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甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

32 万t/a 煤矿机械化改造项目环境影响报告书 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司

168 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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169 全井田地表沉陷值及沉陷区面积统计结果见表 5.

4-3.表中显示,情景Ⅰ(煤柱留 设按设计考虑)全井田采煤地表沉陷区面积为 34.70hm2 ,最大下沉值为 8.79m;

情景Ⅱ (井田东南部边界煤柱加宽 100m)全井田采煤地表沉陷区面积为 28.65hm2 ,最大下沉 值为 8.72m.最大下沉值出现在井田中部一带. 表5.4-3 全井田地表沉陷值及沉陷区面积统计表 序号 统计项目 单位 情景Ⅰ 情景Ⅱ

1 最大下沉值 m 8.79 8.72

2 沉陷区面积 hm2 34.70 28.65 (1) 8m hm2 2.75 2.62 (2)地表最大变形值预测 塔窝煤矿煤层开采后引起地表产生的最大变形值详见表 5.4-4,地表最大变形值主 要位于煤层埋藏较浅的开采边界附近. 表5.4-4 全井田地表沉陷值及沉陷区面积统计表 类别 单位 情景Ⅰ 情景Ⅱ 最大水平变形值 mm/m 46.8(-58.3) 42.0(-52.5) 最大倾斜变形值 mm/m 97.8(-88.5) 96.8(-88.7) 最大曲率值 10-3 /m 1.61(-1.68) 1.66(-1.70) (3)地表移动变形时间及最大下沉速度预测 ①地表开始产生移动变形时间预测 塔窝煤矿井下开采引起地表发生移动变形,到最终形成稳定的沉陷区,这一过程是 逐渐而缓慢的,工作面回采时,上覆岩层移动不会立即波及地表,地表的移动是在工作 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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170 面推进一定距离后才发生的.随着采煤工作面的推进,在上覆岩层中依次形成垮落带、 裂隙带、弯曲下沉带并传递到地表,使地表产生移动变形.这一过程所需的时间与采深 和工作面推进速度有关,其关系可用如下经验公式表示: V H T

0 )

2 ~

8 (

12 ? ? 式中:T――工作面开始回采至地表开始产生移动变形所需时间,月;

H0――工作面平均开采深度,m;

V――工作面推进速度,上层煤 930m/a、中层煤 310m/a. 根据开采深度和采煤工作面推进速度计算的地表开始移动变形时间见表 5.4-5. 表5.4-5 地表开始移动变形时间预测 煤层 类别 采深(m)

240 265

290 315 上层煤 最早开始时间(月) 0.4 0.4 0.5 0.5 最晚开始时间(月) 1.5 1.7 1.9 2.0 中层煤 最早开始时间(月) 1.2 1.3 1.4 1.5 最晚开始时间(月) 4.6 5.1 5.6 6.1 ②地表移动延续时间预测 地表移动总时间的长短主要取决于开采煤层上覆岩层性质、 开采深度和工作面推进 速度,地表移动延续时间计算公式为: T =t1+t2+t3 式中:t1――移动初始期的时间;

t2――移动活跃期的时间;

t3――移动衰退期的时间. 在无实测资料的情况下,地表移动的延续时间(T)可根据下式计算: T=2.5H0 (d) 式中:H0――工作面平均采深(m). 根据上述公式,通过综合计算求得煤层开采后地表移动延续时间约 600~788 天. ③地表最大下沉速度预测 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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171 地表最大下沉速度计算公式为:

0 H C W K V Cm O ? ? 式中:VO――地表最大下沉速度(mm/d);

Wcm――最大下沉值(mm);

C――工作面推进速度(m/d);

H0――工作面平均采深(m);

K―下沉速度系数(取1.8) . 通过综合计算,上层煤开采引起的地表最大下沉速度为 41mm/d、中层煤开采引起 的地表最大下沉速度为 44mm/d. 5.4.7 地表变形影响评价 5.4.7.1 地表沉陷对地形地貌的影响 塔窝煤矿井田地处高山地带,受构造影响,侏罗系及部分白垩系沉积岩西面抬起向 东倾伏,形成单面山岭地貌.区内地形复杂,高差较大(最大高差达 146m). 塔窝煤矿开采深度约为 228m~333m,各煤层深厚比均不小于 30,预计矿井采煤沉 陷区均为连续下沉区;

