兴隆庄煤矿塌陷区生态修复措施探讨
煤矿开采沉陷防治和控制技术(三篇)
煤矿开采沉陷防治和控制技术一.沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。
但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。
矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。
由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。
从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。
但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。
但该技术难度大，再近一步研究。
1.1.4限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。
但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
煤矿塌陷区治理方案
煤矿塌陷区治理方案煤矿塌陷区治理是一项重要的环境保护工作，对于减少地质灾害风险、保护生态环境具有重要意义。
在煤矿开采过程中，地下空洞会因为煤矿开采活动而发生塌陷，这不仅会对周边环境造成破坏，还会对附近居民的生活和财产安全造成威胁。
因此，制定科学合理的煤矿塌陷区治理方案至关重要。
首先，对于已经发生塌陷的区域，需要进行地质勘察和评估，了解塌陷区域的地质构造、地层情况以及塌陷形成的原因。
根据勘察评估结果，制定相应的治理方案。
在治理过程中，可以采用填充法、支护法、固化法等多种技术手段，对塌陷区域进行修复和加固，以恢复地表的稳定性。
其次，需要加强对煤矿开采活动的监管，避免过度开采导致地下空洞过大，进而引发塌陷。
同时，对于已经停止开采的煤矿，需要进行闭坑处理，封闭井口，填平矿井，以防止地下空洞演变成塌陷区域。
在进行闭坑处理时，需要考虑地质环境、地下水情况等因素，制定合理的闭坑方案，确保闭坑后地表稳定。
另外，加强对周边地质环境的监测和预警工作也是煤矿塌陷区治理的重要内容。
通过地质监测，可以及时发现地下空洞的变化情况，预警可能发生的塌陷风险，为采取相应的治理措施提供依据。
同时，加强对周边居民的安全教育和培训，提高他们对地质灾害的认识和防范意识，减少人员伤亡和财产损失。
最后，煤矿塌陷区治理需要政府、企业和专业机构的共同参与和协作。
政府部门要加强对煤矿开采活动的监管，建立健全相关法律法规，推动煤矿安全生产和环境保护工作。
企业要履行社会责任，加强煤矿开采过程中的安全生产和环境保护工作，减少地质灾害风险。
专业机构要加强科研力量，不断完善煤矿塌陷区治理技术，为实践工作提供技术支持和指导。
综上所述，煤矿塌陷区治理是一项复杂而重要的工作，需要多方共同参与，科学合理地制定治理方案，加强对煤矿开采活动的监管，加强地质监测和预警工作，共同致力于减少地质灾害风险，保护生态环境，确保人民生命财产安全。
采煤塌陷区的生态恢复研究进展
采煤塌陷区的生态恢复研究进展目前，我国的煤矿工程建设发展迅速，我国当前存在的煤炭塌陷区域较多，区域影响人口达到95万人，这种塌陷对于水资源的破坏也是非常严重，每年超过10亿吨水受到污染。
塌陷区造成了河流断绝，土地绝收，收入减少并且诱发山体滑坡等多种地质灾害，给当地居民的生活安全造成了严重的威胁，同时也对经济发展造成了巨大的破坏。
对于塌陷区的修复已经被提上日程，首先要对采煤区的安全情况进行保护，其次应当对采煤区进行生态恢复的相关操作，并且着重力量对于塌陷区的生态进行恢复，在这方面加强研究，同时也进行创新来让生态恢复更加具有效率。
