煤礦開采沉陷地質災害與防治對策研究

摘 要：在煤礦開采所產生的地質災害里，開采沉陷對生態環境產生的影響和破環可以說是非常嚴重的。基于此，本文針對煤礦開采沉陷所產生的地質災害及其防治對策進行了相關研究。

關鍵詞：開采沉陷；地質災害；防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.072

1 開采沉陷對于生態環境的影響

1.1 地表塌陷對于土地環境造成的影響

主要是因為地表產生的塌陷會使得土地出現一定寬度的裂縫和不同程度的落差。在一些坡度超出40°之上的陡崖和斷巖或者是凸形的邊坡位置，還可能出現采動崩塌甚至滑坡。

1.2 地表塌陷對于水環境造成的影響

首先是地表塌陷裂縫在某種程度上使地面大氣降水的徑流和匯水條件產生改變， 從而令一些地表水通過塌陷裂縫滲入到地下，造成地面水系流量不斷減少甚至干涸。其次是開采沉陷所產生的塌陷裂縫，對上覆巖層含水層以及松散含水層會造成不同程度的損壞，同時其中的一些松散層以及上覆基巖含水層里的的地下水會沿著塌陷裂縫滲入到采空區或者是開采煤層下方的深部含水層，從而造成采空區地下水位降低，開采區及其影響范圍內的井、泉、地表水源的水量不斷減少，嚴重的還會干涸。

1.3 地表塌陷對植被的影響

地表塌陷對于樹林與草灌產生的影響不大，因為樹木的根系相較農作物的根系發育范圍要大一些，僅塌陷裂縫范圍內的樹木根系損傷會比較嚴重。

1.4 地表塌陷對于人工環境造成的影響

建筑物、構筑物的地基基礎，其抗變形的能力一般不足以抵御地表塌陷時產生的地表變形，尤其是在重復采動的情況下，如不采用特殊的保護措施，塌陷范圍中建筑物以及構筑物都可能會受到不同程度的損壞。

2 預防及減少地表沉陷與煤礦礦區環境治理的措施

2.1 防止及減小地表沉陷與破壞的措施

（1）留設保護煤柱。也就是在需要進行保護的對象的下面留出一定面積的受護面使其成為煤柱，煤柱的大小按照相關規程規范以礦區獲得的移動角進行設計。留設保護煤柱的目的在于將損失的煤炭資源作為代價使其能夠讓受護對象得到安全保護，優點是能夠極大程度地降低受到保護的地表產生的沉陷和變形，使得受護對象自身能夠保持安全，缺點是會永久性地損失大量煤炭資源，降低礦井效益。

（2）充填開采。使用砂石和煤矸石等相關材料，以水力和風力作為主要動力， 及時對采空區進行填充，避免頂板與覆巖沉降，從而減小地面產生的變形。

（3）部分開采。在受護對象其保護煤柱的范圍中采出一些煤炭，留下一部分煤炭作為支撐，控制地表產生的變形在許可的范圍內。開采方式一般分為兩種，分別為條帶法及刀柱法。刀柱法其自身的采寬與留寬都不大，但工作面需經常變動， 對機械化作業不利。按照當前的資料分析，假如條帶開采其自身留寬度設計準確， 那么地表下沉值大概是全部回采的2%～20%，與充填開采相同，在應用上也十分便利，所以應用前景十分廣闊。

2.2 受護對象的防護和礦區環境治理的相關措施

（1）礦區內的主要鄉鎮和居民區，以及重要工業區和交通、水利、電力、重點文化旅游等設施，保護柱應按規定留存保護，采取措施提高受保護體抵抗采礦和變形的能力，使其不會因采煤崩塌而遭到破壞。

（2）簡易車間、構筑物、二級道路、排水道、低壓線路、小村莊，次級工業、交通、水利、電力等設施，宜采取搬遷或工程恢復措施。

（3）農田垮塌的土地一般應進行回收利用。輕度和中度跨塌的農業用地可以通過工程措施按原使用類型進行恢復。嚴重跨塌的耕地可被開墾為林地或草地。

（4）貧瘠山坡和荒坡地、灌木林、荒草地等未利用地的塌陷地一般只填充水土保護措施。

（5）結合煤炭產業的結構進行有效調整，大力提升煤炭產業的科技水平與集約化程度，如煤炭地下氣化技術，使生態環境與礦區環境獲得有效地改善。

3 結束語

除對受保護對象采取措施治理外，必要時，對建筑物、構筑物以及在可能產生崩塌和滑坡的地區設置監測預警預報系統，以在緊急的狀態下提前處置，從而避免或降低地表沉陷災害造成的危害。同時大規模的植樹種草，既能減小地表沉陷帶來的危害，也能美化環境，提高生活品質。

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作者簡介：劉德勝（1974-），男，四川劍閣人，本科，水工環工程師，主要從事地質災害防治工程中的勘查設計施工監理與工程地質勘察工作。