煤矿开采塌陷治理和控制技术

侯建银

摘 要：我国煤炭资源丰富，随之就诞生了很多的煤炭采挖工厂，煤炭工程的危险系数很高，在现实生活中我们就能经常在网上或者电视上看见某某地方在进行煤炭采挖时又发生了意外等，我国一直是以人为本，所以煤炭工程的意外现象一直是我国头疼的地方。煤炭采挖意外中塌陷是最常见的一种，塌陷不仅让该地区的地理环境遭到破坏，该企业的经济收益收到影响，还极其容易出现伤亡，造成不良的社会影响。因此在煤炭采挖工程中，拥有有效能解决煤炭采挖塌陷问题的方针极其重要。本文根据我国目前煤炭采挖实情，提出了几点能有效解决和防范煤炭采掘塌陷问题的方案，希望对社会能有所帮助。

关键词：煤矿开采；塌陷治理；控制技术

导言

经济的发展需要充足的物质条件支持，我国经济的大力发展背后中很大一部分是属于煤炭资源的。但我们不能为了发展经济而无节制的去采掘煤炭资源，煤炭资源一旦没能合理开采，对环境的破坏是巨大的，对于我国的生态环境发展则更为不利。塌陷是煤炭开采过程中常常会出现的现象，它对于环境的影响就很大。塌陷会造成土地不平整，塌陷处积水多，也是造成附近作物减产和房屋结构遭到破坏的主要因数。所以找到如何有效控制和补救塌陷问题的方法是我国目前煤炭企业目前应该着重考虑的主要问题。

一、煤矿开采塌陷对生态环境的影响

（一）塌陷对水资源的影响

塌陷会破坏当地原本稳定的土质结构，原本水资源能在天然条件下很好的循环，而塌陷可能会导致水资源的储备地位被破坏或者影响，首先大量的積水就浪费了很多的水资源，另外对于地下水的影响也是巨大的，被污染的水资源可能再没有得到土质的天然净化后流入到地下水中，地下水一般是可饮用水或者浇灌用水，在被污染后，会造成很多很难解决的难题。

（二）塌陷对地质结构的影响

塌陷发生后，地面土质严重下沉，随之被破坏的还有地面上原本有的植被甚至农作物。没有植被的固定再加上原本的地质特点被破坏了，会造成大量的水土流失情况，这就导致土地沙漠化，严重影响当地工业和农业的正常发展。塌陷还会使地面出现很多不同层次的表面裂缝，这极其不利于土地的耕种和管理。

（三）塌陷对周围建筑的影响

如果采挖煤矿工程周围存在居民建筑，塌陷带来的影响则更为恶劣。塌陷一旦发生，对于当地的地质结构破坏是巨大的，可能会因为隔的比较远一时不会给周围明居建筑带来很明显的影响，一旦时间久了，而且没有运用有效的措施解决塌陷问题，被破坏的地质范围慢慢扩大，直至影响到明居建筑，使得明居建筑结构被破坏，建筑质量被迫大幅度下降，严重时可能直接导致建筑坍塌等。

二、塌陷的治理技术途径

为了能有效的治理塌陷问题，煤炭企业可以采用以下开采方法：

（一）全部充填开采

再将煤炭资源开采完之后，趁支撑顶板未脱落之前，对开采区进行失密填充，使得表面岩层不下沉或者少量下沉，只可以有效防止地表下沉和变形，达到对地面建筑和植被的保护作用。填充过程中一味的采用土质会留下很多空隙，在日后可能依旧会造成小程度的塌陷，而采用水沙填充法可以完美的解决这个问题，沙子顺着水流入到空隙之间，使得填充不会出现严重断层现象。在这程度上还可以使用风力填充法，不过这需要一定的设备技术支持，由于成本较高，小规模的煤炭开采企业不建议使用这种方法。

（二）条带开采

根据煤层和岩层的组合结构，开采一条留一条做为支撑。虽然这能减少岩层的塌陷和地表的变形，但是这种方法会导致煤炭资源采挖率低，而且因为要打很多繁琐的开采渠道，工作效率变的很低。

（三）覆岩离层带充填

该技术是考虑了覆岩的各种性质后得出来的，就是在煤炭开采出来的一定时间内，通过砖孔往里面注浆填充，加固了空间结构，使得土质的结构又恢复了一定的稳定性，土质上层和下层之间连接性很强。这种技术很好，但目前依旧还处于研究阶段，需要我国相关技术人员进一步完善，很期待该技术被真正运用到煤炭开采工程后带来的成果。

（四）限厚开采

这需要煤炭开采企业对要开采的煤矿进行详细的调查和分析，再考虑了矿区的地形、水文等条件后确定开采一部分的煤矿资源，余下的不开采。这一开采方法因为开采煤炭资源低，所以目前只推荐在薄煤层开采工程中使用。

（五）协调开采

对厚煤层进行分层开采，合理控制好各开采区域的间距和开采时序，使得开采的这一区域造成的地表变形能与另外一区域造成的地表变形相互抵消一部分，甚至全部抵消。这也解决由于开采造成地表变形的有效措施。不过由于这种开采方法对于管理人员以及操作人员的要求都非常高，并且容错率低，所以我国目前并未在哪进行相关实验。

（六）“采-注-采”三步开采法

采-注+采煤矿开采法，通俗来说就是采一层，填充一层，它利用了覆岩对岩层的控制作用，有效的控制了岩层的移动和地表塌陷。在进行大面积的煤炭开采工程中，这种方法最为实用，即提高了煤炭的再采率，也保护了矿区的地质结构。不过这种方法操作复杂，成本也极高。

三、土地复垦技术

（一）煤矸石充填复垦

煤矸石是煤炭资源开采时留下的废料，把它运到地表堆放又不仅占地，还污染环境。煤炭企业可以就将煤矸石作为填充石料，即减少了大量的运输工程和填充石料成本，又解决了煤矸石的占地污染问题。填充石料还可以用很多工厂生产过程中的污染物，不如电厂的废弃污染物-粉煤灰等，这样做可以化害为利。

（二）平地和修建梯田复垦。

对于开采完后留下的积水坍塌区，可以借助梯田技术来解决相关的问题，作物也可以根据留下的污染程度来进行选择，面对积水实在深的区域，可以在更换水质后养殖渔业，这就解决了塌陷导致地面不平和积水过多的问题。

结语

煤矿开采的塌陷问题一直困恼着广大群众，它对于环境和社会的影响都是巨大的，填充技术能在一定程度上解决这个难题，并在很多工程中已经取得了相当显著的成果，因为填充技术需要很高的技术水平，使用该技术的使用并没有非常广泛，我国应该致力于研究和完善填充技术，希望在不久的将来煤矿开采塌陷问题能彻底得到解决。

参考文献

[1]莫爱，周耀治，杨建军，刘巍，师庆东，陆海燕.山地煤矿开采对土壤理化性质的影响[J].水土保持学报，2015，2901：86-89+95.

[2]董江爱，徐朝卫.基于煤矿资源的利益博弈和策略选择——山西煤矿开采与经营中的政企关系研究[J].中国行政管理，2015，02：78-83.

[3]谢宝鹏.论述煤矿开采塌陷治理的控制技术[J].民营科技，2015，04：42.

[4]黄元仿，张世文，张立平，张红艳，李贞.露天煤矿土地复垦生物多样性保护与恢复研究进展[J].农业机械学报，2015，4608：72-82.

[5]王金华，黄曾华.中国煤矿智能开采科技创新与发展[J].煤炭科学技术，2014，4209：1-6+21.

（作者单位：山西朔州平鲁区茂华白芦煤业有限公司）