礦山開采沉陷與治理結(jié)課論文

1、礦山開采沉陷與治理 結(jié)課論文學(xué)院:礦業(yè)工程學(xué)院 班級(jí):測(cè)繪 08-2班 學(xué)號(hào):0872143231 姓名:XXX礦山采空區(qū)沉陷的綜合評(píng)價(jià)與治理我國礦產(chǎn)資源豐富,礦物采掘業(yè)一度成為一些礦產(chǎn)貯量豐富地區(qū)的支柱產(chǎn) 業(yè), 為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn), 由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要, 地下工程 越來越 多,原有地層結(jié)構(gòu)受到不同程度的干擾 ,地面沉陷將威 脅著廣大群眾 的生命財(cái)產(chǎn)安全。 近年來由礦產(chǎn)采空區(qū)土地沉陷而引發(fā)的社會(huì)矛盾不斷加劇, 并 且愈演愈烈, 加強(qiáng)采空區(qū)土地沉陷陷治理已成為礦產(chǎn)儲(chǔ)備豐富地區(qū)實(shí)施可持續(xù)發(fā) 展戰(zhàn)略的焦點(diǎn)問題。采空區(qū)是由人為挖掘或者天然地質(zhì)運(yùn)動(dòng)在地表下面產(chǎn)生的 “空洞” , 地 下

2、局部煤層采出后, 在巖體內(nèi)形成一個(gè)有一定規(guī)模的空間, 周圍的應(yīng)力平穩(wěn)狀態(tài) 遭受破壞會(huì)產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中, 采空區(qū)頂板在上覆巖層壓力的作用下, 發(fā)生變 形、斷裂位移、冒落。由于各自的地質(zhì)條件不同,采空區(qū)被空氣、地下水、泥砂 等介質(zhì)所充填, 采空區(qū)內(nèi)介質(zhì)與圍巖相比, 都存在明顯的物性差異, 這是各種物 探方法探測(cè)的地球物理前提條件。 煤層采空區(qū)與完整地層相比, 地層變得疏松. 介 質(zhì)的密度降低, 同時(shí)使傳播于其中的地震波速度下降。 而它不論被什么介質(zhì)所充 填, 在其邊緣部位都存在一個(gè)明顯的波阻抗反射界面. 采空區(qū)內(nèi)介質(zhì)和圍巖介質(zhì) 的波速存在明顯的差異淺震地震反射波法正是利用這一物理前提來探測(cè)地下采

3、 空區(qū)的。煤層被采空以后,短期內(nèi)形一定規(guī)模的充氣空問,造成采空區(qū)相應(yīng)地層 的 電性與圍巖電性不同。 當(dāng)采空區(qū)上方巖層在重力作用下發(fā)生沉陷變形, 地下水便 沿破碎巖層和裂縫向采空區(qū)匯集并溶解大量的電解質(zhì)。 因此充水采空區(qū)具有低阻 高極化率的電性特征。 由于地下水的充填及地表水沿裂縫向采空區(qū)滲漏, 其電阻 率將明顯發(fā)生變化, 與圍巖電性形成較明顯的差異, 為可控源音頻大地測(cè)深法提 供了前提條件。由于采空區(qū)存在兩種界面:一是巖體介質(zhì)與空氣或地下水的界 面二是致密巖體與松散巖體的接觸界面。 它們都存在明顯的電磁性差異, 導(dǎo)致雷 達(dá)波在傳播過程中產(chǎn)生反射 ,可產(chǎn)生明顯的反射界面。利用這一特性,即可圈 定

4、出采空區(qū)的分布范圍,確定其埋深。采空區(qū)的存在使得礦山的安全生產(chǎn)面臨很大的安全問題。 由于地下采空 區(qū)具有隱伏性強(qiáng)、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落沉陷情況難以 預(yù)測(cè)等特點(diǎn),因此,如何對(duì)地下采空區(qū)的分布范圍、空間形態(tài)特征和采空區(qū)的冒落狀況等進(jìn)行量化評(píng)判,一直是困擾工程技術(shù)人員進(jìn)行采空區(qū)潛在 危害性評(píng)價(jià)及合理確定采空區(qū)處治對(duì)策的關(guān)鍵技術(shù)難題。采空區(qū)探測(cè)問題 在煤礦開采中尤為突出,大量小煤窯的出現(xiàn),他們?cè)浇玳_采形成大量不明 采空區(qū)。煤礦老采空區(qū)水害具有突發(fā)性強(qiáng)、水量大、來勢(shì)猛、破壞性大且 有腐蝕性等特點(diǎn),對(duì)礦井采掘工作面人員以及安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅,輕 則使工作面、 采區(qū)停產(chǎn), 重則可能導(dǎo)致礦井

