煤矿地表塌陷规律及预测方法探讨

采煤区地面塌陷问题研究随着采煤工艺的不断发展和采煤方式的不断更新，采煤区地面塌陷问题越来越受到人们的重视。

采煤区地面塌陷问题是由采煤造成的一种地质环境变化，通常表现为地表下沉或塌陷，这对周边环境、矿山开采和社会经济发展都会带来很大的影响。

因此，采煤区地面塌陷问题的研究已经成为当前地质学、环境科学和矿山工程学等领域研究的热点之一。

本文旨在探讨采煤区地面塌陷问题的研究现状、成因机制和防治措施等内容，以期为相关研究提供参考。

一、研究现状目前，国内外对采煤区地面塌陷问题的研究已有很大的进展。

国外主要集中在美国、德国、法国和荷兰等国家，其中美国的针对采煤区地面塌陷问题的研究最为广泛深入。

国内的研究除了重点关注沿海地区类似地质条件的采煤区外，还对西北和西南等地区的采煤区进行了大量研究。

从研究方法来看，主要分为实验模拟和数值模拟两种。

实验模拟通常是在室内或室外将采煤区相关条件模拟出来，控制一定的变量进行基础性实验，主要分析采煤对地下水、地层沉降等地质因素的影响。

数值模拟主要是以计算机为工具，通过建立数学模型或采用有限元、边界元等数值计算方法，研究采煤过程中地层变形与沉降的规律性。

二、成因机制采煤区地面塌陷问题主要是由于开采煤炭导致地层压缩和沉降而引起的。

在采煤过程中，地下水、煤炭和地质结构的变化都会对地面的稳定性产生影响。

具体来说，采煤造成了以下方面的影响：1. 地表沉降采煤过程中，地下的煤炭被开采出来后，地质层会发生空洞或塌陷，这就是地表沉降的原因。

沉降不仅可能导致地面塌陷，还可能造成建筑物、道路、管道等公共设施沉降甚至破裂。

2. 地下水位下降采煤过程中，地下煤层的开采会导致地下水位下降，进而导致地层的沉降和塌陷。

3. 煤炭氧化煤炭在地下氧化也会导致地层发生变化，尤其是在湿煤矿井内，煤体吸氧就会释放出大量的热量，使煤层收缩和热胀冷缩不断交替，形成了煤层的应力循环现象，从而加剧了地层沉降的速度。

三、防治措施为解决采煤区地面塌陷问题，采煤企业可以采取以下几种防治措施：1、边采边填边采边填是一种主动的防治措施，其原理是通过采煤现场储备煤矸石、砂石等材料填补采区内的空洞或当地。

煤矿地质灾害特征及预测方法探讨摘要：煤矿资源作为我国普遍应用的一种资源类型，其勘探和开采工作对于资源的有效利用起着关键性的作用，由于煤矿资源属于埋藏于地下的资源类型，因此其开采过程中容易受到来自自然环境和地理环境的影响。

煤矿井下作业的性质也意味着其施工作业容易受到地质性灾害的侵害，一旦爆发煤矿开采事故，无论是对施工作业人员本身还是整个团队的管理人员来说，都意味着巨大的经济损失和人身安全威胁。

所以，通过科学的预测方式及时地对可能发生的灾害情况进行检测是非常重要的。

本文通过分析这类灾害的特征，探讨其合理的预测方式。

关键词：煤矿地质灾害；特征分析；预测方法分析地质灾害是一种会对周围环境和人身安全造成极大伤害的一种灾害类型，对于煤矿开采工作来说，其地质灾害也有其固有的特点，而这些不同角度的特点，需要利用不同的方式进行预测分析，只有在施工作业开展前期或者灾害爆发前期依据其特点为灾害做出准确的预测，才能及时地采取预防措施。

一、灾害特征的分析研究煤矿地质灾害本身，由于其影响因素和灾害发生的区域的差异，以不同类型的地质灾害呈现出不同性质的特征，且不同灾害造成危害的严重程度和主要影响范围也有本质上的差异。

本文根据不同的地质灾害类型和区域，对其具体的特征进行详细分析阐述。

（一）地表沉陷而发生的地质灾害从灾害发生的频率来讲，这类地质灾害是煤矿地质灾害中发生频率较高的一类。

深入探究造成这类灾害的主要原因，可发现主要的诱因在于施工作业人员对于煤矿资源的过度开采，或者由于开采作业在前期未进行详细的规划分析，导致局部地层的过度挖掘，从而引起地层内部煤矿资源储藏层的顶板结构因被严重破坏而失去平衡[1]。

另外，除了在正常的地层结构内实施采煤作业外，当需要在水体层下部实行采煤作业时，施工人员常出现对水体未做到适当处理的问题，使得其流入矿井结构内部，对其内部的岩层结构性质造成破坏。

