煤矿地质环境问题分析及治理恢复技术

煤矿地质环境问题分析及治理恢复技术

秦选朋

黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司益新煤矿地测大队  黑龙江 鹤岗  154107

摘要：本文针对煤矿地质环境问题进行了分析，并提出了相应的治理和恢复技术。煤矿地质环境问题主要包括地表沉陷、地下水涌出、瓦斯突出等。针对这些问题，可以采取合理的治理和恢复技术，如地表沉陷区域的填充与复垦、地下水涌出的抽排与封堵、瓦斯突出的抽放与利用等。这些技术可以有效降低地质环境问题对矿井安全和生态环境的影响，实现矿区的可持续发展。

关键词：煤矿；地质；环境问题；分析；治理；恢复技术 

引言

煤矿地质环境问题是煤矿开采过程中必须面对的重要挑战之一。地表沉陷、地下水涌出、瓦斯突出等问题不仅会危及矿工的生命安全，还会对周边生态环境造成严重影响。因此，进行地质环境问题的分析与治理恢复技术的研究具有重要意义。

1 煤矿地质环境问题

1.1地面塌陷及沉降

煤矿经过长期开采，部分采空区出现地面塌陷及沉降问题，导致资源枯竭，主要是因为开采无节制、缺少防护，从而引发地面塌陷及沉降面积增大，地面上的裂缝越来越多，带来严重的安全隐患。实际采矿深度与采矿厚度的比值＞7，采矿区地表沉陷变形，多个矿区出现不同程度的地表沉降、地表塌陷等情况，地面裂缝的宽度和深度变大，这不仅影响正常生产，而且毁坏山林[1]。

1.2  采矿区污染水源污染

煤矿开采时由于不注重环境保护，矿坑不断渗水，采煤过程中废水排放不合理，肆意将废水排放出去，导致了这些废水随着地表流进入河水、江水中，水中污染物增多导致水体变质，引发地下水位下降隐患。噪声污染：煤矿生产使用的机器和设备产生大量噪音，设备长时间运行，这对大自然造成一定噪声污染，影响人们身体健康。煤炭开采和运输过程排放的烟尘改变了大气成分，由于导致雾霾严重，进一步造成温室效应及酸雨隐患[2]。

1.3  矸石堆引发泥石流

采矿过程中，矸石堆渗水，但却未能及时处理，不同规模的矸石堆严重影响正常生产，破坏了采矿区的自然环境，随着时间推移，矸石堆占据的土地面积变大，林地面积减少了，同时因天气因素、外力作用发生泥石流，导致生态环境恶化。

2煤矿地质环境治理恢复技术

2.1治理恢复技术在地面塌陷治理过程的运用

对地面塌陷区域进行填充，以填补塌陷空洞，恢复地表的平整度和稳定性。填充材料可以使用矿石渣、煤矸石、混凝土等，通过合理的施工方法和工艺，使填充体与周围地质环境相协调。同时，进行复垦工作，包括土地的平整、植被的恢复等，以恢复生态环境。地下水是地面塌陷的重要因素之一。通过抽排地下水、封堵水源、调整水位等手段，控制地下水的涌出，减少对地面稳定性的影响。常见的地下水控制技术包括井点抽排、水位控制井、注浆封堵等。通过加固地下地质体，提高其稳定性，减少地面塌陷的发生。常见的地质体加固技术包括地下注浆、钢支撑、锚杆支护等。这些技术可以增加地下岩体的强度和稳定性，减少岩体的位移和变形，从而降低地面塌陷的风险。通过建立地面监测系统，实时监测地面的位移、沉降等参数，并进行数据分析和预警，以及时发现地面塌陷的迹象，采取相应的治理措施。地面监测与预警技术可以帮助及早发现地面变形和塌陷的危险，保障治理工作的及时性和有效性。 

