采煤沉陷對環(huán)境的危害及對策淺析

孫玉成

摘 要:我國是煤炭能源大國,同時也是煤炭開采大國。因此,我國煤炭的開采工作對環(huán)境的影響也較為嚴重。本文旨在對采煤深陷機制的簡要分析上,針對采煤深陷對我國環(huán)境的危害及采用怎樣的對策來發(fā)表一些個人觀點。

關鍵詞:采煤深陷環(huán)境危害對策淺析

中圖分類號:TD88 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0147-01

1 采煤深陷機制分析

根據調查,專業(yè)人員估算我國每開采出1萬噸的煤,沉陷的土地面積大約為0.2m2,而我國目前已有的沉陷地的面積以約為45億m2。個人認為,造成這種現(xiàn)象的原因主要有三個:一是采空區(qū)的安全頂板厚度較低,煤礦采空后,由于安全頂板厚度不夠,從而導致了地面的塌陷;二是地下煤礦采空后,地下水位會發(fā)生變化,而水位的下降會引起上覆土體失去頂托,從而導致地面的塌陷;三是地下煤礦采空后,礦層上部失去了支撐,巖體會隨之產生變形,最終形成變形的移動盆地,造成地面塌陷。

在上述三種情況中,前兩種塌陷的機理一般都發(fā)生在小型煤礦中,因為小型礦場開采的煤礦深度都較低,且開采的規(guī)模都較小。而后一種情況一般是發(fā)生在大型的煤礦場中,大型煤礦場一般開采的煤礦規(guī)模都較大,且深度較高。

總體來說,第一種和第二種機制的范圍及規(guī)模都較小,影響的區(qū)域也較小,但是這種機制的突發(fā)性很強,很難被預測出來;第三種機制的突發(fā)性較小,且容易被預測到,但是其漸變性很強。

2 采煤沉陷的一般規(guī)律分析

我們通過對地表巖層移動變化規(guī)律的研究,可以總結出一些采煤沉陷的規(guī)律。

2.1 丘陵和山地地區(qū)一般不會出現(xiàn)塌陷盆地

在丘陵和山地地區(qū)進行采煤活動,采空區(qū)上方的地標也會出現(xiàn)下沉、變形等情況,但是由于丘陵和山地特殊的地質結構,丘陵和山地地區(qū)一般是不會出現(xiàn)塌陷盆地的。例如煤層的開采厚度為6m,平均深度為150m,那么地表中心盆地的最大的下沉范圍則不會大于3.8m,在丘陵和山地地區(qū),沉陷量和坡度是不會太大的,但是在平坦地區(qū),塌陷盆地會呈現(xiàn)出圓形或是橢圓形,沉陷量和坡度也相對較大。

2.2 采煤塌陷后的地表破壞狀況

地形地貌對采煤塌陷后的地表破壞狀況的影響較大。經調查結果現(xiàn)實:凸形地貌容易產生水平拉伸的變形,凹形地貌則容易產生水平壓縮的變形。因此,較大的采動裂縫和塌陷一般會在山頂和山脊的部位形成,滑坡則容易在坡度大的山坡形成。

2.3 采煤沉陷易導致水土流失

我國北方丘陵山地地區(qū),降水量較小,且蒸發(fā)量較大,地面溝的坡度也較陡,并且地表泄水能力較強,因此,地下水位受采煤沉陷的影響也隨之增加。也就是說,在北方丘陵地區(qū),由于煤礦開采引起的塌陷區(qū)一般是不會形成積水的,但是地表裂縫和滑坡等會對土地造成十分嚴重的影響,從而導致水土流失的發(fā)生。

3 采煤沉陷對環(huán)境的危害分析

采煤沉陷可以說是環(huán)境對地下采煤活動的一種反饋信號。個人認為,采煤沉陷對環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在五個方面:

3.1 對土地資源的破壞

地面在沉陷時,沉陷的區(qū)域邊緣會形成裂縫,導致盆地中心區(qū)域形成水洼,從而對耕地及土地景觀產生破壞。另外,采煤沉陷對耕地的破壞也是不容忽視的。

3.2 引發(fā)水資源的枯竭

在煤礦開采的過程當中,地下水會以各種方式涌入到礦坑中,煤礦工人要因生產而將礦坑中的水排出,最終導致地表水逐漸轉化為地下水,引發(fā)水資源的枯竭。

3.3 覆巖的自身損傷

從平面上來看,地表的塌陷區(qū)要遠遠大于它下部的采空范圍,中間區(qū)塌陷的速度和幅度最大,內邊緣地區(qū)一般呈凹形向中間傾斜,外邊緣區(qū)的下沉一般不是很明顯,容易形成張性裂縫,最終造成覆巖的自身損傷。

