孫玉成

摘 要:我國(guó)是煤炭能源大國(guó),同時(shí)也是煤炭開(kāi)采大國(guó)。因此,我國(guó)煤炭的開(kāi)采工作對(duì)環(huán)境的影響也較為嚴(yán)重。本文旨在對(duì)采煤深陷機(jī)制的簡(jiǎn)要分析上,針對(duì)采煤深陷對(duì)我國(guó)環(huán)境的危害及采用怎樣的對(duì)策來(lái)發(fā)表一些個(gè)人觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:采煤深陷環(huán)境危害對(duì)策淺析

中圖分類(lèi)號(hào):TD88 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0147-01

1 采煤深陷機(jī)制分析

根據(jù)調(diào)查,專(zhuān)業(yè)人員估算我國(guó)每開(kāi)采出1萬(wàn)噸的煤,沉陷的土地面積大約為0.2m2,而我國(guó)目前已有的沉陷地的面積以約為45億m2。個(gè)人認(rèn)為,造成這種現(xiàn)象的原因主要有三個(gè):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(dǎo)致了地面的塌陷;二是地下煤礦采空后,地下水位會(huì)發(fā)生變化,而水位的下降會(huì)引起上覆土體失去頂托,從而導(dǎo)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(huì)隨之產(chǎn)生變形,最終形成變形的移動(dòng)盆地,造成地面塌陷。

在上述三種情況中,前兩種塌陷的機(jī)理一般都發(fā)生在小型煤礦中,因?yàn)樾⌒偷V場(chǎng)開(kāi)采的煤礦深度都較低,且開(kāi)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(chǎng)中,大型煤礦場(chǎng)一般開(kāi)采的煤礦規(guī)模都較大,且深度較高。

總體來(lái)說(shuō),第一種和第二種機(jī)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(jī)制的突發(fā)性很強(qiáng),很難被預(yù)測(cè)出來(lái);第三種機(jī)制的突發(fā)性較小,且容易被預(yù)測(cè)到,但是其漸變性很強(qiáng)。

2 采煤沉陷的一般規(guī)律分析

我們通過(guò)對(duì)地表巖層移動(dòng)變化規(guī)律的研究,可以總結(jié)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(huì)出現(xiàn)塌陷盆地

在丘陵和山地地區(qū)進(jìn)行采煤活動(dòng),采空區(qū)上方的地標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)下沉、變形等情況,但是由于丘陵和山地特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu),丘陵和山地地區(qū)一般是不會(huì)出現(xiàn)塌陷盆地的。例如煤層的開(kāi)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(huì)大于3.8m,在丘陵和山地地區(qū),沉陷量和坡度是不會(huì)太大的,但是在平坦地區(qū),塌陷盆地會(huì)呈現(xiàn)出圓形或是橢圓形,沉陷量和坡度也相對(duì)較大。

2.2 采煤塌陷后的地表破壞狀況

地形地貌對(duì)采煤塌陷后的地表破壞狀況的影響較大。經(jīng)調(diào)查結(jié)果現(xiàn)實(shí):凸形地貌容易產(chǎn)生水平拉伸的變形,凹形地貌則容易產(chǎn)生水平壓縮的變形。因此,較大的采動(dòng)裂縫和塌陷一般會(huì)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(dǎo)致水土流失

我國(guó)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(qiáng),因此,地下水位受采煤沉陷的影響也隨之增加。也就是說(shuō),在北方丘陵地區(qū),由于煤礦開(kāi)采引起的塌陷區(qū)一般是不會(huì)形成積水的,但是地表裂縫和滑坡等會(huì)對(duì)土地造成十分嚴(yán)重的影響,從而導(dǎo)致水土流失的發(fā)生。

3 采煤沉陷對(duì)環(huán)境的危害分析

采煤沉陷可以說(shuō)是環(huán)境對(duì)地下采煤活動(dòng)的一種反饋信號(hào)。個(gè)人認(rèn)為,采煤沉陷對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在五個(gè)方面:

3.1 對(duì)土地資源的破壞

地面在沉陷時(shí),沉陷的區(qū)域邊緣會(huì)形成裂縫,導(dǎo)致盆地中心區(qū)域形成水洼,從而對(duì)耕地及土地景觀產(chǎn)生破壞。另外,采煤沉陷對(duì)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(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中,地下水會(huì)以各種方式涌入到礦坑中,煤礦工人要因生產(chǎn)而將礦坑中的水排出,最終導(dǎo)致地表水逐漸轉(zhuǎn)化為地下水,引發(fā)水資源的枯竭。

