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煤矿充填开采塌陷区地表环境损害评价研究

2018-12-25曹翠翠

经济技术协作信息 2018年35期
关键词:煤炭资源养分建筑物

◎曹翠翠

在当前煤矿开采领域中,人们不仅重视煤矿当中煤炭资源开采效率,同时也十分重视煤矿资源开采中对于周边环境造成的影响,以期实现煤矿资源开采和周边地区生态保护的和谐发展。

一、煤矿填充开采区域塌陷分析

煤炭在工业发展以及人们生活等多个领域中均是重要能源,因此社会对于煤炭需求量一直较高,并且相应地区在积极的开展煤炭资源开采,以满足社会对于煤炭资源的需求,推动社会发展。但在实际开展煤炭资源开采的阶段中,由于煤炭资源深埋于地下,因此在人们完成煤炭资源开采之后就会导致地下土层出现空洞,虽然现代煤炭开采团队在施工中会采用充填来对地下土层进行修复,但地下土层的密实程也会受到影响,进而出现地表塌陷等情况,给相应地区地表环境造成影响,也可能会导致相应地区发展受到影响。

当代煤炭资源开采中会对地表土层环境造成影响的问题受到了人们的重视,人们积极的开展了相应研究,以期实现对煤矿填充开采区域当中出现的坍塌情况进行有全面而有效的分析,为煤炭资源开采以及地表环境保护的和谐发展创造基础。并且出现多种煤矿填充类型开采区域塌陷情况的分析方法,比如以模糊评价法作为基础,同时以资源开发、社会经济以及自然资源作为主要内容,科学的构建起字矿区当中生态环境评估方案。或者是以煤炭资源开采区域中各种植被净初级实际生产力数值作为矿区当红中损害评估指标,使煤矿开采区域中生态环境的实际影响情况能得到有效评估。而本文对煤矿填充类型开采塌陷区域地表环境实际损害情况评价方法进行阐述的阶段中,以某地煤矿作为案例,应用了模糊数方法以及综合评价方法相结合的方式建立了科学的评估体系,对相应地区当煤矿填充类型开采区坍塌区域的地表实际损害情况进行了科学的分析,为相应地区在土地资源合理规划以及环境治理工作的开展提供合理大量科学的依据,推动相应地区煤矿开采和生态保护的和谐发展创造了良好基础。

二、评价模式分析

1.评价指标体系分析。

受到煤矿开采技术以及土层特点的影响,煤矿开采区域中有时会出现坍塌问题,并且这种煤矿坍塌问题的表现形式也较多,比如地表水系或者建筑物的损坏评、坡耕地当中水土流失、塌陷区域中的地表积水、土壤肥力缺失等等变化。因此在实际开展煤矿开采类型塌陷区域调查并建立评估体系的阶段中,需要构建出三个层次,使得评估工作能更加的成体系化、科学化。第一层是相应地区中地表环境实际损害评价指标分析。而在二层当中则包含了三个相互独立的组成部分,首先是相应区域中建筑物以及设施的损坏情。其次是相应区域当中土壤环境养分条件。最后一部分是相应土层当中水土流失情况。

在第三层当中则包含了众多单项指标,比如由水系以及道路破坏度、塌陷区域坡地坡度、建筑物实际破坏度、实际塌陷面积这五项指构成的建筑物实际损坏程度评估体系,或者是有土壤实际酸碱性、铵态氮含量、有机质的含量速效钾含量、有效磷含量以及生物量这六项指标共同组成的土壤养分环境。

根据建立的煤矿开采塌陷区地表环境损害评价指标体系,对现场采集的数据建立数据库,对建筑物与设施进行环境损坏评价时,参照相关地表环境损坏标准进行定量化赋值;对土壤养分与水土流失情况进行环境损害评价时,应用模糊数学和综合评价相结合的方法评价煤炭开采地表环境损害情况;根据不同指标的特点,建立各指标的隶属度函数;查阅文献资料,结合研究数据,确定各指标隶属度函数临界值。

2.评价指标量化分析。

地表环境损害评价主要依据项目组调查研究和采集样品进行分析的数据对各指标因子进行赋值。在一定范围内,煤矿开采塌陷区建筑物破坏程度、道路与水系破坏程度、塌陷面积、塌陷坡地坡度、有机质、铵态氮、有效磷、速效钾、表土厚度、生物量等指标的增长与煤矿开采塌陷区地表环境呈正相关,而低于或超过这个范围,其变化对地表损坏程度影响比较小。

而煤矿开采对上述因子的损害表现在地表土壤环境变化上同样存在一个适宜范围,在此范围之外,损害程度越大,对煤矿开采塌陷区地表环境越不利。

3.权重确立分析。

通过相关系数法,可以得出各评价指标的相关系数,再通过各评价指标的相关系数计算得出各评价指标相关系数平均值,以各评价指标的相关系数平均值与各评价指标的相关系数平均值之和的比例作为各评价因子的权重。最后,依据专家打分结果,对煤矿开采塌陷区地表各指标的权重系数进行修正。

三、评价结果处理分析

根据模糊数学中的加乘法原则,5项建筑物与设施指标之间采用加法合成,求得建筑物与设施指标值BFI,6项土壤养分指标之间也采用加法合成,求得地表土壤养分环境的指标值SFI,3项水土流失指标加法合成同样可以获得地表水土流失环境的指标值SLI。然后在第2层相互独立的SFI和SLI之间采用乘法合成,求得煤矿开采地表环境损害综合评价指标IFI。计算公式为:

式中,ω(x)、ω(y)、ω(z)分别为煤矿开采地表环境损害各指标的权重系数;f(x)、f(y)分别为养分指标和地表水土流失环境指标的隶属度值。

四、评价体系应用关键点

地表塌陷范围小、深度浅,塌陷区域的范围较小,目前的塌陷区域大约为采空区面积的4倍,塌陷坡地坡度为3,破坏程度为Ⅰ级。充填开采工作面地表主要为农田,无河流、湖泊等水系,工作面附近村庄主要有王楼、庙前村,连接村庄有1条水泥路。充填开采至今,村庄未见明显沉陷迹象,水泥路可见裂痕,但不影响车辆和行人通行,地表设施损害程度Ⅰ级。同时,从农业景观和农作物生长角度来说,除塌陷中央区域由于季节性积水的原因,旱季农作物生长受到影响,在其他受煤炭开采影响下沉的区域,农作物生长基本不受影响。

五、结束语

在当代进行煤矿开采施工的阶段中,人们也越越发的重视煤矿填充类型塌陷区域中地表环境的损害程度分析,以期实现煤矿开采以及相应地区有生态保护的和谐发展。而在工作人员开展相应工作的阶段脏中,不仅要严格遵守相应操作规范,同时还要能积极的掌握新型技术,使得评价工作能具有更好的质量。

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