Hundimiento y recuperación de terrenos mineros

5.4.3.1 Subsidencia minera

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 a lo largo de la dirección de impacto de la veta de carbón y los ángulos de movimiento β y γ a lo largo de la dirección de inclinación.

Las vetas de carbón con diferentes ángulos de inclinación α tienen diferentes condiciones de hundimiento y colapso. 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° a 90°, y el ángulo de movimiento de la capa superior del suelo es de 45° a 55°. Por lo tanto, cuanto más dura sea la roca suprayacente, mayor será el rango de hundimiento de la superficie. Los valores de los ángulos de movimiento clasificados según las propiedades de la roca suprayacente se muestran en la Tabla 5-3. Utilizando los datos de la Tabla 5-3 y los datos reales relevantes de la mina en estudio, el rango de hundimiento del terreno después de la extracción de la misma. La veta de carbón correspondiente se puede determinar utilizando el método de mapeo formal. Según el análisis de los datos medidos de la mina de carbón Xiangshan en Hancheng, Shaanxi, cuando el área de perforación es de 2 hectáreas (es decir, cuando el frente de trabajo de 100 m de largo avanza 200 m), es el período activo de movimiento de la superficie, y la mayoría de las grietas por colapso se generan en este momento. Las estadísticas muestran que la relación promedio entre el área de hundimiento del terreno y el área de extracción de vetas de carbón subterráneas es de 1,2, y la relación promedio entre el volumen de colapso 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 el 70% del espesor total de la veta 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 hundimiento ; 2—área de fractura; 3—área en movimiento; 4—área de goaf; 5—superficie de proyección horizontal del área de goaf; 6—línea límite en movimiento

Tabla 5-3 Ángulos de movimiento de roca suprayacente con diferente dureza

5.4.3.2 Índice de hundimiento minero

El tamaño y la profundidad del área de hundimiento superficial causado por el hundimiento minero están relacionados con la ocurrencia de la capa mineral, la profundidad de la minería y los métodos de manejo del área de perforación. y otros factores. El área de la zona de fractura por colapso se correlaciona positivamente con la escala minera. Por ejemplo, en la minería subterránea del carbón, la gente está acostumbrada a utilizar el área de tierra que se derrumba por cada 10.000 toneladas de carbón extraídas (ha) como indicador para reflejar el grado de daño a la forma superficial. índice o tasa de colapso, que en cierta medida refleja la correlación entre el volumen de extracción de carbón y la ocupación de tierras por hundimiento. Cada zona minera y cada región tiene su propio valor promedio. Por ejemplo, el índice de colapso de las minas de carbón en 1996 y 2000 fue de 0,258 y 0,237 en Shaanxi, de 0,236 y 0,221 en Gansu, de 0,378 y 0,368 en Ningxia, de 0,146 y 0,160 en Xinjiang, de 0,178 y 0,188 en Qinghai, etc.

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. Si la profundidad de extracción es H=500 m, el valor límite del impacto del colapso es de aproximadamente 250 m. El área del área de hundimiento es aproximadamente 1,2 veces el área de extracción de la veta de carbón, y el valor máximo de hundimiento es del 70% al 80% del espesor de extracción de la veta de carbón.

De 1995 a 2003, el equipo de exploración geológica del yacimiento de carbón Shaanxi 185, la sucursal de diseño y estudio del carbón de Shenfu, la sucursal de Tangshan del Instituto General de Ciencia y Tecnología del Carbón y otras unidades trabajaron en la cara de trabajo 1203 y Se instalaron trabajos complementarios de la mina Daliuta en el área minera Shendong de Shaanxi y Mongolia Interior en la superficie del frente de trabajo 2211 de la mina Lianta, el frente de trabajo 45101 de la mina Yujialiang y el frente de trabajo 88101 de Sunjiagou. Se llevaron a cabo observaciones en la mina y en el sitio del hundimiento de la superficie durante la extracción subterránea de carbón. Los valores medidos (calculados) relevantes se enumeran en la Tabla 5-4. Utilice la tabla de funciones de distribución de movimiento y deformación (Tabla 5-5) para calcular los valores estimados de movimiento y deformación en la sección normal (Tabla 5-6) y dibuje la curva de deformación y movimiento del suelo del área minera de acuerdo con el parámetro relevante. valores en la Tabla 5-6 (Figura 5-5).