如这种损坏得不到及时处理，则也是造成沉陷问题发生的重要原因。

煤矿坍塌与地质灾害与防范煤矿坍塌是一种严重的地质灾害，给煤矿生产和人员安全带来了巨大威胁。

本文将对煤矿坍塌及其引发的地质灾害进行分析，并探讨相应的防范措施。

一、煤矿坍塌的成因煤矿坍塌通常是由以下几个因素共同作用导致的：1. 矿井地质构造：地质构造是煤矿坍塌的重要因素之一。

煤矿所在地的地质构造状况直接影响矿区的稳定性。

若地质构造复杂、断层发育等，容易导致矿井坍塌。

2. 煤层厚度：煤层厚度是煤矿坍塌的另一个重要因素。

过厚的煤层容易出现煤与顶板的脱离，导致坍塌。

3. 煤层赋存条件：煤层的赋存条件也是煤矿坍塌的重要因素之一。

例如，煤层倾角过大或倾斜不均匀，都会增加煤与顶板的接触面积从而加剧坍塌的风险。

二、煤矿坍塌引发的地质灾害煤矿坍塌引发的地质灾害主要包括以下几个方面：1. 煤矿地面下沉：坍塌后，矿区地表会出现下陷现象，导致建筑物、道路等设施受损。

严重时甚至会发生陷落坑，引发重大事故。

2. 煤矿水患：坍塌后，地下水会通过矿井通道向地面倒灌，引发洪水，严重危及附近居民的生命安全。

3. 煤矿瓦斯爆炸：坍塌会破坏矿井内部的瓦斯抽采系统，导致瓦斯积聚，一旦积聚的瓦斯遇到火源则会发生爆炸。

4. 煤矿火灾：坍塌后，煤矿中的矿石会与氧气接触，容易引发火灾，对矿区和附近区域造成毁灭性的破坏。

三、煤矿坍塌防范措施为了防范煤矿坍塌及其引发的地质灾害，需要采取一系列的措施：1. 煤矿勘探和选矿：在煤矿开发前，应进行详细的勘探和选矿工作，了解矿区地质构造、煤层厚度等情况，以选择合适的开采方法和位置。

2. 矿山设计与规划：矿山设计和规划要科学合理，合理安排开采方式、采场布置等，避免过度开采和过度压力造成的坍塌。

3. 煤矿支护技术：采用合理的煤矿支护技术，如预应力锚杆支护、矿井巷道综合支护等，增强矿山的稳定性，减少坍塌风险。

4. 定期检测和监测：煤矿应建立健全的地质灾害监测系统，定期对矿山进行检测和监测，及时发现问题并采取相应措施。

矿山岩层与地表沉陷的预测方法矿山开采是人类活动中对地球表层最大的改变之一，其对地表沉降和地质灾害的影响也是不可忽视的。

因此，预测矿山岩层与地表沉陷是矿山开采中的重要问题之一。

本文将介绍矿山岩层与地表沉陷的预测方法。

一、矿山岩层与地表沉陷的原理矿山开采会对地下岩层产生影响，导致岩层的变形和破坏，从而引起地表沉降。

矿山岩层与地表沉降的原理是：在矿山开采过程中，岩石的应力状态会发生变化，从而导致岩石的变形和破坏。

当岩石的强度不足以支撑上部地层时，岩石就会向下移动，使地表产生沉降。

二、矿山岩层与地表沉降的预测方法（一）经验公式法经验公式法是根据矿山岩层和地表沉降的历史数据，通过统计分析和回归分析，建立预测模型，以预测矿山开采对地表沉降的影响。

该方法简单易行，适用于类似矿山的预测。

但是，由于该方法只考虑了历史数据，没有考虑到岩层和地表沉降的物理机理，因此预测精度较低。

（二）数值模拟法数值模拟法是使用计算机模拟矿山开采对岩层和地表沉降的影响。

该方法可以考虑岩层和地表沉降的物理机理，预测精度较高。

但是，该方法需要大量的数据和计算资源，建模和计算复杂，需要一定的专业知识和技能。

（三）物理模拟法物理模拟法是通过实验室模拟矿山开采对岩层和地表沉降的影响，以预测矿山开采对地表沉降的影响。

该方法可以直接观测到岩层和地表沉降的变化，预测精度较高。

但是，该方法需要大量的实验室设备和人力物力，成本较高，且实验结果可能受到实验条件的限制。

三、矿山岩层与地表沉降的预测案例以某矿山为例，使用数值模拟法预测该矿山开采对地表沉降的影响。

首先，建立矿山岩层和地表沉降的模型，采用有限元法进行模拟计算。

然后，根据矿山开采的方案和时间表，预测矿山开采对地表沉降的影响。

最后，与实际监测数据进行比对，验证预测精度。

预测结果显示，该矿山开采对地表沉降的影响较小，最大沉降量为10毫米。

与实际监测数据进行比对，预测精度较高，误差小于5毫米。

四、结论矿山岩层与地表沉降的预测是矿山开采中的重要问题之一。

3、开采技术条件
重复开采、采空区处理、开采速度、开采 范围
（二） 地表移动速度和持续时间
岩层移动变形 — 在 空间 时间 剧烈程度—下沉速度反映 地表设测点A A ．
地表移动速度和持续时间
V (mm/日)
40
l (m)
80
30 20 10 0
Ⅰ
l(t) V(t)
1 2 3 4 5 Ⅱ
Ⅳ
60 40
1 H
2
δ0
3
4
ψ3
5 o w
6
ψ3
7
8
δ0
9
x
r
水平 移动 水平 变形
+
o
K
i
x
+
-
o
5=0
-
+ x

