關(guān)于煤礦采空區(qū)綜合治理方法研究

鄒海江　郭銘

[摘要]礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理是礦產(chǎn)資源開發(fā)管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，煤礦采空區(qū)綜合治理能夠有效的改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，防治地質(zhì)災(zāi)害及煤層自燃隱患的發(fā)生。本文介紹了采空區(qū)的危害，闡述了采空區(qū)治理的必要性及意義。文章以某礦區(qū)采空區(qū)綜合治理為例，進(jìn)行了治理方法的優(yōu)選，即保護(hù)了環(huán)境又回收了資源，做到一舉兩得。

[關(guān)鍵詞]采空區(qū) 綜合治理 方案優(yōu)選

[中圖分類號(hào)] X752 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-17-1

陜北地區(qū)煤礦資源豐富，但隨著煤炭工業(yè)發(fā)展速度的加快，所引發(fā)的采空區(qū)塌陷問題日趨嚴(yán)重，伴隨出現(xiàn)了眾多的采空區(qū)和塌陷區(qū)，損毀房屋等人民生命財(cái)產(chǎn)安全，并且對公路、鐵路、天然氣等設(shè)施造成較大損壞和影響。從長遠(yuǎn)看，隨著采空區(qū)塌陷面積的繼續(xù)擴(kuò)大，必將成為影響社會(huì)大局穩(wěn)定的主要潛在性隱患。因而在建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)、加快統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的大好形勢下，切實(shí)從根本上解決和治理采空問題已是現(xiàn)實(shí)和形勢的需要，總之，采空區(qū)綜合治理是十分必要的。

1采空區(qū)的危害

煤礦采空區(qū)一方面直接威脅煤礦自身安全，出現(xiàn)冒頂塌陷，對大巷構(gòu)成極大威脅，嚴(yán)重影響采煤安全。另一方面，造成資源浪費(fèi)，采空區(qū)范圍內(nèi)煤炭資源無法正常開采，造成煤炭資源極大浪費(fèi)。另外，將形成地質(zhì)災(zāi)害及煤層自燃火患，采空區(qū)隨著時(shí)間推移，一般會(huì)出現(xiàn)地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，相同條件區(qū)域的煤礦有的已出現(xiàn)煤層自燃火燒災(zāi)害。

采空區(qū)還將影響地下含水層，煤礦開采后，區(qū)域潛水水位普遍降低，上部第四系松散潛水含水層基本已處于疏干狀態(tài)，造成溝谷斷流，植被枯死現(xiàn)象，從而破壞生態(tài)環(huán)境。

2采空區(qū)治理的必要性

隨著煤炭資源的繼續(xù)開采，危害還將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。據(jù)專家測算，當(dāng)煤炭產(chǎn)量在2億噸左右時(shí)，每年會(huì)形成80—100平方公里的采空區(qū)，而我市神府礦區(qū)整合后，年產(chǎn)量已在2億噸以上。地表塌陷和裂縫引發(fā)大量的崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害，并致使地下水位下降，河流干涸，泉水枯竭。陜北毛烏素沙漠邊緣礦區(qū)，生態(tài)極其脆弱，如果造成荒漠化，后果將不堪設(shè)想。切實(shí)從根本上解決和治理采空問題已是現(xiàn)實(shí)和形勢的需要，總之，采空區(qū)綜合治理是十分必要的。

3治理的意義

采空區(qū)的治理從而根本上保護(hù)了環(huán)境；能夠有效的改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，也可復(fù)墾造田；可以回收部分煤柱及其邊角殘留煤，有效的利用現(xiàn)有資源，減少了資源浪費(fèi)，提高了資源利用率；能夠有效的防止或減輕地面塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，也可防止煤層自燃隱患的發(fā)生。

4采空區(qū)綜合治理工程實(shí)例分析

4.1治理區(qū)基本概況

治理區(qū)中部高，南北兩側(cè)為溝谷區(qū)，基本被第四系風(fēng)積沙或黃土覆蓋。中部最高處海拔標(biāo)高1271.5m，最低處位于西北角溝谷中，標(biāo)高1203m，相對高差68.5m。