5、被淹。 中國許多地區(qū)的煤層有 自 燃傾向性。不能采取有效的措施防止采空區(qū)的漏風(fēng),會(huì)引發(fā)重大火災(zāi)事故。 能有效地探測(cè)到采空區(qū)成為礦山安全生產(chǎn)和人民安全保證的首要問題,在 工程建設(shè)中也是舉足輕重的。由于煤炭企業(yè)效益較好, 煤炭采掘行業(yè)一度成為地方經(jīng)濟(jì)的重要支撐, 但是 煤炭裁決過后的土地沉陷, 水源枯竭, 影響生態(tài), 影響農(nóng)業(yè)建設(shè)等問題在一些煤 炭采掘區(qū)域的問題已經(jīng)十分嚴(yán)峻。 由于沉陷的面積大, 對(duì)居民的生活、 生產(chǎn)安全 帶來了極大的隱患, 同時(shí)由于得不到很好的治理, 也激發(fā)了產(chǎn)煤企業(yè)與地方政府 的矛盾。問題主要表現(xiàn)在以 下幾個(gè)方面:一是危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn);二是危害生存環(huán) 境。 煤礦采空區(qū)沉陷使道路變形

6、, 水庫漏水, 甚至還誘發(fā)了山體滑坡等一系列地 質(zhì)災(zāi)害。特別是水資源的破壞、造成了人畜吃水困難;三是激化社會(huì)矛盾。近年 來, 因采煤沉陷造成的危害引發(fā)人民群眾到礦區(qū)鬧事, 到政府上訪的事件頻頻發(fā) 生。 嚴(yán)重影響了農(nóng)村穩(wěn)定, 制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 如果不采取有效措施加以解 決,將直接影響到我們構(gòu)建和諧社會(huì)建設(shè)新農(nóng)村進(jìn)程。對(duì)于治理采空區(qū)沉陷還存在的困難與問題。一是引發(fā)災(zāi)害的責(zé)任人不易界 定。采空區(qū)沉陷治理遵循的是“誰致害、誰治理”的原則,目前許多沉陷所造成 的損失難以找到責(zé)任主體。 這樣不僅會(huì)影響到采煤企業(yè)的發(fā)展, 同時(shí)也深刻影響 到和諧社會(huì)的建設(shè)。 我們都知道沉陷區(qū)是對(duì)土地極大的浪費(fèi), 其實(shí),

7、 采煤沉陷在 一定程度上是對(duì)于土地的毀滅是不可逆轉(zhuǎn)的。 因此我們更應(yīng)該考慮如何將這種災(zāi) 害最小,同時(shí)還要由地方政府和采煤企業(yè)在此 問題上深入研究,尋找到更為妥 善的解決辦法。 二是組織治理的措施不到位。 盡管有些地方近幾年對(duì)采空區(qū)的治 理的力度不斷加強(qiáng), 但是治理的速度根本跟不上沉陷區(qū)發(fā)展的速度。 組織治理的 資金跟不上。 采空區(qū)土地沉陷實(shí)際大量的工作壓在鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至是村的頭上, 一般先 由地方墊錢治理,待驗(yàn)收后再撥付資金,鄉(xiāng)鎮(zhèn)村心里既無數(shù) ,手中又無錢,很難撐起采空區(qū)土地沉陷治理的重任。 三是認(rèn)識(shí)不夠, 重視不足。 現(xiàn)在相當(dāng)一些干 部群眾好沉浸在煤炭生產(chǎn)當(dāng)前的利益。 注重煤炭生產(chǎn), 卻忽視了其危

