何偉

摘 要： 隨著我國煤礦開采的快速發(fā)展，煤層著火、空氣污染、植被破壞、水土流失、地表塌陷等煤礦開采后的地質(zhì)環(huán)境問題也接踵而來。本文針對鄂爾多斯地區(qū)滿都拉煤礦的煤層火區(qū)地表塌陷的成因進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的治理措施。

關(guān)鍵詞：滿都拉煤礦 地表塌陷 治理措施

中圖分類號：TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）05-0308-01

隨著國內(nèi)工業(yè)及城市化的快速發(fā)展，煤炭需求的急劇上升，大量企業(yè)紛紛進(jìn)入煤炭市場，開始大范圍的煤炭開采，老舊礦井未及時封堵治理，造成礦井遺留煤層煤柱著火，破壞了土地原有的巖體平衡，最終導(dǎo)致地表塌陷，嚴(yán)重威脅到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。為保證生產(chǎn)安全，遏制安全生產(chǎn)事故發(fā)生，切實(shí)抓好煤礦安全生產(chǎn)工作，現(xiàn)將滿都拉煤礦煤田火區(qū)地面塌陷的成因和治理措施加以介紹。

一、煤層火區(qū)地面塌陷現(xiàn)狀

1.歷史成因。滿都拉煤礦歷史復(fù)雜，是由小型煤礦幾經(jīng)整合、擴(kuò)建而形成。這些小型煤礦設(shè)備陳舊、產(chǎn)能低下，主要開采淺部煤層（2-1、3-1煤層），開采過程中沒有采取環(huán)境保護(hù)及災(zāi)害治理措施，形成了火區(qū)著火、空氣污染、地面塌陷等災(zāi)害，不僅嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)安全，而且危害當(dāng)?shù)鼐用窬幼…h(huán)境。

2.自然環(huán)境。滿都拉煤礦礦區(qū)位于鄂爾多斯高原東部，屬高原侵蝕性丘陵地貌，地形切割強(qiáng)烈，基巖裸露，植被稀疏，為半荒漠地區(qū)；礦區(qū)雨季可形成瞬間洪流，形成集中補(bǔ)給與集中排泄，可快速流入周邊干道，只有少數(shù)滲入地下；屬干燥的半沙漠高原大陸性氣候；地震動峰值加速度為0.10，烈度為7度。

3.社會環(huán)境狀況。礦區(qū)內(nèi)人口稀少，居住分散。由于地表植被少，土地貧瘠，少雨缺水，農(nóng)牧業(yè)不發(fā)達(dá)，工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱，農(nóng)民生活貧窮，經(jīng)濟(jì)相對落后。

二、煤層火區(qū)地面塌陷的成因分析

1.水土流失嚴(yán)重。礦區(qū)內(nèi)有大量老舊礦井，由于老舊礦井開采方式為簡單的炮采，原有煤礦管理者在開采后沒有進(jìn)行科學(xué)有效的封堵治理，隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大范圍的開采，破環(huán)了原有的生態(tài)系統(tǒng)，造成水土流失，地下土壤巖石結(jié)構(gòu)失衡。

2.殘留煤柱著火。礦區(qū)了存在著一些老舊方式開采后的井巷，因未進(jìn)行有效的封堵，空氣及雨水進(jìn)入井巷后，導(dǎo)致殘留的煤柱著火，煤柱著火燃燒后將原有的承重結(jié)構(gòu)破壞，難以承受地表壓力，致使地表塌陷。

3.周邊煤礦開采爆破。隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦開采量不斷增大，周邊煤礦的開采爆破，頻繁產(chǎn)生地震波，產(chǎn)生震動，致使地表塌陷。

三、煤層火區(qū)地面塌陷危害評價(jià)

礦區(qū)緊鄰榮烏高速，煤層燃燒將影響路基的結(jié)構(gòu)，造成路基塌陷，破壞基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；且礦區(qū)周邊經(jīng)常有當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活活動，地面塌陷將直接威脅到當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓?cái)產(chǎn)安全；礦區(qū)煤層著火將導(dǎo)致地表水土流失，破壞地表植被，造成土地荒漠化，煤層燃燒產(chǎn)生的二氧化碳、一樣化碳、二氧化硫等有毒有害氣體直接進(jìn)入空氣中，造成嚴(yán)重的空氣污染，同時將不可再生資源直接浪費(fèi)，若不加以治理，將對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源有效利用、基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)以及當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的危害。

四、煤層火區(qū)地面塌陷治理分區(qū)

根據(jù)礦區(qū)開發(fā)方案，火區(qū)地面塌陷類型、危害程度及分布情況，綜合進(jìn)行分區(qū)。將火區(qū)劃分為 1 個地面塌陷重點(diǎn)防治區(qū)和 1 個地面塌陷一般防治區(qū)。

