西北地区黄土高原煤矿开采地质环境问题及其对策研究——以陈家沟煤矿为例

西北黄土高原地区生态环境脆弱,煤矿开采引发的地质环境问题影响严重。以甘肃华亭矿区陈家沟煤矿为例,阐述了煤矿开采引发的主要矿山地质环境问题及其对策。陈家沟煤矿面积7.27km~2,存在的主要矿山地质环境问题为地下开采引发的地面塌陷与地裂缝、含水层破坏及土地资源损毁。目前,陈家沟煤矿塌陷矿山地质灾害影响严重,塌陷区面积约为518.41 hm~2;地下含水层影响较轻;损毁土地严重,损毁面积543.04 hm~2。预测至2030年,陈家沟煤矿开采引发的地面塌陷与地裂缝影响严重,采空沉陷面积增加355.16 hm~2;对地下含水层的影响较轻;对土地资源破坏严重,拟增加损毁土地面积355.16 hm~2。针对存在的矿山地质环境问题,提出了相应的工程治理措施及地质环境监测方案,并建议将防治工作贯穿于矿井开发的全过程,坚持边开发、边治理的原则,最大限度地减少矿山开采对环境的影响。     

青磁窑煤矿矿山开采对地质环境和土地损毁的影响评估

为保护矿山地质环境,减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏,保护人民生命和财产安全,合理利用土地和切实保护耕地,研究了青磁窑煤矿矿山开采对地质环境和土地损毁影响,矿山地质环境条件复杂程度为复杂类型,矿山地质环境影响评估级别为一级。研究得出,根据前述矿山地质环境现状分析,对不同矿山地质环境问题评估结果进行叠加,将全区划分为2级6个不同影响程度区,包括5个严重影响亚区和1个较轻区;根据矿山地质环境预测评估,对不同矿山地质环境问题评估结果进行叠加,将全区划分为2级5个不同影响程度区,包括4个严重影响亚区和1个较轻区。现状条件下,青磁窑煤矿已损毁土地包括压占损毁土地23.75 hm²、塌陷损毁土地659.95 hm²;方案服务期预测损毁土地面积1 036.12 hm²,重复损毁土地面积326.6 hm²。研究为矿井后期矿山地质环境治理和土地复垦提供了技术支持。     

白银市神峰煤矿地质环境评估与恢复治理对策研究

白银市神峰煤矿位于祁连造山带走廊边缘坳陷带,赋矿地层主要为石炭二叠系和中侏罗统,煤层结构由东往西由简单变为复杂。煤层厚度0.69～39.46 m,平均厚度10.89 m,倾角在10°~14°,总体煤层趋势比较稳定。矿区开采过程中,因采空区造成了地面沉陷、边坡崩塌等地质环境问题;因取土场、煤矸石堆放、原煤储存、运输、建筑场地等造成了地形地貌景观破坏。通过对矿区野外实地调查、资料收集与分析、综合研究等方法,评估预测矿山地质环境问题,以及煤矿工程活动对土地造成的损毁情况。为了实现社会经济的可持续发展,最大限度地减轻矿业活动对矿山地质环境的污染与破坏,对神峰煤矿提出了地质环境治理方案,以达到对矿山地质环境保护与恢复治理的目的。     

基于仿真计算的永城矿区采空区地表沉陷防治研究

煤矿采空区地面沉陷是永城矿区典型、突出的矿山地质环境问题。利用永城矿区特有的地质煤层条件和岩移观测参数,充分考虑采区间、断层、巷道等煤岩柱影响,将各块段的岩移计算参数和数据输入计算机,对煤矿开采造成的地面沉陷区范围进行仿真计算和分析,掌握了沉陷区地表移动与变形值、采煤塌陷耕地面积等基本数据,为制定采煤沉陷区的预防和治理方案提供了可靠依据。综合治理方案实施后,采煤沉陷区将得到有效治理。     

淮北闸河矿区采煤沉陷区环境综合治理与土地高效利用实践

针对淮北闸河矿区煤炭资源开采带来的环境和土地利用问题,结合矿区自然环境条件和煤矿开采形成的环境现状,提出"宜城则城、宜乡则乡、宜地则地、宜水则水"的矿区环境治理理念。通过开展矿山环境保护和综合治理技术研究与大量的工程实践,转变煤矿开采区的环境固有效应,解决了矿业城市建设用地紧张、村庄发展以及失地农民的生产生活问题,实现了矿区土地高效利用,达到资源开发与环境保护并重的目的。所开展的有利于地面环境保护或治理的煤层开采前区域规划设计、先进的开采工艺,显著减小了对地面环境的破坏和影响;采空区稳定性评价和注浆加固技术,使一定区域内地面塌陷得到有效控制,实现了采煤沉陷区地面建设,缓解了矿业城市建设用地紧张的局面;对采煤塌陷积水区,参照城市湿地标准要求开展湿地建设,将采煤塌陷水域建设成为生态建设用地;实施的煤矸石充填复垦工程,既解决了矿区固废处置处理问题,同时又实现了沉陷区土地复垦。通过塌陷区环境综合治理,实现了土地高效利用,同时取得了良好的经济、环境和社会效益。     