8、害。 對(duì)采煤 沉陷地治理的緊迫性認(rèn)識(shí)不夠, 估計(jì)不足。 有關(guān)部門的宣傳也不到位, 沒有在廣 泛的人民群眾中, 樹立起煤炭可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀念, 從而沒有在根本上遏 止沉陷區(qū)的生產(chǎn), 導(dǎo)致產(chǎn)空區(qū)缺乏有效的治理, 直接影響到企業(yè)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展。 甚至在治理過程中, 有的地方干部和群眾不認(rèn)為治理是一件好事, 反而 當(dāng)成是生財(cái)之道,給施工單位出難題,要賠償,要管理費(fèi),甚至故意耽誤工期, 延誤了耕種時(shí)機(jī),給國家和自己帶來了不必要的損失。加強(qiáng)采空區(qū)土地沉陷治理, 對(duì)于實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡和土地資源可持續(xù)利 用,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采空區(qū)處理的安全技術(shù)措施有以下幾條:(1利用廢石或尾礦及時(shí)充填處

9、理空區(qū):采用井下開采的廢石或尾礦作為充 填料, 對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。 廢石層的厚度要滿足沖擊氣浪緩沖層厚度的要求。 大 量的工程實(shí)踐證明, 采用充填處理采空區(qū)是控制采空區(qū)穩(wěn)定性最好的方法。 該方 法為該礦采空區(qū)處理的首選方案。 (2主動(dòng)崩落圍巖,形成緩沖巖石墊層,處理 采空區(qū):該法是在圍巖穩(wěn)固、整體性好、不能自然崩落情況下,用爆破手段強(qiáng)制 崩落圍巖, 使圍巖充填空區(qū)或形成緩沖巖石墊層, 以控制壓力轉(zhuǎn)移或緩和頂板應(yīng) 力集中, 防止圍巖大面積突然崩落, 產(chǎn)生的氣浪對(duì)生產(chǎn)區(qū)巷道、 設(shè)備和人身造成 危害。與充填處理采空區(qū)比較,本法簡(jiǎn)單易行,成本一般較低。采空區(qū)圍巖上盤 的崩落工作選擇在采場(chǎng)大量放礦之后進(jìn)

10、行, 可減少礦石損失貧化。 但崩落放頂時(shí), 應(yīng)采取微差爆破技術(shù), 盡量減小爆破沖擊波對(duì)上部頂柱的破壞。 放頂形成的緩沖 層的厚度應(yīng)在 10 m以上,若頂柱垮塌,應(yīng)視垮塌中段的個(gè)數(shù)適當(dāng)增加緩沖層的 厚度,即增加一個(gè)中段高度要多增 10 m 的緩沖層。該方法在局部地段選擇采用。 3 嚴(yán)格采用所選用的淺孔留礦采礦法的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù), 留足和維護(hù)好足夠尺寸的 頂柱與間柱,堅(jiān)持合理的開采順序,并且合理確定巷道斷面形狀和大小。 (4根 據(jù)井巷和采場(chǎng)所處的圍巖穩(wěn)固程度, 對(duì)井巷與頂柱采取錨桿支護(hù)等措施, 特別是 采空區(qū)的跨度大于 10 m后的頂柱,一是采用錨桿加固,二是在其下部應(yīng)留足對(duì) 其的支撐礦柱。 (5建

11、立采場(chǎng)地壓監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn) (網(wǎng) , 隨時(shí)掌握采場(chǎng)地壓變化情況。 (6加強(qiáng)人員的現(xiàn)場(chǎng)巡視, 及時(shí)了解采空區(qū)的安全狀態(tài)。 (7加強(qiáng)頂板管理, 做好 浮石的檢查和處理工作,及時(shí)撬毛。 (8建立安全技術(shù)操作規(guī)程和作業(yè)制度,加強(qiáng)安全技術(shù)培訓(xùn),提高職工的技術(shù)素質(zhì)。 (9經(jīng)常行人的巷道,每天要有人巡回 檢查,對(duì)頂、幫有松動(dòng)的地段,要及時(shí)敲幫問頂并予以處理;危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)立警告 標(biāo)志,嚴(yán)禁人員進(jìn)入。采空區(qū)土地沉陷治理涉及土地、 礦業(yè)、 環(huán)保、 農(nóng)業(yè)等多種技術(shù)學(xué)科和工程、 生物、農(nóng)業(yè)等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域,與礦產(chǎn)管理、土地管理、農(nóng)業(yè)管理等多部門有關(guān), 當(dāng)?shù)卣闪⒉煽諈^(qū)土地沉陷治理領(lǐng)導(dǎo)組,煤炭、國土、建設(shè)、科技、交通、 財(cái)政