1=0

3=0

=0
7
=0
9
水平变形正负号的物理意义
水平变形正值 的物理意义为 地表受拉伸变 形 负值的物理意 义为地表受压 缩变形。
x
W(mm)
δ
o
ψ
3
ψ
3
δ
o
r
ε (m/mm)
+ -
采空区处理方法与
采空区处理方法 全部垮落法 带状充填法(外来材料) 干式全部充填法(外来材料) 风力充填法 水砂充填法 下沉系数 0.40.95 0.550.70 0.40.50 0.300.40 0.060.20
重复采动对地表下沉系数影响
矿区
淮南 峰峰 本溪 阜新 鹤岗 平顶山 枣庄
1-下沉 2-倾斜 3-曲率 4-水平移动 5-水平变形
五、 地表移动与变形参数分析

112 地质环境 DIZHIHUANJING
煤矿采空区地表塌陷的预测分析
海如拉·热合曼
（新疆煤田灭火工程局，新疆 乌鲁木齐 830063）
摘要：煤矿采空区地表塌陷危险预测具有综合性的特点，相关部门需根据煤层深度、覆盖变化、工程地
质条件等，搜集完备的数据，进行先期预测判断，多角度分析煤层开采对环境的影响程度，并提出相应的解
针对煤矿开采，施工部门必须准确分析采空区地表塌陷 的原因，设计合理的解决方案，同时根据采空区结构与煤 层分布，进行全面控制与精确预测，确保开采工作的有序 进行，促进煤矿产业的平稳发展。实际调查发现，现在大 多数的煤矿开发企业都没有重视施工预案的安排，没有考 虑开采中可能出现的突发情况，如地表塌陷、煤层陷落等 问题。从施工角度分析，造成采空区地表塌陷的因素有很 多，施工人员操作不当、施工步骤环节分布错误、监督检 测缺失、环境考察不到位等等。所以，不管在开采前还是 开采后，都必须派施工队检测地质结构，整合信息数据， 并结合煤矿开采的实际情况做好预报工作，提升整个施工 的安全性。
降速率。同时，监管部门需定时观测搜集地表塌陷的程 度，制作成表格，以便后期分析核对，完善施工计划。其 中，最为关键的是采空塌陷区的矿坑信息调查，技术人员 可以利用无线探测仪来勘测采空区矿坑的分布位置、构造 破碎情况、蚀变带和节理裂隙，导入数据库形成三维动画 图，技术部门便可以参照这些信息数据来预测判断地表塌 陷情况，从而合理制定解决方案。 3.3 正确处理地表塌陷问题，确保煤矿资源有序开采
易出现地面凹陷。根据实地调研和资料分析，山西地带煤矿 开采的深度大，形成“U”型凹陷形态，逐渐发育成冒落带。
2）如果进行多层开采，机械开采工具会造成岩土层松 动，稳定性下降，采空区的空间位置也会越来越小，地面 塌陷的系数也越来越高。根据各类数据来看，矿层一般分 为6层，如果不断开采挖掘，则导致整个采空区内部沉陷， 继而发生安全事故。

