煤田區地質環境綜合治理工作探析范文

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摘要:為避免煤田火燒隱患區和采煤沉陷區地質環境問題的進一步加劇，礦山企業應及時對其進行綜合治理。治理工程主要措施為注漿滅火－注水降溫－上覆土巖層的剝挖－排渣－火區殘煤的回收及運輸－開挖坑底部邊界煤層露頭黃土封堵、覆蓋－開挖坑回填、整平－黃土覆蓋(以備綠化復墾)－綠化等，同時對排土場與臨時占地區域進行生態環境恢復。通過綜合治理，能夠有效減少煤炭自燃對環境的破壞和影響，通過生態恢復，可以保護環境、恢復植被，減少水土流失、改善土地結構類型。

關鍵詞:可行性;火燒隱患;工程治理;生態環境治理

煤田火燒隱患區和采煤沉陷區問題伴隨著煤礦的設立就已存在，隨著煤礦的發展，采空區面積和范圍不斷擴大，矛盾和問題不斷加劇。火燒區對當地的環境造成極大影響，并形成一些次生地質災害，同時也造成煤炭資源的浪費。所以，急需對火燒隱患區和采煤沉陷區進行地質環境綜合治理。

1綜合治理的可行性研究

1．1治理先期條件可行性

治理前期，應使礦方、政府及當地群眾達成共識，形成合作共同開發的框架協議和征地合同。只有這些外部條件基本落實，才能進行大規模綜合治理。

1．2技術和保護資源層面可行性

治理區內煤層應具有埋藏淺、無穩定基巖頂板等特點，故在井工初步設計中屬于技術上不可行、經濟上不合理而無法進行井工正規開采，進行剝挖、滅火、回填和環境恢復等措施在技術上可行，并且可以回收井工開采無法回收的部分煤炭資源。

1．3安全和環境效益層面可行性

項目實施后，是否可以徹底治理火燒隱患及次生地質災害，消除后期礦井開采的安全隱患及火燒區和地質災害給當地居民帶來的一系列安全隱患問題。

1．4經濟、社會效益層面可行性

通過對治理區煤層的回收，一方面可產生經濟效益，增加企業收入，另一方面企業可以對當地居民給予一定補償，改善當地居民的生活條件，將當地居民搬遷到統一規劃新區，增加耕地面積。

2調查治理區的地質環境現狀

收集治理區以往的地質工作資料，組織專業人員進行野外踏勘，從地形地貌、氣象水文、地層巖性、地質構造、水文地質特征、工程地質特征、治理區煤層的賦存情況以及煤的自燃情況、土地利用現狀等方面，查明治理區的地質環境條件，分析治理的必要性和合理性，為擬治理區地質環境綜合治理提供依據。

3煤礦火燒隱患區工程治理

根據治理區地形地貌、煤層埋藏特征、開采現狀、火區點分布及采空區情況，采用目前最成熟，并且容易實現的火燒隱患區治理方法，即露天剝挖。

3．1剝挖境界的確定

將火燒區煤層境界作為底部境界，以45°～53°邊坡角度上延至地面作為治理區地表境界，地表境界距離礦權界20m為原則。

3．2剝挖方式

依據剝挖條件，選擇較低支溝溝道開始拉溝，逐步向兩側推進，直至最終境界。剝挖時，前期外排，后期全部內排，邊剝挖，邊治理。露天治理采用水平劃分臺階的剝挖方式。上覆第四系松散層，根據其厚度一般劃分為1～3個臺階。基巖單獨劃分臺階，煤層劃分為1個獨立臺階。臺階高度10m，采煤采掘帶寬度15m。工作幫松散層臺階坡面角35°，黃土臺階坡面角45°，巖石臺階坡面角53°。

3．3工作面作業方式

治理剝挖主要采用小型挖掘機挖掘，端工作面平裝車或上裝車，用自卸卡車運輸，臺階水平分層。上部松軟土巖由液壓鏟直接采挖，煤層頂板巖石、煤層整臺階穿爆;自卸汽車運輸，推土機完成平整、清掃工作面和運輸通路等輔助作業。

