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1、煤礦采空區(qū)地表塌陷危害程度研究探究和采取措施 摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)的煤礦事業(yè)的不斷發(fā)展，其中在煤礦采空區(qū)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究，主要集中在穩(wěn)定性評(píng)價(jià)技術(shù)、地下采空區(qū)的探測(cè)技術(shù)、質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)、治理技術(shù)、地表坍塌技術(shù)、以及水資源破壞技術(shù)等，其中對(duì)于能夠引起地表的塌陷的機(jī)理不足的問題，僅有李永樹等人根據(jù)開采深陷的地區(qū)地表點(diǎn)的實(shí)測(cè)進(jìn)行了移動(dòng)軌跡的研究，主要探討了由于巖梁下沉以及彎曲引起的地表進(jìn)行水平移動(dòng)的機(jī)理，同時(shí)還有巖層之間的剪應(yīng)力對(duì)水平的移動(dòng)的作用。本文主要是基于現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和室內(nèi)的研究測(cè)試，著重研究了山西地
2、表塌陷采空區(qū)的地表的塌陷的特征，探討了松散的黃土堆積層下面的采空區(qū)地表塌陷的形成理論。最后結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，確定采空區(qū)地表塌陷的主要特征、分布情況以及導(dǎo)致采空區(qū)地表塌陷的因素，希望能夠?qū)μ幚砻旱V采空區(qū)地表塌陷問題有所幫助。關(guān)鍵詞：煤礦采空區(qū)地表塌陷危害程度分析1前言6我國(guó)作為世界能源大國(guó)，因長(zhǎng)期進(jìn)行大規(guī)模的煤礦開采活動(dòng)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是在當(dāng)前我國(guó)煤礦的開采和開發(fā)過程引發(fā)了一系列的礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境破壞問題，在一定程度上制約了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，導(dǎo)致人民群眾正常生活受到嚴(yán)重影響甚至是危及到人們的生
3、命財(cái)產(chǎn)安全。由于煤礦環(huán)境的地質(zhì)問題的形成與環(huán)境地質(zhì)的背景、開采的方式以及煤礦企業(yè)的管理體制和模式有很大的關(guān)系。這使得我國(guó)這個(gè)富饒遼闊的國(guó)家頻繁出現(xiàn)地表塌陷的問題，其主要原因在于我國(guó)地質(zhì)條件很復(fù)雜，促使不同地區(qū)存在不同的開采條件，并且煤礦企業(yè)的管理體制和規(guī)模也存在很大的差別，從而導(dǎo)致地表塌陷情況出現(xiàn)。所以，煤礦的開采活動(dòng)逐漸引起業(yè)界人士的注意。因此，文中對(duì)煤礦采空區(qū)地表塌陷危害程度進(jìn)行詳細(xì)的分析，并提出具體的控制措施。2煤礦采空區(qū)地表塌陷危害程度分析6對(duì)煤礦采空區(qū)地表塌陷問題進(jìn)行分析，從而歸納出其原因，即資源損毀、環(huán)境污染
4、和地質(zhì)災(zāi)害。具體來說是：采礦活動(dòng)引起的地面的沉降、邊坡的失穩(wěn)和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害問題；礦產(chǎn)資源的開發(fā)占、壓和損壞等土體的資源流失；礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中的污染物的排放造成環(huán)境的污染，整個(gè)采礦活動(dòng)會(huì)造成地下水的系統(tǒng)失衡，加劇了礦區(qū)的水土流失和土地的沙化，這些都是煤礦開采過程中存在的問題，這些災(zāi)害以采空區(qū)塌陷地質(zhì)災(zāi)害對(duì)整個(gè)礦區(qū)的環(huán)境影響最大，嚴(yán)重的危害了礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于煤炭采礦區(qū)塌陷的問題已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前減災(zāi)中的重要問題，因此需要使用科學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行綜合治理。3煤礦采空區(qū)地表塌陷形成的主要因素采空區(qū)的地
5、表沉降的主要特征和采空區(qū)尺寸的大小、開采的深度、采煤的厚度、地形地貌、重復(fù)采動(dòng)、松散層的分布和厚度、松散層的形成等有關(guān)。山西采空區(qū)的塌陷現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查主要表明，這個(gè)地區(qū)地表塌陷的分布主要受控于以下的幾個(gè)原因。3.1煤層厚度和開采的深度煤層的開采厚度、采礦區(qū)距離地表垂直的深度都是能夠決定地面塌陷程度的重要因素，通常情況下主要是用深度來比較衡量。一般來說采深越淺并且采厚越大的話，就容易形成地表的塌陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果以及工程勘探的資料可以知道，山西大地區(qū)使用的采空區(qū)的開采深度較深，所以地表的通常不會(huì)形成“三帶”型的沉降，僅發(fā)育成
6、冒落帶。3.2重復(fù)的采動(dòng)當(dāng)上面的每層開始開采之后，其下面的煤層進(jìn)行第二次開采時(shí)，會(huì)使得上覆巖層中的土體會(huì)受到擾動(dòng)程度的增加，進(jìn)而使之破壞其穩(wěn)定性。在相似性很大甚至相同的條件下，進(jìn)行重復(fù)采動(dòng)的次數(shù)越多，會(huì)使得采空區(qū)在空間的疊置層數(shù)越來越多，地面的塌陷的危險(xiǎn)性越來越大。研究區(qū)內(nèi)部塌陷比較嚴(yán)重6的地下采空區(qū)中，空間的疊置層數(shù)大約為2層或者3層，最大的水平能夠達(dá)到5層。很多的塌陷地區(qū)都是由于淺部的采空區(qū)和新近的開采的小型的采空區(qū)，和附近的或者是下面的深層的國(guó)營(yíng)的大型的采礦區(qū)共同作用最終形成的。3.3地形地勢(shì)地形和地勢(shì)的影響主要是
7、表現(xiàn)在陡坡地區(qū)經(jīng)常進(jìn)行發(fā)育的地方中的裂縫，并且延伸方位會(huì)受到陡坡的延伸的方位的控制，同時(shí)在地形平緩的地方經(jīng)常能夠形成塌陷的盆地地形。例如在山西呂梁地區(qū)某煤礦開采現(xiàn)場(chǎng)的井1周圍以及井8的東側(cè)平坦的地勢(shì)，下浮的煤層回踩之后，在這兩個(gè)地方都形成了規(guī)模不是很大的小型的塌陷的盆地。在此地區(qū)的養(yǎng)牛廠和養(yǎng)豬廠之間的凹地四周形成了很陡的坎處，即是井2、井4向西，井3以北的地區(qū)，還有的就是井8和井6之間的陡坎地區(qū)，都是沿著陡坎發(fā)育形成了近似環(huán)形的拉裂縫。明顯可以看出，這些裂縫的發(fā)育和地形坡度的變化有明顯的相關(guān)。地表的坡度越陡，那么不均勻塌
8、陷出現(xiàn)的頻率就會(huì)越來越低。3.4山西呂梁地區(qū)的松散堆積層6在基巖上面有厚層并且松散的蓋層存在的時(shí)候，蓋層的松散物質(zhì)能夠減緩地層的移動(dòng)、填充其使得減少產(chǎn)生裂縫和破壞的程度，保持地表的平緩的移動(dòng)，同時(shí)能夠使移動(dòng)的盆地的移動(dòng)變形的范圍得到擴(kuò)大。松散層的厚度增大，經(jīng)常會(huì)引起地表的塌陷和滯后的效果。如果松散的蓋層厚度較小，則會(huì)