某煤矿土地复垦与生态恢复措施研究

矿井建设及生产过程中挖损、压占和塌陷等都将损毁矿区土地,随着开采的持续发展,损毁土地的数量也将持续增加。为了有效减少因煤矿开采产生的土地损毁,促进经济社会与生态环境的协调发展,通过调查某投产煤矿土地已损毁情况,依据矿区土地利用现状,结合矿区地质条件和开采工艺,以概率积分法计算出地表移动变形值,预测了矿区土地拟损毁情况,确定出土地复垦责任范围,并在此基础上提出了煤矿开采中的土地复垦措施及工程设计,安排了土地复垦工作计划,为煤矿后期的复垦工作提供出可靠的依据。     

露天石材矿山地质环境影响及生态恢复研究

通过对贺州市同乐石灰岩矿现状调查,矿区面积为24.15 hm²,矿山主要采用自上而下的露天台阶式开采方式,开采边坡总高度达140 m,总计损毁土地面积为24.80 hm²,使矿山地质环境遭受了严重破坏,地质环境影响总面积为122.12 hm²。根据采场边坡、堆料场边坡、岩溶塌陷等易发地质灾害现象,以地形地貌景观的影响和破坏程度、土地资源的占用破坏程度、水土污染的影响和破坏程度为研究对象,采取有效的工程手段,利用采场边坡削整、采场底部开挖排水沟、表土场周边砌筑挡土墙、植被恢复等措施,以消除或减轻地质灾害隐患,改善矿区生态环境,修复已损毁的土地资源,提升历史遗留矿山与周边地形地貌景观的和谐度,促进经济社会的可持续发展。     

莲花县某小煤矿矿山地质环境恢复治理初探

江西省莲花县某小煤矿由于长期采煤活动造成了采空塌陷、地下水影响、煤矸石堆积等地质环境问题,结合矿山地质环境实际提出了煤矸石堆生态治理、地形地貌恢复、地质环境监测等治理措施,以期恢复矿区环境,实现可持续发展。     

小康煤矿S2S2综放面水体下开采安全可行性研究

根据小康煤矿井田及南二采区南二工作面煤层赋存、地质构造、水文地质、采煤方法等采矿地质条件,结合小康煤矿以往防治水工作经验,对S2S2工作面开采矿井充水因素、覆岩导水裂缝带发育高度、断层与钻孔的导水性等进行了分析与研究,认为S2S2综放工作面能够在地表塌陷坑积水下实现安全开采。     

贵州省某关闭煤矿山地质灾害环境风险分析与评估

近年来,贵州省由于关闭煤矿引发的相关地质灾害,不仅影响村民的生活、甚至威胁人民的生命财产安全。在收集、分析、利用以往资料的基础上,开展贵州省某关闭矿区地面地质环境现状调查工作,对矿区进行地面不良地质点的测量和地质环境条件及不良地质问题的调查;运用地球物理勘探作业圈定贵州省某煤矿采空区范围;在综合分析研究上述资料后得出该煤矿采煤活动对土地占用、土地损毁的风险较小,结合矿区地面地质调查与物探异常区分布,a、b、c、d及外推15.7m为地质灾害中风险区,其他区域引发新的地质灾害的可能性小、风险性小。矿山开采时造成的区域水位下降、水资源环境破坏经过多年自然恢复,矿区水资源环境破坏风险性小,但该煤矿区域场地后期不宜进行大规模工程建设。     

豫安煤矿开采对矿山地质环境影响及治理技术

为了改善豫安煤矿矿山地质环境,减轻煤矿开采引发的地质灾害,修复地貌景观和土地资源,对该矿山地质环境影响进行了评价。研究区主要地质灾害为地面塌陷、地裂缝,采矿活动没有破坏含水层或对含水层的影响破坏较轻,对原生地形地貌景观破坏程度较大,矿山活动对土地资源破坏程度严重。基于此,提出了矿山地质环境综合治理技术,包括场地平整技术、道路技术、排水渠技术、绿化技术、土壤培肥与翻耕、管护技术等。研究可最大限度地避免或减轻采矿活动对矿山地质环境的影响和破坏,实现矿山地质环境的有效恢复。     

