为什么会地面塌陷?
一、什么是地面塌陷地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可能成为一种地质灾害,特别是岩溶塌陷。二、地面塌陷能造成哪些危害我国已有许多城市发生了岩溶地面塌陷灾害。塌陷使大量的建筑物变形、倒塌,道路坍陷,田地毁坏,水井干枯或报废,风景点破坏等,给城市的生产建设和人民生活造成了很大损失。据不完全统计,我国岩溶地面塌陷灾害较为严重的城市:辽宁的大连,河北的秦皇岛、唐山,山东的济南、泰安、淄博、枣庄,湖北的武汉、黄石、咸宁,湖南的怀化、娄底、黔城、湘潭、郴州,江苏的南京,浙江的杭州,江西的九江、宜春、上高,云南的昆明,贵州的贵阳、水城、安顺、遵义、六盘水、清镇,广西的桂林、柳州、玉林,广东的广州、肇庆等数十个城市。其中破坏强烈、影响较大的有大连、秦皇岛、泰安、武汉、桂林、水城、昆明等,并以贵州水城的地面塌陷最为典型和强烈。水城(属六盘水市)因水钢水源地中16口水井大量的抽采地下水,在约5平方千米的范围内产生塌陷坑1023个,导致89座房屋开裂或倒塌,道路坍裂,423亩农田毁坏,电杆倒塌,一度引起全城停电,直接赔偿和经济损失达260余万元,局部地段因污水灌入造成地下水水质污染和生态环境恶化。另外,云南昆明市中心的翠湖塌陷,使历史悠久的风景点——翠湖湖水干枯,亭台倒塌,桥梁破坏,名泉九龙池变成了落水洞,花枝凋谢,湖无翠意。在地下矿产开采中,由于矿坑的强疏排水及矿坑的突水、涌水等,使许多矿区产生了岩溶地面塌陷,从而造成建筑物开裂倒塌,农田毁坏,道路中断,采矿滞产,甚至停产,矿井报废等,其经济损失和社会影响巨大。据不完全统计,我国矿区岩溶地面塌陷的直接经济损失已达4000万~5000万元以上。根据初步调查资料,目前我国已产生了岩溶地面塌陷灾害的大型矿区:湖南的恩口煤矿、斗笠山煤矿、桥头河煤矿、煤炭坝煤矿、水口山铅-锌矿,湖北的大冶铜录山铜矿、大冶叶花香铜矿、大冶大广山铁矿、宜都松宜煤矿,江西丰域云庄煤矿、乐平花亭锰矿、乐平桥头丘煤矿、乐平鸣山煤矿,广西泅顶山铅-锌矿、西湾煤矿,广东的石录铜矿、凡口铅-锌矿、英德硫铁矿、黑石岗黄铁矿、阳春硫铁矿,辽宁魏家石棉矿,山东莱芜铁矿业庄矿区、莱芜顾家台铁矿,安徽铜陵新桥铜矿、淮南煤矿、铜官山矿,河北唐山开滦煤矿范各庄矿等数十个矿区。其中以恩口煤矿、水口山铅-锌矿、凡口铅-锌矿、泅顶山铅-锌矿和铜录山铜矿等的岩溶地面塌陷最为典型和强烈。岩溶地面塌陷也是铁路的主要危害之一。多年来,全国铁路线及场站已发生重大塌陷约52处,累计中断行车1680小时,部分工点治理费用已达上亿元。在我国的主要干线铁路中,岩溶地面塌陷灾害较为严重的有京广线、贵昆线、浙赣线、津浦线、沈大线、渝达线等。塌陷造成车站建筑物毁坏、路基沉陷、道路悬空、桥涵开裂倒塌、隧道施工受阻、铁路断道停车事故时有发生,甚至造成火车脱轨等。有些路段列车长期限速慢行,损失巨大。例如,京广线南岭隧道和大瑶山隧道的地面塌陷,造成已建铁路下沉,运输中断,隧道施工受阻;贵昆线K413-K606路段的3次重大塌陷,先后造成2列货车颠覆,中断行车71小时,已投入的治理费用达1700万元;津浦线上泰安车站的地面塌陷造成路基下沉、路轨架空,行车一度中断,整治费用达2000万元以上;沈大线瓦房店市路段的地面塌陷造成列车停运8小时。三、地面塌陷有哪些类型1.岩溶塌陷由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏以外的26个省(自治区、直辖市)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(自治区)最为发育。据统计,全国岩溶塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方千米,造成年经济损失达1.2亿元以上。2.