3．4爆破

為提高治理工程的鏟裝效率，對所有未風化的巖石和厚煤層進行爆破，薄煤層建議用液壓反鏟直接下挖，不爆破。

3．5排土場

為了減少臨時占地，初期將表土和巖石放置在外排土場，單獨排放。有火的殘煤和高溫土巖必須灑水降溫后排棄，殘煤必須用黃土覆蓋，以防自燃。后期全部實現內排。考慮環保及排土安全，排土采用臺階式堆放。排土為1～3個臺階，每個臺階水平寬20m，黃土臺階高度5m，穩定角度30°，巖石臺階高度10m，穩定角度50°。下設5m寬平臺1處。排土堆填順序為，先排放巖石，后排放黃土，最后將黏土層覆蓋其上。排土過程中要分層攤平壓實。

3．6治理的工程量

3．6．1殘煤剩余資源量根據已提交地質報告，采用水平投影，地質塊段法，利用mapgis制圖軟件，估算治理區剝挖煤層的資源儲量，考慮地質可靠程度及85%的露天回收率，計算實際可回收殘煤資源量。

3．6．2剝挖巖土體工程量利用治理區地形圖、基巖面等值線圖和煤層頂板等高線圖，進行土方剝挖量和土方平衡計算，利用三角網格化數據計算剝挖區土石方量。

3．6．3滅火用土量和復墾用土量滅火用土量一般覆蓋厚度7m，坑底用土量=長×寬×覆蓋厚度。復墾用土量在平臺上覆蓋0．5m厚表土層，以滿足植物生長。復墾用土量=剝挖坑地表面積×覆蓋厚度。

4治理區生態環境綜合治理

4．1生態恢復治理

由于煤田火燒隱患區和采煤沉陷區治理采取邊開采、邊復墾、邊治理的方式，初期開挖的表層覆土和大量巖土棄渣分別堆放于就近外排土場，后期剝挖產生的巖土棄渣對采坑進行填埋整平。因此主要針對內、外排土場制定生態恢復措施。首先將礦坑和排土場地盡可能恢復成為可利用地。因地制宜，因害設防，宜林則林，宜草則草，合理地選擇樹種，優化配置復墾土地，保護和改善生態環境，形成草灌喬、帶片網相結合的植物生態結構。通過生態治理工程，治理后的耕地和林地增加面積比例應超過治理前面積的10%。為避免排土場發生水土流失及滑坡等地質災害，應在排棄剝離物階段對排土場的邊坡采取相應防治措施，如構建擋土墻、擋土圍堰等;對于采坑，要在其周圍設排水溝，增強排水能力。

4．2環境保護

治理區開挖過程中的主要污染物和污染源為:粉塵主要來自土方開挖、煤炭破碎篩分及煤炭轉載點等生產環節，地面儲運系統揚塵及交通揚塵屬無組織排放，防治時配備除塵、灑水裝置，道路、場地每日灑水降塵;固體廢物主要來自土方開挖產生的土石方及篩分過程中產生的手選矸石，用于回填內排;此外，還有水處理站產生的污泥及生活垃圾應定期運往市政垃圾場處置;治理區爆破、挖機及機修等設備產生的噪聲選用低噪聲機械設備或帶隔聲、消聲的設備。因治理區屬于項目建設直接造成損壞和擾動的區域，對可能造成的水土流失必須采取有效措施進行預防和治理。需建立工程防治措施、植物防治措施與臨時防護措施相結合的綜合防治措施體系，有效防治工程建設新增水土流失，恢復和改善工程建設區生態環境。

5結論

(1)通過對火燒隱患區殘煤的回收，不僅可以產生一定的經濟和社會效益，更重要的是能夠從根本上杜絕火災發生，保護治理區群眾的生產生活。(2)對隱患區和采空區的徹底治理，可從根本上杜絕地表塌陷、水土流失等地質災害的發生，有效保護環境、恢復植被，減少水土流失帶來的損失。通過復墾，保護、甚至擴大耕作農田，同時植被造林，從而達到合理利用土地資源。

參考文獻:

［1］煤礦安全規程［S］．北京:煤炭工業出版社，2011．

［2］GB50197－2005．煤炭工業露天礦設計規范［S］．

作者：李艷平 單位：陜西省煤層氣開發利用有限公司