２００８ ＮＯ．０９ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工　业　技　术煤碳开采后在地下形成的采空区可能造成地表塌陷，产生一定的生态环境影响和社会环境影响，是煤矿建设项目环评和生态环境保护与治理的重点。

笔者依据多年的实践，从采煤地表塌陷环境影响评价的内容、程序、预测方法、环境影响、环境综合治理技术等方面进行初步探讨。

１　采煤地表塌陷环境影响评价内容１．１确定环境影响要素根据煤碳开采的工程分析、环境现状调查，识别采煤塌陷环境影响因素，确定应重点进行评价的要素因子。

１．２确定塌陷范围根据煤田地质情况及采后塌陷影响角的大小，确定首采区及全井田的地表塌陷范围。

１．３确定塌陷深度采用概率积分法预测充分采动时地表最大下沉量、最大倾斜值、最大曲率值、最大水平移动值、最大水平变形值。

１．４动态预测输入开采时间、空间的有关参数，预测煤碳生产在任一时刻引起地表移动和变形的情况，根据需要提出煤碳开采地表塌陷的一些动态的指标。

１．５环境影响分析根据预测结果对确定的采煤塌陷环境影响因素进行分析，得出科学的环境影响评价结论。

１．６提出防治对策根据不同情况的采煤塌陷区及其对环境影响要素的不同，有针对性地提出科学合理的综合整治措施和环境管理规划。

２　采煤地表塌陷环境影响评价程序２．１准备阶段收集采煤塌陷环境影响评价的相关资料，进行初步的项目分析和环境影响因素识别；确定评价范围、选择评价方法，建立采煤塌陷环境影响预测模型。

２．２评价实施阶段运用已选定的评价方法在相应的评价范围内对识别出的环境影响因素进行定性或定量评价，对照评价标准给出评价结论，提出有针对性的对策、措施及建议，必要时进行现场调查和监测。

２．３公众参与阶段邀请地质、采煤、土地管理、环境等专家对采煤塌陷环境影响评价结论及对策、建议、措施进行技术经济论证。

２．４报告的编制完善阶段汇总各种资料、数据、环境影响预测结论和专家认证结果，确定环境影响评价的总体结构、编写环境影响评价文件。

３　采煤地表塌陷预测方法地表移动变形预测的模式主要有４种：概率积分法、典型曲线法、负指数函数法、数值计算法。

目前常采用的预测模式是：《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的概率积分法，该方法是以正态分布函数为影响函数，用积分法表示下沉地带的方法。

模式中参数的选取：新建项目可以采用类比调查（注意可比性）的方法确定；改建项目则根据现有实测结果给出参数值，并进行必要的调整。

计算公式：地表塌陷预测值包括采动时地表最大下沉值、最大水平移动值、最大变形值、最大倾斜值、最大曲率值，计算公式如下：最大下沉值：Ｗｍａｘ＝ｑ．ｍ．ｃｏｓａ最大地表倾斜：Ｉｍａｘ＝Ｗｍａｘ／ｒ最大地表曲率：Ｋｍａｘ＝±１．５２Ｗｍａｘ／ｒ２最大水平移动值：Ｕｍａｘ＝ｂ．Ｗｍａｘ最大水平变形：§ｍａｘ＝±１．５２．ｂ．Ｗｍａｘ／ｒ式中：ｑ——下沉系数，ｍ——采高（ｍｍ），ａ——煤层倾角，ｒ——影响半径（ｍ），ｒ＝Ｈ／ｔｇｐ，Ｈ——采深，ｔｇｐ——主要影响角正切，ｂ——水平移动系数。

４　采煤地表塌陷环境影响分析一般地，地表塌陷环境影响主要包括以下几个方面：４．１地表塌陷对土地利用的影响开采塌陷造成了土地的垂直下沉和变形，由此而引起土地质量退化；农田小气候的变化，干扰或破坏了原有土壤植被系统；在高潜水位地区，地表沉陷造成农田局部凹陷，产生微区域排水不畅，农田条件恶化。