非岩溶性塌陷由于非岩溶洞穴产生的塌陷,如采空塌陷、黄土地区黄土陷穴引起的塌陷、玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷,在我国分布较广泛,目前已见于除天津、上海、内蒙古、福建、海南、西藏以外的24个省(自治区、直辖市),其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较严重。据不完全统计,在全国21个省(自治区、直辖市)内,共发生采空塌陷182处以上,塌坑超过1592个,塌陷面积大于1150平方千米,年经济损失达3.17亿元。在上述几类塌陷中,岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多,且具有较强的隐蔽性和突发性特点,严重地威胁到人民群众的生命财产安全。岩溶塌陷的平面形态有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等,主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上覆岩、土体的性质在平面上分布的均一性有关。其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等,主要与塌层的性质有关,黏性土层塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状。岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表述,主要取决于岩溶发育程度、洞隙开口大小及其上覆盖层厚度等因素。据统计,土层塌陷陷坑直径一般不超过30米,其中以小于5米的占大多数,达63%~71%,5~10米的占10%~20%,个别大的可达60~80米。塌陷坑可见深度绝大多数小于5米,占总数的84%~97%。基岩塌陷规模一般较大,例如,四川省兴文县小岩湾塌陷,长650米,宽490米,深208米。四、地面塌陷发生的原因人类活动对地面塌陷的形成、发展产生了重要的作用。不合理的或强度过大的人类活动都有可能诱发或导致地面塌陷。现将对地面塌陷有重要影响的几种人类活动及其作用简述如下。矿山地下采空。地下采矿活动造成一定范围的采空区,使上方岩体失去支撑,从而导致地面塌陷。这种人为活动是采矿区地面塌陷的主要原因。我国已有许多矿区发生了这类地面塌陷,产生了相当程度的危害。例如,山西省内8个主要矿务局所属煤矿区的地面塌陷已影响到数百个村庄、数万亩农田和十几万人的正常生产和生活。地下工程中的排水疏干与突水(突泥)作用。矿坑、隧道、人防及其他地下工程,由于排疏地下水或突水(突泥)作用,使地下水位快速降低,其上方的地表岩、土体平衡失调,在有地下空洞存在时,便产生塌陷。这类人为活动对岩溶地面塌陷所起的作用极大,由此所产生的岩溶地面塌陷的规模和强度最大,危害最重。我国许多矿区、铁路隧道中的岩溶地面塌陷均由这类活动所致。过量抽采地下水。对地下水的过量抽采,使地下水位降低,潜蚀作用加剧,岩体、土体平衡失调,在有地下洞隙存在时,也可产生地面塌陷。这种地面塌陷也多见于岩溶地区的塌陷中,并多发生在城市地区。人工蓄水。这不仅在一定范围内使水体荷载增加,而且使地下水位上升,地下水的潜蚀、冲刷作用加强,从而引起地面塌陷。例如,广西南丹八圩水库引起的地面塌陷使库水全部漏失。人工加载。在有隐伏洞穴发育部位上方的人工加载,也会导致地面塌陷的产生。如武汉中南轧钢厂料场的地面塌陷即由人工堆放荷载所致。人工振动。爆破及车辆的振动作用也可使隐伏洞穴发育地区产生地面塌陷。例如,广西贵县吴良村因爆破产生的地面塌陷迫使全村迁移。地表渗水。输水管路渗漏或场地排水不畅造成地表水下渗或化学污水下渗,也能引起地面塌陷。例如,广西桂林第二造纸厂的地面塌陷即由该厂排放的化学污水下渗所致。山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害现状、趋势分析及其防治
寿冀平
(山东省地质环境监测总站,济南,250014)
摘要 本文通过对山东省矿山开采引发的地面塌(沉)陷地质灾害的现状分析,结合矿产开发规划对其发展趋势进行了分析,提出了相应的防治措施,对于减轻地质灾害和地质环境保护具有重要意义。