采煤区地面塌陷问题研究在煤炭开采过程中，采煤区地面塌陷一直是一个困扰煤炭产业的重要问题。

这种现象不仅会影响生态环境，也会破坏地面的基础设施，给人类的生产和生活带来严重的影响。

因此，采煤区地面塌陷问题的研究一直是一个热点领域。

本文旨在浅谈关于采煤区地面塌陷问题研究的现状和未来发展方向。

一、采煤区地面塌陷的成因采煤区地面塌陷主要是由于采煤过程中，地下煤层被开采掉后，地面支持能力降低，地层受到削减后沉降压缩，导致地面塌陷。

而地面塌陷的严重程度取决于许多因素，如地下煤层的厚度，矿区开采方法，煤层的物理特性，地下水位等。

当地下煤层过于薄或地下水位相对较高时，地面塌陷的风险将大大增加。

在采煤区地面塌陷问题的研究中，人类的工业活动也是一个重要的因素。

目前，随着城市的不断扩张和人口的增加，城市内部各种地下管道和建筑物在煤炭开采过程中所承受的荷载越来越大，导致采煤区地面塌陷问题变得更为严重。

因此，我们需要逐步优化地面基础设施的布局，使其不再单纯地依赖于地下矿层的支撑。

二、采煤区地面塌陷问题的现状采煤区地面塌陷问题不仅使得矿区内的环境受到了很大的破坏，也引起了煤炭产业的忧虑。

为了减少或避免采煤区地面塌陷的发生，许多机构和个人都致力于研究此类问题。

迄今为止，关于采煤区地面塌陷问题的研究成果已经非常丰富，涉及到地质学、力学、工程学、数学等多个学科领域，包括实地观测、数值模拟、试验研究等多种方法。

目前，为了减缓采煤区地面塌陷问题的影响，采取了一系列防治措施。

如以水为助力，实现煤层支持的稳定性；炸裂的方法使地层变得更加坚硬，从而减少地面塌陷的风险；采取现代化的采煤技术，减少采煤造成的第一次开采后地面的松散性；采用长壁支柱工法，在采煤工作面形成一个支撑初始阶段的煤柱等。

三、未来的研究方向采煤区地面塌陷问题的发生已经成为制约煤炭产业发展的一个重要障碍，因此，在未来的研究中，我们需要加大对此类问题的研究力度。

针对采煤区地面塌陷问题，我们可以从以下几个方向进行研究：1. 采煤区地面塌陷的预测与评价。

井工煤矿地表塌陷预测与治理措施的思考摘要：煤炭资源对社会经济发展的拉动作用，使得开采数量与日俱增，对土地资源破坏程度也在加深。

为了改善对地表生态环境的破坏，前期的地表塌陷预测和后续的土地复垦等治理措施成为了当下的研究重点，对实现土地资源可持续发展有着重要的意义。

鉴于此，本文对井工煤矿地表塌陷预测与治理措施进行深入探讨，以供参考。

关键词：井工煤矿；地表塌陷；预测；治理引言因各种原因限制，充填开采在我国尚未普及，全部垮落法管理顶板仍是主流，但随着煤炭资源不断向深部开采，高强度的采掘工作引起的地表沉降问题日益严重，对地表的建构筑物、公路、铁路等构成了威胁，为了最大限度地保护矿区地面村庄、交通设施、建筑、水体等不受地表沉降损害，研究煤矿开采引起的地表沉降移动规律显得尤为必要。

1对井工煤矿土地复垦的研究随着经济社会的不断发展，人口数量和建筑用地的增加使得土地矛盾问题日益显化，我国也提出了土地资源可持续发展的相关政策要求。

而煤炭作为主要的社会发展资源形式，经济效益的推动使得井工煤矿开采的数量增加，根据实际的施工数据显示，每开采一万吨煤炭就会对约两千平方米的土地造成程度不一的结构破坏，其中大规模的土石坍塌以及煤炭采空后造成的土地肥力下降和地表下陷都是重要的问题。

为了解决这一问题并稳定区域内农业的经济发展，提出了包括地表坍塌预测等内容在内的土地复垦治理措施，旨在让地表坍塌的土地恢复土壤活性、提高循环利用次数，进而维护土地生态资源的平衡，缓解用地紧张问题[1]。

2煤矿地表塌陷类型开采沉陷引起的工程地质灾害主要为：地表塌陷坑、地裂缝；山体滑坡、崩塌；地质构造活化；岩爆、冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害。

2.1地表塌陷坑、地裂缝破坏地表塌陷坑破坏是开采沉陷区破坏最为严重的灾害之一。

工作面开采后上覆岩层存在大量临时的非稳定结构，导致地表不断发生塌陷坑灾害。

当开采深度小、开采煤层多、上覆岩层风化严重和地表有厚松散层覆盖时，在地表会出现纵横交错的裂缝破坏，局部会出现台阶错落裂缝破坏，裂缝一般会直接或间接沟通采空区。

浅议煤矿开采引起地表沉陷预测摘要：煤矿开采过程中及开采后会导致地面沉陷，我们可以采用概率积分法和极值情况预测两种方法进行煤层开采沉陷计算，得出地表移动变形最大值。

通过对计算结果分析得出开采后沉陷在保护煤柱外侧较小，内侧呈逐渐增大趋势。

通过沉陷预测可以有效减少地质灾害的发生，为土地复垦及地表沉陷防治措施提供依据，对以后煤层开采具有参考价值。

关键词：煤矿开采地表沉陷预测当今随着我国经济的快速发展，能源和电力的需求也迅猛增长。

煤矿开采后会破坏岩体内部原有的力学平衡，导致上覆岩层和地表发生移动和变形，随着开采的推进将扩散到地表，导致地面发生沉陷，破坏现有土地资源并给周边建（构）筑物带来直接或间接危害。

因此，合理预测沉降范围和最大沉降量对减少次生地质灾害和保护建（构）筑物等具有重要意义。

1 煤矿开采实例某井田主要含煤地层为1组、2组，1组可采煤层4层，编号为2、3、4、5号煤层，煤层总厚度为 1.20m—5.40m，平均值 3.20m，1组地层平均厚度为58.35m，含煤系数5.2％；2组可采煤层5层，编号6、7、8、9、10号煤层，煤层总厚度4.50m—8.00m，平均值6.23m，2组地层平均厚度90.23m，含煤系数为6.3％。

