淺談煤礦開采沉陷區的綜合治理措施

摘要：因為開采煤礦導致開采區沉陷的現象比較常見，同時因為煤礦開采區域大多集中于我國的糧食生產區域或者是生態環境比較脆弱的區域，開采區的沉陷會破壞糧食生產或者讓原本脆弱的生態環境更加脆弱。對煤礦開采沉陷區進行綜合治理，可以有效恢復該區域生態環境的動態平衡。依照煤礦開采沉陷區的實際特征，運用復墾沉陷區的方式，實施綜合性的治理，以期恢復沉陷區生態環境的原始平衡。本文針對煤礦開采沉陷區的實際特點，簡要分析和探討了綜合治理煤礦開采沉陷區的具體措施。

關鍵詞：煤礦開采；沉陷區；綜合治理；生態復墾

在我國，煤炭是非常重要的能源，但是大量開采煤炭就不可避免地匯兌開采區域的土地造成損害，最為明顯地就是導致煤炭開采區沉陷。通常而言，輕度沉陷經過簡單的平覆和處理便可以是沉陷區域獲得原有的農業生產力；中度沉陷影響的耕地經過復墾處理便能夠獲得原有的生產力；重度沉陷影響的耕地需要利用鏟運機對沉陷區域進行分層剝離、分層回填處理，處理之后便可以獲得生產力。

1.煤礦開采沉陷區綜合治理的必要性和重要性

煤層的采出，因巖體原始力學平衡受到破壞，開采煤層上覆的巖層將產生移動與破壞、當開采面積達到一定范圍后，移動與破壞將擴展到地表。煤層采出后，其上覆巖層的移動過程通常是首先從煤層的直接頂板開始，由下而上依次發生冒落、斷裂、離層、裂隙、彎曲等各種不同的移動與破壞形式，最后在開采煤層上方地表形成比開采范圍大得多的塌陷區，稱為下沉盆地。

在我國的能源結構當中，煤炭占有非常大的比重；同時，我國95%以上的煤炭均來自于地下，只有少不部分來自于露天煤礦。大量的井工開采掏空了地下，而且，井工開采通常均是利用走向長壁全部垮落法管理頂板，導致土地下沉系數很大。一般情況下，井工開采對土地的破壞能力特別大，通常來說，在整個因為煤炭開采導致的土地破壞中，因為井工開采而破壞土地占到總體的90%以上。根據相關統計顯示，因為煤炭開采而導致的土體破壞總面積大約將近七十萬平方米左右。我國的煤礦很多分布于東北和華北等平原地區，其中在東北地區，煤礦地區所站的土地幾乎全部是高產農田，在華北地區，因為采煤而導致沉陷的土地幾乎均為基本農田。

人地矛盾突出是我國的重要國情之一，面對人多地少的現狀，對煤礦開采沉陷區進行綜合性治理，實現礦區生態環境的動態平衡具有非常重要的現實意義。但是，我國開始對煤炭采礦區進行綜合治理的實踐比較晚，直到今天，煤炭開采區域沉陷土地的復墾率還不到五分之一。根據相關單位的推算，我國的耕地總量中有超過40%的土地含有煤炭資源，由此看來，堅決推行對煤礦開采沉陷區的綜合治理，可以有效緩解我國目前人地矛盾突出的現狀，同時，由于提供了更多的土地，也可以在一定程度上保證我國的糧食安全。

2.利用“采→注→采”三步法方案進行綜合治理

吸收條帶開采和充填開采巖層移動和地表沉陷控制技術的優點，充分利用覆巖結構對巖層移動的控制作用，布置條帶式工作面跳躍式開采，注漿充填和加固采空區破裂巖體恢復承載能力，應用荷載置換原理，實現對上覆巖層的控制；據此提出“小條帶開采→注漿充填固結采空區→剩余條帶開采”三步法開采新方法，進行巖層移動和地表沉陷控制，以解決大面積開采地表沉陷控制和提高煤炭回采率的矛盾問題。

具體而言就是，開采區需要進行以下布置，即利用條帶式的開采方法將工作面面布置為寬、窄條帶相間的形狀。具體要求是，窄條帶的工作面應該嚴格控制寬度，一般情況下應該保持在上覆基巖厚度的六分之一至四分之一，同時，確保單位面積采出率應該小于35%；條帶的工作面也應該嚴格控制寬度，一般情況下應該保持在上覆基巖厚度的五分之一至三分之一。

首先，首先開采窄條帶工作面。留煤柱(寬條帶)控制覆巖移動，采后覆巖破壞形成自然平衡拱式平衡體系，地表沉陷與變形微乎其微。

其次，注漿充填與固結窄條帶采空區垮落、斷裂帶破裂巖體。注漿材料可選用成本較低的粉煤灰-高水材料（水泥）或砂-高水材料（水泥）復合漿液，將采空區及其上覆破裂巖體固結為一個整體形成復合固結體，恢復其承載能力。

最后，對剩余的寬條帶煤柱進行開采作業。開采款條帶的時候，為了降低冒矸和注漿對煤炭質量的影響，確保固結破裂巖體支撐帶的良好穩定性，為了給上、下順槽地掘進提供便利并保證其穩定性，應該在寬條帶的兩側預留一條五米寬的小條形隔離煤柱。恢復了承載能力的復合固結巖體條帶可以有效支撐上覆巖層，并能夠轉移荷載，最終形成比較完整的覆巖移動與穩定體系（體系構成主要包括小煤柱包裹的復合固結巖體條帶支撐、上部完整巖層以及老頂砌體梁），在地表則能夠呈現出條帶狀開采的大面積平緩下沉情況，進而實現減輕地表沉陷、降低地表變形的目標。

總之，綜合治理煤礦開采沉陷區應該強化對排矸場上下游地下水情況進行實時監測，并增強地表變動動態的觀測力度，為編制廢物堆存場地地下水污染的防治方案提供有力的數據支持，為制定煤礦開采沉陷區的綜合治理方案提供信息支持。另外需要注意的是，要重視整治之前對當地現實情況的調查和研究，并爭取地方政府的協助或者支持，構建高效的符合生態要求的煤礦開采沉陷區綜合治理方制度，認真監督土地復墾區、排矸場的綜合治理情況。通過對該制度的落實，最終實現恢復該區域生態環境動態平衡的目標。

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