煤矿开采沉陷及其预防对策分析

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1、煤矿开采沉陷及其预防对策分析摘要：本文针对煤矿开采地表沉陷现状及危害、预防及应对措施进行简要分析，仅供参考。关键词：煤矿开采；沉陷；预防；对策分析中图分类号：X752文献标识码：A引言综采放顶煤采煤方法自20世纪80年代在沈阳蒲河矿试运行以来，以其独特的优势得到快速地发展并迅速推广，相关学者对该条件下的地表移动规律已进行了研究，而对特厚煤层综放开采地表移动规律的研究却非常少。近些年来，应用FLAC软件对抚顺老虎台矿的特厚煤层分层综放开采上覆岩层移动特点进行了模拟研究；对煤矿分层综放小工作面开采（采高15m）的地表移动规律进行

2、了相似材料模拟研究；应用相似材料试验及地表实测方法研究。一、概述随着我国国民经济的飞速发展，对于能源的消耗也日益增加。由于受到矿产资源赋存条件的先天制约，中国的能源结构现在以及在未来的一定时期内，都将以煤炭为主要能源支柱。巨大的能源需求量使得我国的煤炭资源开采规模非常庞大，而这其中又以煤矿井工开采为主。煤矿地下开釆过程中，由于部分煤体被采出，使得煤层周围岩体中本来处于平衡状态的原始地应力遭到破坏，在地应力重新分布达到新的平衡过程中，煤体上覆岩层会产生变形、滑移或断裂，当这种地质损伤波及到地面时，就会导致地表沉降塌陷形成漏斗状

3、塌陷坑、塌陷盆地和台阶状断裂。正是这些地表的沉陷给矿区及周边地区带来了巨大的环境破坏和构筑物安全隐患，造成大量土地资源的浪费和人民群众财产的不必要损失。因此，如何预防并治理好煤矿开采的沉陷问题，势必会关系到煤炭资源的安全、绿色开发及国家经济、社会、生态的健康发展。二、煤矿开采地表沉陷现状及危害中国作为一个具有悠久历史的文明古国，在很早之前就已经开始了煤炭资源的开发利用。但开采技术及工艺一直较为落后，尤其是对于一些煤炭资源大省，其很多矿井由于开采年限较长，加之规范管理之前开发形式过于粗放，民采、偷采现象普遍，矿山已形成大量未经

4、处理的开采，且普遍具有极高的坍塌、沉陷倾向。据统计，山西省煤矿开采面积超过5000平方公里。西北地区矿山地质环境调查报告显示，发生地面沉陷的矿山中，约有90%是煤矿。煤矿开采的地表沉陷，对于生产活动及环境的危害主要体现在如下几个方面。1、损毁地表人工构筑物地表的沉陷，不但严重浪费了大量的建筑用地，增加地区城市化发展的阻力，而且对于矿区的各种已有建筑及生产生活设施都有严重的影响；对于经过开采的高等级公路、铁路、重要输电铁塔以及毗邻城市的通信、供水、输气、输油管道等有着致命的威胁。同时，一些重要的水利水电工程设施也可能因地基的塌

5、陷而被破坏，从而产生难以弥补的人员及财产损失。2、破坏地表生态环境由于地表的沉陷，土地产生不规则的裂缝，改变了土壤结构，使得土壤涵水抗蚀性降低，造成水土流失现象加剧，增加了土壤侵蚀程度，降低了土地实际生产能力，使本已脆弱的矿区耕地更加贫瘠；同时由于地表的滑移、塌陷，造成地表树木的倾倒和埋压，这些都严重破坏了开采地表的土地资源和生态环境。3、诱发二次地质灾害随着开采的塌陷，地表也相应产生位移、变形、断裂及沉降，势必会诱发山地及丘陵地带的山体开裂、坍塌及滑坡,增加了山体、陡坡发生各种地质灾害的几率，对于周围居民及建筑设施的安全具

6、有巨大的潜在威胁。4、破坏地表及地下水体由于煤矿地下采动的影响，开采上覆岩层发生错动、变形和断裂，形成垮落带和断裂带。地表在这种扰动的作用下发生沉降和塌陷，产生地表裂缝，破坏地表及地下浅层储水构造，造成地表水体难以蓄持、地下水体疏干、污染以及开采矿井透水等灾害事故，直接影响地面水体、土壤、植被的依附环境，加速植被、耕地的退化，污染周围居民的生活用水，增加煤矿开采的生产难度和生产成本。因此，应加快开展开采地表沉陷的研究工作，及时预防开采沉陷的产生，并对已出现的沉陷区进行有效治理与利用，为煤炭资源的合理开发及矿区生态环境的保持提

7、供重要的技术保障。三、预防及应对措施针对煤矿开采沉陷所带来的各种危害，通过理论分析及实际生产实践，提出如下几个方面的预防及应对措施。1、深化开采沉陷理论研究积极开展煤矿开采沉陷的研究工作，完善开采沉陷的基本机理，明确开拓方式、回采工艺、开采深度、开采煤层厚度、地形及地质条件、开采填充工艺等因素对地表沉陷的影响；进一步掌握开采沉陷的规律及特点，准确及时地预判开采沉陷速度、规模和影响范围，为开采地表水体、植被、山体陡坡、人工构筑物等如何应对地面沉陷提供技术指导；对于拟规划的重要构筑物及髙等级交通道路，如若客观条件允许，应尽量避开

8、开采沉陷影响范围。2、完善地表沉陷控制技术根据煤层实际的赋存特点及地质构造环境，选择合理的煤矿开拓形式及回采工艺，对采煤工作面进行合理布局，改进采煤工作方式；完善开采传统充填技术，并积极研发新型充填技术，如膏体胶结充填、煤矿似膏体充填、覆岩离层带注浆充填以及开采冒落歼石空隙注浆胶结充填等；