El proceso de movimiento de la superficie del suelo y las formaciones rocosas 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), los principales parámetros del terreno. Se puede analizar el movimiento y la deformación.

Pasos presupuestarios:

Tabla 5-4 Valores de colapso minero medidos (calculados) del frente de trabajo en el área minera de Shendong

(1) Determine los parámetros esperados:

Desviación del punto de inflexión Distancia 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×cos2.5°=2255(mm);

Valor máximo de inclinación;

Valor máximo de curvatura;

Movimiento horizontal máximo Uo=bWo=0.27 ×2255=609(mm);

Valor máximo de deformación horizontal

(3) Valor de movimiento y deformación en la sección principal que se espera que golpee: El eje x El origen se selecciona desde el límite real de la superficie de trabajo. El punto O en So = 30 m (dado que So es un valor positivo, debe medirse en la dirección de la cabra) apunta a la cabra (Figura 5-5). Al realizar el cálculo previo, se debe utilizar la tabla de valores de la función de distribución de movimiento y deformación (Tabla 5-5). El método de cálculo previo y los resultados se muestran en la Tabla 5-6. La curva de predicción del movimiento del suelo y la deformación de la minería de Shendong. El área se extrae de los datos de la Tabla 5-6, como se muestra en la figura Como se muestra en 5-5.

Figura 5-5 Curva estimada de movimiento del suelo y deformación en el área minera de Shendong

1—Curva de hundimiento; 2—Curva de inclinación; 3—Curva de curvatura 4—Curva de movimiento horizontal; 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 del techo después del hundimiento; ;Entonces—Desplazamiento

Tabla 5-5 Tabla de valores de la función de distribución de deformación y movimiento de colapso de la superficie

Nota: Cuando es un valor "+", A( ) toma el número en el fila anterior, A″( ) toma el signo “”; cuando es el valor “”, A( ) toma el número de la fila siguiente y A″( ) toma el signo “+”.

Tabla 5-6 Valores estimados de movimiento y deformación en la sección normal

5.4.3.3 Hundimiento del terreno y fisuras del terreno

5.4.3.3.1 Efectos avanzados de la superficie de trabajo

Los efectos avanzados durante el avance de la cara de trabajo se pueden ilustrar mediante el diagrama de sección transversal de tendencias (Figura 5-6 después de que la cara de trabajo avanza una cierta distancia desde el ojo de corte). hasta el punto A, el movimiento de los estratos de roca comienza a extenderse hacia la superficie, esta distancia se llama distancia inicial. La superficie del suelo comienza a hundirse cuando la distancia de hundimiento del punto de la superficie observado alcanza los 10 mm. a la litología del techo y al área de perforación Generalmente, la cara de trabajo avanza (0.2~0.3 )H0 (H0 es la profundidad promedio de extracción m), o la superficie comienza a hundirse cuando el área de perforación alcanza (25~33)H0 (m2). . Calculada por área, la distancia inicial del frente de trabajo 1203 en 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 de la cara de trabajo

Cuando la cara de trabajo avanza hasta el punto B, se obtiene una curva de hundimiento W1, y 1 punto delante de la El frente de trabajo comienza a verse afectado por la minería. Se hunde por la influencia, y cuando la distancia de avance es de aproximadamente 1.4H0 o 85m (punto C), se obtiene la curva de subsidencia W2, y 2 puntos en la superficie comienzan a verse afectados y hundirse. . Durante el avance del frente de trabajo, la superficie del terreno frente a él se hunde debido a la influencia de la minería, lo que se denomina impacto avanzado. L1, L2 y L3 son distancias de influencia principales. ω1, ω2 y ω3 son los ángulos de influencia principales. El ángulo de influencia principal de la mina Yujialiang es de 79°. Cuando se completa la extracción del frente de trabajo y el movimiento de la superficie del terreno se estabiliza, este ángulo es igual al ángulo límite δ0 (64°). . La distancia de influencia avanzada integral del área minera de Shendong es L=H0ctgδo=130 ctg61°=72m.