礦區(qū)有三層可用煤層，上部煤層埋深約6～70m，距下部煤層約4～7m；中部煤層埋深約12～75m，距下部煤層30～35m；底部煤層埋深42～108m，平均埋深75m。

4.2治理原則

煤礦采空區(qū)應(yīng)在“誰破壞、誰治理、誰復(fù)墾”的原則基礎(chǔ)上，先易后難，科學(xué)規(guī)劃，綜合治理，做到治理礦山地質(zhì)環(huán)境時(shí)考慮水源地保護(hù)，土地復(fù)墾，植被恢復(fù)和地質(zhì)災(zāi)害防治，做到山水田林路統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一建設(shè)。遵循因地制宜，經(jīng)濟(jì)可行，資源回收，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，最終做出安全環(huán)保的設(shè)計(jì)。

4.3治理方法

陜北地區(qū)采空區(qū)治理方法目前主要有注漿法和非注漿法兩種，其中非注漿法有干砌或漿砌充填法、剝挖回填復(fù)墾法等。

其中剝挖回填復(fù)墾法就是對采空塌陷區(qū)或火災(zāi)隱患區(qū)自上而下分臺(tái)階開挖剝離（對火燒區(qū)超前注水，降低燃體溫度，挖除著火體），后期用黃土覆蓋煤層露頭，最后回填開挖坑，平整及再覆蓋黃土，并綠化復(fù)墾的方法。

該方法其特點(diǎn)是滅火效果徹底，但施工工藝較復(fù)雜，前期投資大，適用條件較苛刻。但可回收部分煤炭資源，以抵補(bǔ)項(xiàng)目投資問題。

4.4治理方法優(yōu)選

根據(jù)治理區(qū)的實(shí)際情況，大范圍治理采用注漿法需大量水資源，但區(qū)內(nèi)水源極度缺乏，因此，注漿法不適宜采用，若剝挖時(shí)發(fā)生煤層自燃，可作為滅火工程的一種備選方法。由于本礦目前部分采空區(qū)已經(jīng)塌陷，煤層自燃傾向特別嚴(yán)重，采空區(qū)通風(fēng)條件較差，因此，干砌或漿砌充填法已無實(shí)施條件。

剝挖回填復(fù)墾法不需要國家投資，可利用剝挖回收的殘煤補(bǔ)償治理投資，且采空區(qū)治理效果好，可改善區(qū)內(nèi)環(huán)境，已在該地區(qū)有示范工程治理經(jīng)驗(yàn)，故建議優(yōu)選剝挖回填復(fù)墾法。

本治理區(qū)適宜利用剝挖回填復(fù)墾法的有利條件體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）煤層厚度大，治理區(qū)殘留有三層煤層，合計(jì)厚度約8.2 m，煤層水平分布穩(wěn)定，可回收的資源量大。

（2）覆蓋層較薄。

（3）剝采比適宜。

（4）初始剝挖條件好，治理區(qū)東南角溝谷區(qū)剝離10m左右就可見上部煤層，有良好的拉溝初始剝挖條件。

（5）具備良好的內(nèi)外排條件，治理區(qū)西南區(qū)較平緩，運(yùn)距短，適宜作為初始臨時(shí)內(nèi)排棄土堆渣場。

（6）水文地質(zhì)條件簡單，據(jù)礦井多年實(shí)測資料，礦井涌水量小于50m3/d。

（7）工程地質(zhì)條件好，區(qū)內(nèi)無斷層和褶皺構(gòu)造影響，巖層水平，砂巖工程地質(zhì)條件良好。

5小結(jié)

徹底消除采空區(qū)造成的隱患，將采空區(qū)將來可能產(chǎn)生的危害從源頭進(jìn)行控制。這樣不僅能為當(dāng)?shù)厝嗣駝?chuàng)造一定的財(cái)富，而且還可以使之安居樂業(yè)，又能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，況且可以消除煤礦生產(chǎn)中的安全隱患，回收資源，一舉多得，有利于企業(yè)，有利于社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1]李云峰. 淺談煤礦采空區(qū)地質(zhì)處理[J]. 西部探礦工程. 2007（04）

[2] 張俊英， 王翰鋒. 煤礦采空區(qū)勘查與安全隱患綜合治理技術(shù)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2013.