山东安居煤矿矿山地质环境保护与恢复治理探讨

安居煤矿现状条件下,仅存在工业场地压占耕地的问题。通过野外调查和室内预测分析认为,全矿井开采完毕、地表沉陷稳定后,预测地表最大下沉值为2 506 mm,对东部南阳湖影响最大,对村庄、G105、S251公路和兖新铁路的影响不大;开采过程中将破坏3上煤层顶底板砂岩含水层,对下伏三灰含水层也将产生较严重的影响;受地面塌陷影响的耕地面积将达到58.43 km2,其中89.22%的耕地下沉值小于0.5 m,受塌陷影响轻微。建议矿山采用土地平整和矸石充填工程治理受塌陷影响的耕地,闭坑后进行土地复垦绿化工程,并建立矿山地质环境监测体系。     

复杂地质条件下矿山地下开采地表变形规律的研究

地质条件是矿山开采岩层移动的基础,复杂的地质条件常使得地表移动角、沉陷角预测不准,导致灾难性后果。以典型复杂地质矿山程潮铁矿东区为例,以多年地表变形监测结果为依据,对在其特殊地质条件下地表变形和岩层移动的机制进行了分析研究。结果表明,地下采矿是矿区岩体破坏的直接诱因,地下水产生的静水压力和动水压力强化了岩体的变形与破坏;矿区岩体中断层、节理等特殊地质结构是岩体破坏的基础;构造应力场的存在是围岩向采空区产生较大移动变形的主要影响因素;在采矿之初,地表塌陷主要是由地下水疏干引起的;地表大规模塌陷形成以后,地下采空区的扩大是引起地表塌陷的主要原因,但矿区特殊的地质条件对地表塌陷范围的扩展速度有重要影响。     

矿区地质灾害危险性程度评价

<正>煤矿开采在满足能源需求的同时,也产生了一系列的矿区地质环境问题,比如地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、地形地貌景观破坏、含水层结构破坏等,这些地质环境问题严重影响了矿区的生态环境,并破坏耕地和房屋,不同程度地威胁居民的生命财产安全(南替和白利平,2008;孙娟,2011)。在此背景下,为了实现煤炭开采与环境保护的协调发展,矿区地质环境破坏程度分区评价及其恢复治理己成为当前研究和关注的热点之一。陈丽新分析了矿山开采造成地质环境问题的深层次原因,并从制度、     

东胜矿区地质环境问题及恢复治理措施研究

东胜矿区煤炭资源储量丰富,是我国重要的能源基地,近年来随着开采强度的不断加大,地质环境问题也日益凸显。以东胜矿区开发利用背景和现状调查为基础,通过对东胜矿区的地质环境特点分析,总结出矿区现状条件下的地质环境特点,重点分析井工开采和露天开采两种不同开采方式造成的矿山地质环境问题以及分布特征,发现井工开采引起的地质环境问题主要为采空区地面塌陷,露天开采矿山的问题包括土地资源的占用和破坏,同时研究总结了不同治理区域的治理防治具体措施以及治理效果。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括：20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,＂三废＂无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素：矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。     

西藏某矿山地表和井下采空区塌陷原因分析

西藏某矿山经过十多年的开采,采空区自上而下陆续垮塌,在地表形成多个塌陷坑,对地表环境造成严重破坏。为了从根本上治理采空区塌陷,最终恢复地表环境。本次通过工程地质调查和采空区规模调查,明确了塌陷坑形成时间、规模和变化趋势。通过分析其成因机制和影响因素,结合理论计算。最终认为矿区塌陷原因主要为表土层较厚,岩体裂隙发育,结构不稳定;矿山在开采过程中提前回收了部分矿柱,导致空场暴露面积加大;原采矿方法采场跨度大于极限跨度,容易导致采场垮塌。     

井下开采引发地面塌陷的定量评估方法--以新疆伊犁州煤矿为例

0引言矿层井下采矿工程引发的采空区地面塌陷是矿层开采普遍存在的环境工程地质问题,它对城市、交通、管线、水体运动会产生严重影响,对农村农耕地的破坏也不容忽视。据专家们统计:我国已经建有国有矿山8000多座,非国有矿山10万多座,年采掘矿石量达40亿t,由于矿产资源的开采,采矿塌陷严重,全国因采矿塌陷破坏的土地基数达400多万hm2[1]。矿层开采引发的采空区地面塌陷地质灾害危险性评估一直处于经验判断的阶段,其评估结论已经不能满足评估工作的要求,亟需结合矿山工程技术与环境地质知识来进行预测地面塌陷地质灾害的可能发生范围,使评估工…     

