摘要：煤炭消费在我国能源消费中占有相当大的比重，约占能源消费总量的三分之二。我国煤矿行业,因此,国民经济的发展必然会有非常重要的影响,此外,矿业工程建设的发展与人们的生活紧密相连,一旦矿业工程开发,大量减少煤炭生产在世界范围内,大量从事煤炭行业的工人,将严重影响生活质量。因此，国家必须重视煤矿项目的建设，大力提高煤矿项目的科技水平，保证煤矿行业良好有序的发展。
关键词：煤矿采煤工程；活动；影响范围；确定与评价
一、我国煤炭开采的现状和特点
我国人口众多，煤炭资源的消耗巨大，为了满足众多行业对煤炭消耗日益增加的需求，加快煤炭开采技术的研发成为我国煤炭事业的重中之重，同时，我们也应引进并参考国外的先进的采煤技术，从而保证煤炭的供应安全。结合煤炭开采技术的实际应用分析得出，我国的煤炭工程主要有如下特点。
1、能源组成以煤炭为主
虽然我国正在不断加大太阳能、天然气等清洁能源的使用，但是我国的能源构成中，煤炭的需求仍然在人民生活和工业生产中远远超过其他能源，大约为总量的三分之二，因此从构成上讲，我国能源构成是典以煤为主。
2、煤炭分布不均匀
我国国土面积广阔，各地区自然环境和地质结构各不相同，煤炭的储藏量及其分布都十分不平衡，整体呈现出西部多东部少，北方多南方少的特点。
3、煤炭储藏环境多种多样
煤炭储藏的环境非常复杂，煤层储藏的稳定性各不相同，倾角大小不一，地质构成和水文环境缤纷复杂，埋藏深度深浅不一。从整体上讲，主要开采煤层多、厚度大、倾角小、瓦斯少、埋藏浅的煤层，同时随着技术的不断发展，对开采环境复杂的煤层也进行了相应的开采，为多种煤炭开采技术提供了实践支持。
二、煤矿采煤工程活动影响范围的确定与评价研究
1、井巷顶板稳定性计算及评价
结合《工程地质手册》（第二版）井巷顶板稳定性评价公式：
当H达到某一深度时，井巷上方的岩层恰好能保持自然平衡而不塌陷。因为某县嘉龙煤矿采面掘进井巷一般宽度在2m到3m之间，局部地段最宽达4m左右，故井巷顶板稳定性计算时，取巷道宽度为4m进行计算。
经过详细计算，嘉龙煤矿矿井井下若只有单一宽小于或等于4m的采巷时，如果顶板完整且厚度大于38.0m，是不会造成地表发生开裂、沉降等地面环境问题，当井巷间形成宽度大于4m的采面，而且采空后未采取及时有效的支护，使其顶板围岩应力发生变化，造成顶板发生冒顶跨落后发生位移形变，直至破坏，随着顶板冒落带裂隙的逐渐延伸和扩张，直至到达地表，从而引发地面开裂、塌陷下沉等地质灾害。
根据具体的调查数据得知，嘉龙煤矿主井巷道、副井巷道及风井巷道均支护，未发现垮塌冒顶现象，且该巷道距本次调查的村民居住地较远，故嘉龙煤矿主井巷道、副井巷道及风井巷道施工对本次委托论证的村民建筑地基稳定性未产生影响。
2、煤矿开采安全深度计算与评价
某县楼下镇补者村禹歇四组位于某县嘉龙煤矿矿界外西侧，补者村一、二组位于某县嘉龙煤矿矿界内东南侧，村民房屋多为砖混结构，部分为木瓦、石木瓦结构，且木瓦、石瓦结构房屋修建时间较为久远，砖混结构多为最近几年来修建。
由于煤矿顶板管理方法采用全顶板垮落法，当煤矿开采形成采空区后，支护措施回撤后，顶板失去支撑而发生脱离，上覆岩体发生位移、变形破坏，从而导致顶板跨落。所以，嘉龙煤矿开采形成采空区后顶板塌落导致上覆岩体变形、跨落，随着裂隙的不断扩展和发展，引发地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、地面不均匀沉降等地质灾害的可能性大，危险性大。
3、采空区移动边界角的确定与计算
某县嘉龙煤矿开采C17和C19煤层时，上覆岩层为粘土岩、粉砂岩，为中硬覆岩类型，煤层平均倾角约10°。结合《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中垂直投影法的图解法，适用山区地表移动与变形值的预计和参数的求取方法，采用边界角进行矿山影响性判别，按覆岩性质区分的地表移动一般参数见表1。
