采煤塌陷区综合治理与分析

    考传颂

    摘 要：新集三矿为急倾斜煤层开采矿井，由于煤层赋存的特殊性，工作面开采后均形成与工作面走向一致的长条形塌陷区。矿井开采初期，各煤层开采后引起的地表沉陷单一、独立，但随着矿井开采深度的增加，各煤层开采后的塌陷区范围在走向和倾向上不断加大。目前，塌陷区已基本连成为一个整体。

    关键词：急倾斜煤层；采煤塌陷区；治理与分析

    1 矿井基本情况

    新集三矿为急倾斜煤层矿井，位于安徽省凤台县城西约4km，井田面积6.8174km2，设计年产60万吨，1994年开工建设，1996年10月投产。矿井开采上限-200m，开采下限-800m。分三个水平和四个生产采区，一水平标高-340m，已基本开采结束；二水平标高-550m，为现生产水平；三水平正在开拓准备；四个采区分别为西一、西四、西五和西六采区。其中，西一采布置在工广保护煤柱和刘集乡保护煤柱之间约300m范围内，开采下限-470m左右，属于局部可采采区；目前，矿井已开采至-480标高上下。

    2 塌陷区特点及形成机理分析

    新集三矿由于煤层赋存的特殊性，工作面开采后均形成与工作面走向一致的长条形塌陷区，呈锅底形，两侧宽缓，中间最深。开采初期，各煤层开采后形成的地表沉陷积水区相互独立，但随着矿井开采深度的增加，各煤层开采后的塌陷区范围不断加大，且相互叠加；目前，塌陷区积水范围已连成一片，塌陷区整体形状呈椭圆形。实测最大沉陷深度位于13-1煤上方，最大积水深度为4.2m。矿井开采已造成塌陷区面积7166亩，其中下沉大于1.5m的2508亩，下沉小于1.5m的4658亩。

    （1）采煤塌陷区沉降观测

    投产初期，我矿就在地表对应西一、西二采区13-1煤及8-1煤走向和倾向上分别布置了三条沉降观测线，现场实际观测地表沉降特征，并与设计岩移参数预计结果进行比较，确认矿井实际岩移资料与由合肥设计院提供的设计岩移参数预测结果基本相符。目前我矿均采用合肥设计院提供的岩移参数对开采沉陷进行预测、预报。

    （2）采煤塌陷区形成机理

    由于煤层的开采和地下水疏放，改变了原有的地应力平衡状态，介质（不同岩层）的连续性及完整性受到破坏，介质单元之间原有的联系关系发生变化，引起了煤层及其顶、底板岩体沿着一系列原生裂隙和后期形成的连续性裂隙、非连续性裂隙发生移动，使介质单元互相分离并发生相对运动后充填入采空区，从而引起地表下沉。

    3 采煤塌陷区综合治理与利用

    在采煤塌陷区综合治理过程中，淮南市政府、凤台县政府分别成立了采煤沉陷区综合治理领导小组，制定了《淮南市采煤沉陷区环境综合治理机制》、《淮南市采煤沉陷区农村集体土地居民补偿搬迁安置暂行办法》，出台了《关于采煤塌陷区加快村庄搬迁推进综合治理工作的意见》。

    依据政府部门出台的采煤塌陷区土地综合治理方案与各项规定，新集三矿进一步确定了"以人口补偿为原则，据实补偿为补充"的补偿方式，制定了采煤塌陷区内村庄搬迁、综合治理工作的总体思路，实现了地矿和谐发展的新局面。

    （1）新集三矿塌陷区综合治理涉及道路维修、圩堤加固、水系改造等内容。根据地面观测桩下沉数据，结合现场塌陷的实际情况，组织测量、土建、预算、土地办等部门与地方政府共同制定出需要治理项目的可行方案。对造价超过10万元的工程，邀请公司有关部门参与。

    （2）依据水渠塌陷的程度分别采取加高、加宽和改道等措施，对受损较轻的排灌站进行房屋加固、设备维修；对于受损严重的则重新建排灌站。

    （3）对塌陷区的道路下沉0.4m-1m的路段，采用矸石分层筑填压实的方法维修；对受开采沉陷的圩堤则采用粘土回填、平整碾压等进行加固，并确保回填后的高、宽等超出原设计标准。

    （4）分步骤、分阶段对村庄及其它建筑物进行搬迁。截至目前，新集三矿已搬迁村庄及其它建筑物11个。

    （5）针对采煤塌陷区土地破坏情况，在李咀子村、刘庄村等自然村搬迁后的旧址，进行了采空区回填，共计复垦土地123亩。

    4 未来采煤塌陷区综合治理规划

    （1）根据《淮南新集矿区规划环境影响报告书》，针对位于新集三矿井田范围内的花家湖大堤采用就近挖土充填，多层碾压等形式对堤坝加高、加宽。估算填方量约40974m3，为远期治理工程。

    （2）利用煤矸石对矿井开采范围的道路采取随塌随填的方式，进行及时修复，修复后的道路路面宽约7m，估算填方量约7863m3。

    （3）按照国土资源部、发展改革委等七部门《关于加强生产建设项目土地复垦管理工作的通知》（国土资发[2006]225号）要求和《土地复垦规定》第四十二条"因塌陷、占用等造成土地破坏，用地单位和个人应按照国家有关规定负责复垦"的规定，依据"谁开发、谁保护、谁破坏、谁复垦治理"的原则，对已经破坏的土地采用煤矸石充填、挖深垫浅等方法复垦耕地、建立渔塘、植草复绿，尽可能的恢复生态环境。预计新集三矿最终塌陷面积8097.81亩，最大下沉深度5.0m以上。

    （4）合理布置检测网点，对矿山水土资源破坏、水土污染、矿山地质灾害的发展、变化趋势进行长期跟踪观测，为矿山地质环境保护和治理提供技术依据。

    参考文献：

    [1]祝国军.矿区土地复垦模式研究[D].中国矿业大学，1988.

    [2]周树理.矿山废地复垦与绿化[M训E京：中国林业出版社，1995.