5.4.3.3.2 Cuenca Móvil de Superficie

Las observaciones reales muestran que generalmente la longitud D2 y el ancho D1 de la goaf alcanzan y exceden (1.2~1.4) H0 (H0 es Cuando el profundidad promedio de minería), la superficie puede alcanzar la minería completa (aparece un fondo plano en la cuenca móvil de superficie). En el área minera de Shendong, D2/H0=15,7 y D1/H0=1,51, la superficie se puede explotar en su totalidad.

Una vez completada la minería del frente de trabajo, la cuenca móvil de superficie se muestra en la Figura 5-7. La cuenca móvil en el área minera de Shendong se divide en tres límites: ① El límite más externo delineado por el. ángulo límite de 61 ° (tomado de la superficie El punto que se hunde 10 mm es el punto límite), que es el ACBD en la figura ② El límite del movimiento peligroso es el límite dividido por si el movimiento de la superficie y la deformación en la cuenca dañarán; El estándar de si dañará el edificio es Se mide el valor de deformación crítica. El conjunto actual de valores de deformación crítica que utilizamos es 11, la deformación de inclinación i≤3 mm, el valor de deformación horizontal ε≤2 mm. la curvatura k≤0,2 mm/m2. Este indicador prevalecerá fuera del rango circular. El área donde el movimiento y la deformación de la superficie no causan daños evidentes es el área donde el movimiento y la deformación de la superficie tienen efectos nocivos en los edificios dentro del rango delineado. El área minera de Shendong está delineada por su ángulo de movimiento de 75°, como se muestra en A en la figura ′C′B′D′; ③ El límite de fractura de la cuenca móvil, 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>A′C′B′D ′ área > A″C″B″D″, llamamos al área A′B ′C′D′ como el área de colapso de la superficie de la goaf, incluida el área de desarrollo de grietas. El eje largo de la cuenca móvil debe ser la distancia de influencia principal L=H0ctgδ=130ctg75°=35 m después de que la cara de trabajo sea larga y la cara de trabajo esté parada, más la distancia de movimiento de la superficie 55-30=25 m por encima del lado del pilar de carbón de En el pozo cortado (Figura 5-7), es decir, 2044+35+25=2104m, el área de colapso es 2104×266=559664m2, que es 1,4 veces el área de extracción. Cada cara de trabajo se muestra en la Tabla 5-7.

Figura 5-7 Diagrama esquemático del límite de la cuenca de movimiento superficial en el área minera de carbón de Shendong

5.4.3.3.3 Fisuras del suelo

La capa de roca suprayacente de la veta de carbón en el área minera de Shendong se compone principalmente de arenisca, lodo y cementación calcárea. La resistencia a la compresión de la arenisca es de 22 a 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 cuevas, zonas de grietas y zonas de flexión y se produce una deformación lenta y continua en la superficie. Sin embargo, si la profundidad de extracción es pequeña, las zonas de curvatura y las zonas de grietas pueden llegar directamente a la superficie y se produce una deformación discontinua. la superficie, como el frente de trabajo 1203 de la mina Daliuta, la altura de extracción real m=3,5 m, profundidad de extracción H0=61 m, H0/m=17. Según datos relevantes, en circunstancias normales, la altura de la zona de grietas de hundimiento formada por estratos de roca débil es de 9 a 12 veces la altura de la minería, y la altura de la roca de dureza media es de 12 a 18 veces la altura de la minería. del frente de trabajo 1203 es una roca de dureza media. La altura de la zona de la grieta se calcula como 18 veces la altura de la mina, que es 63 m, lo que significa que ha llegado a la superficie. En este momento, las grietas se formaron en el borde exterior. Las partes de la cabra están conectadas con la cabra, formando un canal para que el agua y la arena fluyan hacia la cara de trabajo. Por encima de la zona de fractura se encuentra una zona de flexión. Las capas de roca en la zona de flexión están bajo presión bidireccional en dirección horizontal, tienen un buen grado de compactación y son impermeables. La altura de la zona de flexión se ve afectada principalmente por la profundidad de minado. Cuando la profundidad de la minería es muy grande, la altura de la zona de flexión puede exceder en gran medida la altura de la zona de grietas. 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. También pueden aparecer algunas grietas en la superficie (arrastradas por la superficie) (causadas por deformación por extensión), pero estas grietas parecen ser grandes en la parte superior y pequeñas en la parte inferior. Cuando alcanzan una cierta profundidad (<5 m), aparecen. suelen cerrarse por sí solas y desaparecer. No suelen comunicarse con las fisuras subterráneas. Este es el caso de las fisuras superficiales de las otras tres minas. Sin embargo, debido a la colapsabilidad de la capa de suelo arenoso suelto, esta zona dañada por grietas colapsará nuevamente cuando sea erosionada por el agua de lluvia. Rellenar y enrollar dichas grietas puede evitar mayores colapsos y daños.