煤层老顶为组砂岩，以石英、长岩为主，厚度为10.34m；直接顶为砂质泥岩，厚度为2.6m；伪顶为泥岩，厚度0.15m；直接底为砂质泥岩。

矿井采用两斜井一立井开拓方式，由井田中部大巷逐层下行开采。

设计采用走向长壁一次全高采煤方法，采用全部跨落法管理顶板。

文章通过概率积分法和极值法对地表沉陷值进行了比较。

2 基于概率积分法的沉陷预测2.1概率积分法把岩层看作大量松散的颗粒体介质组成，由随机介质理论将岩层移动看作服从统计规律的随机过程。

根据统计理论可知整个开采对岩层及地表的影响等于各单元开采对地表影响之和。

整个开采引起的下沉剖面方程可表示为概率密度函数的积分方程。

2.2地表沉陷的预测方法及模式根据概率积分法预测井田范围内地表移动、变形的过程和范围，据体计算公式如下：2.3参数选取按覆岩性质并结合附近煤矿现生产矿的实测经验，综合考虑各因素后得出相关参数值。

采煤区地面塌陷问题研究采煤区地面塌陷问题研究地面塌陷是指地表由于地下空洞形成或地下物质移动等原因而出现下陷或塌陷的现象。

而在采煤区，地下开采煤炭会导致地下空洞的形成，从而引发地面塌陷问题。

这是一个严重影响矿区安全和资源可持续开发的问题。

因此，对采煤区地面塌陷问题进行研究具有重要的理论和实践意义。

1. 采煤区地面塌陷问题的原因1.1 浅部开采导致的地表回灌采煤区的地下开采主要有柱状开采、房柱状开采和长壁开采等。

这些开采方法会使地下煤炭层的上方形成空洞。

当地下岩层的稳定性不足以支撑上方地表时，地表会发生回灌的现象导致地面塌陷。

1.2 深部开采引起的冒顶和控顶突水在一些深部开采过程中，当工作面不断向下延伸时，上方的岩层会发生破裂和断层，从而导致地面塌陷。

同时，由于空间的限制，开采过程中矿石的采取率会随之降低，这也会导致深部开采引发的地面塌陷问题。

1.3 煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是指在采煤过程中，当工作面采出煤层的同时，煤层内的瓦斯会通过裂隙和煤层空气孔隙的连接径路从煤层内释放出来。

