煤炭开采引起地面沉陷的防控和治理宋正标
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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。
煤矿开采沉陷防治和控制技术范本引言煤矿开采过程中,由于煤层的采空和岩层的失稳,常常会引发沉陷问题。
煤矿沉陷不仅对煤矿区域的土地利用和生态环境产生负面影响,还可能给矿井的安全带来威胁。
因此,煤矿开采沉陷防治和控制技术的研究与应用具有重要意义。
本文将从沉陷原因分析、防治与控制技术、案例分析等方面,进行阐述。
一、沉陷原因分析1. 煤层采空引发的沉陷煤层采空后,原本支撑煤层的岩层会失去支撑力,从而导致地表沉陷。
随着采空区域的扩大,沉陷现象会呈现出面积逐渐扩大、深度逐渐加深的趋势。
2. 岩层失稳引发的沉陷在煤矿开采过程中,岩层容易出现断裂、滑动等失稳现象,从而导致地表产生沉陷。
这种沉陷的范围通常较小,但是危害较大,容易引发地质灾害。
二、防治与控制技术1. 采空区域灌浆加固技术采空区域灌浆加固技术是指在煤层采空区域进行灌浆施工,通过固化地层,恢复土壤的承载力,从而达到防止沉陷的目的。
在施工过程中,可以选择合适的灌浆材料和灌浆方法,提高施工质量。
2. 岩层支护技术岩层支护技术是指在煤矿开采过程中,针对岩层失稳的问题,采取相应的措施进行支护。
常用的支护措施包括岩层锚杆支护、预应力锚杆支护、喷射锚杆支护等。
3. 综合沉陷控制技术综合沉陷控制技术是指通过综合应用各种防治措施,对煤矿沉陷进行控制。
这些措施包括煤层注水排灌、地表水利工程建设、地表变形监测等。
通过综合应用这些技术,可以在一定程度上减少煤矿沉陷的发生。
三、案例分析以某煤矿为例,该煤矿位于山西省某地,开采了多个煤层。
在煤矿开采过程中,出现了较为严重的沉陷问题。
针对该煤矿的沉陷问题,我们采用了综合沉陷控制技术。
首先,对采空区域进行了灌浆加固,提高了地层的承载力。
同时,对岩层进行了支护,防止了岩层失稳引发的沉陷。
在沉陷控制过程中,我们还加大了地表变形监测的力度,及时掌握地表沉陷的情况。
根据监测结果,针对不同区域的沉陷情况,采取了相应的控制措施,最大限度地减少了沉陷的发生。
煤矿地表沉陷的治理和修整发表时间:2018-10-25T17:36:58.920Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第15期作者:刘莉胡春慧[导读] 我国2005年生产煤炭21.9亿t,规划2010年为25亿t,2020年为28亿t,煤炭将长期是我国的主要能源。
枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿山东枣庄 277519摘要:由于技术不断提高,煤炭开采力度也在不断增大,导致环境遭到不同程度的破坏,特别是地表沉陷较为严重,对人们生活环境造成不便,沉陷区产生积水,水资源得到浪费,路面产生裂缝甚至塌陷,给予农田和房屋及道路不同程度的损害。
农田大面积地减产甚至绝产,断送了农民的经济来源;使房屋产生裂缝和变形,人们对住房产生恐慌;道路出现塌陷,给交通带来不便。
这都将归结于煤炭开采过程中,上覆岩层的弯曲变形及相对移动,造成地表塌陷事故。
煤矿开采过程中,煤炭地质遭到破坏,从而引起地质灾害的发生。
关键词:煤矿;地表沉陷;治理;修整导言我国2005年生产煤炭21.9亿t,规划2010年为25亿t,2020年为28亿t,煤炭将长期是我国的主要能源。
煤炭的开发为经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出,开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。
1地表沉陷预测模式与参数确定覆岩沉陷的状况,受覆岩性质、煤层赋存条件、开采深度、采煤方法及地表地形地貌的直接影响。
采用概率积分法进行预测,利用中国矿业大学开发的《矿区沉陷预测预报系统hpMSPS软件》进行计算。
1.1地表移动变形预测模式采用概率积分法作为预测地表移动与变形的模式,其变形与移动的最大值分别由下式计算。
