安璐璐 金 超 李夢霞

(河北工程大學，河北 邯鄲 056000)

1 概述

針對某煤礦治理區(qū)范圍內的地面塌陷治理，消除治理區(qū)內塌陷、地裂縫等地質災害問題?；謴驮械仡惞δ?，保障人民群眾的生命財產安全及正常生活生產的目的；修復活動與自然環(huán)境相協調，才能保證礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與社會經濟活動的和諧發(fā)展[1]。

2 治理區(qū)基本概況

2.1 地形地貌

治理區(qū)屬溶蝕剝蝕中低山地貌。區(qū)內地勢形態(tài)為南部中部相對較高，北部東部相對較低，區(qū)內溝谷縱橫多呈“V”字形發(fā)育，溝谷基本呈南北向，新生界的黃土主要分布在山梁垣上，基巖一般多出露在溝谷中，出露的地層以二疊系下統下石盒子組為主，縱觀全區(qū)其地貌特征陡峭的山坡多為林地和草地，相對平緩的山坡多被開發(fā)為梯田。

2.2 區(qū)域工程地質條件

治理區(qū)內第四系由松散堆積物組成。二疊系上統上石盒子組及下統下石盒子組主要為泥巖、砂質泥巖及砂巖地層組成。山西組為一套由泥巖、粉砂巖、砂質泥巖夾砂巖及煤層組成的煤系地層。石炭系太原組及本溪組為一套由泥巖、砂巖、灰?guī)r及煤層構成的煤系地層組合。第四系地層易產生變形破壞，工程地質性能差，淺部基巖風化帶巖體破碎，易坍塌，深部砂巖、灰?guī)r一般完整性較好，裂隙不發(fā)育，工程地質性能較好。泥巖、粉砂質泥巖均為軟弱～半堅硬巖石且常見閉合裂隙發(fā)育，易破碎，力學強度較低。

2.3 土地利用現狀

治理區(qū)土地利用類型包括耕地、園地、林地、草地、交通運輸用地、水域及水利設施用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地。

3 治理區(qū)礦山地質環(huán)境問題發(fā)育特征及工程地質條件

3.1 地面塌陷、地裂縫地質災害

地面塌陷是地下礦產采空區(qū)上覆巖層發(fā)生破壞,巖土體下陷或塌落在地下空洞中，并在地表形成不同形態(tài)的塌坑，這種現象稱為地面塌陷。礦山采空區(qū)落頂或巖溶塌陷等也會在地表產生地裂縫。

3.2 治理區(qū)地面塌陷基本特征

治理區(qū)內的地裂縫和地面塌陷主要分為：

1)位于在種耕地內治理后再次出現，規(guī)模較小，明年春季耕種再次被掩埋；

2)位于荒地或耕地內治理后再次出現，規(guī)模較小，未填埋一直保留下來；

3)位于林地、荒地內采空塌陷后，地裂縫和地面塌陷一直未處理。

3.3 治理區(qū)內地面塌陷土地破壞現狀

根據土地利用現狀，治理區(qū)內地面塌陷土地類型為耕地、林地、草地，各類土地面積為：旱地：占地面積為17.86 hm2。耕地類型為旱地；有林地：占地面積為0.1 hm2；其他林地：占地面積為1.77 hm2；其他草地：占地面積為1.31 hm2。

4 工程治理設計

4.1 地面塌陷區(qū)治理設計

根據煤礦塌陷區(qū)的特征，對耕地分布的塌陷區(qū)，采取以地裂縫兩側0.5 m為單元剝離表土、填埋夯實裂縫、表土回覆、土地平整的綜合治理措施，對草地、林地、村莊、采礦用地，主要采取直接填埋夯實裂縫的綜合治理措施。對復墾帶來的綜合效益及可墾性進行全面考慮，確保其不超過國家及礦區(qū)實際生產承受能力，追求以最少復墾成本從待復墾土地中得到最大生態(tài)效益、社會及經濟效益[2]。

