礦山采空區(qū)地表治理方案

礦山采空區(qū)地表治理方案我從事礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作快十年，經(jīng)手過(guò)二十多個(gè)大大小小的治理項(xiàng)目，這片位于太行山東麓的老國(guó)有煤礦采空區(qū)，是我最放在心上的一個(gè)項(xiàng)目。去年年初接到這個(gè)任務(wù)后，我?guī)еM里三個(gè)年輕同事扎在村里跑了三個(gè)多月，把1.3平方公里的治理區(qū)每一寸土地都走到了，見(jiàn)過(guò)老鄉(xiāng)家裂了一指寬的堂屋墻，走過(guò)塌陷得顛得腰疼的進(jìn)村路，也跟著老鄉(xiāng)找過(guò)干涸大半年的泉眼，這份方案不是坐在辦公室對(duì)著圖紙編出來(lái)的，是一腳一腳踩出來(lái)的，每一項(xiàng)都貼合這邊的實(shí)際情況，具體內(nèi)容如下。1項(xiàng)目概述1.1項(xiàng)目背景與現(xiàn)狀這片礦區(qū)是上世紀(jì)五六十年代投產(chǎn)的老煤礦，十幾年前就已經(jīng)閉坑，因?yàn)楫?dāng)年開(kāi)采方式是淺層房柱式開(kāi)采，留下了大面積未充填的采空區(qū)。最近這些年，受周邊小規(guī)模開(kāi)采擾動(dòng)和雨水持續(xù)下滲影響，采空區(qū)頂板垮落、地表沉降越來(lái)越明顯，直接影響山腳下兩個(gè)自然村共126戶412名村民的生產(chǎn)生活。我第一次進(jìn)村調(diào)研的時(shí)候，村口張大爺拉著我去看他家的房子，地基沉降導(dǎo)致北墻裂了快兩厘米寬的縫，窗戶都關(guān)不嚴(yán)，他說(shuō)晚上睡覺(jué)都不敢睡太沉，就怕聽(tīng)見(jiàn)地面異響。除了民居開(kāi)裂，進(jìn)村的3公里主路有四處沉降斷裂，最大的沉降差超過(guò)1.2米，農(nóng)用車都顛得沒(méi)法走，收成拉不出去，化肥運(yùn)不進(jìn)來(lái)。整個(gè)治理區(qū)一共有17處大小塌陷坑，塌陷總面積超過(guò)80畝，其中120畝耕地沒(méi)法正常耕種，還有三處原來(lái)供全村吃水的泉水點(diǎn)都干涸了，現(xiàn)在村民要去三公里外的地方拉水吃，日子過(guò)得很不方便。我們經(jīng)過(guò)三個(gè)月的物探和鉆探勘探，確認(rèn)這片采空區(qū)一共存在12處未垮落的空區(qū)，總?cè)莘e超過(guò)21萬(wàn)立方米，確實(shí)存在大面積突發(fā)性塌陷的風(fēng)險(xiǎn)，治理已經(jīng)迫在眉睫。1.2區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件這片采空區(qū)的煤層埋深在30米到110米之間，剛好屬于對(duì)地表影響最大的淺埋煤層范圍，煤層頂板主要是泥巖和砂質(zhì)泥巖，遇水容易軟化垮落，地表覆蓋層是厚度2到5米的黃壤土，整體地形坡度在15度到28度之間，匯水面積大，每年雨季有大量雨水順著裂縫滲入采空區(qū)，進(jìn)一步加快了頂板垮落的速度，這也是最近幾年沉降越來(lái)越嚴(yán)重的主要原因。2治理總體目標(biāo)摸清楚所有情況之后，我們結(jié)合村民的需求和相關(guān)規(guī)范要求，定下了三個(gè)層級(jí)的治理目標(biāo)，層層推進(jìn)解決所有問(wèn)題。2.1核心安全目標(biāo)最首要的目標(biāo)就是徹底消除采空區(qū)塌陷的安全隱患，保障治理區(qū)內(nèi)所有村民的生命財(cái)產(chǎn)安全，讓大家再也不用擔(dān)驚受怕過(guò)日子，這是我們做這個(gè)方案的出發(fā)點(diǎn)，所有工程安排都圍繞這個(gè)核心目標(biāo)展開(kāi)。2.2生態(tài)民生目標(biāo)在消除安全隱患的基礎(chǔ)上，恢復(fù)被破壞的土地資源和生態(tài)環(huán)境，解決村民的飲用水問(wèn)題，修復(fù)進(jìn)村道路，復(fù)墾閑置的塌陷耕地，讓被破壞的山地重新能種地、能住人，還給大家一個(gè)安穩(wěn)的生活環(huán)境。2.3長(zhǎng)效管控目標(biāo)治理完成不是終點(diǎn)，我們要建立長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制，留下可持續(xù)的管護(hù)條件，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)后續(xù)可能出現(xiàn)的異常問(wèn)題，保證治理效果長(zhǎng)期穩(wěn)定，造福子孫后代。