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煤矿开采沉陷防治和控制技术一.沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。
但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。
矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。
由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。
从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。
但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。
但该技术难度大，再近一步研究。
1.1.4限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。
但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
煤矿开采沉陷防治和控制技术范本引言煤矿开采过程中，由于煤层的采空和岩层的失稳，常常会引发沉陷问题。
煤矿沉陷不仅对煤矿区域的土地利用和生态环境产生负面影响，还可能给矿井的安全带来威胁。
因此，煤矿开采沉陷防治和控制技术的研究与应用具有重要意义。
本文将从沉陷原因分析、防治与控制技术、案例分析等方面，进行阐述。
一、沉陷原因分析1. 煤层采空引发的沉陷煤层采空后，原本支撑煤层的岩层会失去支撑力，从而导致地表沉陷。
随着采空区域的扩大，沉陷现象会呈现出面积逐渐扩大、深度逐渐加深的趋势。
2. 岩层失稳引发的沉陷在煤矿开采过程中，岩层容易出现断裂、滑动等失稳现象，从而导致地表产生沉陷。
这种沉陷的范围通常较小，但是危害较大，容易引发地质灾害。
二、防治与控制技术1. 采空区域灌浆加固技术采空区域灌浆加固技术是指在煤层采空区域进行灌浆施工，通过固化地层，恢复土壤的承载力，从而达到防止沉陷的目的。
在施工过程中，可以选择合适的灌浆材料和灌浆方法，提高施工质量。
2. 岩层支护技术岩层支护技术是指在煤矿开采过程中，针对岩层失稳的问题，采取相应的措施进行支护。
常用的支护措施包括岩层锚杆支护、预应力锚杆支护、喷射锚杆支护等。
3. 综合沉陷控制技术综合沉陷控制技术是指通过综合应用各种防治措施，对煤矿沉陷进行控制。
这些措施包括煤层注水排灌、地表水利工程建设、地表变形监测等。
通过综合应用这些技术，可以在一定程度上减少煤矿沉陷的发生。
三、案例分析以某煤矿为例，该煤矿位于山西省某地，开采了多个煤层。
在煤矿开采过程中，出现了较为严重的沉陷问题。
针对该煤矿的沉陷问题，我们采用了综合沉陷控制技术。
首先，对采空区域进行了灌浆加固，提高了地层的承载力。
同时，对岩层进行了支护，防止了岩层失稳引发的沉陷。
在沉陷控制过程中，我们还加大了地表变形监测的力度，及时掌握地表沉陷的情况。
根据监测结果，针对不同区域的沉陷情况，采取了相应的控制措施，最大限度地减少了沉陷的发生。
煤矿地表沉陷的治理和修整发表时间：2018-10-25T17:36:58.920Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第15期作者：刘莉胡春慧[导读] 我国2005年生产煤炭21.9亿t，规划2010年为25亿t，2020年为28亿t，煤炭将长期是我国的主要能源。
枣庄矿业（集团）有限责任公司蒋庄煤矿山东枣庄 277519摘要：由于技术不断提高，煤炭开采力度也在不断增大，导致环境遭到不同程度的破坏，特别是地表沉陷较为严重，对人们生活环境造成不便，沉陷区产生积水，水资源得到浪费，路面产生裂缝甚至塌陷，给予农田和房屋及道路不同程度的损害。
农田大面积地减产甚至绝产，断送了农民的经济来源；使房屋产生裂缝和变形，人们对住房产生恐慌；道路出现塌陷，给交通带来不便。
这都将归结于煤炭开采过程中，上覆岩层的弯曲变形及相对移动，造成地表塌陷事故。