最大地表下沉值 Wmax=q?m?cosα(mm)最大地表倾斜值imax= Wmax /r(mm/m)最大地表曲率值Kmax=±1.52Wmax /r2(10-3/m)最大水平移动值Umax=b?Wmax(mm)最大水平变形值εmax=±1.52 b?Wmax /r(mm/m)式中:m―煤层法线采厚,m;q―下沉系数;α―煤层倾角;b―水平移动系数;H―开采煤层距地表垂深(采深),m;r―主要影响半径,r=H/tgβ,m;tgβ―主要影响角正切;1.2地表移动参数的确定煤矿煤层倾角5o~9o。
煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析【摘要】为了科学地解决煤炭资源开采中引起的采动损害和环境问题,中国工程院钱鸣高院士提出了煤矿绿色开采理念,形成了煤矿绿色开采技术,包括保水开采、煤与瓦斯共采、减沉开采和矸石减排等技术。
其中煤矿减沉开采技术经过近10余年的研究,得到了大力发展。
本文就煤矿开采沉陷造成的影响和减沉控制措施两个方面对减沉开采进行分析,对我国煤矿减沉开采技术和理论的研究与发展有重要意义。
【关键词】绿色开采减沉控制开采沉陷条带开采充填开采部分充填开采大面积的开采地下煤炭会引起上覆岩层移动直至地表,导致地表沉陷,出现裂缝、台阶或塌陷坑[1],对地表上的建筑物、铁路和水体危害很大。
为了保护土地资源和地面建筑物,减少煤炭开采引起的地表沉陷,而提出了煤矿减沉开采技术。
1 开采沉陷造成的影响1.1 对建筑物的影响开采沉陷会影响民房、桥梁、地下管线等地面建筑物,不同的地表移动变形类型对建筑物造成的影响不同,其中曲率和水平变形是使建筑物产生变形和破坏的主要原因。
曲率分为凸曲率和凹曲率,将地表平面变成曲面,破坏了建筑物基础同地表间力的平衡态。
在凸曲率的影响下,建筑物基础的两端处于悬空状态,建筑物出现“倒八字形”裂缝。
在凹曲率的影响下,建筑物基础变成两端有支点的简支梁,建筑物出现“正八字形”裂缝。
水平变形分为拉伸变形和压缩变形,其中拉伸变形对建筑物的破坏作用尤为显著。
由于建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力,一个较小的拉伸变形就会使建筑物产生裂缝。
如果压缩变形比较大时,也会造成建筑物地基压碎、砖墙产生水平裂缝或褶曲[2]。
1.2 对铁路线的影响铁路下采煤时,地表移动和变形将会通过路基反映到线路上。
一方面,地表倾斜对路基的稳定性影响很大,当倾斜方向与坡体方向相同时,会使陡坡路堤、高路堤及深路堑等稳定性差的地段稳定性进一步降低。
另一方面,地表水平变形使路基产生拉伸和压缩变形,其中拉伸变形会使土质路基密实度降低甚至产生裂缝,但是土质路基有一定的孔隙度,能够吸收压缩变形。
煤矿开采沉陷防治和控制技术范文煤矿开采沉陷是煤炭开采过程中不可避免的问题,给矿区地表和地下设施带来了极大的影响和损害。
因此,沉陷防治和控制技术的研究和应用显得十分重要。
本文将从煤矿开采沉陷的原因入手,探讨沉陷防治和控制技术的一些主要方法和技术手段。
在煤矿开采过程中,沉陷主要是由于矿井上覆岩层的变形和位移所引起的。
这是由于矿井开采导致上覆岩层受到了破坏,形成了裂隙和弯曲。
岩层的强度和稳定性下降,从而发生沉陷。
另外,矿井开采还会导致地面沉陷,这是由于煤炭开采导致地下空洞的形成,进而导致地面塌陷。
因此,沉陷的防治和控制需要对矿井上覆岩层变形和位移进行控制,同时降低地下空洞的形成。
首先,对于矿井上覆岩层的变形和位移进行控制是沉陷防治和控制的重要手段。
一种常用的方法是预应力锚索技术。
该技术通过钻孔在岩层上注入混凝土浆液,形成锚索,提高岩层的强度和稳定性,从而减少开采引起的沉陷。
此外,还可以采用喷射混凝土技术,将混凝土喷射到岩层上形成厚实的强固体,增加岩层的承载能力,防止沉陷发生。
其次,通过填充充填物来减少地下空洞的形成,从而降低地面沉陷的程度。
填充充填物可以填补地下空洞,增加地下土体的强度和稳定性。
填充充填物可以使用各种材料,如煤矸石、砂土、矿渣等。
填充充填物的选择要考虑到其强度、稳定性和抗沉陷能力。
另外,地面沉陷的控制还可以通过地表沉降监测和预警技术实现。
地表沉降监测是通过安装沉降监测仪器,对地表沉降进行实时监测和记录。
