El alcance de la subsidencia y colapso de la superficie es generalmente mayor que el área del goaf. Cuando el goaf es rectangular, la cuenca de hundimiento es aproximadamente elíptica (Figura 5-4). El alcance de la cuenca elíptica está relacionado con el ángulo de movimiento δ en la dirección de impacto de la veta de carbón y los ángulos de movimiento β y γ en la dirección de inclinación.
El hundimiento y colapso de las vetas de carbón con diferentes ángulos de inclinación α son diferentes. Las propiedades físicas y mecánicas de los estratos rocosos suprayacentes de las vetas de carbón tienen una gran influencia en el hundimiento de la superficie. Cuando el ángulo de inclinación de la veta de carbón es el mismo, el ángulo de movimiento aumenta con el aumento de la resistencia de la roca. Generalmente, el ángulo de movimiento del lecho rocoso es de 50° ~ 90° y el ángulo de movimiento de la capa superior del suelo es de 45° ~ 55°. Por lo tanto, cuanto más dura sea la sobrecarga, mayor será el hundimiento de la superficie. Según las características de los estratos rocosos suprayacentes, los valores de los ángulos de movimiento se muestran en la Tabla 5-3. Utilizando los datos de la Tabla 5-3 y los datos relevantes reales de la mina en estudio, se pueden utilizar métodos cartográficos convencionales para predecir el rango de hundimiento de la superficie después de que se extrae la veta de carbón correspondiente. Según el análisis de los datos medidos en la mina de carbón Xiangshan en Hancheng, provincia de Shaanxi, cuando la superficie del terreno es de 2 hectáreas (es decir, cuando el frente de trabajo de 100 m de largo avanza 200 m), la superficie del suelo se mueve activamente y la mayoría de las grietas por colapso ocurren en esta zona. tiempo. Las estadísticas muestran que la relación promedio entre el área de hundimiento del terreno y el área de extracción subterránea de carbón es de 1,2, y la relación promedio entre el volumen de hundimiento y el volumen de extracción es de 0,6 a 0,7. Para vetas de carbón con pendiente suave, la profundidad máxima de hundimiento de la superficie es generalmente del 70% del espesor total de la extracción de carbón (Tabla 5-3).
Figura 5-4 Diagrama esquemático del hundimiento del suelo en la minería subterránea de carbón
a-veta de carbón inclinada; b-veta de carbón muy inclinada
1-área de subsidencia ; 2-zona de fractura; 3-Área de movimiento; 4-Área de proyección horizontal de Goaf; 6-Línea límite en movimiento
Tabla 5-3 Ángulos de movimiento de rocas superpuestas con diferente dureza
5.4.3.2 Índice de hundimiento minero
El área y la profundidad del área de hundimiento superficial causada por el hundimiento minero están relacionadas con la aparición de vetas de carbón, la profundidad de la minería y los métodos de gestión del área de perforación. El área de la zona de colapso y fractura se correlaciona positivamente con la escala minera. Por ejemplo, en la minería subterránea del carbón, la gente está acostumbrada a utilizar la superficie terrestre (ha) de 10.000 toneladas de carbón colapsado como indicador para reflejar el grado de daño a la forma superficial. Generalmente se le llama índice de colapso o tasa de colapso. , que en cierta medida refleja la relación entre la cantidad de extracción de carbón y la correlación de la ocupación de la tierra colapsada. Todas las minas y regiones tienen sus valores promedio. Por ejemplo, en 1996 y 2000, el índice de colapso de las minas de carbón fue de 0,258 y 0,237 en Shaanxi, de 0,236 y 0,5438+0 en Gansu, de 0,378 y 0,368 en Ningxia, de 0,146 y 0,160 en Xinjiang, y de 0,178 y 0,188 en Qinghai.
La experiencia muestra que el valor límite del colapso de una mina de carbón se puede determinar extrapolando el límite de extracción de la veta de carbón en 0,5 veces la profundidad de extracción. Cuando la profundidad de extracción H = 500 m, el valor límite del impacto de hundimiento es de aproximadamente 250 m, el área de hundimiento es aproximadamente 1,2 veces el área de extracción de la veta de carbón y el valor máximo de subsidencia es del 70% al 80% del espesor de extracción de la veta de carbón.
