煤矿开采沉陷地质灾害与防治对策研究

摘 要：在煤矿开采所产生的地质灾害里，开采沉陷对生态环境产生的影响和破环可以说是非常严重的。基于此，本文针对煤矿开采沉陷所产生的地质灾害及其防治对策进行了相关研究。

关键词：开采沉陷；地质灾害；防治

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

1 开采沉陷对于生态环境的影响

1.1 地表塌陷对于土地环境造成的影响

主要是因为地表产生的塌陷会使得土地出现一定宽度的裂缝和不同程度的落差。在一些坡度超出40°之上的陡崖和断岩或者是凸形的边坡位置，还可能出现采动崩塌甚至滑坡。

1.2 地表塌陷对于水环境造成的影响

首先是地表塌陷裂缝在某种程度上使地面大气降水的径流和汇水条件产生改变， 从而令一些地表水通过塌陷裂缝渗入到地下，造成地面水系流量不断减少甚至干涸。其次是开采沉陷所产生的塌陷裂缝，对上覆岩层含水层以及松散含水层会造成不同程度的损坏，同时其中的一些松散层以及上覆基岩含水层里的的地下水会沿着塌陷裂缝渗入到采空区或者是开采煤层下方的深部含水层，从而造成采空区地下水位降低，开采区及其影响范围内的井、泉、地表水源的水量不断减少，严重的还会干涸。

1.3 地表塌陷对植被的影响

地表塌陷对于树林与草灌产生的影响不大，因为树木的根系相较农作物的根系发育范围要大一些，仅塌陷裂缝范围内的树木根系损伤会比较严重。

1.4 地表塌陷对于人工环境造成的影响

建筑物、构筑物的地基基础，其抗变形的能力一般不足以抵御地表塌陷时产生的地表变形，尤其是在重复采动的情况下，如不采用特殊的保护措施，塌陷范围中建筑物以及构筑物都可能会受到不同程度的损坏。

2 预防及减少地表沉陷与煤矿矿区环境治理的措施

2.1 防止及减小地表沉陷与破坏的措施

（1）留设保护煤柱。也就是在需要进行保护的对象的下面留出一定面积的受护面使其成为煤柱，煤柱的大小按照相关规程规范以矿区获得的移动角进行设计。留设保护煤柱的目的在于将损失的煤炭资源作为代价使其能够让受护对象得到安全保护，优点是能够极大程度地降低受到保护的地表产生的沉陷和变形，使得受护对象自身能够保持安全，缺点是会永久性地损失大量煤炭资源，降低矿井效益。

（2）充填開采。使用砂石和煤矸石等相关材料，以水力和风力作为主要动力， 及时对采空区进行填充，避免顶板与覆岩沉降，从而减小地面产生的变形。

（3）部分开采。在受护对象其保护煤柱的范围中采出一些煤炭，留下一部分煤炭作为支撑，控制地表产生的变形在许可的范围内。开采方式一般分为两种，分别为条带法及刀柱法。刀柱法其自身的采宽与留宽都不大，但工作面需经常变动， 对机械化作业不利。按照当前的资料分析，假如条带开采其自身留宽度设计准确， 那么地表下沉值大概是全部回采的2%～20%，与充填开采相同，在应用上也十分便利，所以应用前景十分广阔。

2.2 受护对象的防护和矿区环境治理的相关措施

（1）矿区内的主要乡镇和居民区，以及重要工业区和交通、水利、电力、重点文化旅游等设施，保护柱应按规定留存保护，采取措施提高受保护体抵抗采矿和变形的能力，使其不会因采煤崩塌而遭到破坏。

（2）简易车间、构筑物、二级道路、排水道、低压线路、小村庄，次级工业、交通、水利、电力等设施，宜采取搬迁或工程恢复措施。

（3）农田垮塌的土地一般应进行回收利用。轻度和中度跨塌的农业用地可以通过工程措施按原使用类型进行恢复。严重跨塌的耕地可被开垦为林地或草地。

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

（5）结合煤炭产业的结构进行有效调整，大力提升煤炭产业的科技水平与集约化程度，如煤炭地下气化技术，使生态环境与矿区环境获得有效地改善。

3 结束语

除对受保护对象采取措施治理外，必要时，对建筑物、构筑物以及在可能产生崩塌和滑坡的地区设置监测预警预报系统，以在紧急的状态下提前处置，从而避免或降低地表沉陷灾害造成的危害。同时大规模的植树种草，既能减小地表沉陷带来的危害，也能美化环境，提高生活品质。

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作者简介：刘德胜（1974-），男，四川剑阁人，本科，水工环工程师，主要从事地质灾害防治工程中的勘查设计施工监理与工程地质勘察工作。