矿区地面沉降的危害及其防治
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１ 所示。地表最大下沉量可达开采煤层开采厚度的 ６ ％ 一 ０ ０ ９ ％。减少地表变形 的途 径就是 减少地表下沉
值， 开采时可以采用充填开采或条带开采 。充填开采时 ， 覆岩的破坏比较小 ， 从而减小了地表下沉 ， 减小程度
取决于充填方法和充填材料 ， 水砂充填下沉值为采厚的 １％ 一１％ ， ０ ５ 其他充填法约为 ３ ％ ～ ０ ０ ５ ％。使用条 带开采 ， 留的条带可以支撑顶板及上覆岩层 ， 保 减小地表下沉及变形 ， 下沉量一般在 １％ 以下。在资源开采 ５
成铁轨悬空 ， 引起房屋毁坏； 波兰巴库依钢铁公司 ， 由于地下采煤， 尽管采取 了积极的防护措施 ， 仍造成了天 车轨道两端竖向高差达 ６０ ｍ之多。 ２ｒ ａ
１３ 对地区经济的影响 ．
我国是世界产煤大国， ％的煤炭生产为地下开采 ， ９ ７ 煤炭作为一次能源还将持续到下世纪中叶 ， 地下采 煤与地表塌陷损害的矛盾将长期存在。根据统计资料 ， 国因开采煤炭所造成 的地面塌陷面积已达 ４ ． 我 Ｏ ２万
产建设和人们的生存环境 。
矿山开采引起的地面塌陷问题 由来 已久 ， 属于人为的地质灾害之一， 长期困扰和阻碍着矿区的经济发展
及环境保护。
１ 地 面沉 降的危害
在我 国， 采矿活动引起的地面沉降问题更为突出，三下” “ 开采直接危害着地 面的建筑设施和 自然环境 ，
地下开采引起的地面沉降危害主要表现在对生存环境 、 生命财产安全和当地经济三个方面。
２ 地 面沉 降防治措施
２ １ 预 防措 施 ．
２１ １ 准确预测分析 ．．
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塌陷盆地
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２０ ０７年 ２月
文章编号 ：０ ７２ ２ （０ ７ ０ －１２０ １０ －８９ ２ ０ ） １０２ －３
矿 区地 面 沉 降 的危 害及 其 防治
段 丽丽 ， 朱明
（ 河北理工大学 资源与环境 工程学院 ， 河北 唐山 ０ ３０ ） ６ ０ ９
关键词 ： 地下开采 ； 地面沉降； 害 危 摘 要： 地下开采引起 的地面沉降问题越来越受到人们的关注， 因此要从 多方面总结地面沉降
１１ 对人类生存环境的影响 ．
主要表现在 ： 塌陷区建 （ 筑物损坏 ， 构） 由于产生不 均匀沉降， 使道路、 桥涵、 铁路、 上下水管线、 堤坝、 供
电设施和通讯线路等受到破坏 ； 地面大面积积水 ， 耕地受淹 ， 造成有限耕地面积减少 ； 地表水位下降， 致使生
活及灌溉用水困难 ； 山地滑坡及环境污染 ； 地面出现大面积塌坑 ， 造成交通的堵塞 ， 自然景观 的毁坏 ， 至造 甚 成河流改道； 对人类生存环境质量也有较大破坏 ， 如地下水的疏干 ， 土壤质量下降 ，Ｈ值增高 ， ｐ 土壤中生物的 生存条件变坏 ， 生物量减少， 最终破坏土壤生产力等等 ， 破坏了人类赖以生存的环境 ， 对人类生存构成极大的
威胁。 １２ 对人生命财产的威胁 ．
“ 三下” 采煤直接危害着地面的建筑与设施 。例如 ， 我国抚顺矿区特厚煤层开采 ， 给车辆厂、 石油一厂 、 发电厂、 挖掘机厂等造成不 同程度 的损害 ， 甚至停产或被迫移址 ； 本溪矿区职工 医院， 受采动危害， 墙体严重
开裂 ， 不能正常就诊 ； 学校楼房受采动影响， 使学生不能上课 。国外的事例也较 多， 例如 ， 国因开采影响造 德
之前要先对开采引起的地表下沉进行精确的预测和分析 ， 以便及时调整开采方案 ， 采用最优方案 ， 减小不利 影响。
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圈 １ 塌 陷 盆 地 不 意 图