De 1995 a 2003, el Equipo de Exploración Geológica de Yacimientos de Carbón de Shaanxi 185, la Subdivisión de Diseño y Estudio del Carbón de Shenfu, la Subdivisión de Tangshan del Instituto de Investigación Científica del Carbón y otras unidades trabajaron en la superficie de trabajo 1203 y en operaciones complementarias de la mina Daliuta en Shendong Mining. Se instalaron estaciones de observación en el área de Shaanxi y Mongolia Interior en el frente de trabajo 22165438 de la mina Tower, el frente de trabajo 45101 de la mina Yujialiang y el frente de trabajo 88101 de la mina Sunjiagou para realizar observaciones in situ del hundimiento de la superficie bajo tierra. minería del carbón. Los valores medidos (calculados) se muestran en la Tabla 5-4. Utilizando la tabla de función de distribución de deformación por movimiento (Tabla 5-5), calcule el valor de predicción de deformación por movimiento (Tabla 5-6) en la sección normal y tome una decisión basada en los valores de los parámetros relevantes en la Tabla 5-6 (Figura 5-5) Movimiento superficial y curva de deformación del área minera.
El proceso de movimiento de la superficie y el movimiento de la formación rocosa se ve afectado por la geología y las condiciones de la minería del carbón. A través de los datos de observación y los datos completos de cada frente de trabajo de la mina (Tabla 5-4), se pueden predecir los principales parámetros del movimiento y la deformación de la superficie.
Pasos presupuestarios:
Tabla 5-4 Valores medidos (calculados) del colapso minero en el área minera de Shendong
(1) Determine los parámetros estimados:
Desplazamiento del punto de inflexión So =30m,
Radio de influencia principal
(2) Valor máximo estimado de movimiento y deformación:
Valor máximo de hundimiento wo = mqcosα= 3,7× 1000×0,6 ×cos 2,5 = 2255(mm);
Valor máximo de inclinación;
Valor máximo de curvatura;
Desplazamiento horizontal máximo uo = bwo = 0,27× 2255 = 609 (mm);
Valor máximo de deformación horizontal
(3) Valor estimado de deformación en movimiento en la sección principal: El origen del eje X se selecciona en el punto O 30m lejos del límite real de la superficie de trabajo (dado que So es positivo, debe medirse en la dirección de la cabra) y apunta a la cabra (Figura 5-5). El cálculo previo debe utilizar la tabla de valores de la función de distribución de deformación en movimiento (Tabla 5-5). El método de cálculo previo y los resultados se muestran en la Tabla 5-6. Con base en los datos de la Tabla 5-6, se dibujó la curva de predicción de la deformación del movimiento superficial del área minera de Shendong, como se muestra en la Figura 5-5.
Figura 5-5 Curva de predicción de deformación y movimiento superficial del área minera de Shendong
1-Curva de subsidencia; 2-Curva de inclinación; 3-Curva de curvatura 5-; - Curva de deformación horizontal
a --posición real de la pared de carbón; b --posición imaginaria de la pared de carbón utilizada en el cálculo; ABC --posición original antes del hundimiento; Ab1c1 --posición real después del hundimiento del techo; d-inflexión; point So-offset
Tabla 5-5 Tabla de funciones de distribución de deformación y movimiento de hundimiento de la superficie
Nota: Cuando el valor es "+", a() toma el número superior; de una fila, a"() toma el signo ""; cuando el valor es "", a() toma el número de la siguiente fila, y a"() toma el signo "+".
Tabla 5-6 Valores pronosticados de deformación en movimiento de la sección normal
Colapso del terreno y grietas del terreno en 5.4.3.3
5.4.3.3.1 Influencia del avance de la cara de trabajo
La influencia dominante durante el avance de la cara de trabajo se puede ilustrar mediante el perfil de tendencia (Figura 5-6). Después de que la superficie de trabajo avanza desde el ojo de corte hasta el punto A una cierta distancia, el movimiento de la formación rocosa comienza a propagarse hacia la superficie, lo que se denomina distancia inicial. Cuando la distancia de hundimiento del punto de la superficie observado alcanza los 10 mm, la superficie del suelo comienza a hundirse. La distancia inicial está relacionada principalmente con la litología del techo y el área de la superficie. Avance general de la superficie de trabajo (0,2 ~ 0,3) H0. Si se calcula por área, la distancia inicial del frente de trabajo 1203 de la mina Daliuta está entre 10 y 13 m, por lo que se determina que la distancia inicial es 0,2H0.
