煤礦開采沉陷有效控制的新途徑

黃健

摘 要：在我國(guó)煤礦開采過程中經(jīng)常發(fā)生沉陷事故，這與開采的手段和方法以及開采地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系，沉陷事故給人們帶來了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，本文針對(duì)煤礦開采沉陷的含義和影響因素進(jìn)行分析，進(jìn)而指出有效控制的措施，希望給煤礦開采的相關(guān)部門和人員一些參考性的建議。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；沉陷；控制措施

一、煤礦開采沉陷的涵義

煤礦開采沉陷是指煤礦開采過程中出現(xiàn)的地面沉陷問題，如地面裂痕，礦井坍塌等，造成人員和財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)地表環(huán)境也會(huì)造成巨大的破壞。這種事故在煤礦開采過程中經(jīng)常出現(xiàn)，但有時(shí)又是可以避免的，因此從下面介紹幾種煤礦開采沉陷的防治途徑。

二、煤礦開采沉陷的防治技術(shù)的考慮因素

煤礦開采沉陷防治技術(shù)應(yīng)該從以下兩個(gè)方面考慮：

1、對(duì)開采沉陷的控制

這方面是針對(duì)煤礦開采沉陷發(fā)生之前必須要做的預(yù)防工作，必須要通過合理選擇采礦的方法和工藝，必須仔細(xì)勘探開采周圍的地質(zhì)和土壤環(huán)境，合理展開開采工作面，根據(jù)不同的地質(zhì)需要采取不同的防護(hù)措施，減少地表的下沉，控制下沉的速度和范圍，確保達(dá)到保護(hù)地面建筑物的目的，也進(jìn)一步保護(hù)下井工人的安全，保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境。

2、開采沉陷地區(qū)的恢復(fù)和整治

這方面是針對(duì)煤礦開采沉陷發(fā)生之后要做的補(bǔ)救工作，必須要土地復(fù)墾技術(shù)，重新耕種，恢復(fù)農(nóng)作物的種植，恢復(fù)開采地區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)還要加強(qiáng)地表建筑物的抗壓性能，加固建筑物，隊(duì)開采沉陷地區(qū)的土地進(jìn)行綜合的治理，保證最大程度恢復(fù)之前的生態(tài)平衡。

三、煤礦開采沉陷的防治技術(shù)的新途徑

根據(jù)煤礦開采沉陷防治技術(shù)的主要考慮因素，提出以下方法：全部填充開采；覆巖離層帶注漿充填；條帶開采；限厚開采；協(xié)調(diào)開采

1、全部填充開采

這種方法就是在煤炭采出之后，在礦井的頂板沒有脫落之前，對(duì)礦井采空區(qū)進(jìn)行全部填充作業(yè)，保證礦井的穩(wěn)定性以及地面的穩(wěn)定性。主要有三種材料

1.1用固體的材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行緊密的填充，這樣可以減少礦井頂板巖層出現(xiàn)的下沉現(xiàn)象，減少地表的下沉和變形。

1.2用風(fēng)力充填和矸石自溜充填，就是說通過風(fēng)力的作用，使得地表的一些泥沙石塊吹進(jìn)礦井內(nèi)部的采空區(qū)，形成自己填充的效果，還有就是通過礦井與地面形成的一定的傾斜角度，地面的矸石也會(huì)自己滑進(jìn)礦井，形成自我填充，減少煤礦開采沉陷的出現(xiàn)。

1.3用水沙充填，這種方法是全部充填法中效果最好的一種方法，可以有效減少地面的下沉，就是通過對(duì)礦井的采空區(qū)灌入水沙，形成一定的支護(hù)作用，保證采礦時(shí)的安全。

全部填充法需要專門的充填設(shè)備和設(shè)施，還需要充足的填充材料，所以造成礦井的前期投入較大，這樣會(huì)提高煤炭的開采成本。所以要根據(jù)具體的情況慎重選擇全部填充法，一定要根據(jù)具體情況，采取不同的填充材料。

2、覆巖離層帶注漿充填

根據(jù)煤礦采空區(qū)上方覆巖移動(dòng)形成的三帶的巖移的特點(diǎn)，在煤炭開采之后的一定時(shí)間內(nèi)，用鉆孔往離層帶空間注入泥漿填充，這種注漿填充并且不是全部填充，而是對(duì)離層帶進(jìn)行部分隔離填充，可以加固離層帶的空間穩(wěn)定性，將容易移動(dòng)的砌體梁結(jié)構(gòu)加固圍穩(wěn)定性較好的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，這樣可以加固離層帶的穩(wěn)定性和抗壓性，使離層帶的下沉空間不再向地表傳遞，這樣可以有效減少或者緩解地表下沉，可以有效地保護(hù)地表建筑物和農(nóng)田。這種技術(shù)相對(duì)于全部填充法填充的材料少很多，所以費(fèi)用也會(huì)低很多，但是這種技術(shù)并不成熟，操作起來具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性。