矿山地 下开采引起地表塌陷是一个复杂 的地质力学过程 ， 是受扰动岩体破坏 、 移动与变形过程在地表的 最终体现。地下资源被采出后 ， 引起岩层移动 ， 当采空区足够大时 ， 岩层移动达到地表， 形成下沉盆地 ， 如图
收稿 日期 ：０ ６０ －６ ２０ －５２
Biblioteka Baidu
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第ｌ 期
段丽丽 ， ： 等 矿区地 面沉降的危害及其防治
１３ ２
ｈ 其中 ７ ％是农 田， ｍ， ５ 而且还正在 以每年 ６ ７ｍ 的速度递增 ， ６ｈ 我国每采 １ 万吨煤炭就要有近 ４亩的耕地被
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第２卷 ９
第ｌ 期
河 北 理 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｅ ｅ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｂ ｉ ｓｉ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ Ｉ ｔ
Ｖｏ ． ９ Ｎ ． １２ ｏ １ Ｆｂ２ｏ ｅ ．ｏ ７
毁坏 ， 造成减产或绝产 ， 中型矿井为此付出的赔偿每年达近亿元 。许多矿区内原来地势平坦 ， 一个 农田肥沃， 但 由于开采塌陷 ， 形成 了数塌陷积水坑 ， 致使耕地无法利用 。同时 ， 地面建筑物 、 道路 、 涵、 桥 铁路 、 管线等基 础设施的改建或维修耗费大量的人力、 物力和财力 ， 若地面沉降严重 ， 甚至要搬迁整个村庄 ， 更是一种极大的 损耗。随着开采这对于矿 区， 特别是平原地区的矿区是一个不可忽视的问题。
的危害， 及时采取有效措施 ， 减少由地下采矿引起的沉降， 真正实现可持续发展 。
中图分类号 ： １１ 文献标识码： Ｘ４ Ａ
０ 引言
地面沉降广义是指 自然或人为因素作用下形成的地面标高降低。 自 因素引起的地面沉降是地质历史 然 时期普遍存在的现象 ， 是不可避免的现象。人为因素指开采地下资源 ， 地下开采破坏了岩体 内原有的应力平 衡状态 ， 使采空区周围的岩层乃至地表产生移动和变形 ， 进而导致地面建筑物的变形 和损坏 ， 影响工农业生
值， 开采时可以采用充填开采或条带开采 。充填开采时 ， 覆岩的破坏比较小 ， 从而减小了地表下沉 ， 减小程度
取决于充填方法和充填材料 ， 水砂充填下沉值为采厚的 １％ 一１％ ， ０ ５ 其他充填法约为 ３ ％ ～ ０ ０ ５ ％。使用条 带开采 ， 留的条带可以支撑顶板及上覆岩层 ， 保 减小地表下沉及变形 ， 下沉量一般在 １％ 以下。在资源开采 ５
成铁轨悬空 ， 引起房屋毁坏； 波兰巴库依钢铁公司 ， 由于地下采煤， 尽管采取 了积极的防护措施 ， 仍造成了天 车轨道两端竖向高差达 ６０ ｍ之多。 ２ｒ ａ
１３ 对地区经济的影响 ．
我国是世界产煤大国， ％的煤炭生产为地下开采 ， ９ ７ 煤炭作为一次能源还将持续到下世纪中叶 ， 地下采 煤与地表塌陷损害的矛盾将长期存在。根据统计资料 ， 国因开采煤炭所造成 的地面塌陷面积已达 ４ ． 我 Ｏ ２万
产建设和人们的生存环境 。
矿山开采引起的地面塌陷问题 由来 已久 ， 属于人为的地质灾害之一， 长期困扰和阻碍着矿区的经济发展
及环境保护。
１ 地 面沉 降的危害
在我 国， 采矿活动引起的地面沉降问题更为突出，三下” “ 开采直接危害着地 面的建筑设施和 自然环境 ，
地下开采引起的地面沉降危害主要表现在对生存环境 、 生命财产安全和当地经济三个方面。
２ 地 面沉 降防治措施
２ １ 预 防措 施 ．
２１ １ 准确预测分析 ．．