随着井下开采的持续进行,采空区逐步扩大,在上覆岩层中将产 生垮落带、裂隙带和弯曲下沉带,波及地表会使地表产生较大的移动变形,根据预测结 果,各煤层开采后地表最大下沉值情景Ⅰ(煤柱留设按设计考虑)达8.79m、情景Ⅱ(井 田东南部边界煤柱加宽 100m)达8.72m,两种情景的地表最大下沉值差别不大. 由于井田及周边地区地形为单面山岭地貌、高差较大,预计地表形态受采煤地表沉 陷的影响总体不明显,仅局部地区地表坡度发生一定程度变化.本井田开采地表移动变 形的特点主要表现在以下

4 个方面: (1)开采煤层有两层,地表将受到重复开采影响,地表下沉区是缓慢形成的,要 经历较长的时间. (2)开采下沉造成地形坡度变化主要发生在开采边界的上方,预计最大附加坡度 值情景Ⅰ为5.6°、情景Ⅱ为5.5°. (3)受地表移动变形影响,在采空区边缘地表可能出现大小不等的地表裂缝. 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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172 (4)井田位于山坡地带,且地面高差较大,地表下沉不会形成积水区. 5.4.7.2 地表移动变形对祁连山国家级自然保护区的影响 在5.4.6 节中,设置两种情景对地表移动变形进行了预测.情景Ⅰ是按设计留设保 护煤柱,即井田范围按《关于甘肃天祝塔窝煤业有限公司塔窝煤矿调整后的采矿范围与 甘肃祁连山国家级自然保护区位置系的复函》 (甘祁资函[2017]

164 号) 退出井田东南角, 并在开采时留设 20m 井田边界煤柱(详见附图 4) .按情景Ⅰ开采,地表沉陷会影响到 祁连山国家级自然保护区实验区,影响面积 3.00hm2 ,最大下沉值 2.35m,详见图 5.4-3. 图5.4-3 保护区受沉陷影响范围图 祁连山自然保护区受影响区域主要是天然草地, 根据 《土地复垦方案编制规程 第3部分:井工煤矿》 (TD/T1031.3-2011)中土地损毁程度分级标准(详见表 5.4-6) ,受地 表沉陷影响的祁连山国家级自然保护区地表土地损害程度包含轻度影响区、中度影响 区、重度影响区三种类型,详见图 5.4-4 和表 5.4-7.从表 5.4-7 可知,如果按照设计确 定的范围开采,祁连山国家级自然保护区实验区有 0.40hm2 将受重度影响、0.89hm2 将 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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173 受中度影响、1.71hm2 将受轻度影响. 表5.4-6 林地、草地损毁程度分级标准 损害程度 水平变形(mm/m) 附加倾斜(mm/m) 地表下沉(m) 轻度 ≤8.0 ≤20.0 ≤2.0 中度 8.06.0 注:任何一个指标达到相应标准即认为土地损害达到该损害程度;

沉陷值小于 10mm 按无影响考虑. 图5.4-4 保护区受沉陷影响程度图 表5.4-7 保护区土地资源受影响情况表 损害程度 轻度 中度 重度 合计 面积(hm2 ) 1.71 0.89 0.40 3.00 情景Ⅱ是将井田东南部边界煤柱加宽 100m,开采范围详见附图 5,预测结果(图5.4-2)表明:在井田东南部边界煤柱加宽 100m 的情况下即可避免塔窝煤矿开采地表沉 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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174 陷影响祁连山国家级自然保护区实验区. 根据《中华人民共和国自然保护区条例(2017 年修订) 》 、 《甘肃祁连山国家级自然 保护区管理条例》 (2017 年11 月30 日) 、 甘肃祁连山国家级自然保护区管理局甘祁资函 [2017]

