산서 석탄 광산의 지질 환경 조사 현황 및 사고

(1 중국 지질대학 수자원환경공학대학, 베이징,100083; 2 산서성 지질조사원, 태원, 03000 1)

산서육대 탄전 탄광의 환경지질 문제 현황을 간략하게 소개하고, 현재 조사 중인 문제와 앞으로 전개할 일에 대해 몇 가지 사고를 제기했다. 광산 환경 지질에 대한 종합 평가에 대해 필자는 각종 탄광 환경 지질 문제에 대한 분석이 전문적인 관점에서 사회경제 방면으로 확대되어야 하며, 후자를 통일종합비교의 결합점으로 삼아야 한다고 생각한다. 동시에 탄광 채굴이 암용수에 영향을 미치는 응력 변화, 탄광 채굴로 인한 토지 사막화, 각종 보안 석탄 기둥의 계산과 운동 각도 측정, 탄광 환경 지질 모델, 탄광의 다양한 환경 지질 모델 수립 방법 등에 대한 연구가 이뤄져야 한다고 제안했다.

키워드 탄광 환경 지질 조사 사고.

1 산서 석탄 개요

산서의 석탄 함유 지층은 주로 만고생대 상석탄통 태원팀과 하층통산시조로, 전성 각 탄전에 분포되어 있으며, 석탄 매장량은 전성 전체 매장량의 98% 를 차지하며 채굴 잠재력이 크다. 이어 중생대 쥐라계 대동조는 대동탄전과 닝무탄전 북부에 분포되어 있으며, 그 매장량은 전성의 약 1.6% 를 차지하며 채탄층이 얼마 남지 않았다. 셋째는 신생대 제 3 기 석탄 함유 건설로, 번씨, 담곡 등에 분포되어 있어 매장량이 매우 적다. 퇴적 환경, 지질 구조 특성, 석탄 품질 저하 법칙 등 복합적인 요인에 따르면 산서에는 북쪽에서 남쪽으로 대동, 닝무, 서산, 호시, 진수, 하동 6 대 탄전이 주로 분포되어 있으며, 탄광의 환경 지질 문제도 이곳에서도 보편화되고 있으며, 다른 지역의 작은 탄전의 문제는 갈수록 심각하지 않다. 6 개 탄전의 기본 상황은 표 1 에 나와 있다.

표 1 산서성 6 대 탄전 기본 상황 통계표

2 산서 탄광 환경 지질 문제 현황

통계에 따르면 현재 산서성의 탄광 채굴 면적은 약 5500km2 이다. 산서성 지질조사원이 2002 년 6 월 5438+ 10 월 제출한' 산서성 중점 지역 광산 생태 환경 지질 조사 평가 보고서' 에 따르면 주요 지질재해는 대동, 닝우, 서산, 호시, 친수 5 대 탄전 (태원 동산, 양천, 루안 포함) 이다 각종 환경 지질 문제는 표 2 에 나와 있다.

표 2 다양한 환경 지질 문제 통계표

3 산서 석탄 광산의 환경 지질 조사에 대한 고찰

산서성은 중국 북방의 지질재해가 빈발하는 성이자 탄광 환경 지질 문제가 가장 심각한 성이다. 그러나 여러 가지 이유로 산서탄광환경지질문제 조사는 1990 부터 점차 중시되고 있으며 1999 이전에 진행된 대부분의 작업은 환경지질문제가 갈등을 일으킨 후 진행되어 갑을 양측이 조율하거나 법률사건에 호소할 수 있는 근거를 제공한다. 대표성이 제한되어 전반적인 법률성이 강하지 않다. 산서탄광 환경 지질 문제의 전반적인 규모, 정도, 손실을 거시적으로 확정하기 어렵고, 다른 지질 환경, 채굴 광종, 채굴층, 채굴 방식에 따라 서로 다른 환경 지질 문제 모델을 분석하기 어렵다. 산서성 환경지질종역 1999 가 제출한 대동광구 지질재해조사보고서, 2000 년 2 월 10: 50 만명의 산서성 환경지질조사보고서, 2002 년 6 월 산서성 지질조사원이 완성한 산서성 중점 지역 광산생태환경지질종합조사평가 (/KLOC-)