3分級(jí)分類治理工程措施結(jié)合我們勘探出來(lái)的采空區(qū)穩(wěn)定程度，我們不搞一刀切的治理，按照“先險(xiǎn)后緩、先地下后地表、安全優(yōu)先兼顧民生”的原則，分三個(gè)部分安排工程。3.1地下采空區(qū)充填治理工程治理采空區(qū)地表問(wèn)題，根子在地下，空區(qū)不填實(shí)，地表做再多工作也沒(méi)用。3.1.1采空區(qū)危險(xiǎn)等級(jí)劃分我們已經(jīng)通過(guò)物探和鉆探把所有采空區(qū)按穩(wěn)定程度分成了三個(gè)等級(jí)：第一等級(jí)是極危險(xiǎn)區(qū)，就是已經(jīng)發(fā)生明顯塌陷、距離村民居住區(qū)和主路不足500米的空區(qū)，總面積約13萬(wàn)平方米，這部分是我們優(yōu)先治理的對(duì)象；第二等級(jí)是一般危險(xiǎn)區(qū)，就是已經(jīng)發(fā)生部分垮落、還存在進(jìn)一步沉降風(fēng)險(xiǎn)的空區(qū)，總面積約29萬(wàn)平方米；第三等級(jí)是穩(wěn)定區(qū)，就是已經(jīng)自然垮落壓實(shí)多年、沒(méi)有明顯沉降的區(qū)域，這部分不需要做地下充填，只做地表整理就可以。3.1.2分級(jí)充填施工針對(duì)極危險(xiǎn)區(qū)，我們采用全孔隙充填方案，利用附近火力發(fā)電廠排放的粉煤灰作為主要充填材料，摻加少量水泥制成充填漿液，通過(guò)施工鉆孔注入采空區(qū)，把所有空隙全部填滿，一共需要施工132個(gè)充填鉆孔，總充填量約19萬(wàn)立方米，用粉煤灰既消化了工業(yè)廢料，成本比用碎石充填低一半還多，非常適合這邊的情況。針對(duì)一般危險(xiǎn)區(qū)，我們采用局部注漿加固方案，只對(duì)空區(qū)頂板和關(guān)鍵受力點(diǎn)注漿填充，既可以防止進(jìn)一步沉降，也能節(jié)約近三分之一的成本，避免資金浪費(fèi)。3.2地表綜合治理工程地下空區(qū)處理完，就輪到解決地表的民生和生態(tài)問(wèn)題了。3.2.1塌陷坑整理與土地復(fù)墾針對(duì)治理區(qū)內(nèi)17處大小塌陷坑，我們先清理坑內(nèi)的虛土和松動(dòng)危巖，然后用施工產(chǎn)生的廢石回填壓實(shí)，最后覆蓋厚度不小于50厘米的耕作土，凡是坡度小于25度適合耕種的區(qū)域，全部整理成耕地，一共可以復(fù)墾耕地126畝，還給村集體分給村民耕種；坡度大于25度不適合耕種的區(qū)域，整理成林地，種植適合本地生長(zhǎng)的刺槐、側(cè)柏和連翹，連翹既可以保持水土，三四年就能掛果，村民可以采摘連翹果賣錢，給村里增加一份額外收入。3.2.2基礎(chǔ)設(shè)施加固修復(fù)針對(duì)開(kāi)裂的民居，我們先對(duì)地基下方的空區(qū)進(jìn)行注漿加固，再對(duì)墻體裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，確實(shí)已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)不能居住的，我們會(huì)配合鎮(zhèn)政府協(xié)調(diào)新村搬遷，原來(lái)的宅基地平整后種上綠植，絕不勉強(qiáng)村民住在不安全的房子里。針對(duì)已經(jīng)斷裂沉降的進(jìn)村主路，我們先對(duì)道路沿線的空區(qū)進(jìn)行注漿加固，處理好基底之后重新鋪設(shè)路面，還會(huì)在道路兩側(cè)修建排水溝，避免雨水滲入路基再次引發(fā)沉降，保證這條路能長(zhǎng)期安全使用。3.2.3飲用水源恢復(fù)針對(duì)干涸的三處泉水點(diǎn)，我們勘探后發(fā)現(xiàn)是塌陷隔斷了含水層的導(dǎo)水通道，我們打算修建三條截水滲溝，重新打通導(dǎo)水通道，把泉水引出來(lái)，再在半山腰修一個(gè)500立方的蓄水池，鋪置輸水管道直接通到村里，保證每家都能用上穩(wěn)定的自來(lái)水，解決村民吃水難的問(wèn)題，說(shuō)實(shí)在的，當(dāng)時(shí)我們跟著老鄉(xiāng)找泉眼的時(shí)候，看著大家拉水吃的辛苦勁兒，我們就下定決心一定要把這個(gè)問(wèn)題解決好。3.3長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)預(yù)警工程治理完成后，我們還要留下監(jiān)測(cè)機(jī)制，以防萬(wàn)一出現(xiàn)異常能及時(shí)處理。