3、條帶開采

這種方法就是根據(jù)煤層和頂層的巖層覆蓋面的組合條件，根據(jù)一定的比例，再被開采的煤層中間預(yù)留出一定數(shù)量的煤炭，作為開采時(shí)的力量支撐，只開采出條帶狀的煤炭，這種開采方式是通過開采一部分煤炭而保留另一部分的地下煤炭資源做支柱，可以有效支撐上覆巖層，從而進(jìn)一步減少巖層的移動(dòng)，控制地表的浮動(dòng)和變形。這種開采方法的不足在于開采煤炭的數(shù)量較少，花費(fèi)的時(shí)間較多，需要掘進(jìn)巷道，造成開采工作量的加大，開采成本也會(huì)大大增加。

4、限厚開采

這種方法就是根據(jù)開采地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文、土壤等自然條件以及地表建筑物的高度，抗壓性能等等綜合考慮，確定煤層開采的厚度，這種方法一定要綜合考慮各方面的因素，通過比較分析，精確計(jì)算，最后得到一定的結(jié)果，確定煤層可以開采的厚度，這種開采只是針對(duì)某一固定厚度的煤層，其他厚度的煤層均不涉及，通過這種比較謹(jǐn)慎的開采方式，可以有效減少地面下沉。但是這種開采方法也存在很大的問題，比如開采的范圍有效，提前的準(zhǔn)備勘測(cè)的工作很多，只是在比較淺的煤層中具有一定的使用價(jià)值，對(duì)于很深很厚的煤層，操作起來難度很大，同時(shí)需要勘測(cè)的數(shù)據(jù)更多，工作量更大。

5、協(xié)調(diào)開采

這種開采方法主要針對(duì)于比較厚的煤層，對(duì)于比較厚的煤層一般采用分層開采的方法，一定要合理設(shè)計(jì)開采的順序和步驟，根據(jù)不同的現(xiàn)實(shí)情況，采用不同的開采工具，確定煤層與煤層之間的開采距離，以及相互之間的位置，根據(jù)一些力學(xué)原理，使得每個(gè)煤層之間開采力度形成抵消效果，就是說使開采一個(gè)煤層所產(chǎn)生的地表變形程度，與開采另一個(gè)煤層所產(chǎn)生的地表變形程度相互抵消或者抵消一部分，這種方法可以有效減少采動(dòng)引起的地表變形。這種方法注重的是各方面的協(xié)調(diào)，通過協(xié)調(diào)來形成地表變形程度的相互抵消。這種方法雖然比較方便可用，但是這種方法實(shí)施起來難度很大，煤層與煤層之間的距離難以把握，對(duì)于技術(shù)的要求很高，同時(shí)組織生產(chǎn)的難度也很大，對(duì)于技術(shù)水平要求也很高，人員的專業(yè)素質(zhì)要求也很高，就目前來說我國(guó)的礦井工人的專業(yè)素質(zhì)難以達(dá)到相應(yīng)的要求。

在煤礦開采的具體過程中，一定要注意一些細(xì)節(jié)問題，在開采過程中要盡量根據(jù)礦區(qū)的具體情況，如地質(zhì)、土壤、建筑物、煤層的深度、煤炭的數(shù)量等等來采取不同的沉陷防治途徑，一定要謹(jǐn)慎開采，以最大的努力降低煤礦開采沉陷造成的危害。不僅是開采技術(shù)和方法要合理，也要加強(qiáng)煤礦工人的專業(yè)素質(zhì)，要對(duì)工人進(jìn)行專門的訓(xùn)練，提高他們的專業(yè)素質(zhì)和具體的施工技巧。

結(jié)語：

煤礦開采沉陷問題是普遍存在的問題，我們?cè)诿旱V開采過程中一定要加以重視，在開采之前要做好相應(yīng)的預(yù)防工作，鞏固好周圍的地質(zhì)和地面的建筑物，即使發(fā)生沉陷事故也不必驚慌，做好沉陷之后的恢復(fù)工作，恢復(fù)以前的生態(tài)平衡。因此煤礦開采過程中要做好兩個(gè)方面的工作，爭(zhēng)取避免出現(xiàn)沉陷事故，影響煤礦開采的進(jìn)度，危及礦井工人的生命安全。

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