矿山环境保护与综合治理方案评估区范围浅析*

巨伟君

毕节地区位于贵州省西北部,东经 103°36′～ 106°44′,北纬26°21′～ 27°47′之间。 东西长 309 km,南北宽 157 km。 已探明储量的矿产中煤占主要地位,保有储量233.41亿t,占全省储量的47.5%,号称“黔西煤海”。

矿山的开采在满足本地区电厂和其他燃料用户需求,带来经济效益的同时,还对本地区生态环境带来破坏。为使矿区开采时对生态环境和破坏降到最低程度,有效地对矿山环境进行保护与综合治理,直至恢复生态环境与周边环境相协调,促进当地经济社会可持续发展,评估区范围的准确确定,具有十分重要的意义。

根据矿区内的地质环境条件及矿山工程建设规模,矿山矿业活动影响评估范围是在预计矿区地表变形影响范围的基础上按移动角向外扩至矿业活动可能产生地质灾害的影响范围,与边界角影响及疏排水影响范围以及其他因素叠加之后的范围。

1 移动角、边界角的确定

移动角(边界角)指在充分采动或接近充分采动的情况下,移动盆地主断面上临界变形的点(盆地变形的点)和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角,如图1所示。

1.1 移动角的确定

由《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(简称《三下采煤规程》)[1],根据开采煤矿矿区具体地形地貌,查看覆岩性质区分的地表移动一般参数综合表,先获取煤层上山方向移动角γ和走向方向移动角δ。若所采矿区为重复采动时,上山移动角减小5°～10°,下山方向移动角 β根据表中公式求得。

1.2 边界角的确定

根据上述所确定的矿井覆岩类型,若为重复采动煤矿,边界角减少 2°～7°的原则,选取走向边界角 δ0及上山边界角 γ0。下山方向边界角β0根据表中的公式亦可求得。

2 影响半径的确定

随矿区开采的深入,会使其形成大面积井下采空区,导致部分地下水水位呈降低趋势。将开采矿区概化为大井,根据《采矿工程设计手册》[2]“大井法”公式计算出地下水降落漏斗影响半径。

地下水降落漏斗影响半径R的计算:

其中,R为影响半径,m;S为降水深度,m;K为渗透系数,m/d;H为水头高度,m。

1)参数 K的确定。贵州地层经验值的取值范围为0.01 m/d～0.1 m/d,根据碎屑岩和溶蚀岩不同而异。

2)降深值H的确定。最低采矿标高的覆盖层厚度与最高采矿标高的覆盖层厚度和的平均值,如图2所示。

3)水头高度S的确定。地表寻两泉眼出露点,将两泉眼连接起来,然后取其中点,并投影到最低采矿标高上,所获取的值即为S的大小,S一般小于H。若地表找不到泉眼,则以长兴组()的底板作为泉水出露位置,取两泉眼到最低采矿标高的差值之和的一半,如图2所示。

3 结语

1)移动角确定的范围,视为地质灾害危险性大区及评估区严重区;2)边界角与移动角之间的范围,视为评估区较严重区;3)边界角与影响半径之间的范围,视为评估区较轻区;4)评估区的范围,是在以上范围叠加后,根据具体情况外扩的结果;5)移动角、边界角、影响半径理论计算值的确定,在具体指导相应范围时,需根据具体地形地貌,相应的向外增扩。

[1]国家煤炭工业局制定.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M].北京:煤炭工业出版社,2000.

[2]张荣力,何国维.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社,2003.

[3]DZ/T 223-2007,矿山环境保护与综合治理方案编制规范[S].