Figura 5-6 Influencia principal durante el avance del frente de trabajo
Cuando el frente de trabajo avanza hasta el punto B, se obtiene una curva de hundimiento W1, y el movimiento minero comienza en 1 punto frente a la cara de trabajo se hunde, y cuando la distancia de avance es de aproximadamente 1.4H0, es decir, 85 m (punto C), se obtiene la curva de hundimiento W2, y la superficie del terreno comienza a hundirse debido a la minería. Durante el avance del frente de trabajo, la superficie del terreno del frente se hunde debido a la influencia de la minería, lo que se denomina impacto avanzado. L1, L2 y L3 son las principales distancias que influyen. ω1, ω2 y ω3 son los ángulos de influencia principales. El ángulo de influencia principal de la mina Yujialiang es de 79°, que es igual al ángulo límite δ0 (64°) cuando se completa la minería del frente de trabajo y el movimiento de la superficie es estable. La distancia de influencia avanzada integral del área minera de Shendong es l = h0 ctgδo = 130 ctg 1 = 72 m.
Cuenca móvil de superficie
Las observaciones reales muestran que cuando la longitud D2 y el ancho D1 del goaf alcanzan o exceden (1,2 ~ 1,4) H0 (H0 es la profundidad promedio de extracción), la La superficie se puede extraer por completo (aparece un fondo plano en la cuenca móvil de la superficie). La zona minera de Shendong tiene D2/H0=15,7 y D1/H0=1,51, por lo que la superficie puede explotarse al máximo.
La cuenca móvil de superficie al final de la minería se muestra en la Figura 5-7. La cuenca móvil en el área minera de Shendong se divide en tres límites: ① Delineada con un ángulo de límite de 61 (tomando el punto). donde la superficie se hunde 10 mm como punto de división) El límite más externo es ACBD en la figura; (2) El límite de movimiento peligroso es el límite dividido por si el movimiento y la deformación del suelo en la cuenca causan daño al edificio. El estándar de si causa daño al edificio se mide por el valor de deformación crítica. Actualmente utilizamos un conjunto de valores de deformación críticos 11, con deformación de inclinación i≤3mm, deformación horizontal ε≤2mm y curvatura k≤0,2mm/m2.
Con base en este indicador, fuera del rango delineado, hay áreas donde el movimiento y la deformación de la superficie no causan daños obvios; dentro del rango delineado, hay áreas donde el movimiento y la deformación de la superficie tienen efectos dañinos en los edificios; La zona en el área minera de Shendong está delineada con un ángulo de movimiento de 75°, como se muestra en la Figura A ' C ' B ' D ③ El límite de falla de la cuenca móvil y el área minera de Shendong está delineada con un ángulo de fractura de 79 °, como se muestra en la Figura A "c" b "d. Obviamente el área ACBD > Área A "c" b "d > Área A" c "b" d ", la llamamos área A" b "c" d " el área de hundimiento superficial del área minera, incluido el desarrollo de fallas. El eje largo de la cuenca móvil debe ser la longitud de la cara de trabajo más la distancia de influencia principal l = h0ctgδ = 130ctg75 = 35 m, entonces la distancia de movimiento de la superficie sobre el lado expuesto del pilar de carbón es 55-30 = 25 m (Figura 5 -7), es decir, 2044+35+ 25=2104m, es decir, colapso.