标签：采煤塌陷區;生态恢复;研究进展引言采煤塌陷区生态修复的景观提升应着眼于保护特色景观风貌，根据生态修复规划的目标，对植物群落的种类组成、数量、特征、外貌及结构等进行合理的人为干预，在生态修复植物工程竣工后，及时开展科学系统的植物养护管理，综合提升自然景观和人文景观，最终形成近自然的生态系统。
1采煤塌陷区现行生态修复现状采煤塌陷区的生态修复是通过自然恢复与人工措施相结合，促进退化、受损的或者遭毁坏的生态系统恢复的过程。
采煤区的生态恢复包括恢复生态系统，以及系统的相关功能，同时也要注重人和人以及人和自然之间的管理来对生态恢复效果进行探究和发现。
“湿地公园”是一种对于塌陷地区恢复生态的模式，淮南市在塌陷区基础之上建立了淮南西湖的建设工作，首先对塌陷区的土地进行了修复，并且对当地环境和升态进行了恢复和修正，然后对当地的水文环境进行了管理和修复，又对当地的道路环境和植被环境进行了管理和更新，让塌陷区向湿地公园进行转变。
这种转变有利于水资源的保护和净化，同时对于当地生态恢复、对生物和植物的恢复有很大的帮助。
但是在实施的过程中有一些不足，首先资金不充足让生态的回复受到了一定的阻力，同时缺乏相关的经验，也缺乏对于塌陷区非常深入的了解以及研究，所以恢复的质量和效率很难得到保证。
土壤污染物调查结果表明，矿区农田土壤不存在重金属污染情况，而且镉含量超出了国标。
煤矿环境保护与生态修复措施
煤矿环境保护与生态修复措施随着工业化进程的加速，煤炭作为主要能源之一，在全球能源消耗中占据重要地位。
然而，煤矿开采对环境造成了严重的破坏，如土地沉陷、水源污染、大气污染等问题日益凸显。
为了实现可持续发展，煤矿环境保护与生态修复成为当务之急。
首先，煤矿环境保护需要从源头控制污染。
在煤矿开采过程中，严格控制矿石的选矿过程，减少煤矸石的产生量，降低对土地的破坏。
同时，采用现代化的矿石处理技术，通过浮选、重选等方法，有效提高煤矿资源的利用率，减少固体废弃物的产生。
此外，煤矿企业应加强对矿井排水的管理，采取合理的处理措施，防止废水污染地下水和河流。
通过源头控制污染，可以有效减少环境破坏。
其次，煤矿环境保护需要加强大气污染治理。
煤矿开采和燃煤过程中产生的大量尘埃和有害气体，对空气质量造成了严重影响。
因此，煤矿企业应加强煤炭洗选和脱硫技术的应用，减少燃煤过程中排放的二氧化硫和颗粒物。
此外，煤矿企业还可以通过安装煤气化设备，将煤矿瓦斯转化为清洁能源，减少温室气体的排放。
加强大气污染治理，有助于改善周边地区的空气质量，保护人民的健康。
此外，煤矿环境保护还需要注重生态修复。
煤矿开采对土地资源的破坏是不可逆转的，因此，煤矿企业应承担起生态修复的责任。
通过植被恢复、土地复垦等措施，将废弃的矿区转化为良好的生态环境。
同时，煤矿企业还可以开展生态经济项目，如发展林果业、养殖业等，为当地经济发展提供支持。
生态修复不仅可以改善环境质量，还可以促进当地经济的可持续发展。
最后，煤矿环境保护需要加强监管和法律法规的制定。
政府应加强对煤矿企业的监管，确保其按照环保要求进行生产经营。
同时，制定更加严格的法律法规，对环境破坏行为进行严厉惩罚，提高违法成本，增强企业的环保意识。
只有加强监管和法律法规的制定，才能有效推动煤矿环境保护工作的开展。
综上所述，煤矿环境保护与生态修复措施是实现可持续发展的重要举措。
通过源头控制污染、加强大气污染治理、注重生态修复以及加强监管和法律法规的制定，可以有效减少煤矿开采对环境的破坏，实现煤矿产业的可持续发展。
煤矿采空区地面塌陷的防治措施
煤矿采空区地面塌陷的防治措施摘要：煤矿采空区地面塌陷与出现裂缝，是非常常见的病害，这种情况主要是由于煤矿开采后，对原本的稳定性造成影响。
巷道的稳定性主要通过巷壁进行支持，现在要在没有支撑的情况下，承受自重，这种情况下使得原有的平衡被打破，局部应力增强，从而容易引发地面塌陷和地面裂缝问题。
