煤矿开采沉陷防治和控制的技术
煤矿开采沉陷防治和控制的技术
发表时间：2019-11-26T13:33:43.290Z 来源：《中国西部科技》2019年第22期作者：冀联合1 冀大伟2 徐文朋3 [导读] 笔者先分析煤矿开采作业中存在的主要沉陷形式以及煤矿开采沉陷的危害性，同时提出煤矿开采沉陷防治与控制的技术策略。
冀联合1 冀大伟2 徐文朋3
1鄂托克前旗长城三号矿业有限公司 2山东能源新矿集团华丰煤矿 3新矿集团内蒙能源长城三矿摘要：笔者先分析煤矿开采作业中存在的主要沉陷形式以及煤矿开采沉陷的危害性，同时提出煤矿开采沉陷防治与控制的技术策略。
关键词：煤矿开采；沉陷；防治措施；控制技术；危害性
1煤矿开采作业中存在的主要沉陷形式
1.1沉降盆地
沉降盆地指的是在部分区域，煤矿开采活动对它产生的影响，在地表标高下降的情况下，会导致煤矿的采空区上方发生沉陷区域，它的整体面积高于采空区，这同样是形成沉降盆地的重要原理。煤矿企业在开采期间，倘若发生沉降盆地的情况，就会直接影响到周边建筑使用的安全性，无法使转移它的原有位置转移，是会对煤矿现场开采环境稳定性产生很大的负面影响。
1.2沉降坑
在煤矿开采活动中，会遇到不同种地质条件复杂的煤层，例如采沟的不均衡煤层与急倾斜状况的煤层等等，这些煤层都会对企业在煤矿开采中的安全性、稳定性产生不小影响。并且因为煤层存在不均匀的厚度的问题，所以导致的损坏到的覆岩破程度也不相同，在没有进行有效控制的情况下，在煤矿开采中会存在地面沉陷的现象，进而形成沉陷坑[1]。
1.3裂缝与台阶
煤矿企业在煤矿开采中，在存在沉降现象的情况下，他发生的沉陷盆地会影响到后面顺利开采煤矿。在煤层的外边缘会出现不同种裂缝，它们的大小不一，倘若没有在最短的时间内处理这些裂缝，就会形成联通裂缝于采空区，在裂缝的两侧同样会出现不同种样式的裂口。
2煤矿开采沉陷的危害性
2.1危害土地
在煤矿开采期间，倘若没有运用有效的沉陷事故防范与控制技术，就会进而产生开采沉陷问题，对周围的土地资源造成危害，导致这些土地慢慢荒废而不能种植庄稼，进而严重的浪费土地资源。沉降问题对土地的危害主要表现在下面几个方面：第一是在出现煤矿开采沉陷问题后，周边地表会发生大大小小的地势坑洼区域，在降水影响下会导致它们存在大量积水，没有完全有效排出积水就会对土地的耕种活动产生很大负面影响；第二，在发生沉降的情况后，会进一步出现采空区与裂缝，对正常利用土地资源是会产生影响，采矿企业如果不及时进行解决，就会浪费掉这部分的土地。
2.2危害地表建筑
在开采矿区存在沉降问题后，同样会影响到地表建筑安全，不便于周边居民的工作与生活，甚至对民众的人身健康产生威胁。沉陷问题会危害到地表建筑，会减小它的结构的稳定性，煤矿企业没有及时运用合理策略来控制，就会继续扩大它的面积，最后可能导致倒坍现象而造成人员伤亡，会严重影响到社会的稳定性[2]。
3煤矿开采沉陷防治与控制的技术策略
在煤矿开采中防治与控制沉陷的主要是从两方面进行，第一是要对煤矿开采塌陷进行控制，借助使用科学合理的采矿工艺与方法，来有效阻止地表的下沉，能对它的下沉范围与速度进行有效控制，有效保护耕地、地表建筑物等；第二要对进行恢复与整治煤矿开采沉陷，全面使用建筑物抗采动变形与土地复垦技术，重新整治由于开采沉陷而被破坏的土地，确保能更合理的利用。
3.1沉陷防治与控制技术策略
①全部填充开采，在开采出煤炭之后，还未冒落之前，能使用固体材料密实填充采空区，尽量降低顶板岩层下降的高度，对地表的变形与下沉进行有效控制，进行有效保护耕地与地面建筑物。在不同种充填采煤法中，使用水沙填充方法能对地表下沉进行有效阻止，另外同样需要使用矸石自留充填与风力充填的方式，运用所有充填开采方法要运用专门的充填设置与设备，同时保证使用充足的填材料[3]。
②条带开采技术，该技术结合了煤层内部结构与上覆层岩组合，运用它的组合特点与相应的采留比，在煤层的内部开采出一条巷道并同时保留一条。它的开采对象是部分煤炭资源，会保留部分煤炭资源来形成煤柱支撑上覆层岩，以来降低移动上覆岩层，对地表的变形与移动进行有效控制，同时对地面的耕地与建筑进行有效控制。然而在运用条带开采方式期间，要挖掘更多的巷道，且它的采出率与工作效率同样不高。
③覆岩离层带充填，使用这种技术需要技术人员进行详细分析采空区上方覆岩三带岩移特性，在采出煤炭的相应时间内，能借助钻孔进行高压注浆与充填离层带，使离层带的空间更加坚固，防止它进一步下沉而传向地表，实现有效阻止地表下沉。
④限厚开采按照煤矿开采区的水文地质条件、地形地貌和地面上建筑物的抗变形能力，借助科学的计算与分析，对开采煤层的最佳厚度进行确定，同时确保地表不会出现积水且对地表上的农田与建筑物不会破坏。同时在开采期间，必须遵循开采厚度，一定不能开采范围之外的煤层，这才能对开采沉陷进行有效地防治与控制，保护地表的农田与建筑物。但是，这种技术方法的采出率十分低，只是适用在煤层较薄的煤矿开采中。
⑤协调开采在分层开采较厚的煤层的时候，对每个层面之间的最合适开采间距、开采顺序和相互位置必须正确计算出来，能让一个工作面产生的地表变形恰好和另一个工作产生的地表变形相互抵消部分甚至全部抵消，这就能有效地降低因为采动造成的地表变形，同样起到保护地表耕地与建筑物的效果。但是，这种技术方法必须保持相应的错距，实际生产的难度比较大，在中国没有进行推行[4]。
3.2土地复垦技术
①煤矸石充填复垦与粉煤灰充填复垦技术，第一把地下开采中出现的许多煤矸石运送到地表进行排放的方式，不但会对土地资源造成占有同样会对环境造成污染。而采用煤矸石进行充填，能恢复采煤破坏土地，同时降低占用到土地；第二，能运用电厂废弃物中的粉煤灰进行沉陷区充填，进而做到土地复垦，对电厂、煤矿与农民都是有利的。