【正文】 還屬于初級階段，缺少這方面高素質(zhì)的研究人員。( 1 )充填開采方法充填開采方法就是當(dāng)煤層采出后，采出空間用矸石、河砂等材料進(jìn)行充填，以減小采出空間，從而減少覆巖及地表移動變形的一種開采方法。在薄弱部位(如門窗上方)更為明顯。i=3mm/m，k=,=2mm/m.( 2 )地表下沉和水平移動對建筑物的影響地表的下沉和水平移動對建筑結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加應(yīng)力，對建筑物影響很小，故不作為衡量建筑物破壞的指標(biāo)。 國內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場實測資料，得到房屋基礎(chǔ)單位長度的最大撓度f基與地基單位長度的最大彎曲值f地的經(jīng)驗關(guān)系式：f基 = af地 + b (216)式中，a、b—系數(shù)。在采動過程中，地表建筑物的損害是地表的變形傳遞給基礎(chǔ)，地下開采引起地表產(chǎn)生移動變形，破壞了建筑物與地基之間的初始平衡狀態(tài)，使地基反力重分布，從而在建筑物中產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致建筑物變形和破壞。( 3 )在松散層較薄的情況下，可能只出現(xiàn)指向上山方向的水平移動。用γ0、β0確定上下山盆地邊界點，用最大下沉角θ確定最大下沉點。( 3 )曲率或水平變形曲線在采區(qū)中心拐點、邊界點為零；在邊界點和拐點之間達(dá)到最大拉伸；在拐點和采區(qū)中心之間達(dá)到最大壓縮變形。是水平移動的一階導(dǎo)數(shù)：（x）==B=Bi（x） (211)B——水平移動系數(shù)，B=～。( 2 )盆地邊界點和拐點處曲率為零。( 2 )盆地邊界點A、B：據(jù)走向邊界角δ0作邊界點A、B，此處下沉值為零。( 2 )臨界開采（Critical mining）：只有一個點的下沉值達(dá)到最大下沉值的采動情況，稱為臨界開采，地表移動盆地呈碗形。符號規(guī)定：上凸的曲率為正，下凹的曲率為負(fù)。 由于相鄰地表點的下沉量不相等，使地表產(chǎn)生傾斜，反映盆地沿某一方向的坡度，通常用i表示。 （4）開采緩傾斜煤層時，由于露頭入采深不大，可能形成塌陷坑。2. 裂縫及臺階（產(chǎn)生在邊緣區(qū)）產(chǎn)生裂縫的條件與有無松散層及其厚度有關(guān)。 煤礦開采對土地資源的破壞 地下開采引起的巖層移動 巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)（1）未受采掘影響的巖體受到各個方向力的約束，處于自然應(yīng)力平衡狀態(tài)。 研究的目的和方法以東山礦煤炭開采對周邊地質(zhì)環(huán)境的影響為例，采用收集資料的方式，對目前中國煤礦開采過程中對地表破壞進(jìn)行論述，探討具體治理土地破壞問題的對策以及實行以ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境管理體系和開發(fā)綠色開采技術(shù)的重要性。它們是一個密不可分的系統(tǒng)，既要達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，又要保護(hù)好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。 我國礦山開采現(xiàn)狀 長期以來，煤炭大規(guī)模的開發(fā)和利用主要沿用傳統(tǒng)的、粗放型的生產(chǎn)經(jīng)營方式，造成大量污染物的產(chǎn)生和排放，引發(fā)許多環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境破壞問題。%，占全國一次性能源消費(fèi)總量的65%，生產(chǎn)力水平顯著提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文礦山開采對土地的破壞及對策探討畢業(yè)設(shè)計目 錄1緒 論 1 煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的重要作用 1 我國煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1 我國礦山開采現(xiàn)狀 2 礦山綠色開采的提出 3 傳統(tǒng)煤礦開采 3 可持續(xù)發(fā)展的提出 3 國際環(huán)保組織強(qiáng)烈呼吁 3 研究的目的和方法 42煤礦開采對土地的影響 5 煤礦開采對土地資源的破壞 5 地下開采引起的巖層移動 5 地下開采引起的地表移動形式 6 