如何有效控制煤矿开采沉陷

如何有效控制煤矿开采沉陷

煤矿不但实现了国家经济的进一步发展，也有效保障了人们的生产生活，是主要的能源物质之一。但是，煤矿的大规模开采下存在极为普遍的开采沉陷现象，倘若无法进行有效控制，就会有土地积水或塌陷、道路塌方、房屋破坏变形及农田减产绝产等状况出现。故而，必须严格落实煤矿开采沉陷控制工作，确保煤矿开采的安全性。

标签：煤矿开采;沉陷事故;控制策略

煤炭大规模开采会对矿山及周边环境造成极为突出的破坏，开采沉陷所引发的矿区环境灾害是导致矿区出现变形或塌陷灾害的主要缘由，通过对地面塌陷程度的有效控制并减轻可对该问题妥善处理。而因地表沉陷引发的灾害已对工业、农业、环境保护、交通运输等多方面造成了影响，故而成为了亟待解决的社会与环境问题。

一、媒炭开采沉陷造成的影响

（一）土地资源受到的影响

开采煤矿的过程中，与地面较近的采煤会频频引发较大面积的地面塌陷，如此一来也就会在不同程度上破坏矿区周边大部分农田和耕地，而这也就会导致农田、耕地出现无法长期耕种的情况，最终出现荒芜。特别是低洼地势塌陷区由于长期处于积水状态的缘故，正常耕种根本无法进行，存在永久性的影响，如果无法及时进行有效整治，随着时间的推移，此类原本十分肥沃的土地也会逐渐地永久性消失。

（二）水资源受到的影响

开采煤矿期间，不但会在较大程度上损坏地下岩石、隔水层及含水层，同时也会较大地疏排地下水。而经过一段时间之后，一亘采矿后的覆岩有冒落或塌陷出现，都会在一定程度上对地下水流向与流量造成影响，促使地下水位急剧下降，进而出现水资源匮乏严重、水土资源流失巨大的情况[1]。同时，因该矿区地下水径流条件产生了一定变化的缘故，该矿区地下水也会表现出不斷上升的矿化度。

（三）地表建筑受到的影响

开采煤矿期间地表下沉、水平倾斜及变形等问题的出现，会在一定程度上影响到矿区地表建筑物及农田水利设施等，不但会使人们的生产生活受到一定阻碍，同时还会在较大程度上威胁到人们的生命财产安全。故而，必须积极实施合理应对措施，最大限度控制危害程度。

二、沉陷的防治控制途径

（一）全部充填开采

完成煤炭开采且还未冒落顶板时，针对采空区而言需以固体材料密实地进行充填，以便将顶板岩层下降高度尽可能的减少，如此一来也就能对地表下沉与变形进行有效控制，并未耕地、地面建筑物提供可靠保障。而在阻止地表下沉的各个充填采煤法中，水沙充填这一技术方法具有最为显著的效果，其次便是风力充填及研石自溜充填。但是，不论是何种充填都要求专门的充填设施与设备，同时还必须保障充填材料足够。

（二）条带开采

以煤层内部结构及上覆岩层组合特点为依据，并在相应采留比的运用下，以煤层内部为对象进行一条巷道的开采，并保留一条巷道。由于条带开采仅是以部分煤炭资源作为开采对象，需将部分煤炭资源保留下来，在其形成煤柱之后为上覆岩层提供支撑的作用。如此一来，可将上覆岩层的移动有效减轻，通过控制地表变形与移动，进而为地上建筑物及耕地提供安全保障。然而，该类开采方法的使用要求进行多条巷道的挖掘，且采出率、工作效率不够理想。

（三）覆岩离层带充填

以采空区形成自上方覆岩移动的三带岩移特性为根据，在完成煤炭开采后的一定时间内，借助钻孔朝着离层带空间内进行高压注浆、充填，以此对离层带空间进行加固[2]。以具备较好稳定性的连续梁结构作为采动砌体梁结构加固方向，在对离层带下沉空间朝着地表传递的控制下，促使地表下沉得以减少或减缓，进而为地面建筑物与耕地提供保障。

（四）协调开采

开采厚煤层的过程中，必须提前科学、合理的对各个工作面开采顺序、间距及相互位置进行设计，以此促使两个开采煤层能够抵消一部分或是完全抵消由其引发的地表变形，如此即可为地表建筑物及拼地提供最大程度的保障。尽管此类方式具有十分理想的效果，然而因该技术要求保持相应错距的缘故，所以在组织生产中有较大难度存在。

（五）限厚开采

在确定可开采煤层厚度时，必须建立在多方面因素的基础上，如矿区水文地质与地形条件、地面积水的产生及建筑物自身抗变形能力等。而在明确了开采煤层厚度之后，就仅能对该厚度的煤进行回采，不能开采剩余厚度的煤，以此可将地表下沉的问题有效缓解，并为地表建筑物、耕地提供良好保障。此类技术仍有低采出率的劣势存在，故而其使用价值仅存于薄煤层中。

三、土地复垦技术

（一）煤研石充填复垦和粉煤灰充填复垦

在地下开采期间会有大量煤矸石产生，而将其运输、排放至地表后，不但会占用大量面积，同时也会对环境造成污染。将煤研石作为充填材料，不仅可恢复受损于采煤的土地，同时还能将矸石占地减少。以电厂废弃物粉煤灰对沉陷区进行充填、复垦，可实现再次利用。

（二）平地和修建梯田复垦

就潜水位偏低、积水沉陷区的边坡地带而言，在改造成梯田、平整土地等方式的运用下可实现复垦利用。以土层厚度、作物种类、工程量大小及耕种机械化程度等为根据对梯田水平宽度与梯坎高度予以考虑，以原始坡度大小、复垦土地用途、有无灌溉条件为根据对田间坡度坡向及大小予以考虑。

四、结语

频频出现的煤矿开采沉陷现象一定程度上影响了煤矿区农田和建筑物，也严重破坏了生态环境。倘若无法有效进行控制，就会出现煤矿开采与生态环境失衡的问题。故而，需对开采沉陷防控技术充分展开研究、运用，通过安全开采，推动煤矿开采与社会、经济及生态环境协调发展的实现。

参考文献：

[1]买买提江·买合木提.有效控制煤矿开采沉陷的新途径[J].内蒙古煤炭经济，2017（7）：9-9.

[2]张耀中.浅谈煤矿开采沉陷防治和控制技术[J].科学技术创新，2016（13）：59-59.