煤矿开采沉陷防治技术研究论文.docx

煤矿开采沉陷防治技术研究论文摘要：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根据各个矿区应合理的应用采矿方法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基本保证然而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益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、房屋变形破坏等这都是开采引起的岩层移动是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根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对煤炭事业来说功在当代利在千秋。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法和工艺、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措施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。1.1.1全部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煤法中减少地表下沉效果作好的方法其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大吨煤成本相应的增加。1.1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件按一定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分地采出地下煤炭资源保留了一部分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。但该方法采出率低、巷道掘进多工作面效率低。1.1.3覆岩离层带充填根据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定时间间隔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砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构使离层带的下沉空间不再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。1.1.4限厚开采根据矿区地形、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满足建筑物所要求的保护等级为依据确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一定的使用价值。1.1.5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相互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）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分以减少采动引起的地表变形保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定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。1.1.6“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成本较大等缺点。二.土地复垦技术2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦（1）地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料即可使采煤破坏的土地得到恢复又能减少矸石的额占地。转（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、农民三放面有利）。2.2.2平地和修建梯田复垦对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定田间坡度的大小和坡向应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。2.2.3输排法复垦开挖排水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重新得到耕种。2.2.4深挖垫浅复垦运用人工或机械方法将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深适合养鱼、蓄水灌溉等用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区使其成为可种植的耕地。2.2.5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、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。