164 号文《关于甘肃天祝塔窝煤业有限公司塔窝煤矿调整后的采矿范围与甘肃祁 连山国家级自然保护区位置关系的复函》 (见附件 2)等文件和法规要求,外围保护地带 的建设项目不得损害保护区内的环境质量. 因此本评价要求塔窝煤矿的开采范围按预测 情景Ⅱ进行调整,即井田东南部边界煤柱加宽 100m(详见附图 5) 、以避免地表移动变 形影响祁连山自然保护区实验区. 5.4.7.3 地表移动变形对地表建构筑物及设施的影响 塔窝煤矿地表沉陷影响范围内没有村庄、工业场地、公路、高压线和其他管线,没 有对地表移动变形比较敏感的建构筑物及设施. 5.4.7.4 地表移动变形对生态环境的影响 详见后续章节. 5.5 退出工程实施后生态影响评价 生态影响预测采用《环境影响评价技术导则―生态影响》 (HJ19-2011)附录 C 中的 图形叠置法、类比分析法相结合的方法,进行定性或半定量预测评价. 本项目为井工开采,生态环境影响主要表现为工程实施对土地利用、地表植被、野 生动物、生态景观、生态敏感区等的影响. 5.5.1 对土地利用的影响 本工程的实施对土地利用的影响在于工程永久占地对土地利用类型的改变和煤层 开采导致地表变形对土地的破坏.由于本工程永久占地仅爆破器材库需新增占地,面积 仅为 0.10 hm2 、且均为草地,因此对土地造成影响的主要因素是煤层开采造成的地表沉 陷. 5.5.1.1 地表沉陷形式及破坏等级 (1)地表沉陷形式 依据地层岩性及地表沉陷预测结果,结合项目区地表沉陷调查结果,煤层开采时将 会出现上覆岩层垮落和弯曲下沉,传至地表,则以地表裂缝、地表沉陷为破坏特征,随 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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175 着开采深度的加深,地表下沉的速度相对减缓,但沉陷范围主要沿煤层倾斜方向逐步扩 大,地表下沉深度也逐步增加. 地表裂缝一般出现在开采边界、保护煤柱边缘,这是由于各种地表变形在开采边界 上方变化较大,且煤柱上方地表岩层受较大拉伸力作用,产生裂缝,而采空地表岩层受 压缩力作用,产生压密裂缝.因此,在开采边界、保护煤柱边缘常可以看到有裂缝,而 在采空区中心范围看不见裂缝或裂缝较少的原因. (2)采煤沉陷土地破坏等级 本矿地表沉陷影响范围内的土地利用类型都为林草地,参考国土资源部制定的《土 地复垦方案编制规程―井工煤矿》 (TD/T1031.3-2011) , 同时结合我国煤矿矿区地表沉陷 规律研究结果,地表沉陷现状及预测结果,将沉陷对土地的破坏程度分为三级,分别为 轻度、中度、重度三种类型.具体见表 5.5-1. 表5.5-1 林地、草地损毁程度分级标准 损毁等级 水平变形(mm/m) 附加倾斜(mm/m) 下沉(m) 生产力降低(%) 轻度 ≤8.0 ≤20.0 ≤2.0 ≤20 中度 8.06.0 >

60 注:任何一项指标达到相应标准即认为土地损毁达到损毁等级 根据沉陷预测情景Ⅱ预测结果,全井田地表最大下沉值为 8.72m,土地沉陷情况见 附图 19. 根据地表沉陷预测软件预测出的下沉等值线图、 水平变形等值线图和倾斜变形 等值线图,以及表 5.5-1 中的损毁程度分级标准确定的评价范围内土地受影响程度分布 情况见附图 19,受不同影响程度的面积统计结果见表 5.5-2. 表5.5-2 地表沉陷对评价区土地影响程度统计 损毁程度分区 轻度影响区 中度影响区 重度影响区 总计 面积(hm2 ) 7.30 5.96 15.39 28.65 百分比(%) 1.03 0.84 2.17 4.04 由表 5.5-2 分析可知,井田开采后地表沉陷影响面积为 28.65hm2 ,其中轻度影响区 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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176 面积 7.30hm2 ,占评价区面积的 1.03%;

中度影响区面积 5.96hm2 ,占评价区面积的的 0.84%;