这会导致岩石结构的破裂，引发地面塌陷。

2. 采煤区地面塌陷问题的研究方法2.1 数值模拟方法采用数值模拟方法可以对采煤区地面塌陷问题进行研究。

通过建立地下开采的三维数学模型，可以模拟出不同开采方法对地表的影响，并预测出地面塌陷的可能情况。

同时，可以通过对比不同参数和条件下模拟结果的变化，优化矿井结构和开采方法，以减少地面塌陷的风险。

2.2 实地观测方法实地观测方法是通过在采煤区进行实际观测和测试，获取地表沉降和塌陷的数据。

这可以帮助研究者了解地面塌陷的特征和规律，并验证数值模拟结果的准确性。

同时，实地观测还可以提供对地下矿层、岩石和地下水等情况的详细了解，从而为地面塌陷问题的研究提供更多基础数据。

2.3 地理信息系统（GIS）技术地理信息系统技术可以提供采煤区地下地质信息和地表变形信息的高精度数据，从而更好地了解地下采煤对地表的影响。

煤矿采掘工作面塌陷的防范探讨土地与煤炭在工业和农业发展中是同样重要的有限资源，是长期制约我国经济发展的重要因素，但采煤采掘工作面会导致地面塌陷，形成采空区。

采空区塌陷的机理是比较是复杂的，本文就采空区的塌陷机理及发展因素做一探讨。

1 煤矿采掘工作面塌陷的机制与对环境的影响1.1 煤矿采掘工作面塌陷的机制当煤层采掘工作面采空以后，采空区上部的覆岩，及采空形成的煤柱边邦，均形成自由面。

原来的应力平衡被破坏，在上覆岩土层重力作用下，覆岩承受的压力随着采空区范围的扩大而增加，当这种压力超过煤层顶板岩石的承载力以后，顶板岩石就要破裂塌落形成冒落带。

冒落的岩块大小不一，杂乱无章地充填到采空区。

冒落的岩块突出的与上部岩层相接触，但支撑力已不足以托住上部的岩层，于是上部岩层下沉，向下弯曲，并且破裂，产生裂隙，即形成裂隙带。

裂隙带岩层上部的岩层，由于裂隙带的岩层向下弯曲，在自身重力及上覆岩层的重压下，发生整体向下弯曲，但既不破裂，也不脱落，故称为弯曲带。

在弯曲带影响下地面上造成塌陷，形成塌陷盆地、塌陷坑。

1.2 煤矿采掘工作面塌陷对环境的影响①煤矿机械化开采造成地表大面积塌陷，塌陷破坏了土地资源，使塌陷区域内生态环境趋向恶化。

②耕地面积逐年减少，人地矛盾加剧。

煤矿开采造成地表下沉、塌陷，致使农田水利设施部分或完全破坏，河沟不畅，汛期水涝灾害严重，农作物减产，甚至绝收，地面诸多良田成为常年积水的坑塘。

再加上人口增长，工程建设占地等原因，加重了塌陷区失去耕地农民群众的生产、生活困难。

③人居环境影响严重。

受采煤塌陷影响，塌陷区内的群众住房开裂、歪斜，出现大面积危房，居民的人身安全受到严重威胁。

④制约地区城乡镇的发展建设，加重地矿两方的资金及人力、材料的投入。

因采煤造成地表下沉，塌陷，致使许多道路受到破坏。

城镇建设因解决工程稳固问题而不得不加大建设费用，工程建设稳固的人力、物力资源增加，加重了地方的财政负担；同时因采煤塌陷造成的道路破坏，煤矿企业每年因此需投入不小的资金。

煤矿地表塌陷规律及预测方法探讨煤矿地表塌陷形态多样、破坏程度可大可小，与开采深度、开采活动、矿体倾角、工作面开采区域、工作面数等因素有关。

我国常用的煤矿地面沉陷预测方法包括经验法、负指数法、概率积分法等。

概率积分法理论、方法基本成熟，国内正积极构建基于GIS技术构建的沉陷数据管理系统，已取得一定进展，但进行推广应用尚有一段时日。

标签：煤矿地表塌陷规律预测我国是一个煤炭资源利用大国，煤炭开采量居世界第一位，煤炭产生能源约占我国总能源消耗75%～80%，煤炭还是煤炭化工重要原料，为国民经济发展做出了巨大的贡献[1]。

但与此同时，煤炭开采与利用也带来一系列社会、环境问题。

我国煤炭多埋藏于地下，煤矿开采主要依赖于地下开采，约占90%。

地下开采可能致地表土地大面积塌陷、损毁，破坏耕地、林地以及地面建筑，存在安全隐患。

近年来，煤矿地表塌陷事故屡见不鲜，累计塌陷面积已达100km2，塌陷所造成的损失大、影响深远、恢复困难，引发的社会的广泛讨论。

深入研究煤矿地表塌陷，并进行预测，是降低煤矿塌陷危害的可行方法，本次研究就此进行探讨。

1煤矿地表塌陷规律1.1煤矿地表塌陷主要表现煤矿引起的地表塌陷具体表现不尽相同，按照形态、破坏程度大体可分为两类：（1）浅部开采，急倾煤层或厚煤层形成的漏斗状陷坑、台阶状断裂，此类塌陷往往发生较突然，破坏性较大，但多仅限于局部，范围小；（2）深部开采，急倾煤层和开采深度大、倾角较小的煤层发生大范围平缓下沉，发生较缓，但也可造成较大的损失，损毁地面构筑物。

按照塌陷体积与深度占开采面比重高低可分为充分开采塌陷与非充分开采塌陷，前者占比在70%以上，只有当采煤区长、宽尺寸达到过超过开采深度1.4倍才可能发生，后者占比在70%以下，可发生于任何类型开采区[2]。

通常来说，除开采区外，地下还留存各种未开采或无开采价值的煤柱，这些煤柱对地面具有一定的支撑作用，使地面塌陷空间并不完全与矿道相同，形成凹凸不平的复杂形状。

陕西某煤矿地面塌陷预测及防治建议提要：我国是煤炭大国，煤矿开采历史悠久[1][2]，煤炭资源在国民经济中占有很大的比重，然而随着近年来煤炭资源的大量开采，引起一系列的环境地质问题，对矿区及周边的地质环境和居民的生命财产造成了很严重的危害，为了避免灾难的发生，采用改进后概率积分法对陕西某矿区地面塌陷进行预测，为矿区未来规划提供科学依据。

关键字：地面塌陷概率积分法预测模型1、矿区采空区地面塌陷评价与预测采空区地面塌陷[3]涉及到煤炭、地质、环境等多个学科，问题相当的复杂，且对矿区的危害也是十分严重的，不仅污染矿区地下水，对矿区地形地貌和土地资源的破坏也是相当严重的。

目前对于采空区的预测和评价的方法很多，主要有弹塑性连续介质法、神经网络法、数值模拟法、概率积分法以及GIS[4]等方法，但是预测和评价的结果都不是很令人满意。

文章在总结前人的经验和方法上，采用改进后的概率积分法[5]对矿区的地面塌陷进行预测。

2、矿区概况矿区位于永陇矿区，麟游县页岭以北，属陇东黄土高原南部边缘地带，黄土丘陵地貌，气候属温带半湿—湿润季风气候区。

地层由老到新有：三叠系上统铜川组（T2t），侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a），白垩系下统宜君组（K1y）、洛河组（K1l）、华池组（K1h），第三系及第四系。

