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第43届三等奖论文---浅谈东林公司塬林煤矿地质环境治理方案

浅谈东林公司塬林煤矿地质环境治理方案

 

vnsc威尼斯城官方网站内蒙古东林煤炭有限责任公司  刘  睿

    

摘要  利用表土剥离、平整、削坡、覆土、恢复植被等技术,对采煤沉陷区地面、矸石堆放场、防洪坝、取土场等处进行综合治理,有效消除地质灾害隐患,恢复土地资源,保护和改善了生态环境。

    关键词  沉陷区   矸石堆放场    平整   恢复植被    监测   治理成效

1  东林公司塬林煤矿地质环境治理目标和任务

1.1  目标

东林公司塬林煤矿地质环境治理的总体目标是:建立起相对完善的东林公司塬林煤矿地质环境治理体系,在基本掌握东林公司塬林煤矿地质环境问题的分布状况与影响程度及占用破坏的土地利用类型的基础上,对东林公司塬林煤矿地质环境问题进行恢复治理,最大限度的消除东林公司塬林煤矿地质灾害隐患,避免和减少矿区土地资源占用、破坏,以及地形地貌景观和含水层的破坏和污染,实现矿业开发与东林公司塬林煤矿地质环境保护的协调发展。在采空区周围设置警示牌,及时平整地表出现裂缝,并种植植被,尽快恢复地形地貌景观,实现沉陷区防治目标。合理堆放矸石,对临时矸石周转场进行削坡处理,并通过生物工程措施使遭受破坏的区域土地资源得到有效恢复,同时与附近砖厂签订矸石销售合同,使矸石综合利用,实现矸石堆放场防治目标。

1.2  任务

    采取预防实施进行保护性开采,建立东林公司塬林煤矿地质环境监测系统,对东林公司塬林煤矿地质灾害进行监测和及时预警,对东林公司塬林煤矿地质环境问题进行治理及复垦。主要包括预测沉陷区、矸石堆放场、防洪坝、至火药库矸石路、取土场等项目实施。

2  东林公司塬林煤矿地质环境治理工程的技术方法

2.1  沉陷区地质环境治理工程

2.1.1治理内容

预测地面沉陷区面积为1827935 m2,沉陷区地表不出现大的裂缝或塌陷坑,只产生轻微的地表变形,最大地表下沉值为3.1m。

2.1.2  设置网围栏

在预测地面沉陷区外围设置网围栏,围栏采用混凝土预制桩及铁丝制作的封禁围栏。 每隔8m栽一水泥柱,水泥柱规格0.15*0.15*2.30m,埋深0.5m,出露1.8m, 出露部分拉6道刺丝,用12号固定在水泥柱预留挂勾上。

2.1.3  设置警示牌

在预测沉陷区周围设置警示牌,警示牌采用双柱式钢板,警示牌规格:长1.50m、厚0.10m、宽1.50(主牌高1.0m)的钢板。

2.1.4  裂缝平整、恢复植被

对沉陷区产生的裂缝利用人工挖土进行平整,平整厚度0.2m。裂缝平整后,对其地表播撒草籽,草种主要选择适合当地生长的草种沙蒿、羊草进行撒播。

2.2  矸石堆放场地质环境治理工程

矸石堆放场北侧边坡已经进行了覆土治理,治理区域呈不规则四边形,本期主要对矸石场北侧坡面进行边坡整形治理工程,最终治理面积1600m2

2.2.1  削坡、垫坡整形

现状矸石堆北侧的边坡坡角为40°,对其进行削坡治理,将边坡坡角整形为25°,将多余的矸石垫在坡角,如治理示意图1所示。

 

图1  削坡治理示意图

2.2.2  覆土

矸石场北侧边坡削坡整形后,采用挖掘机装车、自卸卡车运输,在取土场取土运至矸石场北侧边坡进行覆土,覆土厚度为0.3m,覆土中掺入10%的羊粪,充分搅拌,确保植被可以存活、生长。

2.2.3  平整、恢复植被

利用剥离的表土对矸石堆放场北侧边坡进行平整,平整厚度0.1m。对矸石堆放场北侧的边坡平整后,对其地表播撒草籽,草种主要选择适合当地生长的草种沙蒿、羊草,播种方式为撒播。

2.3  防洪坝地质环境治理工程

2.3.1  治理内容

防洪坝总体呈梯形垂直于工业场地西侧展布,总长约280m,坝体上宽约2m,下宽约5m,坝高均高1.5m,占地面积约为1400 m2。本期治理区为坝顶部和北侧边坡,治理面积约为1512m2

2.3.2  平整、恢复植被

对防洪坝顶部以及北侧边坡进行平整,平整厚度为0.2m。对防洪坝顶部以及两侧边坡覆土,厚度为0.3m,覆土中掺入10%的羊粪,充分搅拌,确保植被可以存活、生长。对其地表播撒草籽,草种主要选择适合当地生长的草种沙蒿、羊草,播种方式为撒播。

2.4  至火药库矸石路恢复植被

治理区为矸石路两侧的边坡,治理区域的面积为1200 m2。对矸石路两侧边坡地表播撒草籽,草种主要选择适合当地生长的草种沙蒿、羊草,播种方式为撒播。

2.5  工业场地职工宿舍区道路

治理区域为工业场地职工宿舍区的道路,治理区域的面积为3500m2。根据实际情况,对工业场地职工宿舍区的部分道路进行铺砖治理,铺砖类型为标准砖,另一部分道路进行混凝土硬化治理。

2.6  取土场

本方案对新增取土场的恢复治理面积为700m2。对取土场场地进行平整,平整厚度为0.2m。对取土场场地平整后,对其地表播撒草籽,草种主要选择适合当地生长的草种沙蒿、羊草,播种方式为撒播。