通过监测数据的分析和处理,可以及时发现和预警地面沉降的发生和演化趋势。
这样,可以采取相应的沉陷防治措施,减少地面沉降的损失和危害。
最后,对于煤炭开采引起的地面沉降,在设计和规划阶段就应该考虑到沉陷防治的问题。
可以通过合理的开采设计和方案,减少地面沉降的影响。
比如,可以采取分区开采的方式,减少单个区块的开采量,减小地面沉降的范围和幅度。
此外,还可以采用降低开采强度的方法,控制开采速度和开采时间,从而减少地面沉降的程度。
采空区地面塌陷治理方案引言采空区地面塌陷是指在煤炭等矿产资源开采过程中,地下煤层被采出后,地面出现下沉、陷坍等现象。
这种地质灾害可能会对周边环境和人类生活造成严重影响。
为了更好地治理采空区地面塌陷,需要制定一套科学有效的治理方案。
本文将介绍采空区地面塌陷的治理原则和具体方案。
治理原则针对采空区地面塌陷,我们应遵循以下治理原则:1.全面综合考虑:采空区地面塌陷治理应综合考虑地质、水文、生态、环境等多个因素,制定综合治理方案。
2.人人有责:采空区地面塌陷治理需要政府、企业和居民共同参与,形成合力。
3.预防为主:采空区地面塌陷治理应重点放在预防措施上,减少地面塌陷的发生。
4.阶段性实施:治理采空区地面塌陷需要分阶段实施,根据具体情况逐步完善。
治理方案基于治理原则,我们制定了以下具体的采空区地面塌陷治理方案:1. 采空区填充封堵•清理采空区废渣:清理采空区内的废渣和垃圾,确保填充封堵材料能够顺利进入。
•填充封堵材料选择:根据采空区地质特点,选择合适的填充封堵材料,如煤渣、煤矸石等。
•填充封堵施工:将选定的填充封堵材料运入采空区,按照设计要求进行填充封堵施工。
2. 排水控制•地下水排泄:采用控制排水的方法,将采空区内的地下水进行排泄,以降低地下水位,减少地面塌陷风险。
•水污染治理:对排泄出的地下水进行处理,确保不会对周边水环境造成污染。
3. 地表沉降观测•布设监测点:在采空区周边设置地表沉降观测点,利用现代测量技术对地表沉降进行监测。
•数据分析:对观测到的地表沉降数据进行分析,判断地下采空区域的变化情况,及时采取相应措施。
4. 生态修复•植被恢复:在采空区地面塌陷治理结束后,进行植被的恢复工作,采用合适的植被种植工艺和技术,促进植被生长,恢复生态环境。
•生态监测:对生态修复后的采空区进行定期监测,评估生态环境的恢复情况。
结论采空区地面塌陷治理方案应贯彻全面综合考虑、人人有责、预防为主、阶段性实施的原则。
通过采空区填充封堵、排水控制、地表沉降观测和生态修复等措施的实施,可以有效治理采空区地面塌陷,保护周边环境和人类生活安全。
新生采煤沉陷灾害防范与治理排查工作方案一、背景和意义采煤沉陷是指由于煤矿开采活动导致地表产生下沉或坍塌的现象。
它严重威胁了生态环境和人民生命财产安全,对经济社会发展也造成了严重影响。
因此,对采煤沉陷灾害进行排查、防范和治理具有重要意义。
由于采煤沉陷灾害往往隐蔽性较强,需要通过科学的排查工作来及时发现和防范。
本方案旨在明确采煤沉陷灾害排查工作的任务、流程和方法,为采煤沉陷灾害的防范与治理提供科学依据。
二、工作目标1.全面了解采煤沉陷灾害的分布情况、演化规律和危害程度。
2.及时发现存在潜在采煤沉陷隐患的区域,并编制相应的防范与治理方案。
3.提高居民、企事业单位和相关部门的采煤沉陷灾害防范意识和应急能力。
三、工作内容1.采煤沉陷灾害数据收集:整理和梳理各级有关采煤沉陷灾害的资料和数据,建立相关数据库。
2.采煤沉陷灾害影响评估:通过现场考察、遥感影像分析等手段,评估采煤沉陷灾害的发生概率、范围和危害程度。
3.采煤沉陷灾害隐患排查:对采煤区域进行详细排查,发现潜在的采煤沉陷隐患,包括采空区、破坏区和开采残余区等。
4.采煤沉陷灾害防范与治理方案编制:根据排查结果,制定相应的防范与治理方案,包括补偿安置方案、恢复重建方案和预警监测方案等。
5.宣传教育工作开展:通过组织培训、宣传活动等方式,提高居民、企事业单位和相关部门的采煤沉陷灾害防范意识和应急能力。
四、工作流程1.制定工作方案:明确采煤沉陷灾害排查工作的目标、任务和时间节点,组织相关人员进行工作计划的制定。
2.数据收集与整理:梳理有关采煤沉陷灾害的资料和数据,建立相关数据库。