Figura 5-7 Diagrama esquemático del límite de la cuenca de movimiento de superficie en el área minera de carbón de Shendong
Fisuras del suelo
La roca suprayacente de la veta de carbón en el El área minera de Shendong es principalmente arenisca cementada calcárea. La resistencia a la compresión de la piedra arenisca es de 22 ~ 48 MPa (la resistencia a la compresión promedio ponderada por espesor es de 42 MPa). La resistencia a la compresión de las vetas de carbón es baja y es fácil enlodar, ablandar y desgastar cuando se exponen al agua. En la roca suprayacente se forman zonas de derrumbe, zonas de fractura y zonas de flexión, pero la superficie se deforma lenta y continuamente. Sin embargo, si la profundidad de extracción es pequeña, la zona de hundimiento y la zona de fractura pueden llegar directamente a la superficie y la superficie se deforma de forma discontinua. Por ejemplo, la altura de extracción real de la mina Daliuta es m=3,5 m, la profundidad de extracción es H0=61 my H0/m=17. Según la información relevante, en circunstancias normales, la altura de la zona de fractura por hundimiento formada por capas de roca débiles es de 9 a 12 veces la altura de la minería, y la altura de la capa de roca de dureza media es de 12 a 18 veces la altura de la minería. El techo del frente de trabajo 1203 pertenece a la capa de roca de dureza media. Si la altura de la zona de derrumbe es 18 veces la altura de la mina, entonces es 18 veces. Por encima de la zona de derrumbe hay una zona curva. Las formaciones rocosas en la zona curva están en un estado de compresión bidireccional en la dirección horizontal y tienen buena compacidad e impermeabilidad. La altura de la zona de flexión se ve afectada principalmente por la profundidad de minado. Cuando la profundidad de extracción es muy grande, la altura de la zona curva puede exceder en gran medida la altura de la zona de hundimiento. En este momento, las grietas formadas por la minería no llegarán a la superficie y el movimiento y la deformación de la superficie son relativamente lentos. A veces, pueden aparecer algunas grietas en la superficie (causadas por la deformación por tracción de la superficie), pero estas grietas varían en tamaño. Cuando alcanzan una determinada profundidad (< 5 m) suelen cerrarse y desaparecer por sí solas, y no suelen comunicarse con fisuras subterráneas. Este fue el caso de las fisuras superficiales en otras tres minas. Sin embargo, debido a la colapsabilidad de la capa de arena suelta, esta zona dañada por la fractura colapsará nuevamente después de ser erosionada por la lluvia. La compactación de tales grietas puede evitar un mayor colapso.
Tabla 5-7 Frente de minería de carbón y área de hundimiento superficial y área de hundimiento superficial de 10.000 toneladas de carbón
Nota: ①La densidad del cuerpo de carbón es 1,35 t/m3, y la tasa de recuperación del frente de trabajo es del 64,4% (el valor del frente de trabajo Daliuta 12032), pero la tasa de recuperación del frente de extracción de carbón es del 65% ~ 94%, con un promedio del 88%.
(2) Es la cantidad de hundimiento superficial por hectárea de 10.000 toneladas de carbón.
(3) Según los datos del estudio de desastres geológicos del condado de Shenmu, a finales de 2001, el volumen de carbón en la mina Daliuta era de 3676 × 104 t y el hundimiento del suelo era de 7700872 m2, es decir, el El índice de hundimiento del carbón por 10.000 toneladas de carbón fue de 0,21 hectáreas, lo que equivale al promedio nacional de 0,2 hectáreas planas.
④ Según los datos del estudio de desastres geológicos del condado de Shenmu, a finales de 2001, la mina Yujialiang tenía 500 × 104 toneladas de carbón y 552.000 m2 de hundimiento del suelo, es decir, un índice de colapso del carbón de 10.000 toneladas. de carbón fue de 0,11ha, un 45% inferior al promedio nacional de 0,2ha%.
En resumen, se puede ver que:
(1) De la Tabla 5-6 y la Figura 5-8, se puede ver que el ángulo de inclinación del ángulo de inclinación máximo de la superficie terrestre (x=0) El valor i(0) es 41mm/m, y el valor de asentamiento W(0)=1128mm, es decir, el valor máximo de asentamiento WO = 2228. Cuando x < 0, k (x) > 0, la curva de hundimiento es convexa; cuando x > 0, k (x) < 0, la curva de hundimiento es una curva cóncava y el punto de superficie con el mayor ángulo de inclinación (es decir, x =0 El punto de superficie) es el punto de inflexión donde la curva de hundimiento cambia de convexa a cóncava. El valor de curvatura de este punto es 0, que se denomina punto de inflexión de la curva de hundimiento (punto D).
(2) Todos los principales valores de deformación por movimiento de la superficie ocurren en el rango de x = -γ ~+γ, que se denomina radio de influencia principal y está relacionado con la tangente tgβ de. la profundidad de minado H0 y el ángulo de influencia principal β. La superficie del área de minado. El radio de influencia principal promedio es de 55 m.
(3) Sin considerar el efecto voladizo del techo, el punto de inflexión de la curva de hundimiento está directamente encima de la pared de carbón A real, pero el efecto voladizo del techo existe y el punto de inflexión D es directamente encima de la pared de carbón imaginaria B. Arriba, por lo que en realidad es el desplazamiento del punto de inflexión causado por el efecto voladizo, que se denomina desplazamiento del punto de inflexión. El desplazamiento promedio del punto de inflexión del movimiento de la superficie en el área minera es de 30 m, y la pared de carbón imaginaria es el límite calculado del área de perforación.