关键词 地面塌陷 现状 趋势分析 防治措施
前言
山东省是我国矿业大省、经济大省,全省累计发现各类矿产150种,其中能源矿产11种、金属矿产45种、非金属矿产90种、水气矿产4种。山东省采矿历史悠久,矿业在我省国民经济和社会发展中发挥着重要的基础性作用,目前全省95%的一次性能源和80%的原材料依靠开发矿产资源提供,矿山企业达9482个。随着矿业经济的发展,矿产资源开发规模和开发强度的增大,矿山地面塌(沉)陷问题越发突出,成为主要的矿山地质灾害类型。
1 矿山地面塌(沉)陷地质灾害分布特征
山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害按其成因和塌(沉)陷特征分为采空地面塌(沉)陷和岩溶地面塌陷。
1.1 采空塌(沉)陷
采空塌(沉)陷是山东最主要的矿山地质灾害,涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等所有地下开采矿山,伴随采空塌(沉)陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌(沉)陷主要分布于煤矿采空区,其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区,但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲,又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个地市有10个地市存在规模不同的采空塌(沉)陷,主要分布于煤炭资源开采强烈的地区。塌(沉)陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。
1.2 岩溶地面塌陷
矿山岩溶地面塌陷是开发排水(包括矿坑突水)为主导因素引发的岩溶塌陷,主要发生在具备岩溶塌陷条件的莱芜铁矿谷家台及叶庄矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南铜井金矿区等,其中以莱芜铁矿岩溶塌陷最为发育。
2 矿山地面塌(沉)陷地质灾害发育现状
2.1 采空地面塌(沉)陷
采空塌(沉)陷是由于矿层(体)采出后,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层乃至冒落而形成。其发生发展过程和地表变形程度,主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。据2002年调查资料可知,我省各类矿山采空塌(沉)陷面积为403.01km2,其中煤矿采空塌(沉)陷最大,占采空塌(沉)陷面积的97%。各主要矿种的采空塌(沉)陷现状分述如下:
2.1.1 煤矿采空塌(沉)陷
山东省采煤历史悠久,开采方式从以往的小规模开采转入现在的机械化深部大规模开采,随着采空区面积的不断扩大,各采煤区相应地发生了一系列规模不等、形状各异的采空地面塌(沉)陷。据不完全统计,截至2002年底,全省因采煤造成的采空塌(沉)陷已达800余处,累计塌(沉)陷面积392.625km2,其中绝产面积大于50km2,平均采万吨煤地面塌(沉)陷率为0.0037km2。山东省煤矿区采空塌(沉)陷基本情况见表1。
表1 山东省煤矿区采空地面塌(沉)陷情况统计表