煤矿开采过程中，煤炭地质遭到破坏，从而引起地质灾害的发生。
关键词：煤矿；地表沉陷；治理；修整导言我国2005年生产煤炭21.9亿t，规划2010年为25亿t，2020年为28亿t，煤炭将长期是我国的主要能源。
煤炭的开发为经济快速持续发展提供了基本保证，然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。
1地表沉陷预测模式与参数确定覆岩沉陷的状况，受覆岩性质、煤层赋存条件、开采深度、采煤方法及地表地形地貌的直接影响。
采用概率积分法进行预测，利用中国矿业大学开发的《矿区沉陷预测预报系统hpMSPS软件》进行计算。
1.1地表移动变形预测模式采用概率积分法作为预测地表移动与变形的模式，其变形与移动的最大值分别由下式计算。
最大地表下沉值 Wmax=q?m?cosα（mm）最大地表倾斜值imax= Wmax /r（mm/m）最大地表曲率值Kmax=±1.52Wmax /r2（10-3/m）最大水平移动值Umax=b?Wmax（mm）最大水平变形值εmax=±1.52 b?Wmax /r（mm/m）式中：m―煤层法线采厚，m；q―下沉系数；α―煤层倾角；b―水平移动系数；H―开采煤层距地表垂深（采深），m；r―主要影响半径，r=H/tgβ，m；tgβ―主要影响角正切；1.2地表移动参数的确定煤矿煤层倾角5o~9o。
煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析【摘要】为了科学地解决煤炭资源开采中引起的采动损害和环境问题，中国工程院钱鸣高院士提出了煤矿绿色开采理念，形成了煤矿绿色开采技术，包括保水开采、煤与瓦斯共采、减沉开采和矸石减排等技术。
其中煤矿减沉开采技术经过近10余年的研究，得到了大力发展。
本文就煤矿开采沉陷造成的影响和减沉控制措施两个方面对减沉开采进行分析，对我国煤矿减沉开采技术和理论的研究与发展有重要意义。
【关键词】绿色开采减沉控制开采沉陷条带开采充填开采部分充填开采大面积的开采地下煤炭会引起上覆岩层移动直至地表，导致地表沉陷，出现裂缝、台阶或塌陷坑[1]，对地表上的建筑物、铁路和水体危害很大。
为了保护土地资源和地面建筑物，减少煤炭开采引起的地表沉陷，而提出了煤矿减沉开采技术。
1 开采沉陷造成的影响1.1 对建筑物的影响开采沉陷会影响民房、桥梁、地下管线等地面建筑物，不同的地表移动变形类型对建筑物造成的影响不同，其中曲率和水平变形是使建筑物产生变形和破坏的主要原因。
曲率分为凸曲率和凹曲率，将地表平面变成曲面，破坏了建筑物基础同地表间力的平衡态。
在凸曲率的影响下，建筑物基础的两端处于悬空状态，建筑物出现“倒八字形”裂缝。
在凹曲率的影响下，建筑物基础变成两端有支点的简支梁，建筑物出现“正八字形”裂缝。
水平变形分为拉伸变形和压缩变形，其中拉伸变形对建筑物的破坏作用尤为显著。
由于建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力，一个较小的拉伸变形就会使建筑物产生裂缝。
如果压缩变形比较大时，也会造成建筑物地基压碎、砖墙产生水平裂缝或褶曲[2]。
1.2 对铁路线的影响铁路下采煤时，地表移动和变形将会通过路基反映到线路上。
一方面，地表倾斜对路基的稳定性影响很大，当倾斜方向与坡体方向相同时，会使陡坡路堤、高路堤及深路堑等稳定性差的地段稳定性进一步降低。
另一方面，地表水平变形使路基产生拉伸和压缩变形，其中拉伸变形会使土质路基密实度降低甚至产生裂缝，但是土质路基有一定的孔隙度，能够吸收压缩变形。
煤矿开采沉陷防治和控制技术范文煤矿开采沉陷是煤炭开采过程中不可避免的问题，给矿区地表和地下设施带来了极大的影响和损害。
因此，沉陷防治和控制技术的研究和应用显得十分重要。
本文将从煤矿开采沉陷的原因入手，探讨沉陷防治和控制技术的一些主要方法和技术手段。
在煤矿开采过程中，沉陷主要是由于矿井上覆岩层的变形和位移所引起的。
这是由于矿井开采导致上覆岩层受到了破坏，形成了裂隙和弯曲。
岩层的强度和稳定性下降，从而发生沉陷。