重點(diǎn)防治區(qū)分布在整個礦區(qū)東南的部，主要是火區(qū)煤著火，處于基礎(chǔ)設(shè)施周邊，繼續(xù)燃燒將會對基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，且局部存在地面塌陷和地裂縫災(zāi)害，地形地貌景觀受到一定影響。主要防治措施：采取監(jiān)測預(yù)警和剝離壓滅回填措施，合理避讓，消除安全隱患，恢復(fù)塌陷區(qū)耕地。

一般防治區(qū)分布于礦區(qū)西北部的大部分地區(qū)，礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要為局部地面塌陷，地表沙化，但無明火，由于按礦區(qū)現(xiàn)開采能力，還可開采 25年，地面塌陷會持續(xù)發(fā)育，因此指采取監(jiān)測預(yù)警措施，合理避讓，逐步治理，消除安全隱患。

五、煤層火區(qū)地面塌陷防治措施

1.預(yù)防方案

一是按照煤炭開采規(guī)程，合理留設(shè)保安煤柱，及時封堵已開采完畢的礦井并設(shè)立標(biāo)識。二是及時回填采空區(qū)。將礦渣回填到開采后的采空區(qū)中，防止塌陷產(chǎn)生。

2.治理方案

2.1地下治理

2.2工程治理

滿都拉煤礦火區(qū)主要為2-4號煤，煤層覆蓋薄，可在施工前進(jìn)行施工測量，然后對塌陷地進(jìn)行表土剝離，剝離后取出殘存著火煤壓覆滅火，剝離后進(jìn)行矸石回填，依據(jù)地形標(biāo)高，對塌陷坑進(jìn)行放樣，回填至周邊地形標(biāo)高?；靥钸^程中應(yīng)分層填筑壓實(shí)，回填物最大粒徑不宜大于300mm，穩(wěn)定性合格，有機(jī)質(zhì)含量不大于 5%。每回填 0.5m 厚進(jìn)行碾壓。壓實(shí)后為保證恢復(fù)后耕地的飽水性，先將原剝離粘土進(jìn)行回填回填厚度不少于0.4m，回填過程中必須做到粘土層的連續(xù)，不產(chǎn)生斷續(xù)或縫隙，然后進(jìn)行碾壓，壓實(shí)至原厚度 0.4m。再將原剝離表土進(jìn)行回填，回填厚度不少于 0.6m，達(dá)到耕種要求，播撒草籽。

2.3技術(shù)治理

滿都拉煤礦井田原開采方式為炮采放頂煤開采，由于預(yù)留保安煤柱較薄，工作面推過后，保安煤柱被壓碎，致使后部采空區(qū)聯(lián)成一片，形成漏風(fēng)通道，導(dǎo)致采空區(qū)CO時有超限，首先采用布孔，采用地面移動式膜分離制氮機(jī)在孔內(nèi)壓注氮?dú)獾姆椒▽饏^(qū)進(jìn)行了控制，再按一定孔距和排距布設(shè)灌漿孔，后利用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，通過注漿設(shè)備將水泥砂漿注入，后對礦井進(jìn)行封堵，以達(dá)到滅火與增加支護(hù)能力作用，從而有效的預(yù)防火區(qū)地表塌陷。

2.4地表治理

地表治理主要是恢復(fù)地表植被，避免水土流失。一是模擬自然界的自凈作用，并加速或促進(jìn)天然自凈作用的發(fā)生。主要通過投加優(yōu)良菌種、種植特定植物的辦法來提高微生物的代謝作用和降解活性與增加吸收特定金屬和有機(jī)物的能力，來達(dá)到地表凈化，用于清理重金屬和有機(jī)物污染；二是通過覆蓋客土后進(jìn)行植被恢復(fù)，營造灌木林，達(dá)到恢復(fù)植被的目的。選用小葉女貞等喜光照、稍耐蔭、較耐寒、耐修剪，萌發(fā)力強(qiáng)、對二氧化硫、氯等毒氣有較好的抗性等樹種進(jìn)行恢復(fù)治理。

結(jié)論，煤礦地質(zhì)災(zāi)害治理與煤炭經(jīng)濟(jì)一脈相承，煤炭經(jīng)濟(jì)低迷直接影響了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的治理進(jìn)度，對于滿都拉煤礦來說，地址災(zāi)害治理也需要分區(qū)分布進(jìn)行，通過滅火復(fù)墾逐步治理礦區(qū)地面塌陷。

參考文獻(xiàn)

[1]劉國慶.準(zhǔn)格爾旗煤田塌陷地生態(tài)修復(fù)研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2008：4-5.

[2]楊亮平.內(nèi)蒙古自治區(qū)煤礦地面塌陷地質(zhì)環(huán)境類型及其恢復(fù)治理研究[D].中國地質(zhì)科學(xué)院，2009：85-92.

[3]胡振琪.采煤塌陷地的土地資源管理與復(fù)墾[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[4]李富才.煤礦地面沉陷對環(huán)境的影響和綜合整治[J].環(huán)境科學(xué)，1998，9（1）：72-75.

[5]楊毅.黑龍江省鶴崗市源豐煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理可行性研究[J].吉林大學(xué)，2010，39-43.