煤矿地表塌陷危害分析与治理优秀课件.ppt

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1、煤矿地表塌陷危害分析与治理第1页，本讲稿共27页目录1 绪论绪论2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响采煤塌陷现状及对矿区环境的影响3 北皂煤矿地表塌陷危害评价北皂煤矿地表塌陷危害评价4 地表塌陷的一般规律及预测地表塌陷的一般规律及预测5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想7 结论结论第2页，本讲稿共27页1 绪论绪论 1.1 环境环境w1.1.1环境的概念环境的概念 环境是相对于中心事物而言的。与某一中心事物有关的周围环境，就是这个事物的环境。对我们来说，中心事物是人，环境就是人类赖以生存并以人为中心围绕着人的物质世界。w1.1.2 环境的特征环

2、境的特征w（1）整体性w（2）有限性w（3）不可逆性w（4）潜在性w（5）放大性第3页，本讲稿共27页1 绪论绪论 1.2 采矿生产对环境的影响采矿生产对环境的影响矿产资源的开发、加工和使用过程不可避免地要破坏和改变自然资源，产生各种各样的污染物质，造成大气、水体和土壤的污染，并给生态环境和人体健康带来直接和间接的、近期或远期的、急性或慢性的不利影响。有关地下采矿对土地资源的破坏，在过去似乎不为人们所重视，但是由于地下开采引起地表大面积的塌陷、裂缝和变形同样严重地破坏了土地资源，使人们越来越察觉事情的严重性。北皂煤矿处于华东平原地区，因地势平坦，地下潜水位较高，会使塌陷地区常年积水，淹没良田，

3、居民搬迁。严重影响了农村的正常生活，成为十分迫切和必须治理解决的环境问题。第4页，本讲稿共27页2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响采煤塌陷现状及对矿区环境的影响 2.1 采煤塌陷的概念采煤塌陷的概念煤层未开采时,在地壳受到各个方向的约束,在地质环境中处于自然应力平衡状态。煤层开采后，由于破坏了开采区域周围岩体原始的应力平衡,在各种动、静载荷作用和矿井水及抽水作用等影响下，应力重新分布，达到新的平衡。在这一过程中，岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏，称为采煤塌陷。在地表主要表现为塌陷坑和地裂缝。第5页，本讲稿共27页2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响采煤塌陷现状及对矿区环境的影响 2.

4、2 我国采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响我国采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响w2.2.1破坏耕地w2.2.2对矿区水资源的影响w2.2.3对矿区土壤环境的影响w2.2.4对地表建筑物的破坏w2.2.5对矿区铁路和公路的破坏w2.2.6对其他设施的破坏第6页，本讲稿共27页2 采煤塌陷现状及对矿区环境的影响采煤塌陷现状及对矿区环境的影响 2.3 北皂煤矿采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响北皂煤矿采煤塌陷现状以及对矿区环境的影响煤炭资源的开发利用，加快了北皂市城市化的进程，促进了北皂市和区域经济的发展。但是，大规模的煤炭资源开发既破坏了生态环境，又严重影响了土地资源的利用。尤其是造成耕地面积逐年减少

5、。土地资源的质量不断下降，对地区经济的可持续发展产生一定的影响。北皂煤矿自1976年10月5日破土动工以来，地表塌陷就一直伴随着煤矿开采，而且愈演愈烈。采煤塌陷使北皂煤矿的土地大面积积水，土地盐渍化现象严重，使区内耕地减少。采煤还使农田耕作平面出现断裂和陷落，地表起伏不平，坑穴众多，无法进行农田作业，不少农田被迫弃耕，造成绝产。第7页，本讲稿共27页 3 北皂煤矿地表塌陷危害评价北皂煤矿地表塌陷危害评价 3.1 地表塌陷对环境影响评价地表塌陷对环境影响评价w 3.1.1地表塌陷对环境影响评价的步骤w（1）建设项目工程分析w（2）建设项目矿区的环境现状w（3）评价区地表塌陷对环境现状分析与评价w

6、（4）地表塌陷对各环境因子的影响w（5）地表塌陷对环境影响的综合评价w（6）相应的防护对策w（7）地表塌陷对环境影响的结论与建议w3.1.2地表塌陷对环境影响评价的程序第8页，本讲稿共27页3 北皂煤矿地表塌陷危害评价北皂煤矿地表塌陷危害评价 3.2 地表塌陷危害评价地表塌陷危害评价w3.2.1地表塌陷危害评价标准w3.2.2北皂煤矿地表塌陷危害评价 3.3 地表塌陷对环境影响的保护措施地表塌陷对环境影响的保护措施 超级连接超级连接:地表塌陷危害评价程序地表塌陷危害评价程序附件附件 第9页，本讲稿共27页4 地表塌陷的一般规律及预测地表塌陷的一般规律及预测 4.1 地表塌陷的成因分析地表塌陷的