煤矿采空区面积较大时，如果围岩强度不足，无法对抗上覆岩土体的重力抵抗，这时候会出现顶板岩层拉张应力大于岩层的抗拉极限，从而会产生下沉，造成地面断裂与破碎。
煤矿采空区地面塌陷或地面裂缝，对于煤矿的安全开采造成极大的安全威胁，并且对周围环境造成不利影响，因此，对于煤矿采空区地面塌陷与裂缝的治理非常必要。
关键词：煤矿采空区；地面塌陷；防治措施1地面塌陷的形成中国煤矿塌陷多数是由于煤炭被挖出，形成空穴。
这种塌陷原因，可以分为岩溶塌陷、采空塌陷、黄土湿陷三种不同方式，它们的形成除了自然因素外，还与人类行为有着密切关系。
人类为了从地下得到煤炭，掏空地下，而采空塌陷防治和治理的目的就是减少人为灾害，使煤矿区域不能由于取走煤而发生塌陷，这样才能保证矿区的生态环境。
采空区塌陷是造成矿区环境地质灾害的直接根源，不同规模的采空塌陷地质灾害的发生原因，①由于开采煤炭后，使塌陷裂隙增大。
这主要是由于在地表延伸而形成的地下采空，出现岩层冒落，使上覆岩体中，容易形成裂隙带，在地层应力作用下，裂隙就可能向上延伸发展，随着时间的变化，在地表土体中形成地裂缝出现塌陷现象；②由于地表土体被挖空后，产生不均匀沉降现象，诱发形成裂缝，其原因主要是受采空影响，形成上覆岩层的不均匀塌陷，这种现象会使地表土体发生破坏变形，导致裂缝出现。
显然，塌陷的出现是根据其地壳形成被破坏，发生的一种不平衡过程，这一过程发生的原因，主要影响因素有：采空区暴露面积的大小、矿柱留的尺寸、采矿深度、围岩岩性、地质构造、爆破震动、大气降水和地下水等因素，这些都会导致地陷的发生。
过去，由于对地陷没有科学的认识，大多只是在塌陷区形成后，对人类的生活造成影响，才着手进行治理，这种治理办法，不仅起不到良好效果，而且还事半功倍，投入大量的人力物力，因此在以后的工作中，应在塌陷区形成之前，在生产过程中，就应采取预防措施，即在煤炭开采过程中，就应该想到地陷问题，认真实施，采用有效的减塌措施，例如，边开采边充填采矿法，也可以采用条带采矿法，或者采用多煤层、多工作面的协调采矿法，还可以采取井下支护和岩层加固措施等，以减小矿区塌陷范围、塌陷幅度，减轻塌陷的危害程度。
煤矿塌陷区恢复治理措施研究
煤矿塌陷区恢复治理措施研究发表时间：2019-06-19T16:01:29.350Z 来源：《中国经济社会论坛》学术版2018年第12期作者：李姝娟[导读] 随着可持续发展理念的不断提升以及绿色矿山建设的要求，煤矿塌陷区治理越来越重要。
本文分析了煤矿开采后塌陷区对土地资源、含水层、地质灾害等方面的影响，并提出了相应的治理措施，以期为煤矿塌陷区治理提供方向和建议。
李姝娟中煤科工集团西安研究院有限公司环保所陕西西安 710054摘要：随着可持续发展理念的不断提升以及绿色矿山建设的要求，煤矿塌陷区治理越来越重要。
本文分析了煤矿开采后塌陷区对土地资源、含水层、地质灾害等方面的影响，并提出了相应的治理措施，以期为煤矿塌陷区治理提供方向和建议。
关键词：煤矿开采地面塌陷治理措施随着国家对能源的改革，煤炭仍旧是我国重要的能源，带来了不可否认的经济效益和社会效益，但是由于近几年人类无节制的开采，也造成了很多生态环境的破坏，其重要的破坏形式就是地面塌陷。
煤矿开采过程中的不当操作，引起采区周边岩体原有应力遭受破坏，从而引起岩层和地表出现了连续性的变动、变形以及非连续性的破坏，这种现象被称为开采塌陷。
不同的开采方式以及煤矿自身煤层条件的不同，造成的地面塌陷形式及破坏程度不同，但整体上都对其上部构筑物、土地资源、下部含水层等造成一定的影响。
采煤塌陷区的治理是煤矿生态环境治理过程中的重点，研究其治理措施有重要的现实意义。
一、采煤塌陷引起的生态环境问题1、对土地资源的影响根据煤矿开采煤层赋存地质特点、采煤地表移动变形特征，露天开采后引起地表水平变形、附加倾斜及下沉，地表沉陷对岩层和土体的扰动使土壤的机构、组成和理化性质发生变化，还会对地区土壤结构产生不利的影响，表现在土壤养分的流失、土地的变形、土地的破坏、土地发生贫瘠等，加剧了当地的干旱问题。