构造上位于鄂尔多斯盆地南部的渭北挠褶带，北缘麟游Ⅱ级凹陷区。

地表大面积被黄土层所覆盖，沟谷中出露的白垩系地层产状较为平缓，其深部侏罗系隐伏构造总体为一走向北东，倾向北西向的单斜构造。

3煤层大部分可采。

本文采用概率积分法对矿区地面塌陷进行预测，概率积分法能够比较全面地考虑了影响地表移动变形的各主要因素，理论严谨，对没有实测资料的矿区或矿井可以有效地计算出开采影响地表的移动变形值。

3、矿区地面塌陷预测模型图3-1地表沉陷预测模型的坐标系统式中：r为主要影响半径，，其中H0为平均采深；tgβ为主要影响角β之正切；，其中θ为最大下沉角；(xi,yi)—— i单元中心点的平面座标；(x,y)——地表任意一点的座标。

■M fe麵煤矿地质中土地沉I T i预测□王耀辉山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局，山西太原 030045摘要：在煤矿开采的过程中，不可避免煤矿会对地表造成裂缝，而在裂缝出现的同时，地面也可能会出现倾斜，会造成陡峭的斜面，导致滑坡的形成，造成安全隐患。

煤矿地质中土地的预测工作是一项#■重要也是不可忽视的部分。

本文主要是就煤矿地质土地沉陷预测研究进行相应的分析和表现，希望通过本文的论述以及分析能够使为相关行业提供一些帮助。

关键词：煤矿地质；土地沉陷；预测0引言随着煤矿开采工作的不断发展，煤矿地质中的土地沉 陷预测工作也得到了越来越大的重视。

煤矿地质沉陷的问 题会造成很多的危险，不仅煤矿生产本身会出现安全事故, 煤矿周边的居民也会受到煤矿沉陷的影响.周边的生态环 境也会被破坏。

所以，煤矿地质沉陷研究工作也是重中之 重，是常规性和必须要完成的一项任务。

1煤矿地质中土地沉陷发生的规律在煤矿开采工作运行的工程中，很有可能出现部分区 域地质沉陷的情况。

这将会对地质的平衡带来严重的影响，甚至可能会是不可改变的影响。

在煤矿地质中，一般煤矿 地质发生沉陷都是因为上层压迫出现的力学现象，严重破 坏了平衡状态，本文总结出三个阶段。

1.1煤层上方出现变形在煤矿开采的过程中，因其受到两边煤矿支助的支撑, 煤矿上方就可能出现变形的现象，出现微笑的裂痕等。

1.2地质表面出现弯曲在煤矿开采的工程中，如果采空区长度和深度过长的 时候，开采区域的上层就可能因为重力因素，在拉伸力和 重力之下产生变形，从而导致地质沉陷的现象。

1.3地质表层垮落在煤矿开采工作不断深入的情况下，采空区的长度也 会慢慢变长，开采的深度也会不断变深，在上层出现的细 小裂痕也会更加的大出现断裂的情况，煤矿上层出现断裂 和垮落。

在地质垮落后表层的残渣也会堆积起来，导致煤 层锻炼更加的严重。

2煤矿地质沉陷的预测模型煤矿地质的预测通常是要经过严格的把关来做出相应 的规划：第一，对很多方面产生的影响做出预算和计划 安排。

3
4
ψ3
5 o w
6
ψ3
7
8
δ0
9
x
倾 斜 曲 率
+
+
o
K
i
x
-
o
-
+ x
K9=0
K1=0 K3=0
K5=0 K7=0
曲率正负号的物理意义
x
正曲率的物理意义 是地表下沉曲线在 地面方向凸起或在 煤层方向下凹 负曲率的物理意义 是地表下沉曲线在 地面方向下凹或在 煤层方向凸起
+
W(mm)
δ
o
ψ
3
ψ
3
水平移动
1点 U1=0 5点 U5=0 9点 U9=0
1 1′ 2 2′ 3 3′ 4 5 4′ 5′ 6′ 6 7′ 7 8 8′ 9 9′ x
U坐标向下 为正
δ0
ψ3
ψ3
δ0
+
o
-
x
U 边界点和采空区中点的水平移动为零； 边界点和采空区中点之间有极值。
3、倾斜 i
倾斜是指地表单位长度内下沉的变化，单位 为mm/m，i坐标轴向下为正
（三）最大下沉与下沉系数
下沉系数：最大下沉量与煤层采高的比值 下沉系数与覆岩岩性有关 下沉系数与采空区处理方法有关 下沉系数与重复采动有关 下沉系数与采深有关
部分煤矿实测的地表下沉系数变化范围 岩性 下沉系数 坚硬 0.270.54 中硬 0.550.85 软弱 0.861.00
采空区处理方法与
1.7mm/日
6 7 8 9
Ⅲ
20 t(月) 0 10 11 12 -20 -40
500
W(t)
1000

