济宁矿区开采沉陷与综合治理.docx

济宁矿区开采沉陷与综合治理朱孔盛, 郭恒庆, 张东俭( 兖州矿业集团公司 济宁二号煤矿, 山东 济宁 272172)摘 要: 针对济宁矿区地质采矿条件, 分析了开采沉陷对环境的影响问题, 提出了就近回填塌陷区重建抗变形村庄和积水塌陷区综合治理等对策, 是解决本区开采沉陷环境问题的有效途径。关键词: 开采沉陷; 环境影响;综合治理; 土地复垦T D 325+ .中图分类号:4文献标识码:A将来可持续发展的重要课题之一。截至 1997 年底, 兖州矿区累计开采塌陷土地 共计 71064 万亩, 其中济二矿塌陷土地 4253 亩。随 着济二矿开采强度逐渐加大, 开采沉陷造成的环境 问题将日益严重, 尽早开展开采沉陷控制和治理技 术的研究, 对于合理解决开采沉陷环境问题, 促进 矿区可持续发展, 具有重要意义。1济宁矿区开采沉陷环境问题济宁矿区地处鲁西南平原,潜水位距地表仅115～ 3m ,属高潜水位平原矿区。矿区地下可采和局部可采煤层平均总厚 10194m ,山西组主采的第3 煤层平均厚 6136m , 地下采煤后造成了地面大面积沉陷, 仅 3 煤开采后地表下沉量一般为 4～ 6m ;开采沉陷对矿区环境造成了严重影响, 已经成为制 约矿区可持续发展的主要问题之一。在华东高潜水位矿区, 开采沉陷造成的环境问题主要包括1 :(1) 塌陷土地大多是肥沃的农田, 破坏后土壤 退化严重。。(2) 受区域地下水位控制的第四系潜水位相对 上升, 造成局部潜水接近或出露地表, 形成湿地或沼泽、湖泊化, 使耕地无法耕种、土地绝产, 生态 环境恶化。(3) 开采沉陷造成了地面村庄建筑物的破坏, 塌陷区积水还将使其长期受水浸泡, 严重影响其正 常使用, 最终造成村庄被迫搬迁重建。(4) 开采沉陷对地面输电线路、交通设施造成 破坏, 使得高压输电线路、公路被迫改线重建, 恶化了矿区生产、 生活条件。(5) 开采塌陷对原有的水利设施造成破坏, 加 剧了塌陷积水区的环境恶化, 使得河流堤坝不得不 改造加固。(6) 区域人口稠密、经济发达, 大面积的积水 塌陷区造成了, 建筑用地极度缺乏, 造成了搬迁村庄选址困难或远离旧址、 重复压煤问题。(7) 开采沉陷造成的环境恶化和土地破坏给居 民的生活造成严重影响, 使农民失去了赖以生存的 土地, 降低了居民的生活水平。如何妥善解决济宁矿区村庄下压煤开采、积水 塌陷区的治理和土地复垦问题, 是关系到济宁矿区2济宁矿区开采沉陷预测模型及其预测参数济宁矿区含煤地层为石炭二迭系, 全部为第四系地层所覆盖; 第四系冲积层平均厚度约 200m , 东南薄西北厚; 第四系下部为侏罗系,厚 0～ 795m ,再下为二迭系和石炭系含煤地层, 总厚度约 290m ;其下为奥陶系石灰岩。石炭二迭系含煤地层共含煤27 层, 其中可采和局部可采煤层 7 层, 全区稳定可 采的煤层为 3、16、17 层。根据对济宁矿区和兖州矿区大量地表移动观 测站实测资料的分析研究, 济宁矿区长壁开采条件下的地表沉陷规律基本符合基于随机介质理论的 概率积分法模型, 以此进行地表沉陷预计基本可满 足矿区一般工程需要。 由于济二矿的投产时间短, 目前本井田实测资料尚不完善, 根据本矿地质采矿 条件和部分实测地表移动资料, 并参照兖州煤田和《建筑物、 水体、 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的有关资料, 选取大面积长壁开采、 全部垮落法管理顶板时的概率积分法预计参数如下2:下沉系数:主要影响角正切:q= 018;tg Α=210; 水平移动系数:开采影响传播角:b = 0125;Η= 90°- 016Α; 拐点偏移距: s= 0～ 0112H。由于济宁矿区煤层采深相对较大, 工作面开采 宽度一般为 160m～ 210m , 在矿井开采初期, 前期开采的单一工作面开采后地表将远不能达到充分·60·2000. №1 矿山压力与顶板管理采动, 可近似看成是独立的小工作面采煤、地面极不充分采动问题。根据大量地表移动实测研究成果 表明, 在采用概率积分法进行小工作面地表移动变形预计时, 必须对下沉系数进行修正, 修正系数见 下表3 。岩和泥岩为主, 其次为细砂岩; 区内有落差为 712m和 915m的断层两条, 其余均为小断层, 地质条件相对简单。采区地表主要为农田, 地势平坦, 地面标高+3411m～ + 3416m , 地表潜水位 115m 。采区上方或 其附近有六四农场四分场、 济二矿西小区建筑群、济宁市外环路、高压线路、辽沟河等。其中六四农 场四分场占地面积 250 亩, 由监狱、办公楼及家属区、养鸡场三部分组成, 各种房屋均为砖瓦式结构,抗变形能力极差; 外环路是济宁市区