3  东林公司塬林煤矿地质环境治理质量要求

3.1  沉陷区治理质量要求

对产生的裂缝采用人工回填裂缝的措施进行平整,尽量与原始地形地貌相协调。采空区周围设置警示牌和网围栏,对人畜起到警示作用。裂缝平整后恢复植被,尽快恢复所破坏土地资源的使用功能。

3.2  矸石堆放场治理质量要求

按设计要求合理堆放矸石,矸石堆放高度符合设计要求,矸石堆放前对表土进行剥离,对矸石上部覆土平整后,恢复植被尽快恢复所破坏土地资源的使用功能。

3.3  防洪坝治理质量要求

对防洪坝的顶部和边坡进行合理的设计,对堤坝的内外坡采取修坡处理作业,对坝顶和边坡采取碾压作业,保障堤坝土壤密实度达到设计要求,将表面平整压实,有效避免坝体受到水体冲刷造成损坏。

3.4  至火药库矸石路治理质量要求

两侧边坡进行修整,防止发生滑坡。矸石路两侧边坡已经覆土,本期治理只需要种草,尽快恢复所破坏土地资源的使用功能。

3.5  工业场地职工宿舍区道路整修治理质量要求

结合职工实际生活的需求进行道路整修,以方便职工生活为前提进行道路整修规划,在硬化的同时,在周围做一些植物绿化景观。严格控制路面整修材料质量,路面治理要做到“平整无坑”的要求。对取土场场地进行平整,平整后,恢复植被。

4  东林公司塬林煤矿地质环境治理工程的管护措施

管护措施是对东林公司塬林煤矿本期复垦区域进行的植被管护工作,主要包括日常的田间管理(浇灌、除草杀虫等)以及越冬与返青期的管护,确保治理区草种成活率,必要时进行补种,保证恢复区的植被覆盖度不低于原始状态。

本次设计的管护措施如下:采用撒播方式种植,因种子表面有蜡质,播种前宜先浸水一夜再播种,以提高发芽率;播种后地面板结的,用简易农作具(如短齿钉耙)及时进行松土,以提高出苗率;齐苗后,对缺苗断垄地方应及时补种或移栽;定期进行浇灌和适度施肥,加快草苗的生长;专人看管,防止人畜践踏,发现病虫害及时防止,保证幼苗前期健康生长;冬季及返青期进行重点管护,尽量降低因冻害对第二年产草量造成的影响。

5  东林公司塬林煤矿地质环境治理工程的监测成效

5.1  地质灾害监测

主要是对沉陷区进行监测,地面沉陷发生的位置、范围、深度及地表破坏现象。地裂缝发生的位置、长度、深度、宽度及危害情况。

监测方法:首先通过实地调查或人工测量方法,调查地面沉陷发生的地段及规模,圈定发生地裂缝、地面沉陷范围,对形成的地面塌陷监测时采用人工观测、高精度的GPS、遥感等方法测量其大小及深度等。

监测频率:日常对地面沉陷区进行每月4次实地观察,监测人员2人。采用定期监测与不定期监测相结合的方式,并认真填写地质灾害监测记录表,雨季等情况下增加监测频率。

5.2  地下水动态监测

主要监测在生产过程中,东林公司塬林煤矿开发对地下水的水质、水位影响的情况,设置监测点,及时掌握地下水的变化信息。矿区现状条件下已经布设了4口井作为地下水动态监测点,设置4个监测点。

监测方法:对地下水水位进行人工测量,观测其水位变化幅度;定期采集矿井水和地下水水样进行化验、检测,分析矿井水与地下水水质的差别和采矿活动对含水层及水质的影响情况。每次监测,都要做好观测笔记,记录观测时间、地点、水位标高、涌水量,以及水质的化验结果,并汇总成图、表,方便比较、使用。

监测频率:水质监测每年3次,即枯水期1次、丰水期2次;水位监测每月1次。

5.3  治理后效果

已完成的治理工程取得了明显的效果,具体表现在如下方面:办公生活区、工业场地及部分道路硬化工程的开展,极大地缓解了扬尘对大气的污染,并方便了过往车辆及行人的通行;办公生活区进行了大面积的绿化,种植了乔木,多种花草,改善了办公环境。在矿区道路、塌陷区、高陡边坡处、视线不良处及其他有安全隐患地段设置了警示牌,起到了警示提醒作用,防止了人、车误入而引起误伤、误损事故;截水坝边坡进行了覆土,种草,植被恢复效果较好。对沉陷区裂缝已进行了回填、覆土、种草,在一定程度上起到了恢复地形地貌的作用。

通过本期治理后,对治理后的效果进行监测,东林公司塬林煤矿选用优质草种、树种,采取田、林、草、路、水,有机结合的治理方式,在治理区营造适生的灌草植被,使得植被成活率达到85%以上,防治了沉陷区的水土流失和土地沙化,美化了环境、净化了空气、滋养了水土、保护和改善了生态环境,使土地资源的可持续性利用,打造绿色生态景观,促进了生态系统良性循环和可持续发展,保障地下水饮用水安全,防治破坏地下水。

参考文献:

[1] 程伯禹,矿山地质灾害防治与地质环境保护,中国地质灾害与防治学报,147-151.

[2] 邓学军,矿山地质灾害及其防治,中国地质,1999,1(9)32-34

 

作者简介: 刘  睿(1966年-),男,高级工程师,1992年毕业于阜新矿业学院,现任vnsc威尼斯城官方网站内蒙古东林煤炭有限责任公司地测科副科长。电话: 13941063007。