鹤壁矿区地表沉陷的特征

鹤壁矿区地表沉陷的特征

[摘要]鹤壁是因煤而建的城市，煤炭的开发为鹤壁市经济快速持续发展提供了基本保证，然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。要解决这些问题，首先要了解鹤壁矿区地表移动与变形的特征。

[关键词]煤矿开采沉陷特征

中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-222-01

纵观鹤壁矿区开采历史、采煤方法、覆岩特性和地质条件，可以看出，矿区地表移动和变形具有以下特征。

矿区中部，即鹤壁集、中山沉陷区浅部古窑范围广，开采的二1煤、四煤、六煤和八煤有些在西部山区直接出露，往往在雨季古窑采空区成为水流的天然通道，地下水的流动使采空区、冒落带、裂隙带不断压实，上方地表不断下沉、长期不稳定。一、四矿工人村（东山居委会、河西居委会、柏灵桥居委会、河东居委会等），三矿工人村，建材厂工人村（建安居委会、先锋村居委会、马中居委会等），八矿工人村（西井居委会），就位于古窑采空区上方。

开采二1煤层时，浅部地表移动与变形剧烈，往往产生宽度达到1m、深度约10m的大的地表裂缝，并有裂缝间距3--5米，总宽度

10m的地表裂缝带，随着开采深度的增加，地表破坏有所减弱，但是影响范围扩大，地表移动延续时间加长。放顶煤技术的推广应用，地表移动速度明显加大了。1958年至1964年一矿、二矿、三矿、五矿等矿的老采法开采和四矿、六矿水采法开采，井下采煤多，并有一些块段损失，被遗弃的块段在长期载荷作用下，失稳、坍塌，覆岩应力重新分布，地表又一次产生移动与变形，这种变形可能会时断时续，相当长时间内地表不稳定。工程处工人村、三矿工人村（工程处居委会、向阳居委会、马中居委会、马南居委会等），链条厂工人村（马北居委会），六矿工人村（东一巷居委会、矿口居委会、新车站居委会等），均位于现代、老采、水采等采空区上方。断层对地表移动与变形的特殊影响，在矿区内表现得十分明显。一种形式是断层露头处出现有落差的裂缝，使地表在该处产生非连续性变形，位于露头处的建筑物将遭受严重损害。还有一种表现形式是有些时候影响范围很远，例如二矿曾发现，从开采边界到影响边界的距离为采深的2.1倍，影响角27°（矿区内松散层移动角约为45°--50°），因此一旦断层因采动活化，位于断层附近特别是断层带上方的建筑物可能受到严重破坏。贾家地堑的断层带宽约1.1㎞，长4.0㎞，十余条断层组成。二矿工人村（西一巷居委会、西二巷居委会），总库、预制厂、多经公司工人村（北站路东居委会、北站路西居委会）部分住宅段位于贾家地堑上方。

矿区地表沉陷的特征可以概括为：（一）矿区中部古窑采空区分布较广，且有较大的断层影响带，上述区域属于不稳定沉陷区，位

于该区域内的建筑物现在已经损坏，今后仍会继续受到损坏，有时还会产生突发性塌陷事故；（二）矿区煤田基本仅有二1煤可采，属于单一特厚煤层，因此开采范围大，沉陷区域广，沉陷程度严重；（三）上世纪八、九十年代的老采空区和四、六矿的水采，井下留有大量残煤和不规则煤柱，给地表移动带来严重隐患；（四）重复采动的影响和采深不断加大，地表总移动期越来越长。由于上述原因，矿区开采历史虽然比较长，但是地表稳定沉陷区的面积远远小于非稳定区的面积。经过计算，地表沉陷区、古窑采空区，断层影响带总面积72.19㎞?，属于稳定沉陷区的仅17.64㎞?，占全部沉陷区面积的24.4%。

参考文献：

1.徐永圻*采矿学*徐州：中国矿业大学出版社，2010

2.郭文兵*开采损害与保护*徐州：中国矿业大学出版社，2008

3.耿献文*矿山压力测控技术*徐州：中国矿业大学出版社，2002

4.张国良*矿山测量学*徐州：中国矿业大学出版社，2011