7、成因分析w4.1.1地表塌陷机理w4.1.2含水层疏降条件下地表塌陷机理w4.1.3岩溶塌陷的机理w4.1.4采动引起地下断层“活化”机理w4.1.5地表塌坑形成机理第10页，本讲稿共27页4 地表塌陷的一般规律及预测地表塌陷的一般规律及预测 4.2 地表塌陷的一般规律地表塌陷的一般规律采煤塌陷与煤层厚度、煤层倾角、深度、采厚、上覆岩层厚度和性质、松散层厚度、开采方式等有密切的关系。在采深和采厚的比值大于30时，地表的移动和变形在时空上是连续的、渐变的、具有一定的规律性；当采深与采厚的比值小或具有较大的地质构造时，地表的移动和变形在时空上是不连续的，没有严格的规律性，地表可能出现较大的裂缝和塌

8、陷坑。第11页，本讲稿共27页4 地表塌陷的一般规律及预测地表塌陷的一般规律及预测 4.3 地表塌陷预测地表塌陷预测w4.3.1土地裂缝预测w4.3.2塌陷盆地边界及最大塌陷深度的预测w4.3.3粗略预测w(1)估计塌陷影响边界w(2)估计塌陷面积w(3)估计大塌陷深度w(4)估计每采万吨煤的塌陷率w(5)估计积水率第12页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦5.1土地复垦现状与目的任务w5.1.1土地复垦现状世界各国,特别是主要的采矿工业国家都十分重视恢复采矿破坏的土地,并取得十分可观的成绩。世界上还有不少国家制定了专门的法律、法令、条例和规程来限制矿山企业侵占、破坏土地资源，规

9、定对采矿破坏的土地必须进行恢复。目前，国外矿山环保和复垦的研究，已发展到利用人造卫星技术进行检测和规划。第13页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.1 土地复垦现状与目的任务土地复垦现状与目的任务w5.1.1土地复垦现状我国是世界上较早进行土地复垦的国家。我们可以由水乡历史名城绍兴的东湖风景区得以证实。而现代开采的矿山复垦工作，较早得到全面复垦的是海南省的田独铁矿。20世纪60年代以来。我国一些矿山陆续开展复垦工作，大多数是在废石场或结束的尾矿堆上进行简单的平整和覆土造田；露天采矿区的复垦工作大部分是开采埋藏较浅、呈缓倾斜或水平状赋存的砂矿矿床。就全国而言，只是局部性或零星地

10、恢复利用，规模仅是几十公顷，复垦率仅有1%。第14页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.1 土地复垦现状与目的任务土地复垦现状与目的任务w5.1.2土地复垦的目的与任务w矿区土地复垦的目的是：w（1）改善土壤肥力，修建地面排水系统;w（2）合理充填矸石或在风化了的矸石上复垦;w（3）在塌陷区或矸石上植树造林，防止大气污染;w（4）在塌陷稳定区修建地面建筑，减少矿区建设征地.w采矿复垦的任务是建立有利于植物生长的地表和生根层。第15页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.2 塌陷区充填复垦塌陷区充填复垦矸石充填塌陷坑复垦后的土地可作建筑用地，也可覆土后作农业用地

11、。工艺原理如图：井下矸石井上塌陷区地 基 处理复土建筑农林种植第16页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.2 塌陷区充填复垦塌陷区充填复垦w5.2.1矸石充填农业复垦的合理剖面结构土厚度第17页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.2 塌陷区充填复垦塌陷区充填复垦w5.2.2塌陷区充填用煤矸石将塌陷区充填为建筑用地，其技术关键是采取合理的充填方式和地基加固处理技术。w5.2.3利用粉煤灰充填塌陷区应注意的问题利用粉煤灰复垦塌陷区的技术关键，是根据地表变形预测设计抗变形的输灰管，修建储灰场，事先剥离出足够复土用的表土或采用循环复土方法。复土厚度应在40cm以上。

12、控制灰尘污染周围环境，同时监测并治理过高pH值。选育优良品种，检测食物产品中有害物质的含量。第18页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.3 塌陷区非充填复垦塌陷区非充填复垦w5.3.1低潜水位塌陷区非充填复垦w5.3.2中潜水位塌陷区非充填复垦w5.3.3高潜水位塌陷区非充填复垦挖深垫浅工程图第19页，本讲稿共27页5 塌陷区土地复垦塌陷区土地复垦 5.4 微生物复垦微生物复垦微生物复垦的工艺为：w（1）平整煤矸石、露天矿剥离物等固体废弃物复垦场区；w（2）疏松表层，施加煤泥、城市生活垃圾、谷物秸杆、锯末、含生物元素的工艺废料等有机物质；w（3）播洒微生物活化药剂和微生物与有