(4) El área de hundimiento del terreno de las tres caras de trabajo medidas de 10.000 toneladas de producción de carbón en el área minera de Shendong es de 0,35 a 0,42 ha, y el área minera promedio es de 0,387 ha, que es casi el promedio nacional de 0,2 hectáreas por 10.000 toneladas de producción de carbón es 1 veces, principalmente porque la profundidad de extracción del frente de trabajo es pequeña y el espesor de la veta de carbón es grande.
(5) Según los parámetros mineros del área minera de Shendong y los valores del ángulo de movimiento de la capa suelta y el lecho de roca, se establecen dos zonas de protección de superficie de 5 × 100 m2 y 5 × 320 m2. y se dejan los correspondientes pilares protectores de carbón. Se estima que la presión del carbón del primero es de 16×104t y la del segundo es de 24,8×104t, lo que provoca un gran desperdicio de recursos de carbón. Por lo tanto, se necesita un análisis técnico y económico integral sobre si es necesario establecer pilares de carbón para proteger los asentamientos rurales y las tierras cultivadas en general, o reasentar a parte de la población y requisar tierras relacionadas.
5.4.3.4 Recuperación de terrenos abandonados en zonas mineras
Durante el proceso minero se produce una gran cantidad de residuos y roca estéril, y la presión de descarga ocupa una gran cantidad de terreno. . Los vertidos de aguas residuales y el polvo de residuos contaminan la tierra y dañan gravemente el valor económico de las tierras circundantes. En casos graves, se perderá la función de tierra cultivada. Por lo tanto, para proteger el medio ambiente y el valor de la tierra, es necesario restaurar y controlar la tierra dañada y ocupada tanto como sea posible durante el proceso de producción para eliminar los riesgos de contaminación. Una vez cerrada la mina, la tierra abandonada será completamente restaurada, se restablecerá su valor de uso y se reutilizará como tierra para la agricultura, la silvicultura, la ganadería, la pesca, el turismo o la industria y la construcción urbana y rural.
La recuperación de tierras dañadas se refiere a la actividad de restaurar varios tipos de tierras abandonadas dañadas por excavación, ocupación, hundimiento, etc. durante la construcción minera y el proceso minero a un estado utilizable mediante la adopción de medidas de ingeniería o medidas biológicas. En términos generales, la recuperación de tierras mineras es una continuación y un componente de los proyectos mineros. El mejor método de recuperación es trabajar en estrecha colaboración con la tecnología minera, planificar de manera unificada y coordinarse para satisfacer tanto las necesidades de producción como las de recuperación, logrando así un objetivo de beneficio mutuo en materia de desarrollo de recursos minerales y protección ambiental. La recuperación de tierras se ha convertido en una parte importante de las actividades de desarrollo y utilización de la tierra y en una medida importante para la utilización sostenible de los recursos de la tierra, aliviando la contradicción entre el hombre y la tierra y mejorando el entorno ecológico.
De acuerdo con el método de extracción, la topografía del área minera y las condiciones climáticas, el método de recuperación de tierras adecuado para el área minera se selecciona de acuerdo con las condiciones locales. Según los diferentes objetos de recuperación de tierras mineras, existen principalmente recuperación de áreas de hundimiento, recuperación de vertederos de desechos, recuperación de tajos abiertos, recuperación de estanques de relaves, etc. Según los principales objetivos de la recuperación, se encuentran la recuperación agrícola, la recuperación forestal, la recuperación de terrenos de construcción, la recuperación de terrenos de ocio, etc.
5.4.3.4.1 Recuperación de áreas de hundimiento
Los hundimientos y fisuras del terreno en la zona minera han destruido una gran cantidad de campos fértiles, pueblos y edificios en el suelo, lo que ha provocado el deterioro del entorno ecológico en la zona minera. El conflicto entre las empresas mineras y los residentes afectados se ha vuelto cada vez más grave, convirtiéndose en uno de los factores que provocan la inestabilidad social. Controlar razonablemente las áreas de hundimiento y fisuras del suelo en las zonas mineras es una tarea importante. Debido a la asignación irrazonable de recursos terrestres en las tierras de hundimiento de la minería del carbón, la propiedad poco clara de las tierras de hundimiento de la minería del carbón, las políticas y mecanismos de gestión de recuperación imperfectos, los canales de financiación de recuperación inadecuados y la teoría de la recuperación muy por detrás de la práctica, la recuperación de tierras de hundimiento de la minería del carbón es difícil. Debido a las diferentes topografías, condiciones hidrológicas y meteorológicas en el área de hundimiento causada por la minería subterránea, el grado de daño a la tierra y los métodos de recuperación también son diferentes. Para áreas montañosas y montañosas, la topografía original se puede restaurar rellenando embudos de colapso, hoyos y grietas locales. Para las áreas planas, si el nivel del agua subterránea es bajo y las precipitaciones son bajas, el área de hundimiento no acumulará agua durante todo el año. Durante la recuperación, sólo se puede rellenar la capa superior del suelo para plantar u otros usos. Si el nivel del agua subterránea es alto o las precipitaciones son intensas, el agua se acumula en el área de hundimiento durante todo el año. Es necesario eliminar el agua acumulada o renovar la superficie del agua y el entorno circundante para la reproducción y el turismo.