而我国东部一些地区，由于地表沉陷使得地下水位超出地表，使大片农田沼泽化，成为永久积水区，正常农田生态系统完全消亡，转化为半封闭，功能低下的沼泽。

在丘陵山区，开采沉陷对土地的影响主要由地表倾斜和拉伸变形构成。

拉伸变形使土壤水蒸发量增大，田间持水力降低，裂缝孔隙的增多还造成降雨或灌溉时土壤养分的淋溶和土壤侵蚀加剧。

４．２地表塌陷对水体的影响煤碳开采地表塌陷对浅层地下水资源的影响程度主要取决于煤田水文地质条件，煤炭开采规模、开采深度等因素。

简单的研究方法是在收集区域水文地质资料的基础上，认真分析区域地下含水层特点。

根据区域地质综合柱状图以及煤系地层的岩性特点，采用《煤矿设计手册》中推荐的公式计算冒落带和导水裂隙带的最大高度。

根据计算结果，结合水文地质条件，对煤层开采可能导致浅层地下水疏干的现象作出正确解释或预测。

４．３地表塌陷对铁路线路的影响由于采矿引起地表塌陷，铁路线路各点下沉量不等，地表产生倾斜，使线路原有坡度发生变化。

线路坡度的变化将使地表塌陷区内列车运行阻力有所增减。

在评价采煤塌陷对铁路的损害时，首先预计出该地区地下开采引起的地表下沉倾斜。

然后与铁路原来的坡度进行叠加，即可求得沉陷稳定后道路的坡度。

对比铁路线路管理的有关条例，就可评价铁路遭受损害的程度。

铁路线路的损害范围可由采矿塌陷的范围和线路的位置来确定。

４．４地表塌陷预测结果在综合预测评价中，一般采用加权平均法，就煤碳开采引起的环境影响破坏分别给定相应的权值，同时对环境影响因子综合考虑。

在具体评价工作中要综合考虑，经过统计分析，再计算受损率。

受损率越高，分值越低，按每一项的分值与受损率相反的结果，采用公式（１－受损率）×分级评分×权重，计算分项评分（在条件较好、力量强的部门，还可以对每一项进行细分，以提高综合预测评价的可靠性），最后把每一项的得分相加，就可得到加权平均分。

根据所选参数预测的下沉、曲率、水平、倾斜变形值，分析地表移动变形范围，受损程度，最后得到总积分。

如分值低于３分，说明是严重影响，应该对初步设计重新修改或不予开发。

５　采煤地表塌陷环境综合治理技术采煤沉陷环境影响的防治可以从两方面考虑：一是预防地表塌陷，即通过合理选择采煤炭开采中地表塌陷的环境影响预测与评价薛红梅（中海石油环保服务有限公司 北京 １００１０７）摘　要：煤碳开采过程中地表塌陷不仅对土地附着物有破坏，而且会引起诸多环境问题。

本文提出了沉陷区引发的环境影响预测的方法及综合防治技术；有效控制地表塌陷造成的生态环境和社会环境影响。

关键词：地表塌陷 环境影响 预测评价 综合防治中图分类号：ＴＤ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２００８）０３（ｃ）－００４３－０２４３　科技资讯　ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００８ ＮＯ．０９ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工　业　技　术矿方法和工艺、合理布置开采工作面、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表塌陷，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的；二是对地表塌陷区进行综合治理，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和综合利用。

５．１地表塌陷预防技术５．１．１全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地表建、构筑物与农田的目的。

其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果较好的方法。

其次是风力充填和矸石自溜充填，这不仅需要充填设备和设施，还需要有充足的充填材料，矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。

５．１．２条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。

由于条带开采仅是部分采出，部分煤炭以煤柱形式支撑上覆岩层，从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。

但该方法采出工作面窄，效率低，同时造成部分资源浪费。

５．１．３覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆、充填砌体，加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物，但该方法技术难度大，需再近一步研究。

５．１．４限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可采一定厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉，保护地面建、构筑物及土地的目的。

但该技术采出率低，浪费资源。

５．１．５协调开采厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，相互位置与开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物和土地。

但该技术要保持一定的开采层面，难度较大。

我国尚未开展这种工业性实验。

５．１．６“采—注—采”三步法开采充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，采用小条带开采——注浆充填固结采空区——剩余条带开采方式，实现对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷，提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物和土地。

５．２地表塌陷土地复垦技术５．２．１煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦（１）地下开采产生的大量煤矸石送到地表排放，既占用土地又污染环境，利用煤矸石作为充填材料，即可使采煤破坏的土地得以恢复使用功能，又减少了占地额。

（２）利用电厂的废弃物——粉煤灰充填沉陷区，复垦土地，可以化两害（沉陷区、粉煤灰）为三利（电厂、煤矿、农民三方面）５．２．２平地和修建梯田复垦对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。

梯田的水平宽度和梯坎高度，应根据土壤薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据原始坡度的大小、有无灌溉设施决定。

５．２．３输排法复垦开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入附近的河流、湖泊、坑塘、水库等，作为蓄水利用，使沉陷水淹地重新得到耕种。

５．２．４深挖垫浅复垦运用人工或机械方法，将局部积水或季节性积水沉陷区下沉区域挖深，进行养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开采沉陷区作为可种植的耕地。

５．２．５积水区综合利用技术对地表大面积积水和积水深度很大的沉陷区，进行综合的科学利用，发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。

５．２．６固体微生物复垦技术煤矸石添加适量微生物活化剂，填充到采煤塌陷区，经过一个植物生长期（约６个月）就可建立起稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。

６　结语采煤塌陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，其对土地资源的影响和破坏是难以避免的，在煤碳开采建设项目环境影响评价工作中，对采煤塌陷可能造成的环境影响做出科学合理的评价，提出有效控制和减轻地面沉陷的技术措施，是预防和避免开采沉陷环境灾害的重要手段。

器立刻带全部负荷运行，此时矿井暂时处于单电源供电状态，故障排除后再恢复分列运行。

在整个切换过程中，对负荷来说不会出现两回电源同时中断的现象。

这种方案的优点是占地小，使用断路器少，接线简单，操作方便，提升了矿井供电的安全性和可靠度（矿井二级负荷也按一级负荷的双电源要求供电了）。