산서성1:500,000 환경지질조사에 따르면 산서성의 환경지질문제는 재해 정도에 따라 4 개 구역, 34 개 하위 구역으로 나뉘며 정성 분석 방법을 사용하여 평가와 예측을 진행한다. 산서성 중점 지역 광산 생태 환경 지질 종합 조사 및 평가 (1:250,000) 지상 침하, 지반 균열, 주택 균열, 고형 폐기물, 붕괴, 산사태, 산사태, 산사태, 석탄층 자연 연소 등 8 가지 광산 생태 환경 지질 문제의 실제 수에 따라 2km×2km 단위 내에서 진행된다 중점 지역 생태 환경 지질 파괴 면적은 1925km2 로 결정되는데, 그 중 심각한 파괴 면적은 562km2, 중간 파괴 면적은 696km2, 경미한 파괴 면적은 667km2 입니다. 각 광산의 20 10 년 전 생산 계획과 국가 15 계획에 따라 각 광구의 생태 환경 지질 발전 추세를 악화 지역, 복구 지역, 자연 상태 지역으로 나누었다. 각각 2km×2km 단위 내의1:65438+백만 지도를 평가하고 예측했다.

이 두 프로젝트와 최근 몇 년 동안 일부 광구의 대규모 환경지질조사와1:5 만현 (시) 지질재해 조사와 구분은 산서성의 탄광 환경지질문제의 거시법칙을 총결하고, 형성 패턴을 확립하고, 예방 대책을 제시하여 자료를 축적하기 위한 토대를 마련했다. 필자는 현재 조사에서 존재하는 문제와 앞으로 전개해야 할 일에 대해 다음과 같은 생각을 하였다.

3. 1 광산 환경 지질 종합 평가

광산 환경 지질 종합 평가는 각종 환경 지질 문제의 강도 규모, 활동 횟수, 분포 밀도 및 손실 크기를 표시한다. 이러한 요인들은 환경 지질 문제의 파괴 강도, 발생 횟수 및 피해 범위를 결정하며, 손실 정도를 종합적으로 평가하고 결정하는 핵심 요소입니다. 그러나, 서로 다른 유형의 탄광 환경 지질 문제는 서로 다른 위험 요인의 징조를 가지고 있다. 광산에 여러 가지 환경 지질 문제가 있을 때, 각종 문제의 가중치를 결정하는 문제가 눈에 띈다. 이런 가중치는 채굴 종류, 지질 환경, 채굴 규모, 채굴층, 채굴 방법과 밀접한 관련이 있으며 다양성, 복잡성, 불확실성을 가지고 있어 여러 부서, 지역, 시기, 심지어 다른 부문까지 만들 수 있다. 최근 몇 년 동안 많은 학자와 연구기관이 몇 가지 건의를 했지만, 지금까지 통일된 점, 면 또는 지역 광산 환경 지질 요소 종합 평가 방법이 형성되지 않았다. 이것이 우리가 앞으로 이런 일을 전개하여 해결해야 할 가장 중요한 문제이며, 가능한 한 빨리 상응하는 규범이나 요구를 세워야 한다.