A través del sistema de llenado de la mina, la ganga descargada de la montaña de ganga del suelo y la planta de lavado de carbón se utilizan para el llenado por viento y el llenado hidráulico para rellenar el goaf, lo que no solo puede reducir el movimiento de la capa de roca. y la superficie del suelo, pero también reduce el hundimiento y el consumo de la superficie. Una gran cantidad de ganga puede reducir la contaminación del suelo y prevenir la combustión espontánea de las vetas de carbón. Este método se utiliza comúnmente en Alemania, la Unión Soviética, la República Checa y otros países. La Oficina de Minería de Jiaozuo también utiliza este método para rellenar los pozos y ha logrado buenos resultados.
Figura 5-8 Diagrama de espina de pescado de recuperación de tierras en áreas mineras de carbón
La gestión de las grietas de hundimiento del suelo en mi país se logra principalmente mediante el desarrollo, la utilización y la gestión integral de áreas de hundimiento . Desde principios de la década de 1980, las áreas de hundimiento y fractura se han recuperado de manera planificada. Huaibei, Huainan, Xuzhou, Datun, Pingdingshan y otras áreas mineras de carbón han logrado ciertos resultados y experiencia, y se han propuesto muchos modelos de gestión integral (Figura 5). 8). La mina de carbón Xuzhou Pangzhuang construyó 627 casas rurales de uno y dos pisos con relleno en capas y compresión por vibración en capas sobre los cimientos de la ganga en el área de hundimiento, con un área total de 6,9 × 104 m2 afectada por la extracción de dos capas subterráneas. Carbón y cuatro caras de trabajo, no hay pérdidas. Las medidas integrales de prevención y control incluyen: ① relleno de ganga de carbón y cenizas volantes; (2) mejora del suelo; ③ desmonte y recuperación; ④ utilización integral de tierras hundidas (5) reproducción ecológica para controlar el hundimiento; Los residuos sólidos como material de relleno tienen el doble beneficio de enterrar los residuos y recuperar las zonas de hundimiento. Por ejemplo, la mina de carbón Daihe en Huaibei construyó un edificio de cuatro pisos de 1.650 m2 que incluye un sindicato, un jardín de infantes y una escuela secundaria de minería después de compactar dinámicamente los cimientos llenos de ganga en el área de hundimiento con una profundidad de hundimiento de 5 m. Sin embargo, la ganga de carbón y las cenizas volantes generalmente solo representan el 20% del área total de las áreas de hundimiento rellenadas, por lo que es necesario recuperar algunas áreas de hundimiento sin relleno. La recuperación sin relleno utiliza principalmente el método de excavación profunda y relleno poco profundo para gestionar integralmente el área de hundimiento. El fondo de la cuenca de hundimiento se excava en un estanque profundo que puede almacenar agua y criar peces, de modo que tenga almacenamiento de inundaciones e irrigación. funciones. Las pendientes circundantes se pueden transformar en terrazas horizontales. La mayoría de las zonas del noroeste pertenecen a la meseta de loess y zonas montañosas, y el terreno no ha cambiado significativamente después del colapso. Si es necesario cultivar el terreno dañado, simplemente se pueden rellenar los hoyos de hundimiento locales en forma de embudo y las grietas del suelo.