3.影像分析和现场考察:利用遥感影像和现场考察相结合的方式,进行采煤沉陷灾害的详细分析和评估。
4.隐患排查:对采煤区域进行详细排查,发现潜在的采煤沉陷隐患。
5.防范与治理方案编制:根据排查结果,制定相应的防范与治理方案。
6.方案实施与监督:组织相关人员按照方案进行工作,并进行实时监督与调整。
煤矿开采沉陷及其预防对策分析我国的煤炭资源十分丰富,相对来说,天然气与石油的资源较少。
因此,我国的主要能源来源于煤矿的开采。
煤矿能源在我国能源之中的比例占据一半以上,煤矿作为我国的主要能源,会一直并长期主宰着我国的能源产业。
我国经济的快速发展,带动着能源产业的需求。
因此,煤矿的开采规模也随之而增大,那么我国的生态环境问题就成为了非常重要的问题。
在煤矿的开采中,经常会发生地面沉陷等情况,本文主要针对此情况进行分析,并适当提出了应对措施,希望能够为业内人士带来帮助。
标签:开采沉陷防治对策充填注浆1煤矿开采沉陷形成原因及现状1.1开采沉陷形成的原因煤矿开采的沉陷情况是指,开采人员将煤从煤层采出后,地下的采空区和其周围本应有的水平应力,和土地的垂直应力平衡状态被破坏,导致地面重新分布垂直应力,引起了岩层的破坏、变形,甚至发生土地的移动,并且在移动过程中,导致地表和土层的土地也发生了变化,这种变化的过程,就是开采沉陷。
开采沉陷的实质原因由于地下开采的不断扩大,导致岩石的内部应力发生复杂的变化,这种变化又会引起其他周围岩石应力的变化,这种变化不断地传播至地表,导致从采空区至地表全部岩层整体移动的结果。
采空区上覆的岩层内部的构造是非常复杂的,各个岩层的岩性往往有很大的差异,而且各个岩层内部存在着各种不连续的节理和裂隙,如果开采沉陷促使这些节理和裂隙相互导通,则会引起范围更大的岩层移动,如果这些岩层的移动向地表对地表不断地扩散,最终传至地表的岩层,这将引起更大范围的地表沉降。
如果煤层埋藏的深度比较深,地下的采矿活动的范围也比较的小,则由于开采造成的地表沉陷是非常小的,有时仅仅会引起地,下局部的岩层移动并不会引起地表沉陷。
反之如果煤层埋藏浅,地下的采矿活动比较剧烈,影响的范围很大,那么肯定会引起地表岩层的移动和变形,最后形成地表沉陷。
1.2煤矿开采沉陷现状及存在的问题在进行煤炭开采时,主要有以下几种开采方式。
打设立井、斜井,或平硐的井工进行开采。
浅析煤矿采空区地面塌陷的防治措施赵法锁,李明(长安大学地测学院 陕西西安 710054)摘要:地面塌陷对国民经济建设和人民生命财产造成的危害日益严重,应当提倡以防为主,防治结合的原则,本文详细介绍了煤矿采空区地面塌陷的预防、治理措施,并以陕西神府煤矿为例,治理灾害的同时,保护了生态环境,收到了良好的效果。
关键词:地面塌陷 预防措施 治理措施地面塌陷是地质灾害的一种,具有发生突然、地点隐蔽的特点。
多发育在人口相对较多、经济较发达的城镇或工矿区,对国民经济建设和人民生命财产造成的危害严重。
根据地面塌陷的形成机理我国一般将其分为岩溶塌陷、采空塌陷、黄土湿陷三种。
它们的形成除自然因素外,往往与人类的生产活动有着密切的关系[1]。
采空塌陷治理的目的,是为了减轻人为灾害,改善矿区生态环境,安全文明生产。
以往多是在塌陷区形成以后,已经造成了危害,才着手进行治理,这种“滞后”的治理行为,常常事倍功半,今后应当提倡以防为主,防治结合的原则。
在塌陷区形成之前,就采取“超前”防治措施,即在制定开采设计时就考虑预防措施,并在开采过程中认真实施,包括在采矿过程中所使用的各种“减塌技术和措施”等,如充填采矿法,条带采矿法,多煤层、多工作面协调采矿法以及井下支护和岩层加固措施等,采取这些措施能够大大减少矿区塌陷的范围、塌陷幅度,减缓塌陷的时间进程,减轻塌陷的危害程度。
1.煤矿采空区地面塌陷的预防措施[2]根据煤炭部关于“建筑物保护煤柱留设与压煤开采”第17条规定,地面塌陷区圈定也考虑该项颁布的各项技术指标,即倾斜3/i mm m =±,曲率30.210/k m -=±⨯,水平变形2/mm m ε=+。
开采矩形工作面时的地表移动和变形预计1)坐标系统的建立和变换 ①坐标系统的建立如图1所示,坐标系的建立,是在井上、下对照图1以工作面水平投影的左边界和下边界的交点作为坐标原点O '、X '、Y '轴分别平行于煤层走向和倾向,建立O X Y '''直角坐标系。