重度影响区面积 15.39hm2 ,占评价区面积的 2.17%. 5.5.1.2 地表沉陷对土地利用类型的影响 根据评价范围内土地受影响程度分布图 (附图 19) 统计的评价区受沉陷影响的土地 利用类型情况见表 5.5-3. 表5.5-3 地表沉陷对评价区土地利用类型的影响统计 大类 名称 轻度影响 中度影响 重度影响 合计 面积 hm2 百分 比% 面积 hm2 百分 比% 面积 hm2 百分 比% 面积 hm2 百分 比% 林地 乔木林地 3.96 2.07 3.38 1.77 8.52 4.45 15.86 8.28 灌木林地 2.53 2.09 1.98 1.64 5.01 4.15 9.52 7.88 草地 天然牧草地 0.81 0.33 0.6 0.24 1.86 0.75 3.27 1.32 由表 5.5-3 分析可知,矿井可采煤层开采后: (1)评价区受沉陷影响的土地面积为 28.65hm2 .其中乔木林地面积 15.86hm2 ,占 评价区乔木林地面积的 8.28%;

灌木林地面积 9.52hm2 ,占评价区灌木林面积的 7.88%;

天然牧草地面积 3.27hm2 ,占评价区天然牧草地面积的 1.32%. (2)评价区受沉陷影响的乔木林地面积 15.86hm2 .其中轻度影响面积 3.96hm2 ,占 总乔木林地面积的 2.07%;

中度影响面积 3.38hm2 ,占总乔木林地面积的 1.77%;

重度影 响面积 8.52hm2 ,占总乔木林地面积的 4.45%;

(3)评价区受沉陷影响的灌木林地面积 9.52hm2 .其中轻度影响面积 2.53hm2 ,占 总灌木林地面积的 2.09%;

中度影响面积 1.98hm2 ,占总灌木林地面积的 1.64%;

重度影 响面积 5.01hm2 ,占总灌木林地面积的 0.71%;

(4)评价区受沉陷影响的天然牧草地面积 3.27hm2 .其中轻度影响面积 0.81hm2 , 占总天然牧草地面积的 0.33%;

中度影响面积 0.60hm2 ,占总天然牧草地面积的 0.24%;

重度影响面积 1.86hm2 ,占总天然牧草地面积的 0.75%. 根据 5.4 地表沉陷预测与评价 章节预测结果,本矿煤层开采引起的地表移动变形 是连续而缓慢的,不会出现台阶式下沉和塌陷坑等剧烈影响,地表形态受地表沉陷的影 响总体不明显,因此,本矿地表沉陷对土地的影响主要表现为:①局部地区地表坡度发 甘肃天祝塔窝煤业有限公司扣除式退出祁连山自然保护区

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177 生一定程度变化,其中重度影响区预计最大附加坡度为 5.5°、中度影响区最大附加坡度 为2.9°、轻度影响区最大附加坡度为 1.1°;

②受不同影响程度区的土地可能出现大小不 等的地表裂缝.但井田位于山坡地带,且地面高差较大,地表下沉不会形成积水区、且 不会出现台阶式、塌陷坑这种剧烈变形,预计本矿煤层开采不会影响沉陷影响区的土地 利用类型,但对林草地的生境会产生一定程度的影响.一般情况下,受轻度影响区,通 过自然修复即可恢复原有植被生境,受中度和重度影响区,需通过沉陷区生态综合治理 措施的实施,林草地的生境才能得到逐步到恢复. 5.5.2 对植被的影响 本项目沉陷范围内主要分布有乔木、 灌木和天然草地, 植被覆盖度一般在 60%以上. 原有煤矿开采已在井田西南角形成了面积约 2.96hm2 的采空区,因当时采用炮采工艺, 回采率较低,煤层开采对地面影响很小,对地表植被的影响不明显.退出工程实施后, 实施机械化开采,地表沉陷对地表植被的影响将会加剧.本次评价将沉陷区影响程度分 布图与植被类型图进行叠图分析,得到评价区植被类型受影响情况,详见表 5.5-4: 表5.5-4 地表沉陷对评价区植被类型影响统计表 类型 轻度影响 中度影响 重度影响 合计 面积 hm2 百分 比% 面积 hm2 百分 比% 面积 hm2 百分比% 面积 hm2 百分 比% 针叶林 1.71 1.82% 0.37 0.39% 0.55 0.59% 2.63 2.80% 针阔混交林 2.25 2.45% 3.02 3.29% 7.96 8.67% 13.23 14.41% 灌丛 2.53 2.09% 1.98 1.64% 5.01 4.15% 9.52 7.88% 草甸 0.69 2.78% 0.56 2.25% 0.76 3.06% 2.01 8.09% 草原 0.12 0.........