12、、審計(jì)、農(nóng)業(yè)等多部門參與,積極編制治理規(guī)劃,制定治理目標(biāo),實(shí)行嚴(yán)格 的目標(biāo)責(zé)任制,使采空區(qū)土地沉陷治理有組織有計(jì)劃穩(wěn)步向前推進(jìn)。建立健全配套的政策措施采空區(qū)土地沉陷治理是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的富民工程、 民心工程、 德政工程, 直接涉及人民群眾的切身利益, 關(guān)系到改革開放和社會(huì)經(jīng) 濟(jì)的健康發(fā)展。地方政府可根據(jù)國家 土地管理法 、 礦產(chǎn)資源法以及國務(wù) 院 土地復(fù)墾規(guī)定等法律法規(guī),結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,制定相應(yīng)治理辦法,對(duì)采空 區(qū)土地沉陷治理的責(zé)任劃分、治理目標(biāo)、治理原則、指導(dǎo)思想、辦理程序、獎(jiǎng)懲 兌現(xiàn)等具體事宜做出明確規(guī)定, 從而將采空區(qū)土地沉陷治理納入法制化、 制度化 的軌道。目前,各級(jí)政府對(duì)采空區(qū)土地沉陷治

13、理非常重視。國務(wù)院巳撥出數(shù)百億元 專項(xiàng)資金投向全國,各地、市也加大資金投入,把采空區(qū)土地塌 陷治理列入重 點(diǎn)工程。 二要加大土地復(fù)墾費(fèi)征收力度。 多年來土地復(fù)墾費(fèi)一直沿用十年前的標(biāo) 準(zhǔn)征收,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)狀和滿足治理投資需要,依據(jù) “ 誰破壞、誰 治理” 的原則, 可適當(dāng)提高土地復(fù)墾費(fèi)征收額度。 三要激活民間資金。 依據(jù) “ 誰 治理、誰受益 ”的原則,充分發(fā)揮社會(huì)力量,廣泛吸收社會(huì)閑散資金,嘗試由 工礦企業(yè)、政府、公司、集體經(jīng)濟(jì)組織或農(nóng)戶等參與者結(jié)成 “ 風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),利益 共享 ”的利益共同體,積極投入采空區(qū)土地沉陷治理。地方煤礦采空沉陷區(qū)的綜合治理中也采用了一些技術(shù)措施。加強(qiáng)礦業(yè)安全

14、 性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)工作和環(huán)評(píng)基礎(chǔ)工作, 重審礦業(yè)開采設(shè)計(jì)能力, 制止超設(shè)計(jì)能力的開 采, 嚴(yán)格按照國家礦產(chǎn)資源管理?xiàng)l例執(zhí)行。 對(duì)整合后的地方煤礦企業(yè)要加大安全 資金的投入。 由具有專業(yè)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位對(duì)新整合煤礦進(jìn)行重新設(shè)計(jì), 重新布置 巷道及工作面, 學(xué)習(xí)外地礦區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn), 引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備, 總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 以點(diǎn)帶面進(jìn)行推廣。 摸清煤礦采空區(qū)面積 的基礎(chǔ)上 , 采用物探等方法查清采空區(qū)開采程度，評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，對(duì)現(xiàn)有的采空區(qū)加大頂板和地面檢測(cè)、監(jiān)控。配置 必要的地面和頂板移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，裝備瓦斯、C O 、風(fēng)速、硫化氫等綜合監(jiān)控系 統(tǒng)。根據(jù)井下安全和地表保護(hù)要求，采用地面打鉆灌漿等措施及時(shí)密閉采空區(qū)， 防止瓦斯、煤層自燃對(duì)