煤礦開采地表塌陷預(yù)測與治理措施研究

■李　華（昆明煤炭設(shè)計研究院云南昆明650000）

煤礦開采地表塌陷預(yù)測與治理措施研究

■李華
（昆明煤炭設(shè)計研究院云南昆明650000）

煤是不可再生資源，而且煤炭開采之后，地表易誘發(fā)地表塌陷地質(zhì)災(zāi)害；為減少此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，我們需要對地表塌陷進行一定的預(yù)測與治理。在此背景下，本文就以煤礦開采地表塌陷預(yù)測與治理措施為研究對象，進行探討。

煤礦開采地表塌陷治理措施

煤礦的開采在一定程度上推動了經(jīng)濟的發(fā)展，但是煤礦井工開采后形成采空區(qū)，對上覆的巖土體產(chǎn)生破壞影響，有可能對地表建筑物、設(shè)施、場地等產(chǎn)生破壞影響，甚至?xí)斐纱罅咳藛T傷亡或經(jīng)濟財產(chǎn)損失，為了能夠最大程度減少人們的損失，就需要對煤礦開采造成的地表塌陷進行有效的解決，首先需要進行的就是煤礦開采造成地表塌陷的原因分析。

1　煤礦開采地表塌陷的原因

現(xiàn)今煤礦的開采雖然進行了科學(xué)的管理，但是，像云南這種大型的煤礦區(qū)域，煤礦的開采數(shù)量還是比較多的?，F(xiàn)今我們國家煤炭的開采程度上95%是來自于地下開采，而且在云南這樣煤礦資源豐富的地區(qū)，地下開采量較大，所以漸漸出現(xiàn)了地表的塌陷，使得周圍建筑物下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疏松的情況。

2　地表塌陷的預(yù)測

2.1地表塌陷的預(yù)測模式

對于地表塌陷的預(yù)測一般都是采用《建筑物、水體、鐵路及主要的井筒礦柱留設(shè)與壓礦開采的規(guī)模》為依據(jù)進行；地表塌陷的預(yù)測方法有很多，包括典型的曲線預(yù)測法、負指數(shù)函數(shù)法、概率積分法等預(yù)測方法；這些方法中經(jīng)常使用的是概率積分法，本文選用概率積分的方法，進行地表移動及變形預(yù)測分析，采用公式計算的方法能夠較為準確的對地表塌陷進行合理的預(yù)測分析。

2.2地表塌陷預(yù)測的方法

概率積分法是根據(jù)地表塌陷的數(shù)據(jù)和信息，運用概率積分法通過科學(xué)的計算，能夠得出較為準確的信息數(shù)據(jù)，方便對地表塌陷的預(yù)測，以及給地表塌陷的治理提供可靠的依據(jù)。在對礦區(qū)塌陷的預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)上采用的是MSPS 2009--MSPS軟件。MSPS 2009--MSPS軟件主要是運用預(yù)測的結(jié)果，從而可以定量地研究因遭受煤礦開采而受到影響的巖層與地表移動，在時間格局和空間格局的分布規(guī)律。通過預(yù)測的結(jié)果可以對建筑物的破壞是否是因為煤礦的開采所受的影響進行進一步的判斷分析。

3　地表塌陷的治理措施

3.1政府政策加大對煤礦資源的保護

煤礦開采所誘發(fā)的地表塌陷，防治措施上首先要從源頭進行制止，對煤礦的開采和使用進行科學(xué)的管控，避免煤炭資源無序、過量、非法開采；此外政府在煤炭的利用上要進行科學(xué)的管理，加大對煤炭加工、綜合利用的研究投入，提高煤炭資源的利用率；除此之外，對煤炭資源的有效利用還需要政府對能源開發(fā)技術(shù)人員的培養(yǎng)，積極開發(fā)可持續(xù)利用的新能源比如太陽能、風(fēng)能，逐步的替代煤炭資源[2]。