煤矿采空塌陷导致土地破坏研究——以山西西山矿区为例

1前言采空塌陷是煤矿开采过程中,由采空区顶板岩层在超出其极限单向抗压强度时而发生断裂,其上部覆岩产生冒落、坍塌,延伸到地面形成塌陷坑和塌陷洼地,随着煤矿回采率的提高,采空面积的扩大,地面塌陷的规模和危害程度日趋严重。本文就采空塌陷在山地对土地造成的破坏程度选取部分案例进行分析。2西山矿区采空塌陷对山地的破坏状况采空塌陷对山地的破坏状况以山西省西山矿务局西山矿区为例。西山矿区总面积为982km2,其中生产矿井田总面积437·9km2,各矿目前普遍开采的主要煤层有山西组2#、3#煤层和太原组的8#、9#主煤层,开采方式主要为平硐配…     

神府东胜矿区水土环境问题及其调控技术

以神府东胜矿区为例,在分析煤层开采顶板岩层变形破坏的基础上,讨论了由此引发的矿井突水溃砂、地表裂缝塌陷、水源地破坏、植被死亡并造成沙漠化加剧和水质污染等严重的水土环境问题。提出了建立水源地分级保护体系、以拦蓄排泄带方式开采地下水等保护水环境的应对措施;还介绍了防治或减轻含水层结构破坏的“开采技术措施”;在一定措施控制下的“含水层再造技术”;在烧变岩带采用“疏排型水源地开采技术”;“排水-供水-生态环保三位一体结合技术”以及针对矿区周围沙地较多特点的“矿井水沙地净化处理技术”。      

金属矿山崩落采矿法引起的岩层移动规律分析

以典型陡倾结构面条件下的金属矿山--程潮铁矿西区为例,通过对矿区的地表变形监测资料及宏观破坏特征分析,认为矿区的岩层移动分为2个阶段,第1阶段为采空区顶板岩体破坏扩展至地表引起塌陷阶段;第2阶段为采空区周边围岩向采空区的倾倒破坏阶段,并得出了倾倒滑移区的地表岩体变形规律：岩体主要发生水平移动,水平移动值大于沉降值;变形先以缓慢变形为主,然后进入一个快速变形阶段,存在明显的转折点;开采沉陷和地形引起的应力同向叠加作用,使得地表岩体沿下坡方向的变形值增大,特别是水平移动值。同时揭示了矿区岩层移动角的分布特征;南部岩层移动角大于北部,究其原因是北部受最为发育的NNW、NNE结构面影响,倾倒破坏较为严重。所得成果为其他类似的金属矿山工程提供可借鉴的规律。     

基于InSAR监测数据的石膏矿采空塌陷特征分析——以邳州平台矿和希州矿为例

石膏是一种重要的矿产资源,但石膏矿的大量开采会产生严重的采空塌陷隐患。目前关于石膏矿采空塌陷的研究多集中于采空区矿柱和护顶层的稳定性等方面,有关矿区采空塌陷地表变形及监测预报方面的研究甚少,也缺乏有效的研究方法。针对石膏矿开采后地面变形特征及塌陷特征研究,通过对矿区InSAR监测数据进行地表变形分析,确定了采空塌陷前的地表变形特征。根据邳州平台矿和希州矿2007—2018年InSAR监测数据进行计算分析,可以看出地面塌陷前,地表存在早期缓慢变形,可根据变形量及范围判断塌陷类型及范围。对InSAR监测数据的计算和分析可为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报及防治提供数据资料与科学依据。     

矿区地面塌陷预报机制初探--以广东省松坑镇铁矿为例

广东省惠东县松坑荷寿下铁矿区因长期开采引发地面沉降、塌陷等一系列环境地质问题。矿区发生大型地面塌陷之面积达2300m2,深1~4m,地下水水位变化规律反映出地面塌陷的发展趋势:一般在塌陷前6d水位明显下降;4d下降幅度为67.4%;前2d水位急剧下降,下降幅度为109.4%。由此通过矿区地下水水位观测,可以预警、预报地面塌陷,从而减少因地面塌陷所造成的损失。     

论平顶山矿区煤矿开采对地质环境的影响

平顶山矿区是经过40多年煤矿开采的老矿区,在为国家做出巨大贡献的同时,也造成了地质环境的严重破坏。煤矿开采引起的地质环境问题十分严重,给人民群众的生产、生活、环境造成了严重的损害。采空塌陷、崩塌、滑坡、地裂缝等地质灾害不断发生,矿坑排水破坏水资源系统,造成水质污染和水资源枯竭,73座矸石山压占耕地10311亩,17座矸石山发生过自燃,产生的有害气体严重污染大气,地质环境日益恶化,已严重制约着平顶山市经济的发展。     

山西阳泉矿区刘村采煤塌陷机理及数值模拟

选取山西阳泉矿区单煤层开采引发的强烈地面塌陷作为研究对象,在详细介绍刘村采煤塌陷所处地质环境背景及其发育变形特征的基础上,根据区域岩体工程地质特征,将其划分为12层岩组;运用关键层、复合关键层理论对采煤塌陷机理进行了分析,获取Hoek-Brown岩体力学参数;采用Flac5.0 Extrusion对刘村采煤塌陷坑进行了反演模拟。数值模拟反映各阶段采动裂缝在地表的发育分布情况并计算了最终沉降量,覆盖层裂缝自然修复周期为2个月,基岩裂缝自然修复周期为3个月;采动裂缝最终在平面上呈“θ”形,塌陷中心1和塌陷中心2最终沉降量分别达到4.5 m和4 m,塌陷面积是工作面面积的1.85倍。模拟结果与调查监测数据高度吻合,客观地反映了地表变形和深部覆岩塌陷的发展变化过程,为塌陷机理分析起到了帮助作用。该套岩体力学参数与模拟方法适用于阳泉矿区采煤塌陷精准预测。     