新疆准东煤田地面塌陷整治修复途径探讨

塌陷是矿山开采过程中不可避免的环境地质问题。采煤塌陷地环境整治直接关系到矿区的生态安全和区域经济发展,也关系到矿区的可持续发展。针对新疆独特的地形条件以及准东煤田的煤层、地质、地形情况,按照技术上可行、环境上有效、经济上合理的原则,为新疆矿山及地质背景相似的矿山开展生态恢复治理工作提供了理论指导、实践经验及示范模式。     

煤矿矿区地质环境问题及恢复治理研究

窦庄煤矿地处安徽省淮北市,为生态环境脆弱区。当前矿区多年的开采后引发地面塌陷、土地结构变化等地质环境问题,严重影响着地方经济的发展。为了窦庄煤矿煤炭资源的可持续发展和矿山地质环境保护工作,论文以窦庄煤矿为研究对象,对当前窦庄煤矿矿山地质环境问题进行了综合分析并提出了综合恢复治理方案。     

黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地治理的若干基本问题研究

黄河下游流经河南和山东两省,该区域为冲积平原地貌,既是我国的粮食主产区,也是重要的煤炭基地。平原煤矿区煤炭开采最主要的生态环境问题是采煤塌陷并严重积水,造成耕地面积减少、生态环境恶化。以黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地为研究对象,针对治理范围、积水机理和稳沉性分析这三大采煤塌陷地治理的基础性问题进行探讨,并研究其治理措施。研究表明:(1)采煤塌陷地治理范围是一个隐伏信息,比较难以精准确定。传统以下沉10 mm的沉陷边界作为治理范围往往过大,应以塌陷对建筑物和耕地的损毁边界作为采煤塌陷地治理范围,对建筑物的损害边界以临界变形值:倾斜i=3 mm/m,水平变形ε=2 mm/m,曲率K=0.2 mm/m~2来确定,耕地损毁边界以对耕地生产力开始产生影响的临界下沉值、临界倾斜值、临界水平变形值的最小值来圈定,并提出耕地损毁临界变形值计算方法和治理范围圈定方法。(2)采煤塌陷地积水是平原矿区生态损毁的主要特征和优选治理技术的关键,它主要与地表下沉量、潜水位、气候、土壤结构和质地等因素有关,通过厘清塌陷后的地表与潜水位的关系,阐述了塌陷积水的机理及动态过程,并以是否积水作为土地损毁程度评价的重要标准。(3)塌陷稳定性是治理措施和时机选择的关键,提出了基于治理阶段性和考虑未来(周边与多煤层)开采影响的塌陷稳定性分析方法。(4)针对黄河下游平原煤矿区耕地损毁严重的问题,改变传统的"末端治理理念"和"零和博弈思维",提出了"采煤与耕地保护协同发展战略"和"边采边复战略",可有效保护和恢复耕地,实现煤炭开采与生态保护的协同发展。     

同煤集团北辛窑井田首采区采煤工艺设计

北辛窑井田地处宁武县阳方口镇一带,东与神达南岔煤矿相邻,东南与榆树坡煤矿相邻,西与程家沟煤矿相邻,北与朔南矿区的麻家梁井田、梵王寺井田相邻,位于管涔山、芦芽山、云中山、恒山四大山脉交汇处。结合井田生产地质条件,对首采区地质特征、巷道布置、采煤工作面布置以及生产系统进行了设计,在此基础上,根据国内外煤炭开采技术发展现状,结合初期开采的2号煤层的赋存特点,设计采用单一长壁综合机械化采煤法,全部跨落法管理顶板,设计2号煤层采用大采高综合机械化一次采全高回采工艺,根据5号煤层和6号煤的赋存特点,分别推荐选用综采放顶煤回采工艺、一次采全高回采工艺开采,为采区后续生产作业提供了有益参考。     

同煤集团北辛窑井田首采区采煤工艺设计#br#

北辛窑井田地处宁武县阳方口镇一带，东与神达南岔煤矿相邻，东南与榆树坡煤矿相邻，西与程家沟煤矿相邻，北与朔南矿区的麻家梁井田、梵王寺井田相邻，位于管涔山、芦芽山、云中山、恒山四大山脉交汇处。结合井田生产地质条件，对首采区地质特征、巷道布置、采煤工作面布置以及生产系统进行了设计，在此基础上，根据国内外煤炭开采技术发展现状，结合初期开采的2号煤层的赋存特点，设计采用单一长壁综合机械化采煤法，全部跨落法管理顶板，设计2号煤层采用大采高综合机械化一次采全高回采工艺，根据5号煤层和6号煤的赋存特点，分别推荐选用综采放顶煤回采工艺、一次采全高回采工艺开采，为采区后续生产作业提供了有益参考。     

