采煤引发地面塌陷的预测及绘制地表下沉等值线的方法例

采煤引发地面塌陷的预测及绘制地表下沉等值线的方法例

【摘要】地面塌陷是煤矿开采中常见的人为诱发的地质灾害，煤层采动后，由于大量采空区的形成，引起上覆岩层的扰动，在采空区上部形成冒落带、裂隙带、弯曲带，并最终形成地面塌陷。利用定性与定量相结合的方法对地面塌陷地质灾害进行预测，对有效地采取防灾减灾综合防治措施具有指导意义。

【关键词】煤矿；开采；地面塌陷；预测；地表下沉；等值线

1. 矿山概况

山西石泉煤业有限责任公司位于襄垣县城西20Km处的夏店镇柴家岭村至下湾村一带，矿区面积12.2251Km2，批采3～15号煤层，开采标高699.97～27.97m，批准生产规模120万t/a。开采方式为地下开采，矿井服务年限为35.4年。自2004年建矿以来，一直未投产，目前正在基建。

2. 地质环境背景

2.1矿区位于太行山西麓、长治盆地的北部边缘。地貌类型为断块剥蚀中低山区，区内黄土梁、冲沟分布广泛，总体地势为南北高、中间低。

（2）8-2号煤层位于太原组上段中部，上距3号煤层40m左右。顶板岩性为泥岩、砂质泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。煤层厚度为0～1.20m，平均0.59m，埋深570～710m。

（5）山西组厚58.60m，共含煤4层，自上而下编号为1、2、3、4号，其中3号煤层为稳定可采煤层，其余1、2、4号煤层为不可采煤层，煤层总厚6.85m，含煤系数为11.69%。

（6）3号煤层位于山西组下部，上距K8砂岩32m左右。顶板岩性为砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。含0～3层黑色泥岩夹矸。结构简单～复杂。3号煤厚5.05～7.20m，埋深530～670m，平均厚6.14m，为稳定可采煤层。

（7）硬质岩石为砂岩，软质岩石为泥岩、页岩。砂岩、粉砂岩呈中厚层状，比较坚硬，泥岩、页岩较软弱，遇水易泥化，抗风化能力低，工程性质差，岩性较为复杂，岩层层理发育，层间结合力较差，软硬相间的岩层导致工程地质性质差异较大（表1），所夹的煤层采空后，易产生地面塌陷地质灾害。

3. 矿山开采现状

该矿目前正在基建，尚未开采，未形成采空区，地质灾害不发育，未造成人员财产损失，地质灾害危险性小。

4. 采煤引发地面塌陷预测

6. 防治措施

（1）对可能遭受地面塌陷、地裂缝地质灾害威胁的主井、副井、风井工业场地、矸石场地及位于矿区内的村庄设计预留保安煤柱，防止地质灾害的发生。

（2）由前述可知，在地表变形范围内，采区边缘有可能出现拉伸裂缝，中心地带因地处山区，一般不会出现沉降盆地，但有可能在地表高低不同的部位出现地面裂缝与地面塌陷。可采取就近取土填埋、整平措施。填埋量根据前述地表下沉等值线及经验公式确定。

7. 结语

通过以上实例对采煤引发地面塌陷的预测及绘制地表下沉等值线，便于确定具体的防治措施，对建立完善的地质环境保护与恢复治理制度，提高矿山企业的资源环境保护意识，促进矿山地质环境的改善，实现矿产资源开采与地质环境保护的良性循环具有重要的意义。

参考文献

[1]《山西石泉煤业有限责任公司矿山地质环境保护与恢复治理方案》，叶晋岩、赵铁玲、乔旭俊、全建英、杜媛，山西省第四地质工程勘察院，2012年.

[2]《矿区采煤塌陷综合治理与评价》，朱伟，《建筑百科》.

[3]《山西襄垣县采煤诱发地质灾害分析》，周亚涛、邓红林、卫宏，《中国地质灾害与防治学报》，2002年.