滕州市采煤塌陷地趋势预测及综合治理研究

滕州市采煤塌陷地趋势预测及综合治理研究

种衍飞

山东省煤田地质局第一勘探队山东滕州277500

摘要：通过对滕州市采煤塌陷地分布、类型实地调研，对采煤塌陷地进行了现状调查，同时采用万吨煤塌陷率预测法及概率积分法对采煤塌陷地进行了预测，并进行了对比分析；提出了采煤塌陷地治理技术。这对于保护矿区自然生态环境，减少因采煤对环境资源的破坏和对人民生命财产安全造成的损失，实现经济、社会、环境效益的协调发展具有重要的应用价值。

关键词：塌陷地预测治理技术

TrendPredictionandComprehensiveTreatmentofCoalMiningSubsidenceAreainTengzhou

ChongYanfei

TheFirstProspectingTeamofShandongCoalGeologyBureau,Tengzhou277500,China

Abstract：ThroughtotheinvestigationofthecoalminingsubsidenceareaandthetypeinTengzhou,thecoalminingsubsidenceareawereinvestigatedandforecastedbytheuseofmilliontonsofcoalcollapserateandprobabilityintegralmethod.Meanwhilethecomparativeanalysiswasconducted.Andthenmanagementtechnologyofthecoalminingsubsidencewasputforward.Itwasconductivetoprotectthenaturalecologicalenvironmentandreducethedamageofcoalminingonenvironmentalresourcesandpeople'slivesandpropertysafety.Atthesametime,ithasimportantapplicationvaluetoachievethecoordinateddevelopmentofeconomic,socialandenvironmental.

Keywords:MiningSubsidenceArea,Forecast,ManagementTechnology

滕州市地处山东省南部，面积1485.4km2；其中煤田面积931km2，占全市总面积的63.5%。辖区内有煤矿共19座，累计查明的煤炭资源储量15.47亿吨，截至2015年底，累计采出4.04亿吨，保有煤炭资源储量11.43亿吨。经过近60年的大规模开采，采煤塌陷造成的危害日益凸显。通过对滕州市采煤塌陷地分布、类型实地调研，采用万吨煤塌陷率预测法及概率积分法对采煤塌陷地进行预测，提出采煤塌陷地治理技术。对于减少采煤塌陷对人民生命及其财产安全造成的损失和对环境资源的破坏，保护矿区的生态环境，实现经济、社会、环境效益的协调发展。

1滕州市采煤塌陷地现状分析

截止到2015年底，滕州市采煤塌陷地共有57处，总面积为59755.92亩。采煤塌陷地主要分布在滨湖镇、西岗镇、级索镇、姜屯镇、鲍沟镇、大坞镇、柴胡店镇、南沙河镇、官桥镇、木石镇和洪绪镇等。塌陷已稳沉的有木石、官桥、柴胡店镇的塌陷区，这些塌陷地大都是一矿一片或一矿多片不规则的分布。

2滕州市采煤塌陷地预测方法

2.1万吨煤塌陷率预测法

万吨煤塌陷率是根据长时间的煤炭产量与采煤塌陷地面积之间的规律得出的统计数据，是很多领域普遍采用的一种采煤塌陷地预测方法[1]。

该方法在我省采煤塌陷预测中应用较为普遍、时间较长，从各矿山企业的采煤量和塌陷地面积的统计中得出的经验数据。本次运用的采煤塌陷率数据是通过对滕州市各矿山2006-2016年采煤塌陷面积与煤炭采量的关系统计计算得出的。

采煤塌陷地面积主要是受煤炭开采面积和煤层厚度正相关关系，也就是与采煤量呈正相关；因此采煤塌陷规模与计划采煤量直接相关。通过各个矿山的开采计划得出滕州市各矿山2017-2021年间煤炭资源的开采数据。根据各矿的万吨煤塌陷率和预测年的煤炭产量，得出到2021年时，滕州市境内增加塌陷地面积达1471.6公顷（22073亩）。

2.2概率积分法

概率积分法是比较成熟的开釆沉陷计算方法，在针对采煤塌陷地沉陷预计时应用广泛。滕州境内大部分煤层倾角不大，符合概率计分法的应用范围[2]。滕州市采煤塌陷区的预计方法采用概率积分法，根据各矿山企业提供的采掘计划，利用MSPS开采沉陷预测软件进行预计。

1、参数选择

由于各矿山的开釆方法、地质条件、煤层的赋存情况等各不相同；因此本次工作在分析各矿山企业开采资料的情况下，以相同的开采方式和煤层组成的采区来划分计算块段，确定各计算块段的参数。