3.3.1專業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)我們?cè)谡麄€(gè)治理區(qū)一共布設(shè)16個(gè)人工沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，還有3個(gè)自動(dòng)沉降監(jiān)測(cè)站，數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳到我們單位和鎮(zhèn)里的監(jiān)管平臺(tái)，一旦沉降量超過(guò)預(yù)警值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)預(yù)警信息，相關(guān)負(fù)責(zé)人能第一時(shí)間收到消息。3.3.2群眾聯(lián)動(dòng)巡查機(jī)制我們會(huì)和村里約定，找一名責(zé)任心強(qiáng)的村民作為專職巡查員，每個(gè)月給一定的補(bǔ)貼，負(fù)責(zé)日常巡查，只要發(fā)現(xiàn)地表有新的裂縫、異常沉降，馬上上報(bào)給我們，我們每半年會(huì)過(guò)來(lái)做一次全面人工復(fù)測(cè)，連續(xù)監(jiān)測(cè)五年，確認(rèn)采空區(qū)完全穩(wěn)定之后再移交管護(hù)，絕對(duì)不會(huì)干完活就不管了。4工程實(shí)施保障措施為了保證工程能按質(zhì)按量完成，不辜負(fù)老百姓的期待，我們制定了四項(xiàng)保障措施。4.1組織協(xié)調(diào)保障我們成立了專門的項(xiàng)目工作組，我作為技術(shù)負(fù)責(zé)人全程盯在現(xiàn)場(chǎng)，鎮(zhèn)里也安排了專門的協(xié)調(diào)人員對(duì)接村里，所有占地、青苗補(bǔ)償都提前和村民溝通，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)足額補(bǔ)償，有任何問(wèn)題當(dāng)天協(xié)商解決，絕不強(qiáng)推工程，更不會(huì)讓老百姓吃虧。4.2工程質(zhì)量保障每一道工序都執(zhí)行嚴(yán)格的驗(yàn)收制度，鉆孔打完要驗(yàn)深度、驗(yàn)孔斜，注漿要驗(yàn)壓力、驗(yàn)充填量，每一步都有專人簽字留底，我跟施工隊(duì)說(shuō)的第一句話就是，這下面住的都是朝夕相處的老百姓，我們干的是良心活，偷工減料坑的都是普通人，誰(shuí)要是敢在質(zhì)量上動(dòng)手腳，我們絕對(duì)不會(huì)客氣，不合格的工程必須全部返工。4.3施工安全保障施工期間我們會(huì)在危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)，所有施工人員都提前做安全培訓(xùn)，配齊安全防護(hù)用品，雨季來(lái)臨之前我們會(huì)提前做好排水預(yù)案，達(dá)到降雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)就立即停止施工，絕不冒進(jìn)，絕對(duì)不發(fā)生一起安全事故。4.4資金監(jiān)管保障本項(xiàng)目資金由中央地質(zhì)環(huán)境治理專項(xiàng)資金和地方配套資金組成，所有資金專款專用，每一筆支出都公開(kāi)公示，接受村民和相關(guān)部門的監(jiān)督，絕對(duì)不會(huì)亂花一分錢，把每一分錢都用在老百姓需要的地方。5預(yù)期治理效益本方案實(shí)施完成后，能實(shí)現(xiàn)三個(gè)層面的效益：第一是安全效益，徹底消除采空區(qū)塌陷的安全隱患，126戶村民再也不用提心吊膽過(guò)日子，這是最大的效益；第二是民生生態(tài)效益，能恢復(fù)120多畝耕地，解決全村的飲用水問(wèn)題，修復(fù)進(jìn)村道路，還能增加林地面積近100畝，有效治理水土流失，改善整個(gè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境；第三是經(jīng)濟(jì)效益，復(fù)墾的耕地和連翹種植每年能給村集體增加十幾萬(wàn)的收入，幫著村里拓寬致富的路子。總的來(lái)說(shuō)，這份方案從調(diào)研到編制，每一個(gè)環(huán)節(jié)都結(jié)合了我們現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際看到的情況，也充