煤矿开采沉陷有效控制的新途径的认识

煤矿开采沉陷有效控制的新途径的认识

刘江江

陕西华电榆横煤电有限责任公司陕西榆林719000

摘要：现代我国进行煤炭开采的力度变大,进而造成煤矿的过度开采导致采矿区的环境出现越来越严重的地面沉陷情况发生,尽管因为煤炭的开采所产生的地面沉陷无法完全消除,但我们可以通过运用科学合理的煤矿开采防治措施和煤矿开采控制技术,把所产生的沉陷灾害尽量控制在最低范围内。采取三步法是我国现代进行控制煤矿开采沉陷较好的解决方法。本篇文章主要是认识煤矿开采沉陷的有效控制新途径。

关键词：煤矿；开采沉陷；有效控制；新途径

1认识并了解煤矿开采沉陷

伴随着我国经济飞速且迅猛的发展,导致我国在能源消耗方面消耗量日渐增加,煤炭资源是最主要的能源之一,煤炭合理的开发以及最大化的使用能创造最大化经济利益的同时会导致煤矿采矿区的地表发生大面积沉陷的情况,这是因为煤矿开采引起的岩层移动造成的，有效的控制和减少地面塌陷程度是解决开采沉陷问题的有效的方法。我国的研究人员一直在研究关于煤矿开采沉陷的问题,为了研究出最好的解决办法而一直努力着。

我国的经济发展让社会各个方面都更加需要能源。人们进行的采矿工作会发生地表沉降会影响环境然后导致直接破坏了自然界之间的平衡状态。在煤矿开采的过程中发生的开釆沉陷问题会直接或者是间接的造成地表塌陷、农业产量减产、农业耕地缩小、建筑物的损坏等等问题。我国对煤矿资源进行大规模的开采将会严重破坏矿山以及矿山周围的环境,会制约煤矿开采区的经济发展甚至会间接威胁到人们的生命安全。进行煤矿的开采所引发的环境问题多数和煤矿开采所造成的岩层以及地表移动息息相关。进行煤矿开采所造成的沉陷所出现的灾害表现为土地塌陷、道路塌陷、道路裂缝、建筑物发生变形或者是建筑物遭到破坏等等。大面积的煤矿开采所造成的岩层以及地表的移动是煤矿开采区发生地面塌陷与区域变形的根本原因,所以合理有效的控制并降低地面塌陷才是解决这个问题的根本。

2了解煤矿开采沉陷所形成的根本原因

进行煤矿开采所发生的沉陷是从煤矿采出煤之后,破坏了地下采空区和采空区水平应力以及土地的垂直应力之间的平衡状态,地层会发生重新分布垂直应力，这样的话岩层就会被破坏或者变形,引起岩层移动和地表沉陷的现象和过程。这就是煤矿开采沉陷。煤矿开采沉陷的根本原因就是因为矿产采出后,让岩石的内部应力进行了非常复杂的变化,而这样的变化又让周围的岩石应力进而发生变化,之后持续的传播到地表之上,就会造成采空区到地表之间的岩层进行整体的移动，在煤矿采空区上覆着的岩层内部构造具有结构复杂的特点,不同的岩层其岩性也是具有不同的差异性,且岩层内部之间存在很多不连续的节理以及裂隙也会造成大范围的岩层移动,若这些岩层的移动持续不断的向地表扩散肯定会传到地表的岩层之上,这将会发生大范围高强度的的地表沉降现象。若煤矿埋藏在地下的深度很深且在地下进行采矿的任务范围小,那么就不会发生地表沉陷，仅仅会造成局部的岩层移动不会出现地表沉陷的情况,如果在地下煤矿开采的采矿任务较为剧烈且影响范围大的话肯定会让地表岩层出现移动或者是变形,然后就会出现地表沉陷的情况了。