小庄矿井采煤对地下水的影响及保水采煤措施

针对煤炭开采易造成地表塌陷及含水层破坏等问题,采用类比法计算了彬长矿区规划新建的矿井——小庄矿井开采导水裂缝带高度,在此基础上分析了采煤对地下水的影响,并提出保水采煤的措施。经计算,采用分层开采时产生的导水裂隙带最大高度为147.84 m,在三盘区将导通安定组隔水层,造成宜君组、洛河组承压含水层破坏,导通区域面积为0.773 6 km2。因此,在可能导通的区域应进行保水采煤以保证安定组隔水层的稳定,从而达到保护具有供水意义的含水层和保障矿井生产安全的双重目的。      

基于InSAR监测数据的石膏矿采空塌陷特征分析——以邳州平台矿和希州矿为例

石膏是一种重要的矿产资源,但石膏矿的大量开采会产生严重的采空塌陷隐患。目前关于石膏矿采空塌陷的研究多集中于采空区矿柱和护顶层的稳定性等方面,有关矿区采空塌陷地表变形及监测预报方面的研究甚少,也缺乏有效的研究方法。针对石膏矿开采后地面变形特征及塌陷特征研究,通过对矿区InSAR监测数据进行地表变形分析,确定了采空塌陷前的地表变形特征。根据邳州平台矿和希州矿2007—2018年InSAR监测数据进行计算分析,可以看出地面塌陷前,地表存在早期缓慢变形,可根据变形量及范围判断塌陷类型及范围。对InSAR监测数据的计算和分析可为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报及防治提供数据资料与科学依据。     

阳泉市环境现状及对策

阳泉市环境现状及对策周国宏（山西省阳泉市环境保护局）阳泉市长期的资源开发产生了比较严重的环境污染和生态破坏。当前，面临的主要环境问题表现在：①生态环境问题突出。据调查，由于煤炭资源开采，全市地表塌陷１３ｋｍ２，覆盖率为９．１％；全市水土流失面积为７２...     

京西矿区地面塌陷危险性模糊综合评判

京西矿区地貌上属中低山,发育石炭系和侏罗系2套煤系地层,采用平硐和斜井开采方式回采煤层,经过多年开采地表塌陷普遍、现象独特。通过野外调查和实测,研究了京西矿区地面塌陷灾害的类型与分布特征,依据两级模糊综合评判的理论与方法,建立了矿区地面塌陷危险性评判模型及评判指标,运用GIS空间分析功能进行京西矿区地面塌陷危险性区划,将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区。综合评判结果表明,区内地面塌陷危险程度有明显的分区性,地面塌陷危险区与矿区采空区的分布基本一致。     

安徽淮北廖家铁矿地质灾害分析及治理建议方案

通过研究安徽省淮北市廖家铁矿自然地理和地质环境等特点、分析矿区地质灾害现状发现,矿区范围内可能会发生因矿山开采引发的采空塌陷、地表岩石移动等地质灾害。经分析论证,矿区采空区拟选用上向进路尾砂胶结充填法、上向水平分层尾砂胶结充填法、浅孔留矿嗣后充填法三种充填加固方法;矿山闭坑后废弃井筒密闭填充,拆除相关建筑物,覆土整平。通过灾害治理,以达到减小对矿山地质环境的破坏的目的,使矿山生产得以安全有效进行。     

宁夏羊场湾煤矿浅埋煤层开采地面塌陷发育规律及形成机理

以宁夏羊场湾煤矿Y110207工作面为研究对象,采用无人机遥感技术、野外调查与有限差分软件模拟方法研究浅埋煤层开采的地面塌陷类型、发育规律及其形成机理。(1)浅埋煤层开采地面塌陷以地表裂缝发育为主,地表破坏严重。(2)平行切眼裂缝间隔性出现,展布于整个工作面内,间隔距离为10～120m,局部裂缝形成错台高度约为15cm。平行顺槽裂缝为拉张型裂缝,发育在顺槽至外围一定范围。(3)采煤活动导致地下形成采空区,上覆岩层发生移动破坏,破坏区分为剪切破坏区、拉张破坏区及剪-拉破坏区,分别对压应力区、拉应力区和压-拉转化区。(4)当应力扰动传递至地表,应力值超过覆盖层抗拉强度时地表产生裂缝。随着工作面推进,覆岩内部裂缝带上行裂缝与地表下行裂缝贯通,形成错台。研究成果丰富了该区浅埋煤层的地面塌陷理论知识,为地面塌陷防治提供了理论依据。