浅谈煤矿采空塌陷区治理及地表建筑物构建对策

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1、浅谈煤矿采空塌陷区治理及地表建筑物构建对策　　【摘要】本文主要研究了煤矿井工开采对采空区上部地层岩体的结构破坏情况，分析主要的破坏特征、地表移动变化，及对上层建筑物的影响，并对煤矿采空塌陷区的治理和利用，以及地表建筑物的构建，提出一些建议和想法，对于煤矿企业“三下”采煤具有较强的指导作用。　　【关键词】采空塌陷区；防治；地表建筑；影响分析　　partoftheformationrockmined-outareaofstructuraldamage，theanalysisofthemaincharacteristicsofthedestruction，

2、changeofsurfacemovement，anditsinfluenceonthesuperstructure，andthetreatmentandutilizationofcoalminedareaandconstructsurfacebuildings，somesuggestionsandideasforthecoalminingenterprisesof"underthree"mininghasastrongguidingrole.　　【Keywords】Miningsubsidencearea；Prevention；SurfaceBui

3、ldings；Impactanalysis　　1.当前我国煤炭行业采矿塌陷现状分析　　1.1我国煤炭采矿塌陷现状分析。我国是世界上产煤最多的国家，探明煤炭储量3326.4×7109t左右。与此同时，我国也是世界上因采煤塌陷面积最大的国家之一。根据典型调查和书面问卷调查，研究人员测算出我国采空区平均塌陷系数为0.24（公顷/万吨），测算直接损失系数为1～1.5（元/吨），仅2015年我国新增采空塌陷面积就高达1.3万公顷，直接经济损失约达10亿元以上。而我国目前因采空塌陷造成的经济损失累计已近600亿元。就山东省而言，作为我国煤炭产量较大的省份，根据今

4、后的煤炭开发规划，省国土资源厅预计，全省每年将新增采煤塌陷地约5万亩，采空塌陷灾害也较为严重。　　1.2采矿塌陷对地表建筑影响研究的意义。随着市场经济不断发展，城市化建设范围越来越大，受采空塌陷区的影响，导致土地资源紧迫，为使其得到有效利用，我国筹建在矿藏采空区内建设各种建筑物。而这些区域由于煤矿开采，导致内部岩体活化，稳定应力平衡性较弱，周围岩体出现移动、变形等情况，从而导致其岩体上层地表发生变化，地表建筑物受到影响，使之受到破坏。有关研究提出：通过对建筑物重量的影响深度和煤矿采空区中冒落带具体发育高度研究分析，来决定采空区总体稳定性及建筑物安全性

5、。　　1.3煤炭开采塌陷区的形成机理及其影响。从原理上看，当地下采煤层被采出之后，采空区的顶板岩层在自身的重力和其上覆盖岩层的压力作用下，产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该岩层层抗拉强度极限时，直接层板发生破碎和断裂并相继冒落，接着上覆岩层相继向下弯曲、移动进而发生断裂和离层。随着采煤工作面向前推进，受到采动影响的岩层也不断扩大。当采煤层开采扩大到一定时，在地表就会形成一个比采空区大得多的近似椭圆形的塌陷盆地。此外，因矿区占用农田，使当地耕地减少，农民就在25°以上陡坡耕作，从而加剧矿区水土流失。7　　1.4从表现形式来看，受

6、煤层赋存条件和自然地理位置以及开采技术等因素的影响，地表沉陷呈现出不同的破环特征，主要可分为以下四种基本类型：　　（1）形成地表下沉盆地。煤矿地下煤层采出后，顶板岩层开始断裂、冒落，形成冒落带。冒落带上部岩层也随后断裂，使上部岩层发生弯曲。当影响到地表以后，地表就会从原有标高下沉，在采空区上方形成一个比采空区面积大的洼地。在下沉盆地形成的过程中，地表原有形态均发生不同程度变化，主要是出现坡度，高低以及水平位置的变化，其对耕地的影响主要是产生坡地，积水和凹凸不平等直接造成耕地退化，并且严重的破坏了地表道路，管道、沟渠以及建筑物的正常状态，影响人们的正常

7、生产和生活活动。　　（2）产生裂缝及台阶。在开采缓倾斜煤层时，在移动盆地的外边缘区，由于受水平拉伸变形，地表可能出现裂缝，裂缝的发生及其宽度、深度与表土的塑粘性大小及表土受到的拉伸变形大小密切相关。塑性大的粘性土，一般在地表拉伸变形值超过6～10mm/M时才发生裂缝；塑性小的砂质粘土，粘土质砂或岩石，但地表拉伸变形达到2～3mm/M时，就发生裂缝。地表裂缝破坏了土地的连续性和自然特性，引起已发展成为地表耕层土壤水肥下移的通道，给土地耕种带来了困难，加剧了水土流失。　　（3）造成山体滑坡。在山地矿区，这种局域性大位移的土地破坏经常发生。因地下开采引起岩

8、层移动变形，导致山体因失去稳定性，从而在弱面形成滑移，最终造成山体滑坡。山体滑坡造成的危害极大，不但直接破坏