另外，矿井开采还会导致地面沉陷，这是由于煤炭开采导致地下空洞的形成，进而导致地面塌陷。
因此，沉陷的防治和控制需要对矿井上覆岩层变形和位移进行控制，同时降低地下空洞的形成。
首先，对于矿井上覆岩层的变形和位移进行控制是沉陷防治和控制的重要手段。
一种常用的方法是预应力锚索技术。
该技术通过钻孔在岩层上注入混凝土浆液，形成锚索，提高岩层的强度和稳定性，从而减少开采引起的沉陷。
此外，还可以采用喷射混凝土技术，将混凝土喷射到岩层上形成厚实的强固体，增加岩层的承载能力，防止沉陷发生。
其次，通过填充充填物来减少地下空洞的形成，从而降低地面沉陷的程度。
填充充填物可以填补地下空洞，增加地下土体的强度和稳定性。
填充充填物可以使用各种材料，如煤矸石、砂土、矿渣等。
填充充填物的选择要考虑到其强度、稳定性和抗沉陷能力。
另外，地面沉陷的控制还可以通过地表沉降监测和预警技术实现。
地表沉降监测是通过安装沉降监测仪器，对地表沉降进行实时监测和记录。
通过监测数据的分析和处理，可以及时发现和预警地面沉降的发生和演化趋势。
这样，可以采取相应的沉陷防治措施，减少地面沉降的损失和危害。
最后，对于煤炭开采引起的地面沉降，在设计和规划阶段就应该考虑到沉陷防治的问题。
可以通过合理的开采设计和方案，减少地面沉降的影响。
比如，可以采取分区开采的方式，减少单个区块的开采量，减小地面沉降的范围和幅度。
此外，还可以采用降低开采强度的方法，控制开采速度和开采时间，从而减少地面沉降的程度。
采空区地面塌陷治理方案引言采空区地面塌陷是指在煤炭等矿产资源开采过程中，地下煤层被采出后，地面出现下沉、陷坍等现象。
这种地质灾害可能会对周边环境和人类生活造成严重影响。
为了更好地治理采空区地面塌陷，需要制定一套科学有效的治理方案。
本文将介绍采空区地面塌陷的治理原则和具体方案。
治理原则针对采空区地面塌陷，我们应遵循以下治理原则：1.全面综合考虑：采空区地面塌陷治理应综合考虑地质、水文、生态、环境等多个因素，制定综合治理方案。
2.人人有责：采空区地面塌陷治理需要政府、企业和居民共同参与，形成合力。
3.预防为主：采空区地面塌陷治理应重点放在预防措施上，减少地面塌陷的发生。
4.阶段性实施：治理采空区地面塌陷需要分阶段实施，根据具体情况逐步完善。
治理方案基于治理原则，我们制定了以下具体的采空区地面塌陷治理方案：1. 采空区填充封堵•清理采空区废渣：清理采空区内的废渣和垃圾，确保填充封堵材料能够顺利进入。
•填充封堵材料选择：根据采空区地质特点，选择合适的填充封堵材料，如煤渣、煤矸石等。
•填充封堵施工：将选定的填充封堵材料运入采空区，按照设计要求进行填充封堵施工。
2. 排水控制•地下水排泄：采用控制排水的方法，将采空区内的地下水进行排泄，以降低地下水位，减少地面塌陷风险。
•水污染治理：对排泄出的地下水进行处理，确保不会对周边水环境造成污染。
3. 地表沉降观测•布设监测点：在采空区周边设置地表沉降观测点，利用现代测量技术对地表沉降进行监测。
•数据分析：对观测到的地表沉降数据进行分析，判断地下采空区域的变化情况，及时采取相应措施。
4. 生态修复•植被恢复：在采空区地面塌陷治理结束后，进行植被的恢复工作，采用合适的植被种植工艺和技术，促进植被生长，恢复生态环境。
•生态监测：对生态修复后的采空区进行定期监测，评估生态环境的恢复情况。
结论采空区地面塌陷治理方案应贯彻全面综合考虑、人人有责、预防为主、阶段性实施的原则。
通过采空区填充封堵、排水控制、地表沉降观测和生态修复等措施的实施，可以有效治理采空区地面塌陷，保护周边环境和人类生活安全。
煤炭开采引起地面沉陷的防控和治理
宋正标，孙建国，张宪新
（微山湖矿业集团有限公司泗河煤矿，山东微山272195）
摘要矿山生态环境保护与恢复治理是一项系统工程，采矿沉陷治理的最终目标是恢复因采矿而破坏土地，保障采矿—土地利用持续发展。
该文围绕如何降低开采沉陷，减少地表破坏，保护矿区环境，提出了具体的预防及治理技术。
关键词沉陷控制充填开采土地复垦
中图分类号TD325+．4；TD88文献标识码A
1沉陷防控的技术途径