3煤炭开采沉陷的影响

在进行煤矿开采时因为在近地面进行采煤所造成的地面塌陷数发生频率高而且地面塌陷的面积大,会导致采矿区附近的农田或者是耕地受到破坏,长此以往下去农民无法进行农田耕种就会导致农田和耕地最后出现荒芜浪费的情况。而且具有低洼地势特点的塌陷区常年处在积水的状态农民就无法进行正常的耕种，如果我们无法及时的通过采取一些行之有效的措施,就无法发挥出我国土地耕种的优势以及浪费了我国的土地资源。在进行煤炭开采时不仅会破坏地下岩石以及地下的含水层与隔水层,也会造成无法进行疏排地下水。进行煤矿采矿后的覆岩若发生冒落塌陷的情况时,都会一定程度的改变地下水的流量或者是流向，会直接造成地下水位发生急剧下降,造成我国水资源严重匮乏的情况并造成大量的水土资源流失情况。如果煤矿采矿区地下水的径流条件变化了那么煤矿采矿区地下水会出现上升的趋势。进行煤炭开采时发生的地表下沉以及地表变形等这样的问题,这都会影响采矿区上地表的建筑物或者是农田水利设施，影响小的话会让人们的生产生活发生不便,当开采面积达到一定范围之后，移动和破坏将波及到地表。位于开采影响范围内的房屋建筑、铁路、河流和井巷等就要产生变形或损坏，影响大的话会威胁到人们的生命以及财产安全。所以我们一定得运用相应的控制方法才能对进行煤矿开采所造成的危害进行一定的控制。

4运用采-注-跳采进行有效控制煤矿开采沉陷

采-注-跳采三步法在采-注-采的基础之上进行优化并合理的提出来了，三步法的意思是将煤矿开采区域分成条带式都一样的作业面。其中把宽条带作业面的宽度一般有效的控制在基岩厚度的1/3到1/5之间，把窄条带作业面的宽度基本上是控制在基岩厚度的1/4到1/6之间且煤矿的采出率不能超出35%。进行煤矿开采三步法时首先需要先进行开采窄条带的作业面,控制住留煤柱对覆岩的移动,进行煤矿开采后在破坏覆岩会成一个平衡的状态,基本上不会发生地表变形与沉陷。之后进行注浆填充以及固结窄条带在采空区进行破裂岩体,进行注浆时所运用的材料基本是粉煤灰。凝结煤矿的采空区与上覆破裂岩并组成整体进而固结体来可以恢复土地的承载能力。最终开采剩下的宽条带煤柱，为了避免会影响到煤炭的质量施工人员需要确保能稳定支撑住,在开采宽条带的过程中两边需要留有一条一定宽度的小条形来隔离煤柱,上覆岩层可以运用复合固结岩体条带发挥支撑作用,让荷载能进行转移,形成地表时会出现大面积且非常平缓的下沉让地表的变形值变小,在我国目前现有的煤炭开采技术背景下,本篇文章主要提出了三步法煤矿开采技术,这能更好的控制地表的沉陷和上覆岩层的沉陷并加大煤炭的采出率。煤矿的开采工艺仅仅需要运用常规的采矿方法,在煤矿采空区进行的注浆以及加固工艺的控制方法较为简单,所以运用三步法进行煤矿的开采能非常合理有效的控制地表的沉陷,可以很好的解决煤矿采煤地表发生严重的沉降以及进行煤矿开采造成环境破坏。

5结束语

通过我国科学技术的飞速发展以及技术开发人员一直不断的努力,成功研究出采-注-跳采这种方法,高效合理的运用三步法来进行煤矿的开采工作,能够达到尽量降低地面建筑物损坏并把所造成的损坏控制在最合理的范围之内，所以有效的煤矿开采三步法一定会取替传统的煤矿开采技术,希望将此方法更多的运用到煤矿业产业中达到保护煤矿采矿区环境的目的。

参考文献：

[1]魏义亮;紫坪铺水利枢纽工程废旧煤洞对水工建筑物稳定性影响与对策研究[D];成都理工大学;2016年.

[2]谭志祥;采动区建筑物地基、基础和结构协同作用理论与应用研究[D];中国矿业大学;2015年.

[3]王晖;青兰高速公路沿线北八特采空区地表沉陷机理及其数值模拟[D];中国地质大学（北京）;2015年.

[4]孙冬明;采动区送电线路铁塔力学计算模型及塔－线体系共同作用机理研究[D];中国矿业大学;2015年.