塌(沉)陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌(沉)陷盆地,盆地中心下沉深度各地不一,最大下沉深度12.50m(肥城王瓜店),最小下沉深度0.10m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌(沉)陷区最大下沉深度小于1.50m,地表形态相对变化较轻的塌(沉)陷区面积累计124.6km2,占全省总塌(沉)陷面积的31.74%;塌(沉)陷区下沉深度大于1.50m,地表形态相对变化较大的塌(沉)陷区分布面积累计达268.03km2,占全省塌(沉)陷区总面积的68.26%。此类塌(沉)陷分布区,地表地形起伏较大,在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段,常形成季节性乃至常年性积水洼地,导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计,目前,全省部分老塌(沉)陷区的常年积水面积已达48.2km2以上,造成了耕地的大面积绝产和荒废。
由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异,以及各采煤区开采方式的不同,使得各采区采空塌(沉)陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区,除淄博采煤区的采空塌(沉)陷的发育规模较小外,其他地区的采空塌(沉)陷均较严重。尤其以泰安、济宁、枣庄三地市所辖煤田区的采空塌(沉)陷最为严重,累计塌(沉)陷面积达312.81km2,占全省采空塌(沉)陷总面积的79.67%。不但塌(沉)陷分布面积大,下沉深度深,而且积水面积广,造成的损失和社会影响也极大。
2.1.2 铁矿采空塌(沉)陷
省内铁矿采空塌(沉)陷相对较轻,尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模,但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填。因此,铁矿采空塌(沉)陷的发生得到了有效控制。据调查,至2002年底,全省仅发生3处采空塌(沉)陷,淄博1处、莱芜2处,累计塌(沉)陷面积2.673km2。
2.1.3 金矿采空塌(沉)陷
金矿采空塌(沉)陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地,据不完全统计,到目前为止,金矿开采区发生采空塌(沉)陷160多处,累计塌(沉)陷面积约0.851km2。塌(沉)陷的形态多为条形,走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立,地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育,裂隙宽度可达20cm。受矿脉地质特征和开采规模的控制,塌坑的发育规模(长、宽、深等)差异悬殊。塌坑长度一般10余m到数10m不等,最长达800m。
2.1.4 石膏、滑石等其他矿产采空塌陷
(1)山东省石膏矿储量十分丰富,石膏生产量逐年上升,因此矿区采空塌(沉)陷也越发突出。目前采空塌(沉)陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区,累计塌(沉)陷面积1.774km2。
(2)滑石矿采空塌陷区主要分布于栖霞、莱州等地,现已发生采空塌(沉)陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区,塌陷形态为椭圆形盆地状,面积约0.45km2,塌(沉)陷中心下沉深度3m左右,该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁,目前厂院围墙已有多处倾斜开裂,墙体裂缝最宽达10cm。
(3)此外,临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中,也先后发生较大规模的采空塌(沉)陷,并造成了严重的人员伤亡事故。
2.2 岩溶地面塌陷
矿山岩溶地面塌陷是因开采矿产资源疏排地下水(包括矿坑突水)而导致的岩溶塌陷。目前,全省岩溶塌陷面积约30.6544ha。相对于采空塌(沉)陷,岩溶塌陷面积较小,目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区三个矿区。