2.2地下水涌出治理技术

通过设置井筒并利用抽水设备将地下水抽出，降低井下水位，减少地下水涌入矿井的数量和速度。这种方法适用于井下水位较高、水量较大的情况。需要注意的是，抽水过程中需要合理控制抽水量，避免引起地层塌陷或引入新的水源。通过封堵地下水涌出的源头，阻止水源进入矿井。常见的封堵方法包括注浆封堵、堵孔堵缝等。注浆封堵是将水泥浆或其他固化材料注入地下水涌出通道，堵塞水流路径，阻止水源进入矿井。堵孔堵缝是通过在地层中钻孔或裂缝中注入固化材料，将通道封堵。通过控制地下水位，使其维持在一个安全范围内，减少地下水涌出的风险。常见的地下水位控制方法包括设置水位控制井、排水沟等。水位控制井通过控制井内的水位，调节地下水位的高低。排水沟则是设置在地下水涌出区附近，将涌出的地下水引导到排水渠道中，控制水流的方向和流量。通过在地层中设置压水排水系统，降低地下水位，减少地下水涌出的压力。压水排水系统通常由压水井、抽水井和排水管道组成。压水井通过注入高压水或其他介质，形成压力，抑制地下水涌出。抽水井则将地下水抽出，形成排水效果。排水管道将抽出的地下水排放到安全区域。

2.3瓦斯突出治理技术

通过设置瓦斯抽放系统，将井下积聚的瓦斯抽出利用，减少瓦斯积聚和爆炸的危险。瓦斯抽放系统通常包括抽放井、管道网络和抽放设备。通过抽放井将瓦斯抽出到地面，然后进行处理和利用，如用于发电、供热或其他工业用途。这样可以有效地控制瓦斯浓度，减少瓦斯积聚和爆炸的风险。通过注入抑制剂、封堵瓦斯渗透通道等方式，减少瓦斯的生成和渗漏，从根本上控制瓦斯突出的问题。抑制剂可以是化学物质，如注入化学剂改变煤层瓦斯生成的条件，减少瓦斯的产生量。封控瓦斯渗透通道可以通过注浆、封堵裂隙等方式，阻止瓦斯从煤层中渗透到采煤空间中。通过合理的瓦斯抑制和防治措施，减少瓦斯的释放和积聚。这包括采取提高通风系统效率、增加通风量、改进通风方式、提高矿井密闭性等措施，以及合理的瓦斯抑制剂的使用。通过加强通风管理和瓦斯监测，及时发现和处理瓦斯突出的风险，确保矿井的安全运行。持续的瓦斯控制技术研究和创新对于解决瓦斯突出问题至关重要。这包括开发新的瓦斯控制设备和技术，改进现有的控制方法，提高瓦斯防治的效果和效率。同时，加强瓦斯突出监测和预警系统的建设，提高对瓦斯突出风险的预测和控制能力。

2.4治理恢复技术在工程治理中的运用

环境问题治理过程中，采矿人员主动配合治理恢复技术部门，及时关注地面沉降、塌陷、水土流失、地裂缝等一系列问题，通过采用工程性治理措施，妥善解决实际环境问题。比如某煤矿采矿部门配合技术部门，稳步开展环境工程性治理恢复工作，及时确定塌陷区域，将矿坑及时填上，采取压实、覆土等方法保障采矿区域地面平整度。工程性治理过程中，技术人员加强绿化措施，对于沉降、塌陷等部位，利用浇筑回填法及时填平，认真做好浇灌处理工作。依据对面沉降幅度，采取安全防护措施，仔细进行平整、填充等处理，降低裂缝影响程度，缩短地裂缝范围，避免水土流失问题出现。

结束语

煤矿地质环境问题的治理和恢复是确保矿井安全和生态环境可持续的重要任务。本文通过对地表沉陷、地下水涌出、瓦斯突出等问题进行分析，并提出了相应的治理和恢复技术。这些技术的应用可以有效降低地质环境问题对矿井安全和生态环境的影响，为煤矿的可持续发展提供技术支撑和保障。然而，煤矿地质环境问题的治理和恢复仍然面临着一些挑战，需要进一步完善技术手段和管理体系，加强科学研究和实践经验的积累，以推动煤矿行业向安全、高效、环保的方向发展。

参考文献

[1]钟福良.煤矿地质灾害预防监测与治理对策分析[J].内蒙古煤炭经济,2020,(24):190-192.DOI:10.13487/j.cnki.imce.019101

[2]赵建伟.官地煤矿矿山地质灾害及防治研究[J].华北自然资源,2020,(06):118-120.

[3]胡涛.露天煤矿地质环境治理与土地复垦方案设计[J].价值工程,2020,39(27):68-69.