1开采沉陷防控技术1.1概述截止2000年底,中国已经发现矿产171种,其中探明有储量的矿产157种,矿产地2万多处。
其中能源矿产资源中国比较丰富,但结构不理想,煤炭资源比重偏大,石油、天然气资源相对较少,所以我国是煤炭大国。
煤炭资源的特点是:蕴藏量大,但勘探程度低;煤种齐全,但肥瘦不均,优质炼焦用煤和无烟煤储量不多;分布广泛,但储量悬殊,东多西少,北丰南贫;资源赋存东深西浅,露采煤炭不多,且主要为褐煤;煤层中共伴生矿产多。
煤炭的开发为我国的经济快速持续发展提供了基本保证。
然而由于煤炭大规模开发利用,开采沉陷造成的矿区地质灾害日益显露了出来,近年来由于采矿活动诱发的地质灾害(如山体滑坡、水源下陷、污染、建筑物损毁、开裂、农民无地或少地耕种等)事故越来越多,并造成企业业主与矿区群众之间关系越来越紧张,群殴事件时有发生。
给当地社会治安带来隐患的同时也制约了地方经济的可持续发展。
开采沉陷带来的危害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、建筑物变形破坏等。
这都是由于煤炭及其他有用矿物被开采后破坏了围岩体的原始平衡引起岩层位移,造成矿区塌陷灾害和区域变形。
有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此类问题的根本途径。
与国际发达国家相比,我国煤炭产业起步较晚、技术力量相对落后,矿山企业多、产量低,其中主要的影响因素之一就是开采沉陷带来的地质灾害。
它牵制了企业的大部分精力,加上矿区群众的利益与企业的发展之间存在着“不可调和”的矛盾,他们之间的关系已经达到了剑拔弩张的地步!随着煤炭安全管理工作越来越细化、越来越具体,矿山开采技术力量也得到进一步加强,各煤矿企业也逐步认识到了对环境治理的重要性,逐步加大了对矿区环境治理和防治的力度。
对矿区环境的治理这不仅仅只是企业自己的事情,也是政府功在当代,利在千秋的事情。
1.2开采沉陷防控的技术途径开采沉陷防控的技术途径可以从主动防治的方法考虑。
即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置采矿工作面、采取水沙充填等措施,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。
井工煤矿开采造成的地表沉陷及治理措施摘要:在井工煤矿开采过程中由于煤炭层被采空,很容易发生地表沉陷,导致地面中出现裂缝,进而造成地苗水渗漏,影响周围的环境。
针对地表沉陷的情况,需采取合适的治理措施,改善开采煤矿对周围环境,地质的影响。
本文主要讲解井工煤矿开采导致的地表沉陷以及治理措施的情况。
关键词:井工煤矿;地表沉陷;治理措施随着科学技术的不断发展以及社会发展对煤矿资源的需要量不断增多,对煤炭开采技术的要求逐渐增加[1]。
煤炭行业快速发展过程中,煤炭开采的规模以及数量不断增多,但是在煤炭开采中,经过开采的矿区中出现地面沉陷特征,会对周围环境造成严重的影响,具体表现为塌陷坑,地裂缝,建筑出现损坏等情况。
对煤矿区域中地面沉陷发生原因进行分析,制定出合理的治理方法。
1 煤矿开采对矿区环境影响在地下井矿中开采煤矿过程中会对周围地层产生影响,对周围环境的采动影响主要从深处向周围扩散的。
开采空间的大小会对周围岩性的地层造成不同的影响。
在地下开挖矿井,会对周围地层造成较大的影响,若挖掘一个菜窖,那么产生的地层影响会比较轻微。
如果挖掘一个巷道,会较大地影响周围地层,这个影响范围中称为松动圈,一般范围在1米到2米左右。
如果地层的岩性比较软,开采的深度比较小,在煤矿开采中使用长臂采矿方式,在推进几十米后,会对地表造成影响[2]。
如果地层的岩性比较硬,开采的深度比较大,开采煤矿的工作面需要推进一个比较大的长度后才能对地面产生影响。
在煤矿区域中采空区域发生地面塌陷的原因主要由于地下煤矿开采完后,造成大范围的采空的情况,会造成地面的变形以及坍塌的情况,会对农作物、耕地以及民房造成较大的危害。
其中最危险的地段是由于地面沉陷导致部分农田水平面降低,积水进入其中形成潭水或者沼泽地,农作物由于地面沉陷导致损坏,整块田地无法再次进行耕种,导致出现丢荒的情况。