另外，地表塌陷还会对地表原有的基本形态产生影响，加剧了水对土地的侵蚀。
根据原国家计委国土地区司、地矿部地质环境管理司、煤炭部煤田地质总局1994年《能源基地晋陕蒙接壤地区地下水资源评价与合理利用》研究成果，因采煤引起的沉陷区内土地恶化从而导致水土流失加剧的面积约为沉陷区面积的17～21%；2005年国家发改委和山西省组织的“煤炭可持续发展专题调研”结果显示，“煤矿开采对土地资源的破坏进一步加重了水土流失现象，由于采煤产生水土流失的影响面积为塌陷面积的10%至20%。
煤矿塌陷区治理方案
煤矿塌陷区治理方案煤矿塌陷区治理方案1. 引言在煤矿开采过程中，塌陷是一种常见的地质灾害。
煤矿塌陷区对周围环境和人民生活带来了严重影响。
因此，针对煤矿塌陷区的治理成为了一项紧迫的任务。
本文将介绍煤矿塌陷区治理方案，希望对解决这一问题起到一定的指导作用。
2. 治理方案2.1. 地质勘探在治理煤矿塌陷区之前，首先需要进行地质勘探工作。
地质勘探旨在了解煤矿塌陷区的地质特征、构造特征和地下水位等信息，为治理方案的设计提供依据。
2.2. 地表特征分析通过对煤矿塌陷区地表特征的分析，可以了解塌陷区的范围、塌陷沉降的程度和塌陷裂缝的分布情况等。
这些信息对于治理方案的确定至关重要。
2.3. 治理策略选择根据地质勘探和地表特征分析的结果，确定合适的治理策略。
常见的治理策略包括土地回填、土木工程支护和地下水排泄等。
2.3.1. 土地回填土地回填是指利用大量的填土材料将塌陷区重新填平，恢复地面的平整。
这种治理策略适用于塌陷区面积较小的情况，能够有效地改善地面条件。
2.3.2. 土木工程支护土木工程支护是指在塌陷区域周边进行建筑物支护、地下水排泄和土地平整等工程措施。
这种方式能够保护周边建筑物的安全，防止土地继续塌陷。
2.3.3. 地下水排泄地下水排泄是指通过井水抽取或地下排水的方式减少塌陷区域的地下水位。
通过降低地下水位，可以减少塌陷区的水分含量，有效地防止土地塌陷的发生。
2.4. 实施治理方案在确定了治理策略之后，需要制定详细的实施计划，并进行具体的工程实施。
实施过程中需要严格按照安全规范进行，确保治理工程的质量。
2.5. 治理效果评估在治理方案实施完成后，需要对治理效果进行评估。
评估主要包括地表沉降情况的监测、裂缝的变化情况等。
通过评估可以判断治理效果是否达到预期目标，为后续的维护和管理提供依据。
3. 结论煤矿塌陷区治理是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑地质、地表特征和治理策略等因素。
通过地质勘探、地表特征分析和治理策略选择，可以制定科学合理的治理方案。
煤矿开采沉陷的环境效应和生态修复技术
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推广生态修复技术，如土壤改良、 植被恢复等
加强监管力度，确保生态补偿和恢 复机制的有效实施
建立完善的环境监测体系，对煤矿开采沉陷进行实时监测和预警 定期进行环境影响评估，及时发现和解决潜在的环境问题 制定针对性的减轻措施，降低沉陷对环境的负面影响 加强与政府、企业和社会各界的合作，共同推进环境监测和评估工作
土地利用受限：塌陷坑和裂缝的存在使得土地利用受到限制，难以进行农业生产和建设 活动
地下水位下降 地面塌陷
地下水污染 水资源枯竭
土壤破坏：煤矿开采沉陷导致土壤结构破坏，影响植物生长 土壤污染：开采过程中产生的废弃物和重金属污染土壤，影响植物吸收 植被覆盖率降低：沉陷区域地表塌陷，植被受损，覆盖率降低
生物多样性减少：土壤和植被破坏导致生物多样性减少，生态平衡受到破坏
破坏土地资源
影响水资源
破坏生物多样 性
影响景观和土 地利用
PART THREE