地表移動盆地內(nèi)移動和變形分析 8 穩(wěn)定后主斷面內(nèi)移動和變形分布規(guī)律 9 地表移動和變形對建筑物的影響 15 建筑物下采煤的保護(hù)措施 193 煤礦開采對鐵路的影響及保護(hù)措施 23 煤礦開采對鐵路的影響及防護(hù)措施 23 線路坡度的變化 24 豎曲線半徑的變化 24 鋼軌下沉差的影響 24 橫向移動變形對線路的影響 24 線路縱向移動變形的影響 25 鐵路下采煤技術(shù)措施 254 煤礦開采對公路的影響 26 地下開采對公路的影響 26 公路下采煤技術(shù)措施 265 土地破壞對策探討—土地復(fù)墾 28 國內(nèi)外礦區(qū)土地復(fù)墾研究現(xiàn)狀 28 充填復(fù)墾工程 29 煤矸石充填工程復(fù)墾模式 29 粉煤灰充填工程復(fù)墾模式 29 非充填復(fù)墾工程 30 直接利用法 30 修復(fù)法 30 疏排法 33 挖深墊淺法 34 生態(tài)工程復(fù)墾 346 綠色開采技術(shù) 35 35 主要技術(shù)現(xiàn)狀 36 保水開采 36 煤與瓦斯共采技術(shù) 36 充填開采技術(shù) 38 煤巷支護(hù) 39 煤炭地下氣化技術(shù) 40 煤巷支護(hù)與矸石處理 41 條帶開采 417實例分析 46 46 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響和破壞 47 礦區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境的防護(hù)問題 51結(jié)束語 53致謝 54參考文獻(xiàn) 571緒 論 煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的重要作用煤炭儲量、產(chǎn)量和人均占有量，是衡量一個國家、一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)實力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。 我國煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 進(jìn)入21世紀(jì)，我國煤炭工業(yè)快速發(fā)展。為此，只有大幅提高大中型煤礦產(chǎn)量，才能在保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)的前提條件下，遏制小煤礦發(fā)展和淘汰小煤礦，完成煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。 可持續(xù)發(fā)展的提出可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需求，又不對后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。在這種大的環(huán)境保護(hù)前提下，煤炭的開采技術(shù)必須放棄原來的那種粗放型開采模式，而應(yīng)充分考慮環(huán)保要求，采用既能提高資源回收率，又不破壞自然生態(tài)環(huán)境的開采方法，走煤炭可持續(xù)發(fā)展的道路。為保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境, 實現(xiàn)耕地的復(fù)墾利用和礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展, 探討開采沉陷對土地造成的破壞以及預(yù)測評價是十分必要的。（4）當(dāng)工作面停止以后，地表的移動不會馬上停止，要延續(xù)一段距離時間。 （3）在有流砂層的情況下，由于防水煤巖柱小而導(dǎo)致水砂潰入井下，在地表形成塌陷坑。Un=LnmLno （24）單位mm傾斜變形 地表傾斜變形是指相鄰點在豎直方向的相對移動量與兩相鄰點間水平距離的比值。通常用k表示。反之稱非充分采動（Subcritical subsidence ）。在水平煤層開采時，在采區(qū)中央正上方。曲率曲線k（x）= (28)0曲率曲線是表示地表移動盆地內(nèi)曲率的變化規(guī)律，曲率曲線可表示為傾斜的一階導(dǎo)數(shù)或下沉的二階導(dǎo)數(shù)：k（x）== (29)曲率曲線分布規(guī)律為：( 1 )曲率曲線有三個極值，兩個相等的正極值和一個負(fù)極值，正極值稱最大正曲率，位于邊界點和拐點之間，負(fù)極值稱最大負(fù)曲率，位于最大下沉點處。水平變形曲線水平變形曲線表示地表移動盆地內(nèi)水平變形分布規(guī)律，水平變形曲線與曲率曲線相似。( 2 )傾斜、水平移動曲線沒有明顯變化。）