煤矿发生塌陷不仅会对土地,地表的植被资源造成破坏,还会严重影响矿区周围的人们的生活生产。
矿区地面沉陷控制与防治技术研究1. 引言1.1 矿区地面沉陷问题的背景矿区地面沉陷是指在开采矿区过程中,地下矿体的变形和煤田开采过程中部分空隙的塌陷导致地表发生陷坑或沉陷的现象。
这种沉陷导致地面下陷,地表出现裂缝和坑洞,对周围环境和人类安全造成严重威胁。
矿区地面沉陷问题始终是矿区开采工作中的一个重要难题。
随着煤炭资源的开发利用和煤炭行业的高速发展,矿区地面沉陷问题日益突出。
大规模的矿区开采导致地下空洞不断扩大,地面承载能力逐渐下降,从而引发了严重的地面沉陷问题。
矿区地面沉陷不仅给矿区的生产和安全带来影响,还会对周边的居民、农田、道路和水资源造成不可估量的损失。
研究矿区地面沉陷控制与防治技术,积极开展相关研究工作,对于保障煤炭资源的安全开采、维护矿区周边环境的稳定以及社会的和谐发展具有重要意义。
1.2 研究意义矿区地面沉陷是矿业开采活动不可避免的地质灾害之一,严重威胁着矿区及周边地区的安全稳定。
对矿区地面沉陷控制与防治技术的研究具有重要的意义。
研究能够帮助我们深入了解沉陷的机理,从而更好地预测和防范地质灾害的发生,保障矿区及周边居民的生命财产安全。
探索有效的控制与防治技术措施,可以为矿业开采提供技术支持,提高开采效率和安全性,促进矿区经济持续发展。
通过案例分析可以总结经验教训,为其他矿区地面沉陷的防治工作提供借鉴和参考。
研究矿区地面沉陷控制与防治技术不仅在理论上具有重要意义,也在实际应用中具有重要的现实意义。
1.3 研究现状矿区地面沉陷问题是矿业生产中常见的地质灾害之一,严重影响着矿区的安全生产和可持续发展。
随着矿山开采规模的不断扩大和深入,矿区地面沉陷问题日益突出。
目前,矿区地面沉陷的研究现状主要包括以下几个方面:1. 沉陷机理研究:通过对矿区地面沉陷的形成机理进行深入探讨,揭示了地质构造、煤层结构、矿山开采方式等因素对地面沉陷的影响机制。
这为进一步的控制和防治提供了理论依据。
2. 控制与防治技术研究:目前,针对矿区地面沉陷问题,研究人员提出了多种控制与防治技术措施,包括地质勘探技术、监测预警技术、地下支护技术等。
采煤沉陷环境治理方案一、背景介绍采煤沉陷是指在采煤过程中由于煤层产生破碎和塌陷,造成地表沉陷的现象。
采煤沉陷不仅对地表建筑、地下管线等工程设施造成损害,同时还对环境和生态系统带来负面影响。
因此,采煤沉陷环境治理成为必然的选择。
本文将介绍采煤沉陷环境治理方案,包括预防控制、监测预警和恢复重建方面的内容。
二、预防控制1. 合理设计采煤方案合理设计采煤方案是预防采煤沉陷的重要措施。
在采煤方案设计中,应充分考虑煤层的力学性质和地质条件,合理确定采煤位置、开采方法和支承方式,以减少煤层破碎和塌陷的可能。
2. 采用先进的采煤技术采用先进的采煤技术是预防采煤沉陷的关键措施之一。
目前,常见的先进采煤技术包括细分层开采、巷道充填、支架稳定等。
这些技术能够有效减少煤层的破碎和塌陷,从而降低采煤沉陷的风险。
3. 加强水文地质调查水文地质条件对采煤沉陷具有重要影响。
因此,在采煤前应进行细致的水文地质调查,全面了解地下水位、地下水流动方向和地下水的含水层分布情况等,为采煤沉陷的预防控制提供依据。
三、监测预警1. 建立监测系统建立采煤沉陷的监测系统是实施环境治理的基础。
监测系统应包括地表沉陷监测、地下水位监测和建筑物变形监测等方面。
通过实时监测煤层状况和地表、地下的变化情况,及时掌握采煤沉陷的发展趋势。
2. 发展预警技术利用现代化技术手段,如遥感技术、地理信息系统等,发展采煤沉陷的预警技术。
通过对采煤过程中的各项参数进行实时监测和数据分析,提前预警可能发生的采煤沉陷风险,以便采取相应措施来减轻沉陷对环境的影响。
3. 定期评估定期对采煤沉陷环境治理的效果进行评估,以掌握治理措施的有效性和可行性。
在评估的基础上,及时调整和完善采煤沉陷环境治理方案,以提高治理的效果。
四、恢复重建1. 地面修复采煤沉陷对地表造成破坏,需要进行地面修复工作。
地面修复包括填平沉陷坑、修复地表水体和重建绿化等。
通过合理的地形修复和植被恢复,使地表恢复原貌,减少对生态环境的影响。
煤炭开采引起地面沉陷的防控和治理
宋正标,孙建国,张宪新
(微山湖矿业集团有限公司泗河煤矿,山东微山272195)