沉陷破坏的防控技术途径的研究和应用目前主要集中在两个方面：（1）主动防控：对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
（2）被动防控：开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1．1充填开采
充填开采是在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，及时修复因采矿活动而改变的地质构造，保持原始的岩石力学平衡状态不被破坏，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的的一种开采方法。
目前使用较多的主要是水沙充填法和矸石自溜充填，其中水沙
*收稿日期：2011－06－01
作者简介：宋正标（1976－），男，本科学历，毕业于山东理工大学采矿工程专业，现任山东省微山湖矿业集团有限公司泗河煤矿安全科科长，助理工程师。
充填法较为简单易行。
充填开采相比于直接赔偿和治理塌陷区来说比较经济可行，具有很好的推广价值。
目前已经出现以胶结充填、高水材料充填为研究方向的充填开采新技术，试验数据表明地表的下沉量显著减少，适宜于3 6m采高。
1．2房柱开采法开采
房柱式采煤法是在煤层内开掘有一定宽度的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形的煤柱，煤柱的宽度由数m到数十m不等。
由于房式采煤法属于部分回采，仅是部分地采出地下煤炭资源，留设的一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层，能够有效地控制覆岩移动，减少地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护，比较适合于不能搬迁又不便加固维修的密集建筑物下（如乡村）采煤。
但该采煤方法采出率低、巷道掘进多、不便于安全管理，且工作面搬家频繁、效率比较低下。
1．3覆岩离层带充填
煤矿及其它矿物被开采后形成采空区，在煤层上覆岩土层中自煤层顶板向上形成“三带”———垮落带、导水裂缝带和弯曲下沉带（如图1所示），最终引起地面沉陷，导致地表下沉、倾斜变形、水平移动及非连续变形等，在地表形成比采空区面积大得多的塌陷区。
浆观测，CO呈下降趋势。
从2004年1月下旬打钻孔注浆到4月中旬共注粉煤灰200T、白灰200T，CO绝迹，保证了该区右五段的顺利开采，该区已于2004年4月下旬开采结束，达到了防火保生产的目的。
4注意事项
通过对该区采取防火新工艺的一些做法，认为在实际操作过程中应注意几点：
⑴必须定期检修泵体，对泵加强维护和保养。
⑵压力表必须定期检定，确保正常运转。
⑶管路必须在注浆前后冲洗，保证畅通。
⑷注浆管与钻孔接头必须严密不漏，防止漏灰或卸压。
5一点体会
（1）该泥浆泵压力比较大，达2MPa，泥浆能充满压到浮煤和煤体整个裂隙内，使煤体的氧化层加厚，使煤体与空气彻底隔绝，达到防火目的。
（2）注浆浓度高不需要疏水，前期起到煤体注水、软化作用，边生产边施工，不影响生产。
（3）粉煤灰具有较低水泥的标号，白灰浆形成固体的碳酸钙，充分凝固到煤体及裂隙中，形成永久固体保护层。
（4）由于注灰量大，人工搅拌费时，劳动强度大，搅拌不均匀，以后的工作中改进用机械搅拌。
在煤炭采出后一定时间间隔内，采用钻机打钻经钻孔
往离层带空间高压注浆、
充填，加固离层带空间，将受采动影响的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结
构，使离层带的下沉不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。
目前该技术尚不
成熟，
我国还没有进行这种技术大规模应用，但山东部分矿区进行了“覆岩离层注浆”技术试验，减沉效果明显，简单易行，是地表沉陷治理的一种新方法。
图1
开采沉陷覆岩“三带”分布示意图
1．4限厚开采
根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形
