題

4.1 對地表移動規(guī)律研究得不夠，雖然錢家營礦取得了一些地表移動參數(shù)，但是從定量分析上還不夠準(zhǔn)確，還有待進(jìn)一步研究，可與科研部門合作進(jìn)行研究。

4.2 環(huán)境治理是社會問題，由于企業(yè)負(fù)擔(dān)過重，無法獨立完成，國家必須提供一定的資金支持。

4.3 地表移動規(guī)律研究方面，由于各分公司人員、設(shè)備緊張，集團(tuán)公司應(yīng)成立地表移動觀測研究隊伍，對開灤地表移動規(guī)律進(jìn)行研究，對促進(jìn)開灤可持續(xù)發(fā)展提供有利保證。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.004

張福軍，男，1967年1月出生，畢業(yè)于河北理工大學(xué)測繪工程專業(yè)，現(xiàn)任開灤集團(tuán)公司技術(shù)管理部科長，測量工程師。