3.4 破壞建筑物及交通

采空區(qū)地面的沉陷能夠引起地表的移動,地表移動的變形值一般遠遠會超過建筑物的抗壓能力,因此,采煤沉陷對建筑和交通的破壞也是不容忽視的。

3.5 引發(fā)地質災害

當采煤沉陷發(fā)生在地表植被覆蓋較廣的區(qū)域時,沉陷可能會引發(fā)水土流失等地質災害,當沉陷的范圍較大時,還有可能會引發(fā)泥石流等災害。如果地下采空之后,頂部的頂板不能及時的與地面跨通,那么就很容易引發(fā)坍塌,最終引發(fā)更惡劣的地質災害。

4 降低采煤沉陷對環(huán)境危害的對策分析

對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護是在礦井規(guī)劃設計階段和生產建設的各個階段必須要引起重視的,關于如何降低采煤沉先鋒對環(huán)境的危害,個人認為應該從以下幾點來進行:首先,要主要保護礦區(qū)附近的建筑物、鐵路線和交通道路等,對保護對象進行留設保護煤柱;其次,要制定土地復墾方案和規(guī)劃,充分整治改造失去生產能力的土地,使其能夠再次利用,這是國土整治及環(huán)境保護組織的重點工作部分,同時也能有效的防止環(huán)境污染,幫助生態(tài)環(huán)境恢復平衡。因此,進行土地復墾工作,提高土地的復墾率,綜合治理塌陷的土地是刻不容緩的工作。例如平頂山礦區(qū)西部的生態(tài)園,就是在復墾土地上建立起來的園林示范區(qū),值得土地復墾相關部門的借鑒。除此之外,在土地復墾的工作中,企業(yè)給予一定的經濟經濟支持和補助,能夠有效的推進土地復墾工作的發(fā)展。

在降低采煤沉陷對環(huán)境危害的過程中,我認為具體采取的對策應該為以下幾點:

4.1 調查地質災害的相關情況,做好城市的地質工作

“以防為主”是此項對策的工作重點,首先可以建立起地質災害的監(jiān)測系統(tǒng),以防為主,防治結合,在沉陷區(qū)形成之前,采取“超前”的相關防治措施。

4.2 對沉陷區(qū)進行復墾工作

在沉陷區(qū)的治理過程中,對沉陷區(qū)土地進行復墾是至關重要的一項工作,成熟的復墾處理技術,能夠有效的配置土地資源、節(jié)約的利用土地、提升土地的利用價值。另外,沉陷區(qū)的復墾工作,能夠良好的改善城市的生態(tài)環(huán)境,利用當地的自然條件及人文條件,在復墾的土地上面建設一些有市場前景的項目,能夠從根本上改善城市的發(fā)展模式,對城市的發(fā)展有巨大的推進作用。

4.3 必要時進行搬遷避讓工作

在必要時,例如處在不穩(wěn)定沉陷區(qū)中的建筑物,應盡量實施地基加固等保護措施,或是進行搬遷避讓工作。除此之外,在不穩(wěn)定沉陷區(qū)中,不適宜再修建大型的建筑物或是地下措施,以防因為建筑的承載力而引發(fā)二次沉陷或是加速沉陷進程。

5 結論

綜上所述,我國是一個土地資源相對貧乏的國家。因此,加強土地的復墾工作是所有工作的重中之重。據調查顯示:國外的土地復墾率一般為70%～80%,而我國的土地復墾率不足1%。除此之外,我們還要充分的意識到保護生態(tài)環(huán)境的重要性,預防采煤沉陷,復墾沉陷土地,從根本上減少開采工作對生態(tài)環(huán)境造成的不利影響。

參考文獻

[1] 陳蒙,姬靜.采煤沉陷對環(huán)境的危害及對策淺析[J].水利采煤與管道運輸,2011(1).

[2] 胡振琪.山西省煤礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建的機遇與挑戰(zhàn)[J].山西農業(yè)科學,2010(1).

[3] 胡海峰,郝兵元,康立勛.工礦區(qū)土地復墾中破壞面積及破壞程度的預測[J].山西農業(yè)科學,2010(1).

[4] 吳紅宇,馬鳳娟.論我國西南地區(qū)生態(tài)補償機制的建立和完善[J].云南行政學院學報,2010(1).

[5] 張磊,吳紅梅.山西煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展研究[J].改革與戰(zhàn)略,2010(1).