能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉、保护地面建、构筑物及土地的目的。
但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
1．5
协调开采
厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距、相互位置与开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形和开采另一个煤层（工作面）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物。
但该技术要保持一定的错距，因此组织生产难度较大。
1．6“采－注－采“三步法开采
充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，进行小条带开采－注浆充填固结采空区－剩余条带开采的三步法开采，有效的实现对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较大等缺点。
2土地复垦治理
2．1
煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦
（1）以往一直都是采取向地面矸石山排放矸石的方式，不但占用耕地、污染环境、而且还有煤矸自燃和矸石山垮塌危险。
塌陷区经过矸石回填以后，大部分可以恢复为良田耕种作物，既可使受采煤破坏的土地得到恢复，又能减少矸石的额外占地。
在对土壤进行改良后，可以进行绿化、种植适宜生长的经济林等。
（2）利用电厂的废弃物－粉煤灰充填沉陷区复垦
土地，
可以化两害（沉陷区、粉煤灰）为三利（电厂、煤矿、农民三方面有利）。
利用粉煤灰充填塌陷区或沟谷造地，必须先进行消毒处理，再在其上面覆盖一层腐殖土，稍事夯实，就可以进行有计划的耕种和建造简易建筑物。
2．2
平地和修建梯田复垦
对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平
整土地、
改造成梯田的方法复垦利用。
梯田的水平宽度和梯坎高度，应根据地面坡度陡缓、土层薄厚、工程
量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。
2．3
输排法复垦
对于潜水位较低且沉陷不严重的沉陷区采取开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等，使沉陷水淹地重新得到耕种，也可以作为灌溉蓄水池加以利用。
2．4
积水区综合利用技术
运用人工或机械方法，将局部积水集聚较多的大塌陷区域再挖深，进行渔业养殖、蓄水灌溉等。
对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区进行科学的综合利用，发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园、农家休闲娱乐山庄等，发展多种经营。
用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区，使其成为可耕种的土地。
经夯实、平整，可以在上面建房、建村（低矮建筑）。
2．5
固体微生物复垦技术
对矸石山煤矸石添加适量微生物活化剂，经过一个植物生长期（约6个月）就可建立起稳固的植物生长层，应用土壤改良技术，在较短的时间里将矸石山改良成适合于普通植物生长的载体。
3
结束语
开采沉陷对土地资源和环境的破坏在实际生产活
动中不可避免。
在目前有限的技术条件下，所能做的就是根据各矿区的实际情况和条件合理地应用控制开采沉陷技术和矿区生态复垦技术等多学科知识，加强对地表塌陷的综合治理和开发利用，尽可能地减少对土地资源和环境的破坏，节约土地，保护环境。
参考文献：
［1］郭广礼，王悦汉，马占国．《煤矿开采沉陷有效控制的新途径》［J ］．徐州：中国矿业大学报，2004．3（3）．151 153．［2］刘过兵．《采矿新技术》［M ］．北京：煤炭工业出版社．。