Tabla 5-7 Área de hundimiento superficial y superficie de trabajo de minería y hundimiento de 10.000 toneladas de carbón

Nota: ① El peso a granel del carbón es de 1,35 t/m3, y el peso de trabajo es de 1,35 t/m3. La tasa de recuperación del frente es del 64,4% (valor nominal de trabajo Daliuta 12032), pero la tasa de recuperación del frente de trabajo en el área minera es del 65% al ​​94%, con un promedio del 88%.

②Ese es el número de hectáreas de hundimiento superficial para 10.000 toneladas de carbón.

③ Según los datos del estudio de desastres geológicos del condado de Shenmu, a finales de 2001, la mina Daliuta produjo 3676 × 104 toneladas de carbón y el suelo se derrumbó 7700872 m2, es decir, el índice de colapso del carbón fue de 10.000 toneladas. de carbón fue de 0,21ha, lo mismo que el promedio nacional de 0,2ha.

④ Según los datos del estudio de desastres geológicos del condado de Shenmu, a finales de 2001, la mina Yujialiang produjo 500 × 104 toneladas de carbón y el suelo se derrumbó 552.000 m2, es decir, el índice de colapso del carbón es de 10.000. toneladas de carbón fue de 0,11ha, 45% menos que el 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 valor de inclinación i en el máximo La inclinación (x=0) de la superficie terrestre (0) es 41 mm/m, el valor de hundimiento W(0)=1128 mm, que es la mitad del valor máximo de hundimiento Wo=2255 mm. El valor de curvatura en este punto es K. (0) = 0; y cuando x <0, K (x)> 0, la curva de hundimiento es convexa hacia arriba cuando el valor de curvatura en este punto es 0, que es 0. se llama punto de inflexión de la curva descendente (punto D).

(2) Los principales valores de movimiento y deformación de la superficie del suelo ocurren en el rango de x = -γ~+γ, que se denomina γ como el radio de influencia principal. γ está relacionado con la profundidad minera H0 y el ángulo de influencia principal. La tangente tgβ de β está relacionada con , y el radio de influencia principal promedio de la superficie del área minera es de 55 m.

(3) Cuando no se considera 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 está en la pared de carbón imaginaria B. Directamente arriba, So So es en realidad la distancia de desplazamiento del punto de inflexión causada por la pared sobresaliente, que se denomina desplazamiento del punto de inflexión. El desplazamiento promedio del punto de inflexión en la superficie del área minera es de 30 m. , y la pared de carbón imaginaria es el límite calculado del goaf.

(4) El área de hundimiento del terreno de tres frentes de trabajo medidos en el área minera de Shendong con una producción de 10.000 toneladas de carbón es de 0,35 a 0,42 ha, y el valor promedio del área minera es 0,387 ha, que es 0,2 ha menos que el área de hundimiento del suelo promedio nacional de 10.000 toneladas de producción de carbón. Es casi el doble, principalmente debido a la pequeña profundidad de extracción del frente de trabajo y al gran espesor de la veta de carbón.