土壤修复技术的定义和目的 土壤修复技术在煤矿开采沉陷区的应用 土壤修复技术的分类和原理 土壤修复技术的优缺点和案例分析
生态修复技术在水资源保护中 的应用
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
地面塌陷：煤矿开采导致地面塌陷，形成塌陷坑和裂缝
地形改变：塌陷坑和裂缝的出现导致地形发生改变，影响景观和土地利用
土壤侵蚀：塌陷坑和裂缝的形成导致土壤侵蚀加剧，土壤流失严重
加强国际合作与交流，借鉴先进经验和技术成果。 关注新技术、新材料的研发和应用，提高修复效率和质量。 强化生态修复工程的设计和管理，确保修复效果可持续性。 推进生态修复技术的标准化和规范化，促进产业健康发展。
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收稿日期:2002211220作者简介:孙艳青(19792),女,在读硕士研究生,专业方向为环境科学。
文章编号:100224026(2002)0420061205兴隆庄煤矿塌陷区生态修复措施探讨孙艳青 刘厚风(山东师范大学人口、资源与环境学院,山东济南,250014)摘要:兴隆庄煤矿经过多年的开采,地表塌陷情况严重,本文选用概率积分法进行垂直沉陷量预测,并利用地理信息系统进行分析成图,发现最大下沉量达2.73m 。
据此结果本文提出了塌陷区进行生态修复的具体措施,并介绍了塌陷土地复垦的保障措施。
关 键 词:兴隆庄煤矿;采煤塌陷区;复垦措施;可持续发展中图分类号:X 171.4 文献标识码:A1 兴隆庄煤矿塌陷区概况及其引发的主要生态环境问题分析兖州市地处鲁西南平原的东北部,北靠宁阳,西临汶上,南与邹城济宁接壤,东隔泗河与曲阜相望。
其境内地下煤炭资源十分丰富,总储量达200亿吨以上,是全国八大煤炭基地之一,兴隆庄煤矿即位于此地。
由于长期开采,兴隆庄煤矿塌陷情况严重,到目前为止,已造成耕地塌陷608.84hm 2,占兴隆庄镇耕地面积的17.3%,积水面积80hm 2,平均积水深5m ,最深7m 。
由于无人管理,塌陷区内因个人、砖瓦厂和修高速公路而乱挖取土严重,使地表坑洼不平,甚至有高差4～5m 的深坑,表土剥离严重,土源缺乏。
据统计,兴隆庄厚煤层矿井的塌陷地,一般采完第二分层后即积水形成水塘,无法耕种,三个分层采完后,积水深度为2～6m ,一般3m 左右。
矿井开采造成的地面塌陷对生态环境的不利影响主要表现在对土地资源的利用和农业生态的改变上。
具体从农业生态结构来分析,塌陷影响表现为由开采前的以旱地种植为主的高产高效农业生产结构转变为水旱结合、水产养殖业与农业相结合的复合生产结构;农作物的种植面积、种植品种和布局也会产生变化,使单一的农业经营模式向多元化综合经营模式发展。
具体来说,对水、陆生态环境都会造成影响:对陆生生态环境来说,一种表现就是会明显的改变原有的地表形态,根据调查统计资料,下沉量大于3m 的耕地将失去原有的使用功能,土地将减产50%以上,塌陷深度在0.5m 的轻度塌陷区,农业产量将减产20%以上,与此同时,由于地表塌陷影响地面村庄,会对农村的布局、人口密度、人口的职业构成、社会的供求变化产生一定的影响;另一种表现是林业发展的幅度有所增加,塌第15卷 第4期2002年12月 山东科学SHANDON G SC IEN CE V ol 115 N o 14D ec 12002陷后的地面上宜林面积增加,有利于林业生产的发展。
地面塌陷造成的对水生生态系统的影响最主要的是地表积水,地表水系的流向因塌陷而改变或积滞等,造成水域面积扩大,但水质变化不大,在塌陷水域内各种动植物的生长发育不会受到影响,水生生态环境不会产生恶化。
国内许多矿区塌陷积水区的调查也表明,在塌陷水面内发展水产养殖业颇具发展潜力。