井工煤矿地表塌陷预测与治理措施的思考近些年来，人们对于资源的需求成不断上升趋势，不断的对一些可以获取的能源资源进行大肆的开采，其中就包括煤炭资源，人们不断的开发煤炭资源以供生产电力生产热能等来满足人们各个方面的生产需求。

煤炭在开采的过程中，对地表环境也造成了严重的破坏，导致地表产生塌陷现象，本文就这一现象着重对其进行分析预测以及提出一些措施。

标签：井工煤矿；地表塌陷；预测和治理措施煤炭一直以来都是我们国家的重要战略资源，在十几年前中国还是煤炭大国，但是随着经济的快速发展，以及人们生活生产需要，人们对于煤炭的开发大大增加甚至一些不法分子可以说是达到了丧心病狂的地步，为了一些经济利益而浑然不顾环境效益和社会效益。

所以为了保护我们的环境，恢复地表塌陷地区环境，对其的预测和治理就显得尤为重要，不仅是改善当前环境的需要，更是对以后可持续发展的决胜之策。

一、井工煤矿地表塌陷出现的原因我们可以从现实生活中看到，或者从新闻媒体上了解到，某些地区因为单一的寻求经济的腾飞，而将环境置于脑后，大肆的开采挖掘煤炭资源，导致地表出现了塌陷现象。

这难免让人感到可悲，在土地资源上不慎珍惜。

另外经济的快速发展，人口的快速增加以及城市化进程的加快导致社会问题突出，土地矛盾问题日益尖锐。

土地是一个国家的基础也是人类赖以生存的资源。

煤炭目前对于我们国家来说，仍然是一大开发资源，并不是说，我国目前的煤炭资源依旧十分丰富，而是说我国的现实条件，经济发展水平仍然没有达到那种可以依靠风能太阳能等新能源来支撑我们国家经济发展的条件，所以说，煤矿的开采仍然十分重要对于我们国家来说，但是矿井的开采导致了地面出现了一些塌陷不可逆的现象，严重影响了矿区的环境，以及矿工的经济收入来源和矿工的生命健康安全。

最主要来说，大肆的开采是矿井煤矿地表出现塌陷的直接导火线。

二、井工煤矿地表塌陷的预测2.1井工煤矿地表塌陷的现状和问题井工开采是煤炭开采中最主要也是最典型的开采方式，使用这种方法开采的煤炭占到了我们总开采的九成左右，但是同时这也是最容易出现煤矿地表塌陷的开采方式之一，在这开采数量庞大的实际生活中，往往也隐藏着煤矿地表塌陷的最大数字，这种现象十分严峻其现况也十分不容乐观，我们必须认识到正视这一现实现况。

塌陷地的治理方法探讨与分析塌陷地是指由于自然因素或人类活动而导致地面下沉的区域，常见于煤矿开采、城市削山造地等工程中，严重影响了地表建筑、交通等设施的稳定性和安全性。

为了有效治理塌陷地，需要运用多种手段综合施策，本文将从防治塌陷的主要方法、技术和局限性三个方面进行探讨与分析。

一、防治塌陷的主要方法1. 自然地形调整法。

通过改变地形和土体结构，防止土体渗漏含水量下降以及塌陷发生。

常用的方法有挖土填山法、水库调节法和退耕还林法等。

2. 增强土体抗压强度法。

通过增加土体的抗压强度，使其不易发生塌陷。

常用的方法有水泥注浆法、钢筋混凝土法、土石结构法等。

3. 控制含水量法。

通过控制地下含水层水位至安全水位以下，减少土体渗漏几率，从而减小塌陷风险。

常用的方法有放干法、降水法和加固法等。

二、防治塌陷的技术1. 遥感技术。

利用卫星遥感技术对塌陷地进行遥感分析和监测，及时掌握地面沉降和塌陷变化情况。

通过遥感图像，可以发现地面裂缝、水体变化等现象，为塌陷地的预警提供依据。

2. 地质勘探技术。

通过地下水位监测、地面沉降观测、土壤含水量监测等地质勘探技术，及时发现塌陷迹象，实现对塌陷地的预警和预测。

3. 数值模拟技术。

通过计算机建模，模拟塌陷地运动特征和变化规律，为塌陷地治理提供科学依据。

三、防治塌陷的局限性1. 塌陷地治理成本高，需要大量资金投入，在实际应用中存在着很大的困难。

2. 治理塌陷地需要大量技术手段，技术门槛高，从专业人员到施工队伍都需要经过长时间的专业训练和学习。

3. 塌陷地治理的效果和结果与外在因素相关，如天气、地埋管道、地震等外在条件的干扰都会对治理效果产生不利影响。

综上所述，对于塌陷地，只有灵活掌握多种方法与手段，结合实际情况制定科学合理的治理方案，方能取得预期的治理效果。

在未来，可以通过加强技术研发，完善治理机制，发挥全社会力量，形成全方位三维化的治理模式，实现塌陷地治理的可持续发展。