3.3 覆巖的自身?yè)p傷

從平面上來(lái)看,地表的塌陷區(qū)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(nèi)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?yè)p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(dòng),地表移動(dòng)的變形值一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)會(huì)超過(guò)建筑物的抗壓能力,因此,采煤沉陷對(duì)建筑和交通的破壞也是不容忽視的。

3.5 引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

當(dāng)采煤沉陷發(fā)生在地表植被覆蓋較廣的區(qū)域時(shí),沉陷可能會(huì)引發(fā)水土流失等地質(zhì)災(zāi)害,當(dāng)沉陷的范圍較大時(shí),還有可能會(huì)引發(fā)泥石流等災(zāi)害。如果地下采空之后,頂部的頂板不能及時(shí)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(zhì)災(zāi)害。

4 降低采煤沉陷對(duì)環(huán)境危害的對(duì)策分析

對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是在礦井規(guī)劃設(shè)計(jì)階段和生產(chǎn)建設(shè)的各個(gè)階段必須要引起重視的,關(guān)于如何降低采煤沉先鋒對(duì)環(huán)境的危害,個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該從以下幾點(diǎn)來(lái)進(jìn)行:首先,要主要保護(hù)礦區(qū)附近的建筑物、鐵路線和交通道路等,對(duì)保護(hù)對(duì)象進(jìn)行留設(shè)保護(hù)煤柱;其次,要制定土地復(fù)墾方案和規(guī)劃,充分整治改造失去生產(chǎn)能力的土地,使其能夠再次利用,這是國(guó)土整治及環(huán)境保護(hù)組織的重點(diǎn)工作部分,同時(shí)也能有效的防止環(huán)境污染,幫助生態(tài)環(huán)境恢復(fù)平衡。因此,進(jìn)行土地復(fù)墾工作,提高土地的復(fù)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(fù)墾土地上建立起來(lái)的園林示范區(qū),值得土地復(fù)墾相關(guān)部門(mén)的借鑒。除此之外,在土地復(fù)墾的工作中,企業(yè)給予一定的經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)支持和補(bǔ)助,能夠有效的推進(jìn)土地復(fù)墾工作的發(fā)展。

在降低采煤沉陷對(duì)環(huán)境危害的過(guò)程中,我認(rèn)為具體采取的對(duì)策應(yīng)該為以下幾點(diǎn):

4.1 調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)情況,做好城市的地質(zhì)工作

“以防為主”是此項(xiàng)對(duì)策的工作重點(diǎn),首先可以建立起地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以防為主,防治結(jié)合,在沉陷區(qū)形成之前,采取“超前”的相關(guān)防治措施。

4.2 對(duì)沉陷區(qū)進(jìn)行復(fù)墾工作

在沉陷區(qū)的治理過(guò)程中,對(duì)沉陷區(qū)土地進(jìn)行復(fù)墾是至關(guān)重要的一項(xiàng)工作,成熟的復(fù)墾處理技術(shù),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(jià)值。另外,沉陷區(qū)的復(fù)墾工作,能夠良好的改善城市的生態(tài)環(huán)境,利用當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件及人文條件,在復(fù)墾的土地上面建設(shè)一些有市場(chǎng)前景的項(xiàng)目,能夠從根本上改善城市的發(fā)展模式,對(duì)城市的發(fā)展有巨大的推進(jìn)作用。

4.3 必要時(shí)進(jìn)行搬遷避讓工作

在必要時(shí),例如處在不穩(wěn)定沉陷區(qū)中的建筑物,應(yīng)盡量實(shí)施地基加固等保護(hù)措施,或是進(jìn)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?yàn)榻ㄖ某休d力而引發(fā)二次沉陷或是加速沉陷進(jìn)程。

5 結(jié)論

綜上所述,我國(guó)是一個(gè)土地資源相對(duì)貧乏的國(guó)家。因此,加強(qiáng)土地的復(fù)墾工作是所有工作的重中之重。據(jù)調(diào)查顯示:國(guó)外的土地復(fù)墾率一般為70%～80%,而我國(guó)的土地復(fù)墾率不足1%。除此之外,我們還要充分的意識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性,預(yù)防采煤沉陷,復(fù)墾沉陷土地,從根本上減少開(kāi)采工作對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的不利影響。

參考文獻(xiàn)

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

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

[3] 胡海峰,郝兵元,康立勛.工礦區(qū)土地復(fù)墾中破壞面積及破壞程度的預(yù)測(cè)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(1).

[4] 吳紅宇,馬鳳娟.論我國(guó)西南地區(qū)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立和完善[J].云南行政學(xué)院學(xué)報(bào),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).