3 矿山地面塌(沉)陷趋势分析
3.1 煤矿采空塌(沉)陷
现阶段煤矿开采主要在鲁西地区的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兖州煤田、滕州煤田、陶枣煤田、临沂煤田和鲁东地区的黄县煤田。就目前采空塌(沉)陷情况分析,山东煤矿采空塌(沉)陷基本分两种情况:①淄博、陶枣、临沂等煤田,多处于低山丘陵区,煤层薄,上覆第四系厚度均小于100m,开采深度多在-500m以下,煤层采出顶板冒落后,很快自动叉实,地表只出现小规模地面变形、斑纹或裂缝,对地表或农业耕作不产生重大损害;②兖州、滕州、肥城、黄县等煤田,多处于山前冲洪积平原或盆地中,第四系覆盖层厚度大,开采煤层厚度大,多8~12m,煤层产状平缓,采出后,顶板煤层失去支撑,形成破碎冒落、弯曲下沉,随着采空面积的逐渐扩大,在地面出现缓慢、连续的盆状塌(沉)陷坑,严重破坏了地质地貌景观,对农田、村庄等破坏严重,给矿山建设和矿区农业生产、生活造成重大影响,也为矿山带来沉重经济负担。由此可见,后者采空塌(沉)陷规模及危害要大于前者。
根据煤矿开发规划,近期煤炭生产的重点地区是济宁、兖州、滕州、新汶(含莱芜)、肥城等深部煤田。煤矿采空塌(沉)陷也主要发生在济宁、兖州、滕州煤田,其次是肥城、龙口、新汶煤田。淄博煤田面临闭坑期,采煤塌(沉)陷影响很小。也就是说,除了淄博煤田外,其他各煤田采空塌(沉)陷仍将继续发展,尤其是济宁、兖州、滕州三大煤田,开发潜力大,采煤塌(沉)陷又属于第(2)种情况,故其采空塌(沉)陷规模和危害程度显得尤为突出。
据省煤炭工业局资料,近期我省煤矿采空塌(沉)陷面积年均增长20.4km2,按此推算(以2002年采空塌(沉)陷面积392.625km2为基础),到2005年和2010年我省由于采煤将增加塌(沉)陷面积分别为102km2和204km2。
未来煤炭资源开发远景区在鲁西南及黄河北煤田,此处煤田正处于黄河冲积平原区。尽管煤层埋深大,但由于具有上覆第四系厚度大、煤层厚度大、煤层产状平缓与济兖煤田类似的自然地质条件,推测未来开发会产生严重的塌(沉)陷危害。采用采煤塌(沉)陷系数法,结合2010年规划采煤量9000万t,预测采空塌(沉)陷面积为21.6km2。
3.2 铁矿采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻,目前主要发生在淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区、鲁中矿业公司(莱芜)张家洼小官庄矿山区及莱芜铁矿马庄矿区三处。据2002年调查资料,庙子采空区由于当地乡镇和个体采矿影响,范围有所扩大,对正处于采空区上方的庙子村而言,仍存在潜在的采空塌陷危害;张家洼、小官庄、马庄矿区随着开采深度的加大,以及各矿区采用了科学合理的采矿方法(砂土、尾矿充填法),并作为莱芜市重点恢复治理区,区内采空塌陷面积将逐年减少。
3.3 金矿采空塌陷
据金矿开发规划,2003年至2010年,采空塌陷将随着采空范围的不断扩大而加剧。由于三山岛、新城、金城等金矿已经转入海下或深部开采,故其采空塌陷发生规模不会增幅太大;而牟平、乳山、龙口,尤其是招远金矿,由于资源相对丰富,加上国有矿山和集体、个体矿山的联合无序开采,采空塌陷面积将不断增大,采空塌陷危害将越发突出。
3.4 石膏、滑石矿采空塌陷
山东省石膏矿产资源集中分布于鲁中地区,尤以泰安、枣庄、临沂三区资源丰富;滑石矿资源主要集中分布于鲁东北部地区。目前石膏、滑石开发强度较高,产品已供大于求,采空塌陷时常发生,给矿区安全造成了严重危害,随着开采强度的加大,其采空塌陷也会越发突出。
3.5 矿山排水岩溶塌陷
矿山开发排水(包括矿坑突水)为主导因素而引发的岩溶塌陷,主要发生于莱芜铁矿区第三系缺失的“天窗”内及断裂带附近。据监测资料,该区岩溶塌陷近年来发展迅速,1997年塌陷面积6320m2,2000年达到8450m2,2002年达9912.17m2,塌陷面积年均增长700多平方米,累计塌陷坑228个,塌陷密度最大达252.5处/km2。随着矿山开采强度的增大及部分矿山恢复(如顾家台矿区等)建设,区内岩溶塌陷面积将不断增大。