2 兴隆庄煤矿塌陷地复垦及复垦条件分析2.1 兴隆庄煤矿塌陷地复垦及其意义依据1998年11月国务院颁布的(UDC )土地复垦技术标准(试行)(TD )”,土地破坏是指由于人类的生产建设活动导致土地的挖损、塌陷、压占等,土地复垦则是指被破坏的土地,通过采取综合整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动。
对于兴隆庄煤矿,采煤塌陷地的复垦具有重大的意义:①有利于该区耕地总量动态平衡战略的实施。
塌陷地是该区的主要后备土地资源,规划的农业用地面积的增值可以通过塌陷地复垦得到满足。
②可以充分利用塌陷水域发展水产养殖业,改善塌陷区域的生产、生活状况及塌陷区生态环境。
③具有显著的经济、社会和生态效益。
可以增加耕地和水产用地,还可安排劳动力就业,同时配套设施齐全,抵抗自然灾害的能力也将大大增强。
④可以为其他类似的采煤塌陷区的复垦提供经验和技术指导。
2.2 兴隆庄煤矿塌陷区地表稳定性预测分析由于兴隆庄煤矿地处平原,所以只选用概率积分法进行垂直沉陷量预测。
预测模型为:设单一工作面开采引起的地表点P 的下沉值W 如下:w (x ,y )= ΘA F (x ,y ,s ,t )d s d t 其中:F (x ,y ,s ,t )=Wm ax f (x ,y ,s ,t ) ∞Θ(x,y ,s ,t )f (x ,y ,s ,t )=1 r 2exp -Π r2 [(x -s +d )2+(y -t )2]W m ax =q m [cos (K Α) co s (a -K Α)]式中 W m ax ——充分开采的最大下沉值,单位:m ;m ——煤层采厚,单位,m ;a ——煤层倾角,单位,°;q ——下沉系数;K ——开采影响传播系数;x ,y ——地表点Q 在工作面局部坐标系中的坐标,x 指向上山方向,y 平行于走向方向,由x 轴顺时针转90°得到。
ost 和ox y 坐标系的原点重合。
由n 个工作面引起地表点p 的下沉值是各工作面影响值的代数和,即W (x ,y )=≤W t (x ,y )・26・山 东 科 学2002年其中:W t 为第i 个工作面的下沉值。
本区选用的预计参数为:q =0.85;m =8;Α=5°;重复采动系数q =0.96。
根据兴隆庄矿区的实际资料,进行塌陷量预测计算。
据预测,开采结束后,地面将形成一个塌陷盆地,最大下沉量达2.73m ,塌陷盆地中心位于养鸡场东侧的废弃坑内,地面标高41.50m (图中矩形框区域),塌陷盆地范围内的农田地表标高44.86m ,因此塌陷后地表标高仍高于地下潜水位42m ,不会出现积水,比较稳定。
兴隆庄煤矿地表塌陷范围见图1。
图1 兴隆庄镇煤矿塌陷区示意图2.3 兴隆庄煤矿塌陷地复垦有利条件分析(1)地理位置优越,交通发达,经济繁荣。
兖州市位于京沪、新石两大铁路干线的交汇处,是重要的交通枢纽,古时素有“九省通衢,齐鲁咽喉”之称,如今仍是鲁西南最大的物资集散地和客运中转站,经济比较发达,复垦工作有着坚强的经济后盾。
(2)以前积聚的煤矸石、无害固废等材料都可以作为填充物,得到有效利用。
兴隆庄矿区有或大或小的矸石山,其中最高大的那一座,进行了覆土植树绿化的尝试,上面还建有亭榭,可以称为一人文景观,但是其生态效益并不显著。
可以将这些大大小小的山体铲平,用来填埋塌陷区域,减少占地的同时,还可以增加台田,从而达到物尽其用,地尽其用。
(3)塌陷区水体稳定,面积大。
兴隆庄煤矿塌陷区共有水域38.8hm 2,特别是面积为22hm 2的大水面,沉陷稳定,地表水位变化不很大,是一个没有进出口的封闭式自然水体.而且兖州市环保局的水质监测分析数据表明,各项指标均符合地面水环境质量标准。
具体情况如下:矸石主要由砂岩、炭质页岩等组成,其中主要成分为Si O 2约占59%,其次为A l 2O 3约占18%,含S 很少只有0.83%,放射性及有害痕量元素均不超标。
总之,塌陷区水域是比较理想的水源。