현재 각종 환경 지질 문제의 가중치 결정 방법은 주로 전문가 채점법, 조사통계법, 서열 종합법, 공식법, 수리통계법, 계층 분석법, 복잡성 분석법 등이 있다. 광산 환경 지질 종합 평가 방법은 주로 전문가 판정법, 공학 유추법, 인자 득점법, 공격 계수법, 확률통계법, 클러스터 분석법입니다. 이들은 모두 환경지질 문제의 위험성을 평가하기 위한 것으로 전문성이 강해 다른 평가 방법과 결과를 종합해 비교하기가 어렵다. 저자는 각종 광산 환경 지질 문제에 대한 분석이 전문적인 관점에서 사회경제로 확대되어야 한다고 생각하는데, 후자는 통일종합비교의 결합점이어야 한다. 이러한 문제들이 인간, 도시, 건축, 교통, 토지, 수원, 농작물, 식물 등에 미치는 파괴적인 영향을 논증할 필요가 있다. 구체적인 이재체를 파악한 후 국가 관련 기준에 따라 이재체의 손해등급과 가치손실률을 결정하고, 마지막으로 광산 환경 지질 문제의 손해액을 경제적 관점에서 평가한다. 지역조사를 통해서만 재해점의 수와 피해 범위를 결정하기가 어려운 일부 지역평가의 경우 환경지질문제 위험강도지수 (위험지수 × 취약지수) 방법을 적용해 평가할 수 있다. 그 크기나 강약을 광산 환경 지질 문제의 재해 정도를 나누는 기준으로 통일된 기준, 종합비교를 할 수 있다. 결론적으로 광산 환경 지질 문제의 위험 분석과 취약성 분석을 유기적으로 결합해 피해 (경제적 가치) 나 피해 강도 평가를 목표로 일을 전개해야 한다.

3.2 석탄 채광, 지반 응력 및 카르스트 수의 관계

국부 지층의 경우 채탄은 수동 하역에 해당한다. 탄광이 채굴된 후, 채굴구 주변의 일정 범위 내의 응력은 반드시 변할 것이며, 응력의 변화는 탄산염암 갈라진 틈과 용해공간 (구멍, 구멍) 에서의 카르스트 지하수의 이동에 영향을 미칠 수밖에 없다. 첫째, 응력의 변화로 수력장에서 정상적으로 움직이는 암용지하수의 운동 속도와 방향은 반드시 변화해야 한다. 둘째, 석탄 채굴과 응력 변화로 인해 갈라진 틈이 발달하여 석탄계 지층과 하부오타오계 암용지층의 연관이 강화되었다. 압력 채굴 지역의 경우, 석탄 채굴 변위가 증가하여 카르스트 수자원의 감소가 가속화되었다. 무압 채굴 구역의 경우, 석탄계 지층의 지하수 누출로 암용수 자원이 오염되었다. 우리의 과거 업무에서, 응력의 실측 데이터는 매우 적고, 이 방면의 연구는 여전히 공백이므로, 앞으로 강화해야 한다. 응력 변화가 암용수운에 미치는 영향과 메커니즘, 그리고 응력 변화가 산서탄광 채굴로 인한 암용수에 미치는 영향을 연구할 필요가 있다.

3.3 석탄 채광으로 인한 토지 사막화

노천 채탄으로 뒤덮인 암토층과 식물을 벗기면 필연적으로 토지사화로 이어질 것이다. 지하 탄광의 goaf 에 의해 형성된 지반 침하와 지반 균열은 종종 토양 속의 미세한 입자를 지하 깊숙한 곳으로 가져와 상부 땅을 점차 사화시키고 경작지를 동반하여 비료 실행 현상을 동반하여 일반적인 개간 수단을 회복하기 어렵다. 탄광의 이러한 환경 지질 문제의 형성 방식, 피해 정도, 평가 방법 및 예방 조치는 무엇입니까? 우리의 이전 조사 작업에서 간과되거나 간과된 것도 우리가 앞으로 주의해야 할 과제이기도 하다.

3.4 안전 기둥 설계 문제

산서의 절대 다수 탄광은 구릉 산간 지역에 위치하여 도랑이 가로세로로 가로세로로 뻗어 석탄층 채굴 지역 상부의 하중 분포가 매우 고르지 않다. 그러나 과거와 현재 사용 중인' 건물, 수역, 철도, 골목 석탄 기둥 규칙' 에서 안전 석탄 기둥의 주요 매개변수 (산, 하산, 방향) 를 계산하는 실측값은 산서의 주요 광구 대부분에서 시행되지 않았다. 양천시 1, 2, 3, 4 번 탄광과 태원시 서곡, 관지, 진성지, 명희탄광만 측정하여 대표적으로 제한되어 있습니다. 따라서 산서성의 많은 보안 석탄 기둥의 계산은 원래 부족했다. 대부분 운동각을 인용했기 때문에 계산 공식은 상부 하중 분포의 균일하지 않은 요인을 고려하지 않았다. 하중 분포가 고르지 않은 goaf 상부에서는 전단 작용이 쉽게 형성되어 탄광 환경 지질 문제의 표현 형태와 재해 정도가 하중 분포가 균일하거나 고르지 않은 goaf 상부와 다르다. 그렇기 때문에 산서의 많은 탄광업체들이 국가 관련 요구에 따라 보안기둥을 예약했지만, 채탄 과정에서 보호구역 내에서는 여전히 채굴침하, 지상 균열, 주택 균열이 발생하는 주요 원인 중 하나다. 앞으로 이 방면의 연구를 강화해야 한다.

