礦山環境保護與綜合治理方案評估區范圍淺析*

巨偉君

畢節地區位于貴州省西北部,東經 103°36′～ 106°44′,北緯26°21′～ 27°47′之間。 東西長 309 km,南北寬 157 km。 已探明儲量的礦產中煤占主要地位,保有儲量233.41億t,占全省儲量的47.5%,號稱“黔西煤海”。

礦山的開采在滿足本地區電廠和其他燃料用戶需求,帶來經濟效益的同時,還對本地區生態環境帶來破壞。為使礦區開采時對生態環境和破壞降到最低程度,有效地對礦山環境進行保護與綜合治理,直至恢復生態環境與周邊環境相協調,促進當地經濟社會可持續發展,評估區范圍的準確確定,具有十分重要的意義。

根據礦區內的地質環境條件及礦山工程建設規模,礦山礦業活動影響評估范圍是在預計礦區地表變形影響范圍的基礎上按移動角向外擴至礦業活動可能產生地質災害的影響范圍,與邊界角影響及疏排水影響范圍以及其他因素疊加之后的范圍。

1 移動角、邊界角的確定

移動角(邊界角)指在充分采動或接近充分采動的情況下,移動盆地主斷面上臨界變形的點(盆地變形的點)和采空區邊界的連線與水平線之間在煤壁一側的夾角,如圖1所示。

1.1 移動角的確定

由《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》(簡稱《三下采煤規程》)[1],根據開采煤礦礦區具體地形地貌,查看覆巖性質區分的地表移動一般參數綜合表,先獲取煤層上山方向移動角γ和走向方向移動角δ。若所采礦區為重復采動時,上山移動角減小5°～10°,下山方向移動角 β根據表中公式求得。

1.2 邊界角的確定

根據上述所確定的礦井覆巖類型,若為重復采動煤礦,邊界角減少 2°～7°的原則,選取走向邊界角 δ0及上山邊界角 γ0。下山方向邊界角β0根據表中的公式亦可求得。

2 影響半徑的確定

隨礦區開采的深入,會使其形成大面積井下采空區,導致部分地下水水位呈降低趨勢。將開采礦區概化為大井,根據《采礦工程設計手冊》[2]“大井法”公式計算出地下水降落漏斗影響半徑。

地下水降落漏斗影響半徑R的計算:

其中,R為影響半徑,m;S為降水深度,m;K為滲透系數,m/d;H為水頭高度,m。

1)參數 K的確定。貴州地層經驗值的取值范圍為0.01 m/d～0.1 m/d,根據碎屑巖和溶蝕巖不同而異。

2)降深值H的確定。最低采礦標高的覆蓋層厚度與最高采礦標高的覆蓋層厚度和的平均值,如圖2所示。

3)水頭高度S的確定。地表尋兩泉眼出露點,將兩泉眼連接起來,然后取其中點,并投影到最低采礦標高上,所獲取的值即為S的大小,S一般小于H。若地表找不到泉眼,則以長興組()的底板作為泉水出露位置,取兩泉眼到最低采礦標高的差值之和的一半,如圖2所示。

3 結語

1)移動角確定的范圍,視為地質災害危險性大區及評估區嚴重區;2)邊界角與移動角之間的范圍,視為評估區較嚴重區;3)邊界角與影響半徑之間的范圍,視為評估區較輕區;4)評估區的范圍,是在以上范圍疊加后,根據具體情況外擴的結果;5)移動角、邊界角、影響半徑理論計算值的確定,在具體指導相應范圍時,需根據具體地形地貌,相應的向外增擴。

[1]國家煤炭工業局制定.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[M].北京:煤炭工業出版社,2000.

[2]張榮力,何國維.采礦工程設計手冊[M].北京:煤炭工業出版社,2003.

[3]DZ/T 223-2007,礦山環境保護與綜合治理方案編制規范[S].