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２０ ０７年 ２月
文章编号 ：０ ７２ ２ （０ ７ ０ －１２０ １０ －８９ ２ ０ ） １０２ －３
矿 区地 面 沉 降 的危 害及 其 防治
段 丽丽 ， 朱明
（ 河北理工大学 资源与环境 工程学院 ， 河北 唐山 ０ ３０ ） ６ ０ ９
关键词 ： 地下开采 ； 地面沉降； 害 危 摘 要： 地下开采引起 的地面沉降问题越来越受到人们的关注， 因此要从 多方面总结地面沉降
１１ 对人类生存环境的影响 ．
主要表现在 ： 塌陷区建 （ 筑物损坏 ， 构） 由于产生不 均匀沉降， 使道路、 桥涵、 铁路、 上下水管线、 堤坝、 供
电设施和通讯线路等受到破坏 ； 地面大面积积水 ， 耕地受淹 ， 造成有限耕地面积减少 ； 地表水位下降， 致使生
活及灌溉用水困难 ； 山地滑坡及环境污染 ； 地面出现大面积塌坑 ， 造成交通的堵塞 ， 自然景观 的毁坏 ， 至造 甚 成河流改道； 对人类生存环境质量也有较大破坏 ， 如地下水的疏干 ， 土壤质量下降 ，Ｈ值增高 ， ｐ 土壤中生物的 生存条件变坏 ， 生物量减少， 最终破坏土壤生产力等等 ， 破坏了人类赖以生存的环境 ， 对人类生存构成极大的
威胁。 １２ 对人生命财产的威胁 ．
“ 三下” 采煤直接危害着地面的建筑与设施 。例如 ， 我国抚顺矿区特厚煤层开采 ， 给车辆厂、 石油一厂 、 发电厂、 挖掘机厂等造成不 同程度 的损害 ， 甚至停产或被迫移址 ； 本溪矿区职工 医院， 受采动危害， 墙体严重
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矿山地 下开采引起地表塌陷是一个复杂 的地质力学过程 ， 是受扰动岩体破坏 、 移动与变形过程在地表的 最终体现。地下资源被采出后 ， 引起岩层移动 ， 当采空区足够大时 ， 岩层移动达到地表， 形成下沉盆地 ， 如图
收稿 日期 ：０ ６０ －６ ２０ －５２
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第ｌ 期
段丽丽 ， ： 等 矿区地 面沉降的危害及其防治
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第２卷 ９
第ｌ 期
河 北 理 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｅ ｅ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｂ ｉ ｓｉ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ Ｉ ｔ
Ｖｏ ． ９ Ｎ ． １２ ｏ １ Ｆｂ２ｏ ｅ ．ｏ ７
毁坏 ， 造成减产或绝产 ， 中型矿井为此付出的赔偿每年达近亿元 。许多矿区内原来地势平坦 ， 一个 农田肥沃， 但 由于开采塌陷 ， 形成 了数塌陷积水坑 ， 致使耕地无法利用 。同时 ， 地面建筑物 、 道路 、 涵、 桥 铁路 、 管线等基 础设施的改建或维修耗费大量的人力、 物力和财力 ， 若地面沉降严重 ， 甚至要搬迁整个村庄 ， 更是一种极大的 损耗。随着开采这对于矿 区， 特别是平原地区的矿区是一个不可忽视的问题。
的危害， 及时采取有效措施 ， 减少由地下采矿引起的沉降， 真正实现可持续发展 。
中图分类号 ： １１ 文献标识码： Ｘ４ Ａ
０ 引言
地面沉降广义是指 自然或人为因素作用下形成的地面标高降低。 自 因素引起的地面沉降是地质历史 然 时期普遍存在的现象 ， 是不可避免的现象。人为因素指开采地下资源 ， 地下开采破坏了岩体 内原有的应力平 衡状态 ， 使采空区周围的岩层乃至地表产生移动和变形 ， 进而导致地面建筑物的变形 和损坏 ， 影响工农业生