4.1.1表土剝離

對調查到的地裂縫進行表土剝離，剝離寬度為裂縫兩側各0.5 m，剝離厚度約0.3 m，將剝離的表土就近堆放在裂縫兩側。

表土剝離工程量按式(1)計算：

V=L·D·H

(1)

其中，L為單個地裂縫的長，m；D為剝離寬度，m；H為表土剝離厚度，m；V為表土剝離方量，m3。

4.1.2裂縫和塌陷坑填埋

表土剝離后進行裂縫填埋，裂縫填料采用附近滑坡削坡后的土方，并用木樁每填埋0.3 m搗實一次，要求填埋下部密實度不低于90%。

地裂縫填埋工程量按式(2)計算：

(2)

其中，a為裂縫長度，m；b為裂縫寬度，m；H為裂縫深度，m；V為裂縫填埋方量，m3；

塌陷坑填埋工程量按圓臺計算：

(3)

其中，R為塌陷坑上底半徑，m；r為塌陷坑下底半徑，m；h為塌陷坑深度，m；V為塌陷坑填埋方量，m3。

裂縫填埋后，將剝離后就近堆放的表土進行回覆，表土回覆厚度為0.3 m。

4.1.3土地平整

對地裂縫區(qū)域涉及到的耕地部分，回覆后表土進行土地平整，平整深度為0.2 m。考慮地面坡度、田坎的穩(wěn)定性、土地利用率等方面的因素，同時減少土方量投資，盡量維持原來田塊的格局，據此規(guī)劃各個治理區(qū)均為非標準田塊，長度、寬度不等，保證塌陷區(qū)內平整后各個田塊內地面坡度小于6°。

4.1.4恢復原有地類

耕地恢復：表土回覆后對土地進行翻耕，并人工施有機肥，翻耕深度0.3 m，施肥選用精制有機肥；草地恢復：對破壞的草地撒播草籽，草籽撒播密度為50 kg/hm2；林地恢復：喬木補栽樹種為油松，補栽密度為3 m×3 m。

治理工程量見表1。

表1 治理區(qū)地面塌陷地裂縫治理工程量表 m3

4.2 恢復地類

對塌陷影響區(qū)的土地，根據地類統計，旱地約17.86 hm2進行翻耕，并人工施有機肥，翻耕深度0.3 m，施肥選用商用有機肥。其他草地約1.31 hm2撒播草籽，草籽撒播密度為50 kg/hm2。有林地0.1 hm2和其他林地1.77 hm2對死亡喬木進行補栽，補栽樹種為油松，補栽密度為3 m×3 m，林地取比例30%補栽恢復(見表2)。

表2 治理區(qū)地面塌陷地裂縫地類恢復工程量表 m2

5 預期效益

5.1 社會效益

礦區(qū)區(qū)域提高了土地利用率，使礦區(qū)土地利用變?yōu)槎喾绞?，農用地，工業(yè)用地，養(yǎng)殖用地等等，緩解礦區(qū)人口的生活壓力。

5.2 環(huán)境效益

礦區(qū)的塌陷土地治理最大可能地保護并恢復地表植被和生態(tài)環(huán)境。所帶來的環(huán)境效益體現在三個層面，為采用合理的治理措施，很大程度增強了地質災害體的穩(wěn)定性，改善了地質災害體惡劣的工程地質條件，降低了地質災害發(fā)生的可能性，預防了伴隨地質災害發(fā)生所帶來的環(huán)境破壞。

5.3 經濟效益

礦山地質環(huán)境治理工程是防災工程，防止和減輕正在或可能發(fā)生的各種災害。防災工程的經濟效益主要由減災效益和增值效益兩部分組成，并以減災效益為主，增值效益為輔。

6 結語

地面塌陷區(qū)治理，對耕地和草地分布的塌陷區(qū)，采取以分布區(qū)為單元，剝離表土、填埋夯實裂縫、表土回覆、土地平整的綜合治理措施，對林地、村莊、采礦用地，采取直接填埋夯實裂縫的綜合治理措施，最后整平后恢復原有地類。