En la zona minera de Shendong, en la frontera con Mongolia Interior, provincia de Shaanxi, se han establecido cinco plantas de tratamiento de residuos centradas en el tratamiento de la ganga de carbón. Se adoptan descarga en capas, relleno de zanjas y cobertura de loess. Después de la nivelación, se plantarán árboles y césped para convertir la montaña de roca estéril en un espacio verde. A través de la recopilación de datos, encuestas y entrevistas, prospección geofísica terrestre, perforación y otros métodos, el Área Minera de Carbón de Ningxia ha aclarado el alcance de los errores desde la historia hasta el presente, ha realizado análisis de estabilidad y observaciones de seguimiento, y ha dominado el hundimiento del suelo y su aparición. Se estudiaron y analizaron cuidadosamente las reglas y su área de ocurrencia, alcance, profundidad, tiempo y velocidad, y se hicieron predicciones. Para áreas donde se requiere reducir el hundimiento del suelo tanto como sea posible, también se pueden usar métodos de minería como la minería a cielo abierto y la minería de cuartos y pilares para llenar el hueco y evitar o reducir el asentamiento de los estratos de roca suprayacentes. En las zonas que se han derrumbado, se pueden utilizar como relleno ganga de carbón, cenizas volantes de centrales eléctricas y una pequeña cantidad de residuos domésticos, se puede llevar a cabo la restauración del entorno ecológico y la recuperación de tierras agrícolas, se pueden criar peces en las aguas locales y se pueden crear lugares pintorescos. construirse para la gestión. Por ejemplo, Ningxia Shizuishan utilizó ganga de carbón existente para llenar el área de hundimiento nivelándola, creando un lote de terreno verde y de construcción.
5.4.3.4.2 Recuperación de vertederos de escoria
El vertido de suelos residuales mineros, escorias y rocas estériles ocupa una gran cantidad de terreno y es en sí mismo una fuente importante de contaminación en el zona minera, contaminando la atmósfera y los cuerpos de agua, y también puede provocar desastres geológicos como deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra. La recuperación de vertederos se refiere a la transformación de los vertederos, la restauración de la tierra y la vegetación, y el control o eliminación de la contaminación de los vertederos al medio ambiente circundante. El diseño del vertedero debe tener en cuenta futuros trabajos de recuperación, y la capa superior del suelo y la roca estéril deben recolectarse y apilarse por separado durante el desmonte. De acuerdo con la ubicación, forma, propiedades de la roca estéril y condiciones hidrológicas y meteorológicas del vertedero, el plan de recuperación se determinará de acuerdo con las condiciones locales.
Recuperación de áreas mineras a cielo abierto
En la etapa inicial de la minería a cielo abierto, se debe considerar la recuperación futura del área minera y se debe mantener la capa superior del suelo fértil sobre el depósito de la mina. ser desmontados y apilados por separado para mantener la estructura original del suelo tanto como sea posible. Al rellenar la mina, coloque grandes trozos de roca estéril o roca y tierra dañinas en el fondo de la mina, coloque la capa superior del suelo original en la superficie o cúbrala con tierra nueva adecuada para la agricultura. Después de nivelar, seleccione plantas adecuadas para plantar o. otros usos.
Una de las medidas efectivas para controlar los daños a la tierra causados por la minería a cielo abierto es considerar la recuperación de tierras como un eslabón en toda la tecnología de la minería a cielo abierto. Por ejemplo, la secuencia de extracción de la mina de esmeril Building Materials 601 de mi país es: extracción de la capa superior del suelo - almacenamiento de la capa superior del suelo - minería - procesamiento de minerales - retorno de relaves y llenado de cabras - pavimentación de la capa superior del suelo - nivelación y construcción de canales, y luego entregada a los agricultores para fertilización y siembra. Los métodos de extracción, desmonte y recuperación se muestran en la Figura 5-9.
Figura 5-9 Diagrama esquemático de los métodos de extracción, desmonte y reciclaje
1—Montones de sobrecarga; 2—Capas que contienen mineral; 3—Se han restaurado tierras de cultivo; 4—Relleno de residuos; roca; 5— Arenisca roja
La operación de recuperación consiste en enviar la roca residual y el suelo de sobrecarga al vertedero interior (área de goaf) y tratar de ser consistente con la elevación del terreno antes de la extracción. el suelo de plantación superficial debe mantener la estructura original del suelo, capaz de cultivar. Resulta que la mina sólo fue minada pero no recuperada. Después de la minería, la zona minera se convirtió en un área con tres montañas (montañas de capa superficial, montañas de roca estéril y estanques de relaves) y dos estanques (embalses y estanques de relaves) sin tierras de cultivo fértiles, lo que provocó tensiones entre trabajadores y agricultores. Sin recuperación, la mina no puede seguir produciendo. En la etapa inicial de recuperación, sólo se llevaron a cabo rellenos de colinas, pozos y remoción de tierra, lo que resultó en una eficiencia deficiente y un costo elevado (30.000 yuanes/hectárea). Después de adoptar el método de recuperación que combina minería y relleno, el costo se reduce a 4.500 yuanes/hectárea y se mejora la eficiencia.