3.5 환경 지질 문제 패턴 결정

산서지질 구조 조건은 복잡하다. 각 탄광의 지질 환경, 석탄층, 채굴 규모, 채굴 방식이 다르기 때문에, 각지의 복암층의 암석과 두께도 다르고, 탄광 환경 지질 문제의 정도와 방식도 크게 다르다. 예를 들어, 대동광구에서는 쥐라계 대동 그룹 석탄층의 지붕이 단단하고 바삭하며 압축 강도가 높기 때문에, 채굴 지역의 안정시간은 예측하기 어렵다. 광주지지 조건이 부족할 때, 종종 일회성 붕괴 지진이 발생하여 피해가 매우 크다. 안광구는 산서팀과 태원팀의 상단 판의 경도가 상대적으로 부드럽고 표면이 평평하여 표면이 점차 채굴구를 능가하여 안정된 시간을 예측하기 쉽다. 산간 지역에 분포하는 탄광은 상부 하중 분포가 고르지 않아 보안 석탄 기둥 중 탄광의 환경 지질 문제를 일으키는 경우가 많다. 65,438+0: 25 만 광산 환경 지질 조사를 토대로 65,438+0: 65,438+0,000 ~ 65,438+0: 5 만 이상 규모의 조사를 실시하여 종합 연구를 진행하였다.

3.6 분석 및 예측 모델 수립

단일 탄광 환경 지질 문제 분석 예측 모델의 수립은 재해 발전 추세를 파악하고 재해 조기 경보 예측을 실시하며 정부 부처를 위한 방재 계획 및 거시적 의사결정을 수립하는 데 큰 의미가 있다. 현재, 산서의 이 방면에서의 업무는 아직 초기 단계에 있으며, 건립된 모형이 적고, 업무의 수요를 만족시키기 어렵다. 산시 () 성 중점 지역 광산 생태 환경 지질 종합 조사 및 평가 () 프로젝트는 3D 시각화 침투 소프트웨어인 Visual Modflow 를 이용하여 평삭안령 탄광수에 부합하는 시각적 3D 침투 모델을 구축하고 시뮬레이션 예측을 진행했다. 다른 프로젝트들도 장지 최몽광구 태원 서산광구에 상응하는 모델을 세워 중앙지도자의 관심을 받고 있다. 모델 구축은 지질 재해 모델의 결정에 기반을 두고 공간 정보 시스템을 이용하여 3 차원 각도에서 재해체를 연구한 다음 장기 관측 데이터와 결합하여 시뮬레이션한 후, 마지막으로 경보예보에 쓰인다. 현재 탄광 채굴이 지하수에 미치는 영향을 시뮬레이션하는 소프트웨어는 GMS, Peflow, Modflow 등 많다. 그러나 광산 침하, 지반 균열, 붕괴, 산사태, 파편 흐름 등에 대한 소프트웨어가 적기 때문에 앞으로 연구를 강화해야 한다.

참고

[1] 곽. 산서 탄광 채굴 지질 재해 모델 분석. 중국 지질재해 및 예방잡지 제 8 권 증간, 1997( 10).

주 등. 지질 환경 품질 평가 이론 및 응용. 우한: 중국 지질대학 출판사, 1998.

장량 등. 지질 재해 평가의 이론과 실천. 베이징: 지질출판사, 1998.

유. 지질 재해 탐사 지침. 베이징: 지질출판사, 2000.