4 矿山地面塌(沉)陷防治措施
矿山地面塌(沉)陷是由人类开采矿产资源诱发引起的,因此,防治应首先考虑人类活动因素,目的是既要预防和减轻灾害带来的破坏和损失,又能保障矿产资源有序开发。根据前人生产实践经验,提出防治建议。
4.1 探索科学的采矿方式
4.1.1 充填法采矿
预防采空塌(沉)陷最为有效的方法是充填法采矿。这里推荐中国矿业大学研制的高水速凝充填材料,该充填材料具有充填速度快、强度高且较稳定等特征,充填液只需20分钟便连砂带水一起固化成高结晶水冲填体,其强度一天可达3兆帕,三天可达4~5兆帕,最终可达5兆帕以上。该充填材料不需脱、排水且有一定膨胀性,充盈系数优于混凝土,在招远金矿进行充填试验,效果良好。
充填法采矿防止采空塌(沉)陷,在目前开采的铁、金矿山中具有较强的可操作性,因为这类矿山矿体多呈脉状或条带状发育,相应采空区也呈条带状,便于充填,所需充填材料也相对少,经济上不需投入太大而且效果明显。充填法开采铁、金矿目前在全省已进行了全面推广和应用,其中莱芜铁矿区及招远金矿区基本上都采出了此种采矿方式。而煤矿等沉积型矿产开采由于采空区范围广,如果实行充填,花费巨大且效果不明显,从煤矿开采经济效益上分析也不合算,因此,目前煤矿开采以顶板陷落法为主。
4.1.2 煤炭地下气化工程研究
煤炭地下气化(UCG)工程是指煤层在地下直接燃烧变成可燃气态燃料的过程,是一种化学采煤方法,属洁净煤新技术研究开发项目,气化炉所产煤气目前除用于矿区居民生活用气和小型工业锅炉燃气外,主要用于燃气发电机组发电,另外,还可以用于煤气化工,生产甲醇、二甲醚等化工产品。此技术方法的应用可有效减轻煤炭生产对矿区生态环境的压力,改善矿区及周边区域生态环境,具有较高的经济效益、社会效益、环境效益,是今后煤炭生产发展的主要方向,值得很好的研究发展推广。
目前,山东新汶矿业集团公司鄂庄煤矿在这方面作了有益的探索实验,并于2002年投入生产,综合效益良好。莱芜鄂庄煤矿煤炭地下气化站工程是新汶矿业集团公司“十五”期间的重点科技攻关项目,重点进行煤炭地下气化稳定控制技术的研究,目前已被列入国家高技术研究发展计划(“863计划”)实验研究基地。
4.2 科学采煤方式研究
4.2.1 “自下往上”异向开采
煤矿开采一般是从上层煤起自上往下采,这样对煤矿建设来说,具有见效及投资回收快等优势,但对于采空塌(沉)陷来说,是愈采愈烈,许多塌(沉)陷区是反复塌了再塌,同时浅部采空塌(沉)陷也构成对深部采矿的威胁,比如,在汛期,大气降水直接通过塌(沉)陷坑进入巷道,增加矿坑排水量乃至造成淹井事故的发生等等。
湘潭矿业学院与煤炭部门立项研究煤矿开采方式,提出具有多层煤的煤田,采用自深部→浅部开采的方式,可有效地减轻采空塌(沉)陷危害。目前,这一研究已经通过国家正式鉴定,如果这种开采方式可行的话,我们认为,对鲁西南及黄河北远景煤田区,在未来开采时应该参考、借鉴。
4.2.2 加强科学研究,提高采煤技术水平
目前,世界上有些国家井下采煤矸石不出井,用来充填井下采空区,既可以减轻采空塌(沉)陷,又可避免排矸对地质环境的影响,真可谓一举两得。而省内煤矿的采煤方式与我国大多数煤矿一样,使得利用煤矸石充填井下采空区变得复杂化且费用较高,这在新汶矿务局张庄煤矿及国内其他煤矿都已得到证明。也就是,目前技术水平条件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空区是不现实的,因此,需加强科学研究,努力改进采煤技术,赶上国际先进水平。目前,煤矿开采为减轻采空塌(沉)陷危害,根据各矿实际条件,采用的主要技术措施有:①同一煤层多工作面协调开采,减少地表不均匀下沉,减少倾斜和水平变形对民房的影响;②分煤层交错布置工作面,可减少不均匀下沉和静态变形值,使部分变形得以抵消。不同煤层开采边界交错布置。错距控制在40~80m;③积极推广沿空送巷、沿空留巷等采煤新工艺、新方法,实行无煤柱开采,以使地表均匀下沉;④积极开展新技术、新方法的研究。如华丰矿通过注浆减沉,取得较好的效果;汶南矿在采13层、15层煤时,采用矸石充填老空,既减少了矿井排矸量,又减缓了顶板下沉,减轻了采动对地表的影响。