La cuenca carbonífera de Jungar, que limita con Shanxi, Shaanxi y Mongolia Interior, está situada en la árida meseta de Loess. La zona minera sufre una grave erosión hídrica y del suelo, superficies irregulares del suelo y escasa vegetación. Se llevó a cabo una prueba integral de ingeniería de tratamiento en Daosuangou, en el área minera. La zanja de ajo era originalmente una zanja de socavación natural. El desmonte inicial se utilizó para llenar esta zanja con minería de carbón a cielo abierto, formando un área de escalón trapezoidal. El volumen total de descarga del vertedero de Daosangou es de 75,28 × 104 m3, el área total de la plataforma de descarga es de 2 × 104 m2 y el área total de las cuatro pendientes es de 1 × 104 m2.
La nueva idea para la construcción de recuperación de la mina de carbón a cielo abierto Majiata en el área minera de Shendong es que la gobernanza y la gestión se promuevan mutuamente y se desarrollen armoniosamente. La recuperación adopta el método de extracción de carbón de desmonte y relleno, con relleno en capas, con roca estéril y tierra cruda en la parte inferior y tierra vegetal en la parte superior. Después del relleno, el área de recuperación fue de 113,33 × 104 m2. En el otoño de 1999, se plantaron 0,2 m de barro rojo en 20 hectáreas de tierra en el área de recuperación, y se plantaron hortalizas, maíz, patatas, girasoles, trigo sarraceno y pastos de alta calidad. El crecimiento fue bueno y los resultados notables. Al mismo tiempo, las aguas residuales tratadas en la laguna de oxidación se utilizan como fuente de agua. En vista de la escasa capacidad de retención de agua del suelo en el área de recuperación, se ha dispuesto completamente una red de tuberías de riego en el área de recuperación y se utiliza riego por aspersión fijo o móvil para mejorar de manera continua y efectiva el suelo y la humedad del aire cerca de la superficie. y resolver el problema de la sequía en la recuperación y la ecologización. En la actualidad, el Área de Recuperación de Majiata ha formado un patrón de promoción mutua y desarrollo coordinado de gobernanza y gestión. La tasa de cobertura verde alcanza el 80%, 15,8 veces mayor que antes de la minería. En total se han plantado 46,7 hectáreas de pastos, más de 654,38 millones de arbustos y 20.000 árboles. Fue calificada como base nacional de demostración de construcción ecológica por el Ministerio de Recursos Hídricos y como zona turística de nivel AA por la Oficina de Turismo de la Región Autónoma de Mongolia Interior. Básicamente se ha formado un nuevo parque ecológico artificial moderno.
Recuperación de estanques de relaves
Después de que los estanques de relaves dejan de utilizarse, debido a la evaporación y descarga del agua, la superficie se seca y queda expuesta al aire, formando un estanque sellado. caparazón. Todo el estanque de relaves parece un pantano con poca capacidad de carga. Durante la temporada de vientos, las zonas de estanques de relaves en zonas áridas quedan cubiertas de polvo gris. Una vez que cesa el viento, el polvo cae sobre cultivos y edificios, afectando la salud de los residentes. Esto también es una fuente de tormentas de arena cada vez más intensas en el noroeste de China. Por lo tanto, la recuperación de estanques de relaves debe primero tratar y mejorar su estructura superficial y mejorar su capacidad para resistir la erosión eólica. Los pasos generales de recuperación son: excavar la cáscara dura de la superficie, llenarla con grava después de excavar la superficie, usar piedra caliza para neutralizar la acidez de los relaves ácidos, usar dolomita para neutralizar la alcalinidad de los relaves alcalinos y alisar la superficie de la pila de relaves, cúbrala con tierra vegetal y mezcle neutralizador y fertilizante para plantar u otros fines. Cuando los relaves y residuos químicos contienen sustancias tóxicas, es necesario estudiar los peligros de estas sustancias nocivas y sus medidas de prevención y control. Esto no sólo alivia la escasez de suelo urbano, sino que también resuelve eficazmente el problema de la contaminación del aire causada por el polvo de los relaves.