魏家地煤矿瓦斯涌出规律及影响因素分析

以魏家地煤矿首采区(西一采区)为研究背景,根据矿井首采层瓦斯涌出规律,分析了瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量、瓦斯涌出量与掘进长度的关系,从开采顺序、煤层厚度、区域构造、解放层开采四方面研究了开采条件对瓦斯涌出的影响,为矿井安全高效开采和煤层瓦斯的有效防控提供借鉴。     

托克逊昭和泉煤矿一号井矿山地质环境现状及土地复垦措施

针对矿区内主要存在地质灾害、含水层破坏、地形地貌破坏及土地损毁问题,为实现矿山地质环境和土地利用的有效保护与恢复治理,以及为矿山土地复垦及地质环境治理的实施管理提供依据,最大限度地减轻矿业活动对地质环境及土地利用的影响,在充分收集、综合分析建设项目相关资料的基础上,确定调查范围,开展矿山地质环境现状和土地资源调查,进行矿山地质环境影响和土地损毁评估,对矿山地质环境保护与恢复治理分区和土地复垦范围确定,制定恢复治理措施和复垦措施,提出保护和预防、恢复治理工程方案,通过拆除、削高填低手段对地质环境进行恢复。研究表明,矿区土地生态环境治理取得显著成效。     

徐矿采煤沉陷区治理方法探讨

徐州矿务集团及其前身在徐州地区已有一百多年开采历史,在百年井工开采过程中,造成了大范围地面塌陷,改变了原有的地表地貌,至今仍是一个较为严重的生态问题,要从技术层面研究解决途径。文章具体阐述了徐矿采煤沉陷地的形成原因及其现状,指出了采煤塌陷带来了土地减少、土地质量下降和环境质量恶化和煤矿企业社会形象降低等负面影响。同时提出对破坏环境的煤矿或采区限制开采;采用复垦造地、挖深垫浅、宜水则水、宜渔则渔的方式充分利用;采用条带开采或充填开采方式,控制对地表的破坏;采用降水措施,防止村庄及农田被淹,尽最大努力在获取宝贵煤炭资源的同时,保护有限的土地资源,尽力恢复矿区生态。     

西部重点煤矿区土地退化的影响因素及其评估

中国西部生态环境极其脆弱,煤炭资源开发与自然因素共同作用导致的矿区土地退化不容忽视,本文旨在揭示我国西部煤矿区土地退化的成因、程度、分布与趋势,为矿区土地退化防治与国土空间生态修复提供数据基础与决策依据。提出了煤矿区土地退化的概念,将煤矿区土地退化的直接因素划分为挖损、塌陷和压占,间接因素或外在表现划分为土壤侵蚀、植被退化与沙漠化或石漠化,结合实地调查并辅以高分辨率与高光谱遥感数据解译,提取了上述土地退化因素信息,并提出了土地退化外在表现的分级评价标准,进而构建了西部煤矿区土地退化的综合评价模型,对分布于黄土高原区、西南山地丘陵区、北方草原区和西北干旱区的12个重点煤矿区进行了土地退化信息提取、土地退化因素分析与土地退化综合评价。结果表明:①影响井工煤矿的万吨塌陷率的因素有累计采厚、平均采深、煤层倾角及上覆岩性,影响露天煤矿的万吨损毁率的因素包括煤层厚度、剥离岩土厚度及其堆放方式。②不同地域的矿区土地退化主要表现有所不同:黄土高原区为植被退化和土壤侵蚀,西南山地丘陵区为土壤侵蚀,北方草原区与西北干旱区植被退化、土壤侵蚀与沙漠化3者兼有。③矿山尺度的土地退化要比矿区尺度的更为剧烈,露天开采引起的土地退化要强于井工开采;矿区尺度的土地退化程度与煤炭资源开发强度(用煤矿扰动面积与矿区总面积之比表示)有关,开发强度越大,矿区土地退化程度越严重,而土地退化程度与开发强度并不呈正比,它还与矿区的生态脆弱性或承载力有关。因此,不同区域、不同采煤方法造成的土地退化形式及退化程度不一,因此需要采取不同的修复策略;为防止过度土地退化,需要根据矿区生态承载力确定合适的开发强度。