(5) Según los parámetros mineros relevantes del área minera de Shendong y los valores del ángulo de movimiento de la capa suelta y el lecho de roca, se establecieron dos áreas de protección de superficie de 5 × 100 m2 y 5 × 320 m2. y se hicieron los correspondientes pilares protectores de carbón. Se estima que la cantidad de carbón prensado en el primero es de 16×104t, y la del segundo es de 24,8×104t. La instalación de pilares protectores de carbón hará que parte del carbón permanezca bajo tierra de forma temporal o permanente. Por lo tanto, para los residentes comunes de las aldeas, es necesario un estudio técnico integral sobre si se deben dejar pilares de carbón para proteger los puntos y las tierras cultivadas, o si se debe reubicar a algunas personas y adquirir tierras relevantes. y se requiere un análisis económico.

5.4.3.4 Recuperación de terrenos mineros abandonados

Durante el proceso minero se produce una gran cantidad de residuos y roca estéril, y el vertido ocupa una gran cantidad de terreno. vertidos y residuos contaminación por polvo Se perderá la tierra y se dañará gravemente el valor económico de la tierra circundante. En casos graves, se perderá la función de la tierra cultivada. Por lo tanto, desde la perspectiva de proteger el medio ambiente y el valor de la tierra, la tierra destruida y ocupada durante el proceso de producción debe ser restaurada y tratada en la medida de lo posible para eliminar los riesgos de contaminación. Una vez cerrada la mina, la tierra abandonada será restaurada y tratada integralmente para restaurar su valor de uso y ser utilizada nuevamente como tierra para agricultura, silvicultura, ganadería, pesca, turismo o industria y construcción urbana y rural.

La recuperación de tierras dañadas se refiere a la restauración de varios tipos de tierras abandonadas dañadas por excavaciones, ocupación y colapso durante la construcción de minas y la minería mediante la adopción de medidas de ingeniería o medidas biológicas para restaurarlas a su estado original. Una actividad que está disponible y utilizada. En términos generales, la recuperación de tierras mineras es una continuación y un componente del proyecto minero. El mejor método de recuperación está estrechamente coordinado con el proceso minero, la planificación unificada y la coordinación, que no solo satisface las necesidades de producción, sino que también satisface las necesidades de recuperación. para lograr el objetivo de beneficio mutuo del desarrollo de recursos minerales y la protección del medio ambiente. 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 más personas y menos 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 sitios de minas a cielo abierto, recuperación de estanques de relaves, etc., según el propósito principal de la recuperación, se divide en recuperación agrícola; y recuperación forestal, recuperación de terrenos de construcción, recuperación de terrenos de ocio, etc.

5.4.3.4.1 Recuperación de áreas de hundimiento

El hundimiento del suelo y las fisuras del suelo en la zona minera destruyeron una gran cantidad de tierras de cultivo fértiles, destruyeron cabañas y edificios de tierra, y provocaron la el entorno ecológico de la zona minera se deteriore. El conflicto entre las empresas mineras y los residentes afectados por el desastre se ha vuelto cada vez más grave y se ha convertido en uno de los factores que causan inestabilidad social. Controlar adecuadamente las zonas de hundimiento y fisuras del suelo en las zonas mineras es una cuestión importante que debe resolverse con urgencia.