摘要矿山生态环境保护与恢复治理是一项系统工程,采矿沉陷治理的最终目标是恢复因采矿而破坏土地,保障采矿—土地利用持续发展。
该文围绕如何降低开采沉陷,减少地表破坏,保护矿区环境,提出了具体的预防及治理技术。
关键词沉陷控制充填开采土地复垦
中图分类号TD325+.4;TD88文献标识码A
1沉陷防控的技术途径
沉陷破坏的防控技术途径的研究和应用目前主要集中在两个方面:(1)主动防控: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)被动防控: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充填开采
充填开采是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,及时修复因采矿活动而改变的地质构造,保持原始的岩石力学平衡状态不被破坏,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的一种开采方法。
目前使用较多的主要是水沙充填法和矸石自溜充填,其中水沙
*收稿日期:2011-06-01
作者简介:宋正标(1976-),男,本科学历,毕业于山东理工大学采矿工程专业,现任山东省微山湖矿业集团有限公司泗河煤矿安全科科长,助理工程师。
充填法较为简单易行。
充填开采相比于直接赔偿和治理塌陷区来说比较经济可行,具有很好的推广价值。
目前已经出现以胶结充填、高水材料充填为研究方向的充填开采新技术,试验数据表明地表的下沉量显著减少,适宜于3 6m采高。
1.2房柱开采法开采
房柱式采煤法是在煤层内开掘有一定宽度的煤房,煤房间用联络巷相连,形成近似于长条形的煤柱,煤柱的宽度由数m到数十m不等。
由于房式采煤法属于部分回采,仅是部分地采出地下煤炭资源,留设的一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层,能够有效地控制覆岩移动,减少地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护,比较适合于不能搬迁又不便加固维修的密集建筑物下(如乡村)采煤。
但该采煤方法采出率低、巷道掘进多、不便于安全管理,且工作面搬家频繁、效率比较低下。
1.3覆岩离层带充填
煤矿及其它矿物被开采后形成采空区,在煤层上覆岩土层中自煤层顶板向上形成“三带”———垮落带、导水裂缝带和弯曲下沉带(如图1所示),最终引起地面沉陷,导致地表下沉、倾斜变形、水平移动及非连续变形等,在地表形成比采空区面积大得多的塌陷区。
浆观测,CO呈下降趋势。
从2004年1月下旬打钻孔注浆到4月中旬共注粉煤灰200T、白灰200T,CO绝迹,保证了该区右五段的顺利开采,该区已于2004年4月下旬开采结束,达到了防火保生产的目的。
4注意事项
通过对该区采取防火新工艺的一些做法,认为在实际操作过程中应注意几点:
⑴必须定期检修泵体,对泵加强维护和保养。
⑵压力表必须定期检定,确保正常运转。
⑶管路必须在注浆前后冲洗,保证畅通。
⑷注浆管与钻孔接头必须严密不漏,防止漏灰或卸压。
5一点体会
(1)该泥浆泵压力比较大,达2MPa,泥浆能充满压到浮煤和煤体整个裂隙内,使煤体的氧化层加厚,使煤体与空气彻底隔绝,达到防火目的。
(2)注浆浓度高不需要疏水,前期起到煤体注水、软化作用,边生产边施工,不影响生产。
(3)粉煤灰具有较低水泥的标号,白灰浆形成固体的碳酸钙,充分凝固到煤体及裂隙中,形成永久固体保护层。
(4)由于注灰量大,人工搅拌费时,劳动强度大,搅拌不均匀,以后的工作中改进用机械搅拌。
在煤炭采出后一定时间间隔内,采用钻机打钻经钻孔
往离层带空间高压注浆、
充填,加固离层带空间,将受采动影响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。
目前该技术尚不
成熟,
我国还没有进行这种技术大规模应用,但山东部分矿区进行了“覆岩离层注浆”技术试验,减沉效果明显,简单易行,是地表沉陷治理的一种新方法。
图1
开采沉陷覆岩“三带”分布示意图
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。