13、机物混合制剂，播洒后者时不需预先施加煤泥等有机物质；w（4）翻料并播种一年或多年生豆科禾木混合草。我国应用生物技术进行复垦工作还处于起步阶段，应主要解决矸石山的复垦绿化，复垦土壤的改良和提高矿区水域的生产力。第20页，本讲稿共27页6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想 6.1 塌陷区土地综合治理的保障措施探讨塌陷区土地综合治理的保障措施探讨 煤矿塌陷区的综合治理，是一项庞大复杂的系统工程，它关系着煤矿城市的形象和地方经济能否健康与可持续发展的大问题。w（1）成立专门综合治理领导机构;w（2）多方容集资金，发展北皂矿区土地综合治理与保护产业;w（3）制定综合治理的优惠政策;w

14、（4）加强塌陷区复垦方法的研究.第21页，本讲稿共27页6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想 6.2 北皂煤矿塌陷区土地复垦构想北皂煤矿塌陷区土地复垦构想防患于既然，北皂煤矿应在对全局塌陷地进行调查和论证的基础上，根据矿区自身的地理位置情况，拟定“一疏、而平、三改造”的塌陷地治理方针。一疏，即挖沟开渠，主、支渠配套，旱能浇，涝能排，疏排塌陷区积水；二平，即对已排除积水的塌陷地，采用平整和梯田平整的方法复垦还耕；三改造，即对无法排除积水的深水塌陷坑采取“就地取土建鱼塘、垫高土地造菜田”的方法进行改造。防患于未然，在即将塌陷的地表堆积矸石、生活垃圾及其它工业废料，待塌陷区稳定，

15、并与堆积的矸石等相同标高时，将呈现在人们面前的是一块“新生的土地”。在这类土地上修建工业、农用建筑，这样可免去征用新地建房，可节约与开发土地相结合的典型。即采用“防患于既然，防患于未然”两项相结合的措施，创造一个美丽、环保、娱乐为一体的北皂煤矿。第22页，本讲稿共27页6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想 6.3 美丽、环保、娱乐为一体的北皂煤矿美丽、环保、娱乐为一体的北皂煤矿地表塌陷到稳定状态后，在塌陷较浅的地段上覆盖上预先在塌陷区地表上采集的表土，充填一条坚实的公路，如果可能的话，建设成为水上桥梁会更为完美。然后，再对塌陷较深的地方采用“挖深垫浅”的方法，以形成合格的鱼

16、塘。用挖出的泥土将浅部垫高，使其成为旱田。在塌陷区的西边界上种植柳树，以美化鱼塘。并在柳树林的右侧建一些水梯，开发成为职工的垂钓区，供职工消遣娱乐。柳树林的左侧则建设休闲亭，即增加复垦后的美感，又是休息娱乐的好去处。在塌陷区的东侧可种植柳树，也可种植喜水的果树，不仅能使塌陷区更美丽，又会给北皂煤矿带来一定的经济效益。林地的东侧可治理成农田。这样北皂煤矿塌陷区将变成水上娱乐场。第23页，本讲稿共27页6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想图图62水上娱乐场水上娱乐场 第24页，本讲稿共27页6 北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区土地复垦设想北皂煤矿塌陷区进行综合开发以后，

17、不仅可美化城市，而且给城市带来一定的经济效益。w（1）与城市的“菜篮子”工程结合起来，城市经济效益也会有所提高；w（2）北皂煤矿所有采煤塌陷区水域均为四周封闭、底部有较厚的土层、水深适宜、水质优良，是有利于底栖、浮游生物生长的极佳场所，具备了水产养殖的良好条件。开展有特色的水生养殖既可使塌陷区土地资源产生较好的经济效益，有可以从生物氧化角度治理和保持塌陷区水域的良好水质，使塌陷区土地资源的生态环境效益大幅度提高；w（3）对塌陷区的水域进行水上旅游景点综合开发，可丰富地区陆游资源，丰富城乡居民文化生活，树立矿业城市的新形象，使矿业城市产生更加好的社会环境效益。第25页，本讲稿共27页7 结论结论

18、由于地表塌陷已成为一种特有的生产破坏形式，它所产生的社会问题、经济问题和环境问题已迫使我国各大矿区陆续开展对其综合治理和利用。但我国数以万计的煤矿都不同程度地存在地表塌陷危害，有些还相当严重，因此治理和利用塌陷区任务十分艰巨。搞好这一工作，不但要靠各级政府的重视和相应的政策法规，更要靠各级煤矿对这一环境地质灾害的认识和积极地治理。这一工作搞好了，可以该改善矿区环境质量，减少赔偿，改善矿群关系，还可以变害为利，收到可观的经济效益，确是功在当代，利在千秋的事业。第26页，本讲稿共27页7 结论结论北皂煤矿是海域开采矿区，陆地上地表塌陷已基本稳定，地表塌陷对矿区环境的影响已成年定局。如何改变现在地表塌陷破坏矿区的状况，是北皂煤矿面临的最紧迫问题。若北皂煤矿能投入大量资金，对地表塌陷进行复垦，采用充填复垦、非充填复垦或微生物复垦，都可以把北皂煤矿复垦成为一个美丽、环保、娱乐为一体的矿井。第27页，本讲稿共27页