Debido a problemas como la asignación irrazonable de recursos de tierra en el hundimiento minero, la propiedad poco clara de la tierra de hundimiento de la minería del carbón, políticas y mecanismos de gestión de recuperación imperfectos, canales de financiación de recuperación inadecuados y una teoría de recuperación muy por detrás de la práctica, el hundimiento minero se ha convertido en un problema grave. El trabajo de recuperación de tierras de hundimiento de carbón está lleno de dificultades y dificultades. En áreas de hundimiento causado por la minería subterránea, el grado de daño a la tierra y los métodos de recuperación son diferentes debido a la diferente topografía, condiciones hidrológicas y meteorológicas del área. Para áreas montañosas y montañosas, la topografía original se puede restaurar rellenando y nivelando embudos de colapso, hoyos y grietas locales. Para las áreas planas, si el nivel del agua es bajo y hay menos lluvia en el área, el área de hundimiento no acumulará agua durante todo el año. Durante la recuperación, solo se requiere relleno y capa superior de tierra para plantar u otros usos. Si el nivel del agua es alto o llueve mucho, el área de hundimiento acumulará agua durante todo el año. Durante la recuperación, 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 relleno de la mina, la montaña de ganga molida y la ganga descargada de la planta de lavado de carbón se utilizan para rellenar el goaf con métodos de llenado hidráulico y de viento, que no solo pueden reducir el movimiento de las formaciones rocosas. y superficie, pero también reduce el hundimiento de la superficie. Puede consumir una gran cantidad de ganga de carbón, reducir la contaminación del suelo y también prevenir la combustión espontánea de las vetas de carbón. Este método se utiliza comúnmente en Alemania, la Unión Soviética y la República Checa. La Oficina de Minería de Jiaozuo también ha utilizado este método para rellenar los pozos y ha logrado buenos resultados.

Figura 5-8 Mapa 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, se ha iniciado la recuperación planificada de áreas colapsadas y fracturadas. Se han logrado ciertos resultados y experiencia en áreas mineras de carbón como Huaibei, Huainan, Xuzhou, Datun y Pingdingshan, y se han propuesto muchos modelos de gestión integrales (Figura 5). 8). La mina de carbón Xuzhou Pangzhuang construyó 627 residencias rurales de uno o dos pisos con un área de 6,9 ​​× 104 m2 sobre la base de ganga del área de colapso de compresión por vibración y relleno en capas, y resistió el impacto de dos capas subterráneas de carbón y cuatro Frentes de trabajo Debido al impacto de la minería, no se perdieron casas. Los métodos integrales para prevenir y controlar el hundimiento del suelo y las fisuras del suelo incluyen: ① relleno de ganga de carbón y cenizas volantes; ② préstamo de suelo para recuperación; ③ desmonte y recuperación de tierras hundidas; ⑤ mejoramiento ecológico para tratar tierras hundidas, etc. como se muestra en la Figura 5-9. El uso de residuos sólidos como material de relleno tiene el doble beneficio de enterrar los residuos y recuperar áreas hundidas. Por ejemplo, la mina de carbón Daihe en Huaibei construyó un edificio de cuatro pisos de 1650 m2 para uso de sindicatos, jardines de infancia y escuelas secundarias de la zona minera después de un fuerte apisonamiento de los cimientos de ganga que llenaron 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 del área de hundimiento rellenada. Por lo tanto, se deben utilizar métodos sin relleno para recuperar parte del área de hundimiento. La recuperación sin relleno adopta principalmente el método de excavación más profunda y menos profunda para llevar a cabo una remediación integral del área de hundimiento. El fondo de la cuenca de hundimiento se excava profundamente en un estanque de aguas profundas que puede almacenar agua y criar peces, de modo que tenga. Ambas funciones de almacenamiento de inundaciones y riego. Las pendientes circundantes se pueden transformar en terrazas horizontales. La mayoría de las zonas del noroeste de mi país pertenecen a la meseta de loess y a zonas montañosas. No hay cambios evidentes en la topografía después del colapso. Si es necesario cultivar la tierra dañada, sólo es necesario rellenar y nivelar el derrumbe local en forma de embudo. fosas y fisuras del terreno.