1.5
协调开采
厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距、相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。
但该技术要保持一定的错距,因此组织生产难度较大。
1.6“采-注-采“三步法开采
充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用,应用荷载置换的原理,进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采,有效的实现对岩层移动和地表沉陷的控制,解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保护了地面建、构筑物,但也存在工艺复杂,成本较大等缺点。
2土地复垦治理
2.1
煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦
(1)以往一直都是采取向地面矸石山排放矸石的方式,不但占用耕地、污染环境、而且还有煤矸自燃和矸石山垮塌危险。
塌陷区经过矸石回填以后,大部分可以恢复为良田耕种作物,既可使受采煤破坏的土地得到恢复,又能减少矸石的额外占地。
在对土壤进行改良后,可以进行绿化、种植适宜生长的经济林等。
(2)利用电厂的废弃物-粉煤灰充填沉陷区复垦
土地,
可以化两害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农民三方面有利)。
利用粉煤灰充填塌陷区或沟谷造地,必须先进行消毒处理,再在其上面覆盖一层腐殖土,稍事夯实,就可以进行有计划的耕种和建造简易建筑物。
2.2
平地和修建梯田复垦
对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平
整土地、
改造成梯田的方法复垦利用。
梯田的水平宽度和梯坎高度,应根据地面坡度陡缓、土层薄厚、工程
量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定,田间坡度的大小和坡向,应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。
2.3
输排法复垦
对于潜水位较低且沉陷不严重的沉陷区采取开挖排水渠道,将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等,使沉陷水淹地重新得到耕种,也可以作为灌溉蓄水池加以利用。
2.4
积水区综合利用技术
运用人工或机械方法,将局部积水集聚较多的大塌陷区域再挖深,进行渔业养殖、蓄水灌溉等。
对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区进行科学的综合利用,发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园、农家休闲娱乐山庄等,发展多种经营。
用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区,使其成为可耕种的土地。
经夯实、平整,可以在上面建房、建村(低矮建筑)。
2.5
固体微生物复垦技术
对矸石山煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期(约6个月)就可建立起稳固的植物生长层,应用土壤改良技术,在较短的时间里将矸石山改良成适合于普通植物生长的载体。
3
结束语
开采沉陷对土地资源和环境的破坏在实际生产活
动中不可避免。
在目前有限的技术条件下,所能做的就是根据各矿区的实际情况和条件合理地应用控制开采沉陷技术和矿区生态复垦技术等多学科知识,加强对地表塌陷的综合治理和开发利用,尽可能地减少对土地资源和环境的破坏,节约土地,保护环境。
参考文献:
[1]郭广礼,王悦汉,马占国.《煤矿开采沉陷有效控制的新途径》[J ].徐州:中国矿业大学报,2004.3(3).151 153.[2]刘过兵.《采矿新技术》[M ].北京:煤炭工业出版社.。