煤矿开采地表塌陷预测与治理措施研究

■李　华（昆明煤炭设计研究院云南昆明650000）

煤矿开采地表塌陷预测与治理措施研究

■李华
（昆明煤炭设计研究院云南昆明650000）

煤是不可再生资源，而且煤炭开采之后，地表易诱发地表塌陷地质灾害；为减少此类现象的出现，我们需要对地表塌陷进行一定的预测与治理。在此背景下，本文就以煤矿开采地表塌陷预测与治理措施为研究对象，进行探讨。

煤矿开采地表塌陷治理措施

煤矿的开采在一定程度上推动了经济的发展，但是煤矿井工开采后形成采空区，对上覆的岩土体产生破坏影响，有可能对地表建筑物、设施、场地等产生破坏影响，甚至会造成大量人员伤亡或经济财产损失，为了能够最大程度减少人们的损失，就需要对煤矿开采造成的地表塌陷进行有效的解决，首先需要进行的就是煤矿开采造成地表塌陷的原因分析。

1　煤矿开采地表塌陷的原因

现今煤矿的开采虽然进行了科学的管理，但是，像云南这种大型的煤矿区域，煤矿的开采数量还是比较多的。现今我们国家煤炭的开采程度上95%是来自于地下开采，而且在云南这样煤矿资源丰富的地区，地下开采量较大，所以渐渐出现了地表的塌陷，使得周围建筑物下的地质结构出现疏松的情况。

2　地表塌陷的预测

2.1地表塌陷的预测模式

对于地表塌陷的预测一般都是采用《建筑物、水体、铁路及主要的井筒矿柱留设与压矿开采的规模》为依据进行；地表塌陷的预测方法有很多，包括典型的曲线预测法、负指数函数法、概率积分法等预测方法；这些方法中经常使用的是概率积分法，本文选用概率积分的方法，进行地表移动及变形预测分析，采用公式计算的方法能够较为准确的对地表塌陷进行合理的预测分析。

2.2地表塌陷预测的方法

概率积分法是根据地表塌陷的数据和信息，运用概率积分法通过科学的计算，能够得出较为准确的信息数据，方便对地表塌陷的预测，以及给地表塌陷的治理提供可靠的依据。在对矿区塌陷的预测预报系统上采用的是MSPS 2009--MSPS软件。MSPS 2009--MSPS软件主要是运用预测的结果，从而可以定量地研究因遭受煤矿开采而受到影响的岩层与地表移动，在时间格局和空间格局的分布规律。通过预测的结果可以对建筑物的破坏是否是因为煤矿的开采所受的影响进行进一步的判断分析。

3　地表塌陷的治理措施

3.1政府政策加大对煤矿资源的保护

煤矿开采所诱发的地表塌陷，防治措施上首先要从源头进行制止，对煤矿的开采和使用进行科学的管控，避免煤炭资源无序、过量、非法开采；此外政府在煤炭的利用上要进行科学的管理，加大对煤炭加工、综合利用的研究投入，提高煤炭资源的利用率；除此之外，对煤炭资源的有效利用还需要政府对能源开发技术人员的培养，积极开发可持续利用的新能源比如太阳能、风能，逐步的替代煤炭资源[2]。

3.2协调煤矿开采方法

为了防止煤矿开采诱发地表塌陷，我们可以在煤矿的开采方法、开采空间位置上进行调整；根据地表的动态而定分布，在进行多个方面开采中，根据地表的移动变化，在推进方向上进行工作面上开采顺序的调整和设计，使其抵消一部分地表的变形，然后使其要保护的对象，逐步的向压缩变形区移动，这样可以有效的减少因为地表的变化而遭成的破坏。

3.3地表塌陷采空区处理措施

因为煤矿开采导致的地表塌陷首先可以采用填充处理的方式，根据采空区具体的地表塌陷情况，并且根据塌陷程度的严重性，对填充材料进行上旋工作，然后在众多的填充材料中，选用最合适的填充材料，对煤矿采空区进行填充，以此来避免煤矿采空区塌陷，造成周围地质的毁坏。

除了采用填充处理的方式以外，还可以采用置顶的方法能够预防煤矿采空区地表塌陷情况出现。对于煤矿地区出现的地表塌陷采用额置顶方式，一般都是人工置顶。利用煤矿探测设备检测出采空区的面积大小，然后根据测得的数值，选择最适合的置顶材料进行具体的煤矿采空区置顶工作，这样就可以提高采空区的安全性能和稳定性能，避免采空区再次出现塌陷问题，造成周围建筑物和人员的伤害[3]。

3.4煤矿开采地表塌陷的工程措施

对于煤矿开采造成的沉陷，所使用工程措施较多。首先就是对煤矿开采边缘的上方对地表造成的缓坡和裂缝的处理，缓坡的坡度大约就是在5度到25度之间，其表现的主要特征就是形成了高低不平台阶状的地势，部分地区由于煤矿开采的影响还出现裂缝，对裂缝的处理就是采用不同程度的填充，是地质结构起到加固的作用。

对于坡度的处理低于5度的就采用旱地复垦措施进行处理，其工程措施的表现形式就是表土剥离、充填裂缝、表土回覆等工程。对于大于5度的处理措施就是土地平整、田坎砌筑等措施。因此在煤矿的开采导致的地表塌陷的处理下，需要对地表塌陷造成的坡度的损坏和裂缝的出现进行及时的处理和修正，实现煤矿开采地区的结构稳定化，避免出现地表塌陷事故的发生，保护周边建筑物和人们生命的安全[4]。

4　结语

综上所述，通过对煤矿开采造成的地表塌陷预测和对其的处理措施的研究，可以得知，在进行煤矿开采导致地表塌陷的措施解决中，首先需要从源头上了解地表塌陷所造成的原因和危害，要对塌陷的具体原因进行分门别类的调查和探究，从塌陷的根本原因上逐步的找出治理措施，并且对煤矿开采进行合理的保护，并适时的对煤矿开采的地区进行养护措施的处理,才能使煤矿开采进行可持续的发展，从而减少对地表造成的塌陷破坏。

[1]陈志浩.山西某煤矿首采区地表变形规律预测研究[D].中国地质大学(武汉),2012.

[2]乔瑞英.煤矿开采导致地表塌陷的预测方法及其应用[J].中国新技术新产品,2013, (21):77.

[3]王明立.煤矿开采诱发岩溶地表塌陷的机理分析[J].煤炭科学技术,2014,(8):5-7,11.

[4]吴骁博.井工煤矿地表塌陷预测与治理措施研究[D].北京林业大学,2013.

TD82[文献码]B

1000-405X（2016）-1-366-1