En la zona minera de Shendong, en la frontera de Shaanxi y Mongolia Interior, se han construido cinco plantas de eliminación de residuos para procesar centralmente la ganga de carbón. Se utilizan descargas en capas y relleno de zanjas para crear tierra, que se cubre con loess y, después de nivelarla, se plantan árboles y pasto para convertir la montaña de roca estéril en un espacio verde. En el área minera de carbón de Ningxia, se ha identificado el alcance de los errores desde la historia hasta el presente mediante la recopilación de datos, estudios, prospecciones geofísicas del terreno, perforaciones, etc., se han llevado a cabo análisis de estabilidad y observaciones de seguimiento, y se han establecido las reglas de hundimiento del terreno. y se han comprendido la ocurrencia de hundimientos, y se puede comprender el área, el alcance y la ocurrencia de hundimientos. Realizar investigaciones y análisis cuidadosos basados ​​en la profundidad, el tiempo y la velocidad, y proponer pronósticos. Para áreas donde se requiere minimizar el colapso del suelo, también se pueden usar métodos de extracción de carbón, como la minería a cielo abierto y la minería de habitaciones y pilares. También se pueden usar métodos como la perforación y la inyección de capas de separación y el relleno de ganga de carbón para llenar el goaf. evitar o reducir el asentamiento de los estratos rocosos suprayacentes. En las zonas que se han derrumbado, se pueden utilizar ganga de carbón, cenizas volantes de centrales eléctricas y una pequeña cantidad de residuos domésticos para rellenar, restaurar el entorno ecológico y recuperar tierras agrícolas, criar peces en zonas de aguas subterráneas, construir lugares escénicos y otros métodos de gestión. él. Por ejemplo, en Shizuishan, Ningxia, se utilizó la ganga existente para rellenar el área de hundimiento nivelándola, creando muchos terrenos para paisajismo y construcción.

5.4.3.4.2 Recuperación de vertederos de escoria

El vertido de escombros y roca estéril de las minas ocupa una gran cantidad de terreno y supone una importante fuente de contaminación en la zona minera. Contamina la atmósfera y las masas de agua, y también provoca desastres geológicos como deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra.

La recuperación del vertedero consiste en renovar el vertedero de roca estéril, restaurar el terreno, realizar plantaciones y controlar o eliminar la contaminación del vertedero de roca estéril al medio ambiente circundante. El vertedero debe diseñarse teniendo 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. Durante la recuperación, se determinará un plan de recuperación basado en las condiciones locales basadas en la ubicación, forma, propiedades de la roca estéril y condiciones hidrometeorológicas del vertedero.

5.4.3.4.3 Recuperación de áreas mineras a cielo abierto

En las primeras etapas de la minería a cielo abierto, se deben considerar los futuros trabajos de recuperación de áreas mineras y la capa superior del suelo más fértil que se encuentra encima. El depósito debe ser desmontado y apilado por separado, manteniendo al máximo la estructura original del suelo. Al rellenar el goaf, coloque grandes trozos de roca estéril o roca y tierra dañinas en el fondo del pozo de la mina y cúbralos con la capa superior de tierra original o cúbralo con tierra nueva adecuada para la agricultura. Después de nivelar, seleccione las plantas adecuadas para plantar. , o para otros fines.

Una de las medidas efectivas para rectificar los daños a la tierra causados ​​por la minería a cielo abierto es hacer de la recuperación de tierras un eslabón en todo el proceso de 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 relleno de la capa superior del suelo - pavimentación de la capa superior del suelo - nivelación y construcción de canales, y luego entregada a los agricultores Fertilizar la plantación . 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 restauración

1—Montón de suelo suprayacente; 2—Capa que contiene mineral; 3—Tierras de cultivo restauradas; 4—Relleno de roca estéril; 5— Arenisca roja

La operación de recuperación consiste en enviar la roca residual y el suelo de cobertura al área de descarga interior (área de descarga). Se requiere que sea lo más consistente posible con la elevación del suelo antes de la extracción. En particular, la superficie del suelo de plantación debe conservar su estructura original, capaz de producir cultivos. La mina originalmente era solo para minería sin recuperación. Después de la minería, el área minera se convirtió en un área con tres montañas (montaña de capa superficial, montaña de roca estéril y mina de relaves), dos estanques (piscinas y estanques de relaves) y sin tierra (sin tierra). tierras de cultivo fértiles). Esto provocó tensiones entre trabajadores y agricultores. Si no se restaura, si se recupera la tierra, la mina ya no podrá continuar con la producción. Al comienzo de la recuperación, solo se trataba de amontonar colinas, llenar pozos y mover tierra, lo que tenía poca eficiencia y un alto costo (30.000 yuanes/ha). Después de adoptar el método de recuperación que combina minería y recuperación, el costo se redujo a 4.500. yuanes/ha, y se mejoró la eficiencia.