4、煤矿采空区影响范围的确定
在具体的调查过程中，因为原豫贵和原镇中煤矿开采时间过长，形成了大面积采空区，开采多层煤，调查结果表明，两煤矿均闭井多年，无法进入老采空区实测，划定原镇中煤矿和豫贵煤矿采空区边界，并结合本次实测的11705采面和901采面资料和嘉龙煤矿提供的整合后开采的采面情况，划定采空区范围。
表1 按覆岩性质区分的地表移动一般参数综合表
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经过详细计算之后，嘉龙煤矿上覆岩层厚度均远小于煤矿的安全采深，当煤矿开采形成一定面积的采空区后，顶板发生跨落，煤层采空区一旦发生顶板崩落冒顶，使上覆岩层应力发生改变而变形位移，其地面变形影响范围因崩顶和岩层移动角的扩展、延伸而大于采空区范围，且矿层采高越厚，倾角越陡，其采空区向下山方向偏移的距离越大。
5、爆破震动影响范围的确定
因为原镇中煤矿距本次调查村民房屋最近，再加上原镇中煤矿开采时间为2001年～2006年期间，2007年闭井，采用放炮落煤方式进行开采，在此次调查过程当中，因为时间久远，煤矿整合和矿主变更，导致以往开采资料丢失，原镇中煤矿开采时使用炸药量台账无法收集和调查取证，神峰矿业集团于2013年2月接手嘉龙煤矿，接手时验收后已布置好但未开采的11701、11703、11705采面，然后对11701、11703、11705采面进行开采，并掘进901采面巷道并进行开采，因此本次调查时采用煤矿提供的炸药量为计算依据，炸药量为神峰矿业集团接受后采煤工程所用炸药量。
6、矿井疏排水影响范围
结合该地区地表井泉的枯竭情况等水文地质特征，根据煤矿开采历史，经井下实测数据和地面调查情况综合分析计算。泉点水位标高1385.6m，调查时该泉点水流量减少，但未完全干涸，有水流出，泉水类型为基岩裂隙水，富水性中等-贫乏，主要靠大气降水补给，泉点为该区域内地下水的排泄泉点。
由于原镇中煤矿开采期间在泉点下游进行矿井大量的疏排水活动，导致该区域地下水水位降低且地下水渗流速度加快，从而致使采空区东侧上方的S1泉点流量减少，这一点从煤矿开采历史也能充分证明，由于原镇中煤矿2007年前停止生产且闭井，矿井疏排水活动停止，导致矿坑和采空区大面积积水而未得到疏排而囤积，也间接地减小了地下水的疏排量，该区域内地下水渗流速度减小，地下水水位逐渐上升且接近煤矿未开采前的地下水文，从泉点处溢出。
楼下镇补者村禹歇四组4户村民房屋所在位置位于嘉龙煤矿矿界外，采空区所在位置相对于该4户村民房屋所在地为该区域地下水的流通区，且村民房屋所在标高与煤矿开采采空区30m左右，距煤矿开采最近采空区约90～120m，且位于煤矿C17煤层底板之下，C19煤层顶板之上。因此，根据该区域内地质环境条件特征、地下水径流方向及相对位置关系，矿井疏排水破坏其流通区，该区域地层富水性中等-贫乏，地下水主要由大气降水补给。因此，嘉龙煤矿矿井疏排水对该村寨4户村民房屋所在区域地下水变化无影响。
结束语
采煤工程技术的发展水平直接影响着煤矿资源开采的综合效益，因此我们必须不断提高和改进当前的煤炭生产技术，引进更多先进的生产工艺和生产设备。从而全面提高我国煤炭事业的现代化水平。这样我国的煤炭事业才能有实现可持续发展，采煤工程的效益才能有更大提高。
参考文献
[1]何满潮.矿山开采中的岩土工程技术新进展[A].全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C].2013.
[2]连琛.面向21世纪的综合机械化采煤技术[A].第六届全国采矿学术会议论文集[C].2012.
论文作者:季东良
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：煤矿论文; 采空区论文; 顶板论文; 煤炭论文; 煤层论文; 巷道论文; 地下水论文; 《基层建设》2020年第1期论文;