煤層非充分采動時移動和變形分布規(guī)律 判別：利用下山充分采動角φ1和上山充分采動角φ2確定充分采動程度。( 2 )隨著煤層傾角的增大，最大下沉點位置逐漸移向煤層上山方向。因此，解決建筑物下壓煤的開采問題，無論從理論上、技術(shù)上、還是經(jīng)濟(jì)上都具有重要的意義。國內(nèi)觀測資料分析結(jié)果如下：( 1 )未加固建筑物：拉伸變形：ε基 = 103 (212)壓縮變形：ε基 = 103 (213)( 2 )加固建筑物： 拉伸變形條件下：ε基 = 103 (214) 壓縮變形條件下：ε基 = + 103 (215)( 3 )曲率變形 建筑物基礎(chǔ)與地基間的曲率變形關(guān)系，實質(zhì)上地基彎曲撓度與基礎(chǔ)彎曲撓度的關(guān)系，可根據(jù)不同房屋的剛性來衡量。稱為臨界變形值。因為建筑物的抗拉能力小，在建筑物受到拉伸變形作用，容易出現(xiàn)裂縫。常用的方法為充填開采方法和部分開采方法。隨著全尾礦活化攪拌機(jī)的廣泛采用，我國的全尾礦膠結(jié)填充技術(shù)已經(jīng)走向成熟。保護(hù)煤柱是指專門留在井下不予采出的、目的是保護(hù)其上方巖層內(nèi)部和地表的上述保護(hù)對象不受開采影響的那部分煤體。同時考慮開采過程中地表移動變形的動態(tài)影響，故將開采工作面按一定方式布置，減小開采引起的動態(tài)變形影響。必須全盤考慮。線路坡度的增減將使列車運(yùn)行阻力增減。當(dāng)線路的方向與工作面推進(jìn)方向平行，且位于地表移動盆地主斷面上，線路的橫向移動量較小。4 煤礦開采對公路的影響 地下開采對公路的影響垂直移動變形對公路的影響地表下沉差導(dǎo)致公路傾斜，使公路的坡度發(fā)生變化。特別是對高速公路的影響較大。為減小地表變形，可適當(dāng)?shù)夭贾霉ぷ髅妫构?、橋、涵所受變形最小，以減小采動的損害。進(jìn)入20 世紀(jì)70、80 年代，開始綜合利用礦區(qū)土地資源， 注重相關(guān)的基本環(huán)境工程的配套問題，使得土地復(fù)墾更加系統(tǒng)化。沉陷區(qū)回填煤矸石復(fù)墾土地，使農(nóng)民得到切身的好處和利益，起到了雙重的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益。對于采礦初期地面受影響較小的沉陷地，除居民點用地外，可以按照原用途繼續(xù)使用；大面積穩(wěn)定沉陷地，且地表無積水的，在有監(jiān)測保障條件下，可繼續(xù)按原用途使用；暫難復(fù)墾的沉陷地，潛水位在種植臨界水位以下，地表無積水的待復(fù)墾沉陷地、尾礦、矸石山、采礦地等，可直接用于林業(yè)、牧草或野生用途。、8176。不積水沉陷區(qū)、積水沉陷區(qū)的邊坡地帶、井工礦矸石山、露天礦剝離物堆放場，均可采用平整土地、改造成梯田或梯田綠化帶的方法復(fù)墾。一般可根據(jù)具體情況，將矸石山整修為梯田式或者螺旋式、微臺階式等形式。一般露天礦排土場整修主要是梯田平盤式，具體根據(jù)排土場的邊坡角、堆放方式、占地面積、堆積物的物理特性、抗侵蝕能力和水土流失量的大小以及綠化需要等因素通常選擇以下方式：①水平式平盤：復(fù)墾平盤被整治為水平；②反坡式平盤：平盤地表稍向內(nèi)傾斜，反坡角度一般可達(dá)2176。 疏排法疏排法是將開采沉陷積水區(qū)的復(fù)墾治理通過強(qiáng)排或自排的方式實現(xiàn)，即通過開挖溝渠、疏排水系，將塌陷區(qū)積水引入附近的河流、湖泊或設(shè)泵站強(qiáng)行排除積水，對采煤沉陷地的積水排法，再加以必要的地表整修，使采煤沉陷地不再積水并得以恢復(fù)利用。防洪通常采取的方法有整修堤壩、分洪。 生態(tài)工程復(fù)墾 生態(tài)工程復(fù)墾就是將土地復(fù)墾工程技術(shù)與生態(tài)工程技術(shù)結(jié)合起來，綜合運(yùn)用生物學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學(xué)等理論，運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的物種共生和物資循環(huán)再生原理，結(jié)合系統(tǒng)工程方法，針對破壞土地所設(shè)計的多層次利用工藝；其目的是促進(jìn)各生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置，實現(xiàn)物質(zhì)、能量的多級分層利用，不斷提高其循環(huán)轉(zhuǎn)換效率和土地生產(chǎn)力，獲得較大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會綜合效益；該方法目前正在試驗推廣，具有很大的發(fā)展前景。