La cuenca carbonífera de Jungar, en la frontera entre Shanxi, Shaanxi y Mongolia, está situada en la árida meseta de Loess. La zona donde se ubica la zona minera presenta una grave erosión hídrica y del suelo, la superficie está fragmentada y la vegetación. es escaso. Se realizó una prueba de proyecto de mejora integral en el área minera. La zanja de Tamsui era originalmente una zanja de socavación natural. El material de extracción inicial de la minería de carbón a cielo abierto llenó la zanja, formando un área escalonada trapezoidal. El volumen total de residuos del vertedero de tierra en Pangsuiangou es 75,28×104m3, el área total de la plataforma del vertedero es 2×104m2 y el área total de las cuatro pendientes es 1×104m2.

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 operación se promuevan mutuamente y se desarrollen de manera coordinada. La recuperación adopta el método de extracción de carbón y relleno, relleno en capas, con roca estéril y tierra en la parte inferior y tierra vegetal en la parte superior. Después del relleno, el área del área de recuperación fue de 113,33 × 104 m2. En el otoño de 1999, se colocaron 0,2 m de barro rojo en 20 hectáreas de terreno en el área de recuperación, y se colocaron hortalizas, maíz, patatas, girasoles y trigo sarraceno. -Se plantaron pastos de calidad, etc. El crecimiento fue bueno y el efecto fue significativo. Al mismo tiempo, las aguas residuales tratadas por el estanque 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 instala y repara completamente una red de tuberías de riego en el área de recuperación. o se adopta el riego por aspersión móvil, que mejora de forma continua y efectiva la relación entre el suelo y el aire cercano a la superficie. La humedad resuelve el problema del control de la sequía en la recuperación y la ecologización. El Área de Recuperación de Majiata ha formado ahora un patrón de promoción mutua y desarrollo coordinado de la gobernanza y la gestión. La tasa de cobertura verde alcanza el 80%, 15,8 veces mayor que antes de la minería. ***Se plantaron 46,7ha de pastos, se plantaron 100.000 arbustos y 20.000 árboles. Ha sido calificado como base nacional de demostración de construcción ecológica por el Ministerio de Recursos Hídricos y clasificado como zona turística de nivel AA por la Oficina de Turismo de la Región Autónoma de Mongolia Interior. Básicamente se ha formado un parque ecológico nuevo y moderno creado por el hombre.

5.4.3.4.4 Recuperación de Laguna de Relaves

Después de que la laguna de relaves deja de usarse, debido a la evaporación y descarga de agua, la superficie se seca y queda expuesta al aire, formando una capa de Con un caparazón hermético, todo el estanque de relaves se asemeja a un pantano con muy baja capacidad de carga. Durante la temporada de fuertes vientos, las áreas de depósitos de relaves en las zonas áridas quedan envueltas en polvo gris. Cuando el viento cesa, el polvo cae de los cultivos y los edificios, lo que afecta la salud de los residentes. Esto también es una fuente de tormentas de arena cada vez más intensas en el noroeste. . Por lo tanto, los trabajos de recuperación de balsas de relaves deben primero tratar y mejorar su estructura superficial y mejorar su resistencia a la erosión eólica.

Los pasos generales de recuperación son: excavar para soltar la cáscara dura de la superficie, llenar la superficie con grava después de excavar, usar piedra caliza para neutralizar la acidez de los relaves ácidos, usar dolomita para neutralizar la alcalinidad de los relaves alcalinos y alisar los relaves. En la superficie de la pila de mineral, la capa superior del suelo se extiende y se mezcla con agentes neutralizantes y fertilizantes para plantar u otros usos. Cuando los relaves y productos químicos residuales contienen sustancias tóxicas, se deben estudiar los peligros de estas sustancias nocivas y sus medidas de prevención y control. De esta manera, no sólo alivia la escasez de suelo urbano, sino que también resuelve eficazmente el problema de la contaminación atmosférica por el polvo de las balsas de residuos.