山西省古交市煤矿采空塌陷防治探讨

段 鹏

(山西省地质环境监测中心，山西 太原 030024)

山西省古交市煤矿采空塌陷防治探讨

段 鹏

(山西省地质环境监测中心，山西 太原 030024)

在收集资料的基础上，对古交市采空塌陷现状及其形成原因进行了分析，并提出了相应的防治措施，该项成果为政府有效开展防灾减灾工作提供科学依据。

古交市，采空塌陷，防治措施

0 引言

古交市位于太原西北部，蕴藏着丰富的矿产资源，如煤、铁、石英、锰、石膏、硫磺、石灰石等，其中以煤炭为主，累计探明储量98.3亿t，是我国目前最大的主焦煤生产基地。现已形成以煤炭、焦化、钢铁、建材为支柱产业的工业体系。长期的煤炭开采导致大面积采空区出现，由此引发的地面塌陷或地裂缝随处可见，造成重大人员伤亡和财产损失，随着煤矿资源的进一步开采，由此导致的采空塌陷将成为古交市未来很大的安全隐患。

1 煤矿采空塌陷现状

古交煤田位于市区中部，面积为380 km2，含煤约13层，总厚约120 m，其中5号煤以上属山西组，其下属太原组，煤层厚度因地段不同略有差异(见表1)。

表1 煤层特征表

古交煤炭开采历史悠久，最早可追溯到唐宋时期，全市煤矿曾发展到140余座，分布于全市13个乡镇。目前古交市共有煤矿7座，分别是山西焦煤西山煤电(集团)有限责任公司下辖的马兰矿、屯兰矿、镇城底矿、东曲矿、西曲矿，煤气化公司的嘉乐泉矿、炉峪口矿，总面积为326 km2，占古交市井田总面积的87%。年开采总量约2 500万t。采深150 m～300 m，深厚比20～70，回采率约为81%，开拓方式有斜井、竖井式，采煤方法为长壁式。

煤矿采空塌陷主要发生在大型煤矿采空区上方。在形态上，地形平坦时塌陷呈坑状，山区的塌陷表现为阶梯状，如古交嘉乐泉镇南村塌陷。大矿塌陷形状一般为椭圆形，沿采空工作面展布，一般塌陷深1 m～3 m，长轴200 m～500 m，短轴长50 m～100 m。地形平坦时，塌陷呈坑状。在山区，塌陷呈阶梯状，位移达0.5 m～2 m。位于大矿采空区上方的塌陷成群分布，据调查，仅七大煤矿开采煤层产生塌陷的面积已达26.3 km2。据统计，古交市目前约有采空塌陷20处，主要分布于中部的嘉乐泉镇、梭峪乡、镇城底镇、东曲办、西曲办、屯兰办、马兰镇、桃园办等地。

2 形成原因及其危害

煤炭开采结束后，上覆岩石在承载力小于其单向抗压强度时发生冒顶并波及地表，形成面积大于采空区的塌陷坑。煤矿采空塌陷时间滞后于煤矿采空时间[1]，塌陷发生时，地面土地及其上的建筑物等将受到损害，其后地表变形缓慢，直至稳定。沿开采工作面进展方向，塌陷、裂缝随时发生，除塌陷中部已基本稳定外，塌陷外围及新近开采工作面上方仍处在不稳定状态。地面塌陷产生的危害往往较大，对房屋、机井、蓄水池等设施以及农田、林地、果地等造成损毁，对居民生命安全构成严重威胁。如常安乡睦联坡公路由于采矿产生塌陷，致使约400 m公路路基被毁，并造成重大交通事故。据统计，古交市因采空塌陷造成的经济损失高达2.2亿元，预计今后几年这一损失将达到10亿元以上[2]。

3 防治措施

1)对公路两侧塌陷坑进行回填，夯实，并进行浅层加固，对周围的裂缝采用尾矿石回填、灌注浆加固，以确保交通畅通。对耕地内的地面塌陷进行人工回填，将土地整平并恢复种植；对裂缝进行填埋，防止因地表水灌入使裂缝扩大。在塌陷区采取土地复垦和生物措施(如农田防护林网建设等)相结合的方式，达到水土流失得到治理和改善的目的。因灾情程度不同分别采取房屋维修、拆除、避让搬迁等相应措施。地面塌陷影响范围内，隐患未消除之前，要加强监测并设置警示牌或警戒线。

2)重大建设工程(如引黄工程)的选址应尽量避开矿区，特别是采空区。

3)加强各类矿产的开采管理，坚决取缔各种私挖乱采、破坏严重的矿井，严格控制各矿区开采范围，严禁越层越界开采。采矿过程中必须留设必要的保护煤柱。

4 结语

采空型地面塌陷对影响范围内地表水，地下水及上方建筑物、农作物等都可能造成严重影响。因此，加强对采空地面塌陷的形成机理的研究，并结合实际给予相应的有效治理措施，具有非常重要的现实意义。

[1] 刘 帆,宋 玉,韩军锋.煤矿采空区地面塌陷与地裂缝的环境治理[J].西部探矿工程,2011(12):125-126.

[2] 段俊杰.古交市采煤地质灾害特征分析[J].科技情报开发与经济,2011,21(15):186-188.

InvestigationofdefensemeasuresfortheminedoutareabreakdowninGujiao，ShanxiProvince

DuanPeng

(GeologicalEnvironmentMonitoringCenterofShanxi,Taiyuan030024,China)

Based on the collection of means, the present situations and the cause of the mined out area breakdown has be analysed, and the corresponding defense measures has be proposed. This accomplishment can be used for the government to provide science basis for prevention and mitigation.

Gujiao, mined out area breakdown, defense measures

1009-6825(2017)28-0077-02

2017-07-22

段 鹏(1984- )，男，硕士，助理工程师

P694

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