4.3 帷幕注浆堵水法
采用大型帷幕注浆工程既可以治理水害保护地下水资源,又可以减轻岩溶塌陷,已成为除疏干法以外,可供选择的另一种行之有效的治理矿区灾害的方法。该方法在济南张马屯铁矿、肥城矿务局陶阳煤矿等矿区得到了成功应用。
4.4 矿山矿坑水预先疏干排供结合
据本次调查不完全统计,仅鲁中地区,国有煤矿和铁矿矿坑排水量就达4亿m3/a,这个水量是非常惊人的。造成大量水资源浪费,还产生岩溶塌陷地质灾害。采用该法将水资源提前利用,同时降低了产生岩溶塌陷的水动力条件。
4.5 合理有序开采及灾害治理恢复
采矿前,在压矿地区实行一次性征地,减少采空塌(沉)陷损失。为减轻采空塌(沉)陷危害,除了进行村庄搬迁、重点交通和水利设施布置禁采区或留设防护煤柱以保护人民生命财产和国家重点建筑物不受损害外,更重要的是对于塌(沉)陷地区进行治理和复垦利用。根据实际情况,塌(沉)陷区内大部分土地可以复垦还田,少部分地区塌(沉)陷程度严重,常年积水或地形起伏过大,不能复垦,可以发展水产养殖业,也可修建公园,既美化环境又丰富人们的文化生活。
5 结语
本文以全省矿山地质灾害调查报告为基础,通过对灾害现状分析,结合矿山开采规划对灾害趋势进行了分析,对前人在矿山灾害防治的生产实践经验进行了梳理总结,希望能对矿山地面塌(沉)陷的防治起到积极的作用。
土地为什么会裂掉
因为干旱的原因 要是你说的是天坑的话 那就是地下被掏空了也就是地下水的过分开采 承受不了地面的重量 还有的就是地球自身的原因 这个很复杂的 我也不知道了为什么干旱会使土地干裂?
1土壤中有小缝隙,水在里面填充,根据连通器原理,水在土壤中与地平线平行,干旱是水分蒸发,土壤紧密压缩在一起,再重力作用产生裂缝2 脱水使泥土体积减小地裂缝是怎么形成的?
地裂缝是地面裂缝的简称。是地表岩层、土体在自然因素,即地壳活动、水的作用等或人为因素,即抽水、灌溉、开挖等作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝。有时地裂缝活动同地震活动有关,或为地震前兆现象之一,或为地震在地面的残留变形。后者又称地震裂缝,地裂缝常常直接影响城乡经济建设和群众生活。
济宁发生塌陷,原因是什么?
发现塌陷的原因是因为一个废弃的矿场发生了问题,但是好在这个矿场并没有什么人员流动,所以也没野伍首有造成任何人员伤亡。有些人认为当时是地震发生了,其实山东并不处在板块活跃的地区,所以也不会发生什么地震。
一、山东济宁发生塌陷是怎么回事?
我们先明确一下,这个事情是发生在山东曲阜市,事情本来是一个很小的事情,就是路面突然发生了塌陷,同时这个塌陷已经达到了2.4级地震。有很多市民以为是地震发生了纷纷做出紧急避险的行为,这一点是非常值得鼓励颂数的,因为不管是非自然地震还是其他情况,在第一时间做出保护自己生命的行为都是非常正确的。
二、发生塌陷的原因是什么?
塌陷的原因是这个地方处在一个废弃的矿场,可能是有一些遗留的问题,所以才导致这样的事情发生,但是这一片地区并没有什么人,所以也没有造成人员伤亡。发生塌陷的同时,很多人都在朋友圈里发了消息,我有同学正好也是曲阜的,所以我也问了一下他具体情况,基本上没有什么大碍。
三、我们应该怎么样应对这样的突然事件。
面对这样的突然事橘搭件,我们应该第一时间寻求保护,这个保护主要是为了保护我们的人身安全,而并不是为了保护我们的财产安全。因为只有人身安全得到保证,才可以谈其他东西,如果一个地区突然发生了塌陷或者地震,这个时候我们一定要及时躲到桌子或者床下,如果时间允许的话,我们要尽可能到达一些比较开阔的地区,通过这样的方式来避免受到建筑物倒塌带来的二次伤害。小伙伴们对此有什么样的看法?欢迎在评论区留言互动。
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