3.2協(xié)調(diào)煤礦開采方法

為了防止煤礦開采誘發(fā)地表塌陷，我們可以在煤礦的開采方法、開采空間位置上進行調(diào)整；根據(jù)地表的動態(tài)而定分布，在進行多個方面開采中，根據(jù)地表的移動變化，在推進方向上進行工作面上開采順序的調(diào)整和設(shè)計，使其抵消一部分地表的變形，然后使其要保護的對象，逐步的向壓縮變形區(qū)移動，這樣可以有效的減少因為地表的變化而遭成的破壞。

3.3地表塌陷采空區(qū)處理措施

因為煤礦開采導(dǎo)致的地表塌陷首先可以采用填充處理的方式，根據(jù)采空區(qū)具體的地表塌陷情況，并且根據(jù)塌陷程度的嚴重性，對填充材料進行上旋工作，然后在眾多的填充材料中，選用最合適的填充材料，對煤礦采空區(qū)進行填充，以此來避免煤礦采空區(qū)塌陷，造成周圍地質(zhì)的毀壞。

除了采用填充處理的方式以外，還可以采用置頂?shù)姆椒軌蝾A(yù)防煤礦采空區(qū)地表塌陷情況出現(xiàn)。對于煤礦地區(qū)出現(xiàn)的地表塌陷采用額置頂方式，一般都是人工置頂。利用煤礦探測設(shè)備檢測出采空區(qū)的面積大小，然后根據(jù)測得的數(shù)值，選擇最適合的置頂材料進行具體的煤礦采空區(qū)置頂工作，這樣就可以提高采空區(qū)的安全性能和穩(wěn)定性能，避免采空區(qū)再次出現(xiàn)塌陷問題，造成周圍建筑物和人員的傷害[3]。

3.4煤礦開采地表塌陷的工程措施

對于煤礦開采造成的沉陷，所使用工程措施較多。首先就是對煤礦開采邊緣的上方對地表造成的緩坡和裂縫的處理，緩坡的坡度大約就是在5度到25度之間，其表現(xiàn)的主要特征就是形成了高低不平臺階狀的地勢，部分地區(qū)由于煤礦開采的影響還出現(xiàn)裂縫，對裂縫的處理就是采用不同程度的填充，是地質(zhì)結(jié)構(gòu)起到加固的作用。

對于坡度的處理低于5度的就采用旱地復(fù)墾措施進行處理，其工程措施的表現(xiàn)形式就是表土剝離、充填裂縫、表土回覆等工程。對于大于5度的處理措施就是土地平整、田坎砌筑等措施。因此在煤礦的開采導(dǎo)致的地表塌陷的處理下，需要對地表塌陷造成的坡度的損壞和裂縫的出現(xiàn)進行及時的處理和修正，實現(xiàn)煤礦開采地區(qū)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，避免出現(xiàn)地表塌陷事故的發(fā)生，保護周邊建筑物和人們生命的安全[4]。

4　結(jié)語

綜上所述，通過對煤礦開采造成的地表塌陷預(yù)測和對其的處理措施的研究，可以得知，在進行煤礦開采導(dǎo)致地表塌陷的措施解決中，首先需要從源頭上了解地表塌陷所造成的原因和危害，要對塌陷的具體原因進行分門別類的調(diào)查和探究，從塌陷的根本原因上逐步的找出治理措施，并且對煤礦開采進行合理的保護，并適時的對煤礦開采的地區(qū)進行養(yǎng)護措施的處理,才能使煤礦開采進行可持續(xù)的發(fā)展，從而減少對地表造成的塌陷破壞。

[1]陳志浩.山西某煤礦首采區(qū)地表變形規(guī)律預(yù)測研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),2012.

[2]喬瑞英.煤礦開采導(dǎo)致地表塌陷的預(yù)測方法及其應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013, (21):77.

[3]王明立.煤礦開采誘發(fā)巖溶地表塌陷的機理分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2014,(8):5-7,11.

[4]吳驍博.井工煤礦地表塌陷預(yù)測與治理措施研究[D].北京林業(yè)大學(xué),2013.

TD82[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-366-1