2、采煤塌陷地预测

在对采煤塌陷地进行预测时，首先提取各计算块段相对位置的角点坐标、煤层走向、倾角、开釆厚度、采深及开采面积；然后根据本井田所在区域地质情况，以及矿山过去的开采经验，同时参考附近矿山多年的实测资料选择合适的预计参数，最后计算采煤塌陷地面积。

根据滕州市境内各矿规划期内的开采计划，按照概率积分法的预测方法，分矿山进行计算，然后综合。预测滕州市2021年增加采煤塌陷地面积为3979.58公顷（59690亩）。

2.3滕州市采煤塌陷地预测结果分析

两种方法得出的预测数据存在偏差，分析原因有以下几点：

1、采煤塌陷地圈定标准不同是造成采煤塌陷地数据偏差大的最主要的原因。用概率积分法圈定的采煤塌陷地面积较大。概率积分法是以地面下沉10mm为边界圈定的，而下沉10mm在地面上反映不明显，特别是对于耕地来说，一般不会引发赔偿问题，因此，在采煤塌陷地的统计中一般不予考虑。因此，概率积分法得到的塌陷地预测结果较大。

2、由于万吨煤塌陷率是根据长时间、大范围的数据统计得出的，因此应用在5年的短期内会有些不适应。因为对于同一个矿区来说，当开采上层煤时其同产量造成的采煤塌陷大于开采下层煤；薄煤层开采时其同产量造成的采煤塌陷大于厚煤层开采。这种方法在粗略的计算塌陷地面积时可以采用，但是在较为准确的计算塌陷面积时，这种方法有些不合适。

万吨煤塌陷率法只能得到数值，然而开采沉陷学具有空间确定性，得到的是空间上的分布，对后续采煤及治理规划的指导性更强。因此，本文采用概率积分法得到的塌陷地预测数据。即最终的预测结果为：滕州市2021年增加采煤塌陷地面积为3979.58公顷（59690亩）。

3滕州市采煤塌陷地治理技术

根据滕州市采煤塌陷地的特点，采用农业、产业以及生态复垦方式对采煤塌陷地分类进行治理[3-6]。对于八一煤矿、泉上煤矿、金庄煤矿轻度采煤塌陷区，该区土层及土壤养分没有大的变化，可采取削高还低、平整复垦以及修建水利设施的技术方法，对土地平整后即可恢复耕种；对于锦丘煤矿、曹庄煤矿、郭庄煤矿中度塌陷区，该区土层及土壤养分没有大的变化，可采取挖深垫浅，消除洼地的技术方法，垫浅充填平整后可耕种；对于柴里煤矿、田陈煤矿、蒋庄煤矿常年积水的重度采煤塌陷区，该区常年积水不适合发展农林业，采取围湖造岸、植树种草、水产养殖、构建湿地旅游景观的技术方法恢复塌陷地生态环境。对于朝阳煤矿、北徐楼煤矿、滨湖煤矿包含轻度、中度、重度塌陷地的采煤塌陷区，实行水产、家禽养殖、种植经济作物、深加工农副产品、综合开发旅游项目、光伏发电等方法进行综合治理。

4结论

通过对滕州市塌陷地预测分析得知，滕州市由于釆煤引起的塌陷地数量逐年增加，截至2021年底，增加塌陷土地总面积3979.58公顷（59690亩）。

本文通过对滕州市采煤塌陷地治理情况的研究分析，摸清了治理现状。根据滕州市采煤塌陷地的特点，提出了采用农业、产业以及生态复垦方式对采煤塌陷地分类进行治理。同时紧紧围绕因地制宜，充分运用多种治理方法综合治理，全面提升滕州市采煤塌陷地综合治理的水平。

参考文献

[1]王超.济宁市采煤塌陷地预测和治理模式研究[D].山东农业大学,2011.

[2]何国清.矿山开采沉陷学[M].江苏:中国矿业大学出版社,1994,6.

[3]姚国征.采煤塌陷对生态环境的影响及恢复研究[D].北京林业大学,2012.

[4]马立强.采煤塌陷区整治与再生利用研究:国内外研究进展与发展趋势[J].2013(1):47-50.

[5]陈新生,岳庆如,王巧妮等.我国采煤塌陷地整治模式研究[J].林业科技开发,2013,03:5-9.

[6]许磊.浅谈淮南矿区采煤沉陷治理新思路[J].能源环境保护,2012,01:42-44+51.