煤矿开采沉陷防治和控制技术

【文章编号】１００４—７３４４（２０１３）０７—０２０９—０２　

煤矿开采沉陷的环境效应和生态修复技术　

许红杰　

（贵州安然实业有限公司贵州毕节５５１８００）　

摘要：我国的煤炭资源一直被大量地开采、利用，虽然这在很大程度上帮助了我国经济建设的发展，但是，大量的开采和利用也　

使我国的生态环境遭到了十分严重的破坏，沉陷带来的环境破坏作为较为普遍的一个问题，已经受到了高度的关注。对于发展中国家　

来说，要真正走上可持续发展的道路，就必须解决好目前的生态环境问题，对于煤矿沉陷区的生态问题，本文详细阐述了沉陷造成的　环境效应，同时对各种生态性的修复技术作出了具体的介绍。　

关键词：煤矿；开采；沉陷；环境效应；生态修复；技术　

１引言　

煤炭已经成为人类社会发展必不可少的物质条件之一ｍ，尤其是我　

国，一直以来煤炭作为主要开采和利用的能源，所以，因其而导致的生态　

环境问题也尤为突出。开采以及运输途中，很多粉尘进入到大气、水体　

中，加剧了空气和地表水的污染；矿区附近的土壤被破坏，导致地下水源　

受到严重的污染　；影响附近植被的生长环境和条件等等【引。一些破坏经　

过有效措施的采取在一定时间内可以修复，而还有一些破坏需要很长时　间恢复，或者无法还原。　

２煤矿开采沉陷的变形特征　

从对煤矿开采的环境分析中，可以得出，开采沉陷的形式一般包括　

五种，具体的概念及发生范围如表１所示ｔ４１。　

表１　

据野外调查与井上下对照，张性裂缝一般　发生在推进工作面的前方和采空区边界，　裂缝　包括张性裂缝和压性裂缝。　地表下沉边缘拉伸变形区，其特点，一般为　“Ｖ＇，字形，开口大，愈往深愈小，与岩层层　厚有密切关系。　当地表下沉或裂缝两侧有一定　塌陷发生的具体位置一般在采区边界、大　塌陷　落差时称塌陷，也可以称为断裂　巷煤柱附近，特别在黄土冲沟和岩层峭壁　和洼陷，或称台阶状裂缝。　地段容易发生。　在断裂和冲沟形成的陡崖山区和岩层风化　当地表下沉或裂缝两侧有一定　后形成的陡崖和沟谷地带，由于暴雨冲蚀、　塌方　落差时称塌陷，也可以称为断裂　冰雪融化，地面建筑破坏土石基底，井下　和洼陷，或称台阶状裂缝。　空后裂缝容易发生塌方，其范围大小因上　述条件不同而变化。　在地质构造和地貌复杂的山区，特别是黄　滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的　土冲沟陡崖地段，由于地貌反差大、岩层冈　滑坡　剪切破坏面所发生的滑移地质　化剧烈，小断层和节理裂隙发育，在峭壁舄　崖区，采矿工作面的前方，采空区边界，常　现象。　有发生滑坡的可能。一般多在河沟卸压地　带和断层陡坡附近出现。　野外调查和岩移观测资料表明，在地貌变　化很大和开采煤层上覆岩层厚薄不一的陡　峭山区，或在丘陵平原区，在采区中心部　位，或在河谷的卸压地带，常有挤压或压维　挤压　或称压缩　现象发生。如阳泉二矿由于沟底留有保安　煤柱，拱桥顶部向上顶起成楔形，两侧向内　挤压，拱形遭到破坏，该沟上游水坝，也遭　到破坏。　

浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术

[摘 要]煤炭的开发为国家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。

[关键词]沉陷防治 沉陷技术

中图分类号：td327 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0318-01

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.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。