(4)具备复垦经验,便于新的治理方法的推广和实施。
3 兴隆庄煤矿采煤沉陷地综合治理措施研究3.1 开发复垦措施对于矩形框内的区域和广大的水域,由于下沉值均大于1m ,建议采用下述的后三种方法进行治理;而对于除此之外的区域,建议采用下述的第一种方法进行治理(具体范围参见图1)。
最终将整个塌陷区域建设成为旱涝结合、渔牧结合、农林牧副渔综合发展的生态农业区。
3.1.1 稍加整修,恢复耕种矿井开采后地面下沉深度小于1m 的地区,即塌陷范围内的农田区,由于下沉深度浅,一般高于地下潜水位,不易受水的危害,加之地表下沉缓慢,因此经过简单修整和配套排灌设施后,就可继续耕种和使用。
・36・第4期孙艳青,等:兴隆庄煤矿塌陷区生态修复措施探讨3.1.2 挖深垫浅,复田成塘地表下沉在1～3m 范围内的塌陷区,即养殖场及其以西地区,局部地区易受降水影响,处于常年积水地段,易受水的危害,无法正常耕种。
根据其它矿区的治理经验,可采取挖深垫浅的治理措施,将积水区的泥土挖出来垫到塌陷浅部地区,积水区挖深成为鱼塘,用于发展水产养殖业,浅部垫高地区不再受到水的威胁,经过平整和疏导排灌系统后可以继续耕种。
实施此项工作可采取地方政府组织,煤矿给预补贴,农民出工的方式。
利用水利挖塘机组来实施此项工程。
所成耕地或池塘由出工乡村无偿使用,据调查,采用机械施工方法比人工方法功效高10倍,是一种科学经济高效的塌陷区治理方法。
3.1.3 利用矸石、粉煤灰等充填塌陷区地表下沉在3m 以上的区域,即养殖场以东的深层塌陷区,因塌陷深度大,部分地段低于地下潜水位,处于常年积水状态,无法耕种。
较浅地区可采用矿井下排矸和附近电厂粉煤灰等固体废物回填塌陷区,实施土地复垦。
具体做法是:矿井设计时不设永久矸石山,临时矸石场设在初期塌陷区内,矿井投产后地面逐渐形成塌陷区,将矸石运往塌陷区填充。
亦可采用预排矸充填复垦技术,在预计下沉量较大地区,用挖掘机械将表土取出堆放在四周,用生产排矸设备排放矸石,待下沉稳定后再覆土成田,复垦后的土地根据不同用途可用作建筑、林业、农业用地等。
3.1.4 建立水产区,发展养殖业利用塌陷的38.8hm 2水面建立水产区,积极发展养殖业,是充分利用环境发展生产、改善生态环境的综合治理措施,是生态农业复垦技术的一个重要方面。
塌陷区养殖业是一种水陆交换互补的物质循环类型。
它根据塌陷区积水现状特点,按照生态学的食物链原理进行合理组合,实行农—渔—禽—畜综合经营的生态农业类型。
系统中的农作物和青饲料,可作为畜牧生产中鸡、鸭、猪、牛等养殖动物的饲料;畜牧业生产中的粪便废物除可供养鱼或其他水产养殖的饲料外,还可经微生物分解作为肥料施入农田改善复垦土地质量;鱼塘中的塘泥亦可作为农作物的肥料。
国内徐州、淮北和开滦矿区,对此类型的复垦技术进行试验,均取得了良好的效果。
3.2 保障措施(1)切实加强采煤塌陷区综合治理工作,将其纳入国民经济和社会发展规划,进一步保证开发复垦任务的顺利完成,做到示范工程建设与经济建设同步发展。
(2)广开门路,多渠道筹措资金。
(3)强化矿区环保产业的发展。
(4)继续加强科学技术研究,探索社会、经济和生态效益相统一的沉陷地复垦新路子。
(5)复垦形式多样化,优惠政策实用化。
(6)限制性采煤和多元化采煤方式并举。
(7)利用R S 技术对矿区进行动态监测,随时掌握沉陷动态变化,并且将这些变化用到实处。
(8)制定切实可行的政策,调动复垦积极性。
(9)加强宣传教育,提高全民忧患意识。
・46・山 东 科 学2002年4 结 语采煤沉陷地的复垦工作长期以来一直是环境学、生态学、经济学以及社会学领域的专家们长期以来共同关注的问题,本文试着从分析兴隆庄煤矿的复垦条件出发,提出了具体的开发复垦措施,从各种角度提出了利用塌陷区域的具体方法,做到了地尽启用,同时也兼顾到了塌陷地复垦利用后的生态、社会和经济效益相统一的问题,使之能够满足矿区可持续发展的需要。