若無軟弱巖層，則不能形成有效的隔水帶，造成水資源的滲漏干涸，需對裂隙進(jìn)行注漿處理，技術(shù)難度較大，要實現(xiàn)保水開采，還需進(jìn)行大量的研究。實現(xiàn)煤與瓦斯的共采技術(shù)關(guān)鍵是提高煤層的透氣性以及抽采工藝的優(yōu)化，以節(jié)理裂隙分布規(guī)律和煤層卸壓對瓦斯運(yùn)移規(guī)律為理論基礎(chǔ)，加強(qiáng)煤與瓦斯共采技術(shù)的創(chuàng)新。充填綠色開采技術(shù)為解決“三下”壓煤問題、矸石山問題、地面沉降問題以及采空區(qū)瓦斯問題提供了有效的解決途徑。 煤巷支護(hù) 煤巷支護(hù)是煤礦設(shè)備產(chǎn)能發(fā)揮的重要保證。自20 世紀(jì)30年代以來，美國、德國和蘇聯(lián)等主要產(chǎn)煤國均對此進(jìn)行了大量技術(shù)研究，取得了不少科研成果，儲備了煤炭地下氣化的一些關(guān)鍵性技術(shù)。在煤礦的采掘過程中，巖石巷道的開掘不可避免，就需要矸石的井下處理系統(tǒng)，通過沿空留巷和在條帶煤柱內(nèi)開掘矸石充填巷的方式實現(xiàn)無煤柱開采，從而實現(xiàn)煤礦的綠色開采。盡管對條帶開采的研究較多, 但大部分研究是針對條帶煤柱的穩(wěn)定性和條帶開采尺寸的確定。P = （a + b )γ H γb2/ 112 (61)式中, P 為條帶煤柱的荷載, a , b 分別為留設(shè)與開采煤柱的寬度, γ是 覆 巖的平均密度, H 為開采深度, 當(dāng)b 016 H 時, 取b = 016 H。 多煤層條帶開采時, 層間距較大時相互影響輕微, 層間距較小時兩層煤互相 影響較大?！l帶開采的發(fā)展趨勢條帶開采作為一種特殊的采煤方法有其自身的優(yōu)勢和缺點, 最大的優(yōu)點是不改變采煤工藝的前提下, 較大幅度地減少地表沉降, 在無法采取其它措施的條件下采出部分建筑物下壓煤, 而其最大缺點是條帶開采采出率低、資源損失嚴(yán)重, 且生產(chǎn)效益較低。由于頂板的破壞高度與條帶開采的寬度密切相關(guān), 窄條帶開采是實現(xiàn)水體下和承壓水上采煤較為有效的技術(shù)途徑, 且用連續(xù)采煤機(jī)采煤是實現(xiàn)細(xì)條帶高效開采的技術(shù)途徑。主要表現(xiàn)在礦區(qū)內(nèi)垃圾、礦渣、煤焦、石灰窯和污泥等固體污染物呈南北條帶分布于城鄉(xiāng)結(jié)合部位，形成了太原市城區(qū)東部的“垃圾圍墻”。保有儲量為44579萬t，其中地方國營煤礦為31058萬t，鄉(xiāng)村煤礦為13521萬t。采礦活動比較強(qiáng)烈的小返鄉(xiāng)、中澗河鄉(xiāng)、楊家峪鄉(xiāng)、孟家井鄉(xiāng)、郝莊鄉(xiāng)等不僅農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比值下降，而且農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值自1990年以后也逐年下降。鄉(xiāng)村煤礦開采對村莊未采取保護(hù)措施，所以因地面變形波及民房，威脅村民生命財產(chǎn)安全的地段主要是鄉(xiāng)村煤礦范圍。其它民房都受到不同程度損壞。（4） 井泉干枯，飲用水源短缺，據(jù)調(diào)查，在1990年以前區(qū)內(nèi)各村莊都有井泉，飲用水源充足。目前村民取用距村約1 km的斷層水，水質(zhì)氟化物超標(biāo)。1993年水庫水量最大為15103m3，最小為400 m3。山區(qū)地貌的改造表現(xiàn)為:① 自然斜坡因采礦、采石和筑路等的挖 削 被改造為陡崖；② 平緩山梁因開采粘土礦和煤層露頭被改造為大小不等的坑 凹 和 陡坎，廢棄石渣隨處堆積，使地表起伏加劇； ③ 山體開裂、坍塌改變了原生山體形態(tài)；④削 山 填 溝，將山頭削為梯田式的石質(zhì)臺地，改變了原生山地地貌，如太鋼采石場等。煤礦建設(shè)項目的環(huán)境保護(hù)設(shè)施必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時驗收，同時投產(chǎn)，做不到者，不予驗收，不許投產(chǎn)。以人為本是科學(xué)發(fā)展觀的內(nèi)在要求，本文論述了煤礦開采對地表的影響以及治理措施，介紹了中國采煤技術(shù)的發(fā)展方向，提高科技含量，提高開采效率，降低污染。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時積極地跟胡老師交流，因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完