煤矿开采对地质环境的影响

更新于 2026年10月10日 版权声明
五、煤矿开采对地质环境的影响

煤矿当开采到一定深度和面积时,就会引起开采沉陷,导致地面变形移动,产生裂缝和塌陷,使地面环境受到影响,导致地质灾害,造成经济损失。

1.开采导致地面沉陷对建筑的影响

据初步调查不完全统计,由于开采沉陷,使矿区5693间房屋受到严重破坏,97802亩耕地受到不同程度的影响,现对典型矿区简单分析如下。

大同矿区自1956年以来,曾发生过4次大面积采空区塌落事故,最大的一次是挖金湾矿青羊湾井,塌陷面积达1.28万m2,类似于3.4级地震,对人身、设备和工程造成重大损失,近几年来又发生过多次采空地面塌陷事故。

第一次:1983年9月5日,白洞矿西沟发生采空区塌陷事故,塌陷面积约1.08万m2,地面裂缝发现34条,缝宽最大达103cm,落差80~100mm,共有795间房屋受到影响,供电、供水和地面其他建筑也受到不同程度的影响。

第二次:峰子洞乡韭菜沟地区1986年6月13日发生大面积塌陷事故。6月9日该区南郊北村煤矿首先发生顶板冒落事故,面积近800m2,导致地面形成一个10m直径的塌落坑,由于该区各矿煤柱大量被采,上覆岩层压力失去平衡,6月13日早8时45分,邻近的小南头煤矿、韭菜沟煤矿和51056部队煤矿相继发生大面积顶板冒落,造成地面塌陷,根据调查,这次冒顶面积达89425m2,地面塌陷80500m2,地面山坡裂缝总长1480m,裂缝最宽4.7m,深度部分达20m以上。这次事故造成地面5间房屋倒塌,12间房屋受损,320m河槽塌陷,同时也造成井下装煤机、电缆、水泵等设备受损,4个矿停产40天,总损失达208万元,是大同地区损失最大的一次冒顶塌陷事故。

图示

阳泉市盂县石店煤矿因采煤引起40间民房裂缝,潞安漳村煤矿1203工作面,开采后沿南部开切眼方向,南侧拉伸产生裂缝,使造纸厂厂房和地面出现裂缝,厂房破坏较严重。高平县赵庄煤矿采煤至秦庄村东和南面,因地面裂缝和塌陷使40户房屋遭到裂缝破坏,不能居住,只好由赵庄煤矿出资另建新房。左云县南深井村,因受采煤影响,1982年被迫搬迁另建新房。灵石县富家滩镇桃钮村,因受采煤影响,全村不少房屋出现不同程度裂缝,其中有16户33间房屋较为严重,特别是村民李根旺的三间窑洞中间开裂,无法居住。孝义市高阳镇贤者村由于周围5个煤矿开采,2001年6月以来连续造成全村300余间房屋裂缝。霍县王庄煤矿开采,造成师庄乡遭山村110余户人家,400余孔窑洞全部裂缝。全省此类情况很多。

2.对其他环境的影响

在调查中发现,采空区范围大的煤矿均有不同程度地表变形、裂缝、塌陷、地面沉降和滑坡等,对环境产生一定影响。(https://www.daowen.com)

(1)对地面环境影响。国统矿和省市矿因回采工作面都比较大,机械化程度高,开采强度大,回采后采空区上方引发的地表变形较为严重,裂缝成组呈阶梯状,采区与采区之间,因保安煤柱的支撑,往往形成波浪起伏的槽形洼地,使土地失去平整形态,破坏了自然环境。

阳泉市荫营煤矿、固庄煤矿等开采沉陷曾引起固庄馒头山局部塌方(1988年7月16日下午2时左右发生),塌方体位于主峰东侧,南北长75m,东西宽20m,高25m,总体积约4000余m3,在塌落岩石的重力作用下,推动了山脚原有的坡积物一起顺坡向东北方向移动,形成了东西、南北各约100m的滑坡体,使东北侧一段阳盂公路约100m被推压呈波浪状,东侧滑坡体滑至固庄矿区公路上,使公路上的输电线杆全部倾倒,穿过滑坡体的国家通讯电缆被挤断,阳盂公路交通受阻12天,造成重大经济损失。

长治市潞安矿务局王庄煤矿3103、3105、3107回采工作面,南北长800m,宽200m,开采3号煤层,采高6m,分层开采,工作面回采后,在公路的西边出现地表下沉,公路裂缝下沉,交通曾受到影响,西部小溪形成3个长条形洼地,与工作面方向一致,下沉最大深度为4m左右,长度达100~200m。晋城市北岩煤矿1103~1105与1113工作面,1984~1987年回采,工作面长550m,宽120m,回采后下沉形成槽形盆地,下沉深2m左右。

根据省公路局提供资料,全省干线有129km受采空区影响。

(2)对铁路和输电线路的影响。长治市西旺煤矿回采后引起地质变形,塌陷面积约23664m2,深达1.3m,由于地面下沉致使潞安王庄煤矿铁路专用线西沟站附近下沉400~500m,下沉深度为0.3m,给铁路运行带来一定影响。

(3)对植被、树木的影响。因地表裂缝或地面下沉(不是均匀的下沉),造成个别树木倾斜或倒地,对树木生长有影响,因采空区塌陷形成三水贯通,浅层孔隙水逐渐渗入矿坑,使孔隙水减少,局部影响树木生长,如晋城市高平县望云煤矿,西部和南部对采区上部的树木生长受到影响。

3.煤矸石堆对环境的影响

各类型煤矿在建井和采煤过程中,都要从井下排出大量煤矸石,国统矿有些利用煤矸石填沟造地,种草植树,绿化环境。大量的乡镇煤矿则将煤矸石随意堆放在山坡、沟谷、河床中,冬天烟尘飞扬,雨季渗水外流,对环境产生污染。

(1)煤矸石自燃对大气环境的污染。煤矸石中除含有岩石、煤矸石外,还含有黄铁矿等硫化物,及其采煤过程中遗弃的杂木、油脂等,煤矸石堆放过久,内部热量不能及时散发,通风不良,使热量聚集,极易发生自燃,生成大量的二氧化硫、碳氢化合物、有机成分等有害气体,随风飘荡,污染了大气,也污染了环境。

(2)煤矸石堆引起滑坡的影响。在调查中发现,由于煤矸石堆放时间过长、堆放高度过高,重力作用和地下水的渗透,可能产生破坏性滑坡,阻塞公路交通,造成人员伤亡,如阳泉矿务局一矿,北头嘴束石沟东侧煤矸石山,于1964年开始堆放排矸,到1973年测地图时,煤矸石已排放到西侧沟中,当时矸石山顶高程为988m,而沟底高程为867m,1981年矸石山开始滑动,堵塞了沟谷,形成了160m×160m的积水坑,到1987年时,沟中已形成底宽约200m,顶宽近100m,高约50m的堤坝,上游形成大小两个水库,大库的积水面积约300m×95m。滑坡将树木推倒,耕地掩埋。安太堡露天煤矿,始建于1985年7月,在矿西南公路南侧山坡设计排矸场,堆放岩上煤矸石,由于堆放高度高,基础不稳定,于1991年10月29日发生大面积滑坡事故,摧毁了山脚一段公路、通讯线路和一座工厂,导致1人死亡,造成了很大经济损失。

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