浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术

1、浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术摘要：本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响，并以减 轻危害程度为目标，按照各个矿区应合理的应用采矿方式和工艺，来 防治和控制开采沉陷。关键字：开采沉陷土地复垦沉陷控制山西是煤炭大省，煤炭的开发为山西经济快速持续发展提供了大 体保证，但是煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破 坏日趋突出，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、衡宇变形破坏等，这都是开采引发的岩 层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的本源，有效控制和减轻地 面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转，各集团 公司都加大了环境的防治和治理

2、，对煤炭事业来讲，功在今世，利在 千秋。一 沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的 控制，即通过合理选择采矿方式和工艺、合理布置开采工作面、采取 井下充填法、覆岩离层带空间充填等办法，来减少地表下沉，控制地 表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采 动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。全数充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实 充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到 保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采

3、煤法中减 少地表下沉效果作好的方式，其次是风力充填和肝石自溜充填。但充 填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充沛的充填材料。矿 井初期投资大，吨煤本钱相应的增加。条带开采按照煤层和上覆岩层组合条件，按必然的采留比，在被开采的煤 层中采出一条，保留一条。由于条带开采仅是部份地采出地下煤炭资 源，保留了一部份煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动， 控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。但该方式采 出率低、巷道掘进多，工作面效率低。覆岩离层带充填按照采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一 按时间距离内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空 间，将采动的

4、砌体梁结构加固为稳定性较好的持续梁结构，使离层带 的下沉空间再也不向地表传递，以减少或减缓地表下沉,保护地面建、 构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。限厚开采按照矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产 生地表积水和知足建筑物所要求的保护品级为依据，肯定可开采的煤 层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现 减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低，仅 在薄煤层中应用有必然的利用价值。协调开采厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，彼此位置与 开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形和开采另一 个煤层（工作面）所产生的地表变

5、形彼此抵消或抵消一部份，以减少 采动引发的地表变形，保护地面建、构筑物。但该技术要维持必然的错距，因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。“采-注-采"三步法开采充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原 理，进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开 采，有效的对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉 陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工 艺复杂，本钱较大等缺点。二.土地复垦技术煤肝石充填复垦和粉煤灰充填复垦(1)地下开采产生的大量煤砰石运到地表排放，既占地有污染 环境。利用煤肝石作为充填材料，即可使采煤破坏的

6、土地取得恢复， 又能减少汗石的额占地。(2)利用电厂的废弃物-粉煤灰充填沉陷区复垦土地，可以化两 害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农人三放面有利)。平地和修建梯田复星对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平整土地、改造 成梯田的方式复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度，应按照地面坡 度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考 虑肯定，田间坡度的大小和坡向，应按照原始坡度的大小、有无浇灌 条件、复垦土地用途来决定。输排法复星开挖排沟渠道，将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等, 作为蓄水用，是沉陷水淹地从头取得耕种。深挖垫浅复垦运用人工或机械方式,将局部积水或季节

7、性积水沉陷区下沉大区 域挖深，适合养鱼、蓄水浇灌等，用挖出的泥土充填开采沉陷较小的 地域，使其成为可种植的耕地。积水区综合利用技术对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区，科学的综合利用， 发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作浇灌水源、建造水上公园等。固体微生物复垦技术煤砰石添加适量微生物活化剂,通过一个植物生长期（约6个月） 就可成立起稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。三.结束语开采沉陷是造成矿区环境界质灾害的直接原因，有效控制和减轻 地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的大体途径。充填采煤法是减 少地表下沉效果作好的方式，最近几年在山东有些矿区正在做膏体充 填的实验，这种方式可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表 下沉。但它的技术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，若是成功那 将是煤矿开采的一次技术革命。开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,所以各个煤矿 应该应用按照自己的实际情况和条件合理应用避免和控制开采沉陷 技术和土地复垦技术，矿区生态复垦技术等多学科知识，对地表塌陷 进行综合治理和开发利用，才能更好地保护地表、矿区的环境、农人 的利益。参考文献:1陈荣光.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册 M.宁夏大地出版社