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

地表移動(dòng)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(kāi)灤集團(tuán)公司技術(shù)管理部，河北 唐山 063000

本文結(jié)合開(kāi)灤集團(tuán)錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司地表移動(dòng)規(guī)律應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了地表移動(dòng)規(guī)律的研究是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，并對(duì)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(dòng)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(lèi)衣食住行的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，礦產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，我國(guó)是一個(gè)人口眾多的國(guó)家，自然資源相對(duì)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(kāi)發(fā)利用對(duì)環(huán)境帶來(lái)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(guó)國(guó)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(shì)。

礦山測(cè)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(dòng)規(guī)律的研究對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)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(shí)際對(duì)地表移動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用進(jìn)行探討。

開(kāi)灤集團(tuán)錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司是一個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為400萬(wàn)噸的特大型現(xiàn)代化礦井，井田內(nèi)村莊壓煤占可采儲(chǔ)量的72.8%,由于近年來(lái)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(wèn)題。

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

1.1 錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司地表移動(dòng)規(guī)律研究概況

為研究錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司地表移動(dòng)規(guī)律，在投產(chǎn)前建立了首采區(qū)第一個(gè)回采工作面地表移動(dòng)觀測(cè)站—輔271觀測(cè)站，由走向觀測(cè)線(xiàn)和傾向觀測(cè)線(xiàn)組成，觀測(cè)點(diǎn)為永久點(diǎn)；后來(lái)又建立了1176東簡(jiǎn)易觀測(cè)站（傾向觀測(cè)線(xiàn)共50個(gè)臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)）和1672東觀測(cè)站，走向觀測(cè)線(xiàn)和傾向觀測(cè)線(xiàn)，觀測(cè)點(diǎn)為永久點(diǎn)，通過(guò)多年的觀測(cè)；并對(duì)資料進(jìn)行分析總結(jié)，已對(duì)該地區(qū)的地表移動(dòng)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(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司的生產(chǎn)。

1.2 地表移動(dòng)規(guī)律在“三下”開(kāi)采中的應(yīng)用情況

根據(jù)觀測(cè)站觀測(cè)分析結(jié)果，我們認(rèn)為開(kāi)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(chǎng)煤柱開(kāi)采的設(shè)想，經(jīng)煤科院論證，采取了該方案，兩個(gè)工作面多采出煤炭可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益2000多萬(wàn)元，該項(xiàng)目通過(guò)在建筑物上建立觀測(cè)點(diǎn)，驗(yàn)證了結(jié)果的正確。此外在單一煤層開(kāi)采中通過(guò)觀測(cè)線(xiàn)用類(lèi)比的方法確定了1672東開(kāi)采上線(xiàn)和1378開(kāi)采下線(xiàn)(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(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司帶來(lái)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(dòng)規(guī)律的關(guān)系

根據(jù)村莊的位置，用移動(dòng)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(jì)劃，根據(jù)波及線(xiàn)圖和井上下對(duì)照?qǐng)D選擇搬遷位置。一般新莊址位置選在最外波及線(xiàn)以外或在沉陷穩(wěn)定區(qū)域重建抗變形建筑，錢(qián)家營(yíng)礦已搬遷的三個(gè)村莊都是在波及線(xiàn)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(qián)家營(yíng)井田地表移動(dòng)的特點(diǎn)是在地表移動(dòng)的邊緣出現(xiàn)裂縫，并且有較大的倒臺(tái)階，在倒臺(tái)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(dòng)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(xiàn)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(duì)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(méi)有研究地表移動(dòng)規(guī)律參數(shù)之前，工作沒(méi)有計(jì)劃，只是隨墊壩隨測(cè)量，在汛期之前達(dá)到設(shè)計(jì)高程為準(zhǔn)。在獲取移動(dòng)參數(shù)后，可根據(jù)井下開(kāi)采計(jì)劃確定開(kāi)采范圍，對(duì)大壩上各點(diǎn)進(jìn)行下沉預(yù)計(jì)，并預(yù)計(jì)出每年的填方量和墊壩的重點(diǎn)地段，使沙河防汛工作變得積極主動(dòng)，具有超前性。

2.3 現(xiàn)有波及土地的開(kāi)發(fā)利用情況

土地是人們賴(lài)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(duì)程各莊老莊址進(jìn)行復(fù)墾，東風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)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(diǎn)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(diǎn),但在一定條件下又有許多缺點(diǎn),比如搬遷離土地太遠(yuǎn),給農(nóng)民生產(chǎn)、生活帶來(lái)很大不便，搬遷的積極性不高，解決這個(gè)問(wèn)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(jì)下沉的部分土地購(gòu)買(mǎi)，然后在該地作為取土場(chǎng)，根據(jù)預(yù)計(jì)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(lái)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(huì)產(chǎn)生積水,隨開(kāi)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(gè)規(guī)則的養(yǎng)魚(yú)坑，并根據(jù)預(yù)計(jì)下沉結(jié)果確定坑界的高度，并在坑界上大量植樹(shù)，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(gè)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(shù)，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(kāi)采

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

4.存在的問(wèn)題

4.1 對(duì)地表移動(dòng)規(guī)律研究得不夠，雖然錢(qián)家營(yíng)礦取得了一些地表移動(dòng)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(mén)合作進(jìn)行研究。

4.2 環(huán)境治理是社會(huì)問(wèn)題，由于企業(yè)負(fù)擔(dān)過(guò)重，無(wú)法獨(dú)立完成，國(guó)家必須提供一定的資金支持。

4.3 地表移動(dòng)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(dòng)觀測(cè)研究隊(duì)伍，對(duì)開(kāi)灤地表移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，對(duì)促進(jìn)開(kāi)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(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任開(kāi)灤集團(tuán)公司技術(shù)管理部科長(zhǎng)，測(cè)量工程師。