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。

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。

４２　河北煤炭　２０１０年第４期　

浅谈煤矿开采沉陷防治和控制技术　

张天生　（冀中能源邯矿集团公司生产部，河北邯郸０５６００２）　摘要：针对煤矿开采对矿区地表破坏的影响，以减轻危害程度为目标，根据矿区实际情况合　理应用采煤方法和工艺，来防治和控制开采沉陷。　关键词：煤矿；开采沉陷；沉陷控制　中图分类号：ＴＤ３２５￣．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００７—１０８３（２０１０）０４－－００４２－０１　

１　概述　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｖ　ｄｅｏｒｅｓｓｌｏｎ　ｉｎ　ｃｏａｌ　ｍｌｎｅ　＾　１　●　●　１　●　ＺＨＡＮＧ　Ｔｉａｎ－ｓｈｅｎｇ　

邯矿集团是１９５８年成立的老煤炭基地，煤炭　的开采曾为邯郸经济快速发展做出了极大贡献，然　而随着煤炭的大规模开采，煤炭储量越来越少，有　的矿井浅部资源已经枯竭，只能向深部和“三下”　开采，而“三下”开采对矿山及其周围环境造成的　破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区灾害主要有土　地塌陷或积水，道路塌陷、房屋变形等，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。　２沉陷的防治技术途径　沉陷破坏的防治技术可以从两方面考虑：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；②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筑物　的目的。　２．１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，达到保护地面建筑　物的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表　下沉效果最好的方法，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。　２．２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。　２．３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，保护地面建筑物。但该技术难度大，需　进一步研究。　２．４限厚开采　根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗　（下转第４７页）

谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术

【摘要】众所周知，大规模的开采煤矿，就会对周围生态环境的破坏极其严重，其中煤矿的开采沉陷现象十分普遍，如果不能有效地将其控制，则会造成土地积水或塌陷，房屋破坏变形、道路塌方、农田减产甚至绝产等，这是由于在开采煤矿的过程中造成了岩层的移动，进而引进沉陷事故。因此，本文就煤矿开采沉陷的防治和控制技术进行探讨分析。

【关键词】煤矿开采，沉陷防治，控制技术

一.前言

近些年来，随着能源需求量的不断增大，我国对能源的开采也在不断的加快，煤矿产业是我国比较大的产业，对我国的经济具有重大的影响，但是在煤矿开采的过程中也出现了一些问题，比如煤矿开采沉陷。因此对煤矿开采沉陷防治防治是非常重要的。

二、煤炭开采沉陷所造成的影响

1、地表沉陷对土地资源造成的影响

在煤矿开采过程中，由于近地面采煤而造成的地面塌陷，不但发生频率较高，且塌陷面积也较大，这样将导致矿区周边众多农田及耕地，都受到不同程度的破坏，最终因长期无法耕种而使农田及耕地荒芜。尤其是处于低洼地势的塌陷区，它们往往是处于常年积水的状态，根本无法进行正常耕种，这类影响几乎是永久性，若不及时采取有效的整治措施，这些原本肥沃的土地将永远的离我们而去。

2、地表沉陷对水资源造成的影响

煤矿在进行煤炭开采的过程中，不但对地下岩石、含水层与隔水层，均造成了极大的破坏外，还对地下水进行了较大地疏排。长此下去，采矿后的覆岩一旦出现冒落或是塌陷时，无论是地下水的流量还是流向，都将发生一定程度的改变，使地下水位突然急剧下降，从而导致水资源的严重匮乏，及水土资源的大量流失。并且由于该矿区地下水的径流条件发生了变化，那么该矿区地下水的矿化度将呈现出上升趋势。

3、地表沉陷对地表建筑造成的影响

煤炭开采过程中将导致地表出现下沉、水平变形及倾斜等问题，这对矿区地表存在的建筑物及农田水利设施等，都将造成一定的影响，轻则给人们的生产生活带来不便，严重时还将对人们的生命及财产安全造成极大的威胁。因此，必须采取相应的应对措施，以便将危害控制在最低范围内。