尚莊煤礦地表塌陷損毀程度預測研究

韓政興　高紅遠　張小興

摘 要：按國務院相關文件要求，礦山閉坑后必須需進行土地復墾工作，及時復墾利用被損毀的土地，并按時足額繳存土地復墾保證金。為了合理預存煤礦山土地復墾資金，除對已損毀土地進行復墾利用外，還應對塌陷沉降區進行合理的預測，提出治理措施，繳納復墾費用，所以塌陷區的預測是十分必要的。該文采用模糊綜合評判理論，將多種影響塌陷形成的因素結合到一起，綜合分析并預測塌陷形成范圍及損毀程度，為塌陷治理提供一定根據，從而為復墾資金預存提供一定標準。

關鍵詞：模糊綜合評判 塌陷損毀程度 土地復墾 尚莊煤礦

中圖分類號：TD3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0050-03尚莊煤礦是江西煤業集團下屬礦井，位于江西省豐城市，核定生產能力為36萬噸/a，為實現土地可持續利用，礦井閉坑后需編寫土地復墾方案報告書，其中，復墾期間塌陷區的出現位置和規模是未知的，塌陷損毀程度未知，為達到合理預存復墾資金的目的，對塌陷區的預測是十分重要的。

用于衡量塌陷損毀土地程度的因素有地表下沉值、地表傾斜值、地表水平移動值、地表曲率、地表水平變形值等[1]，單一的用一個因素衡量地表塌陷是不科學的，必須綜合考慮多個因素值才能較合理反映土地塌陷情況。模糊綜合評判是一種采用灰色關聯度分析、權重思想綜合考慮多個子因素來衡量母因素優劣程度的理論方法。該研究選取地表經各鉆孔測點揭露煤厚計算而得的最大下沉值、最大曲率值和最大水平變形值（見表1），采用模糊綜合評判的方法來衡量尚莊煤礦地表塌陷程度。

各因素衡量塌陷損毀土地程度分級

3 綜合評判結果

3.1 灰色模糊運算

根據白化函數，可以計算出每個鉆孔每個因素的各類的白化函數值，對各個鉆孔來說，程度權重（Wi）也已經分別獲得，根據雙權重思想雙權重系數為，其中：。根據白化函數值和權重值，可以計算出每個測點，屬于等級的聚類系數為：

比較某一個測點的、、（對應于輕度塌陷、中度塌陷和重度塌陷）的大小，確定最大的類系數所對應的級別為該鉆孔的塌陷損毀級別，同理計算每個鉆孔的、、的大小，獲得塌陷損毀程度分級表見表5。

3.2 塌陷損毀程度分區

根據灰色模糊運算結果，結合各測點高斯坐標值，按照surfer插值法作損毀分區圖，見圖1。

從圖中可以看出，塌陷較嚴重區域主要集中在礦區北部，礦區南部為輕度塌陷區，所以在復墾方案書編制期間，地表塌陷的整平治理費用可根據損毀分區圖初步確定，使得復墾費用預存較合理，待復墾工作開始時，再進一步明確塌陷治理費用。

4 存在的問題

（1）該理論方法計算根據為各鉆孔測點測得的煤厚、結合區域采掘移動角采用“三下“采煤規程計算得到的最大下沉值、最大曲率、最大水平變形，均為理論最大計算值，在實際采煤時會留設適量的防水煤柱，所以真實地表塌陷比理論值略低。

（2）實際塌陷情況還應結合原地形地貌綜合考慮，例如，原地形為高山，即使塌陷比較嚴重，可能地表表現并不明顯。

（3）該理論方法旨在預測塌陷范圍和地表損毀程度，為復墾費用留存提供一定的根據，不作為礦井留煤柱范圍選取標準。

參考文獻

[1] 國家煤炭工業局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設和與壓煤開采規程[S].煤炭工業出版社，2000：108-114.

[2] 國土資源部.中和人民共和國土地管理行業標準TD/T 1031.3-2011[S].北京：中國財政經濟出版社，2011：10.

[3] 劉思峰，黨耀國，方至耕.灰色系統理論及其應用[M].北京：科學出版社，2010：118-122.endprint