开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司 河北省唐山市 063000
摘要：对于矿区开采形成的塌陷地裂缝，如果不及时治理，会对矿区的地表环境、植被等带来较为恶劣的影响。基于此，作者结合多年来从事煤矿构造地质、瓦斯地质的研究工作以及实地勘察采煤造成的地表塌陷区和地裂缝发育区的经验，对地裂缝的成因及分级进行了分析，研究了地裂缝的危害，并给出了地裂缝综合治理的措施，希望可以为地裂缝研究提供参考。
关键词：采煤塌陷地裂缝；综合治理；措施
引言
随着我国工业化进程的加快，社会对于煤炭资源的需求逐渐增大。随着煤炭资源的大规模开采，很多矿区的地质环境遭到了破坏，其中塌陷地裂缝是最常见也是危害最大的问题。我国很多矿区塌陷、地裂缝严重，阻碍了矿区的可持续发展。因此，为了保护矿区环境，促进采煤行业可持续发展，保障矿区经济利益，相关部门必须对采煤塌陷地裂缝问题加以重视，并研究出合理、可行的治理方案。
1地裂缝的成因及分级
1.1成因
矿区采煤塌陷地裂缝灾害主要由人类采矿工程活动引发，地裂缝往往会伴随采煤塌陷出现，地裂缝主要受采煤区巷道方位、采煤区范围、上覆岩土体的工程特性影响，煤矿开采的实际情况不同，地裂缝的空间分布范围和发展方向也各不相同。地下煤层被开采出来之后，会打破其周围的受力平衡状态，采空区的顶板岩层失去支撑，在自身作用和其上覆岩层的压力下会逐渐向下弯曲和沉降，最终导致顶板发生断裂，此时在地表上就会有所显现，会造成地表土和地面发生下沉和变形，并在采空区形成裂缝带、沉降带等影响带，当煤矿开采扩大到一定程度时，会形成一个远远大于采空区的塌陷盆地，并在地表形成带状突起，形成地裂缝等灾害。地裂缝是地表岩土体在自然因素和人为因素的作用下，产生开裂并在地面形成一定长度和宽度裂缝的现象，是一种缓慢发展的渐进性地质灾害。
1.2分级
煤矿开采形成的地裂缝一般会沿着采空区开裂，其走向与煤炭开采方向基本一致。地裂缝会呈现出折线、弧形、锯齿形等不同形态，大部分地裂缝发育在山顶和山坡，与斜坡走向基本平行。地裂缝的宽度在0.08-0.8米之间，长度在3-50米之间，少数长度能达到200米，根据地裂缝的长度和宽度，可将地裂缝的规模进行分级，本文通过地裂缝的宽度对其进行分级，具体分级标准如表一所示。
2采煤塌陷地裂缝危害
采煤塌陷地裂缝会直接诱发山体滑坡、坍塌，给地表环境造成很大破坏。采煤塌陷地裂缝的危害主要表现在以下几个方面：一，对水源的破坏。采煤塌陷地裂缝会对潜水层造成影响，增加岩层的渗透率，间接引发地下矿井透水事故，很多采煤方式会污染地下水源，而且潜水层的需要很长时间才能恢复，另外，采空塌陷地裂缝灾害的出现，使地表水及浅一中层地下水向下漏失，导致地下水位下降，进而导致矿区吃水困难，而且，煤炭开采过程中抽取的煤层水会顺着裂缝流入地下巷道，增大了雨季地表水汇流的水量；二，对土地的影响。采煤塌陷地裂缝会对土壤结构、肥力和水分造成较大影响，会加大土壤水分的蒸发程度，造成土壤水分不足，导致地表土壤流失，大部分耕地会减产，有的耕地甚至无法再耕种，严重制约了我国农业的发展；三，对交通的影响。采煤塌陷地裂缝会导致房屋、道路等不同程度的破坏，不仅会造成经济损失，还会影响人们的出行。
3矿区采煤塌陷地裂缝综合治理措施
3.1建立地质灾害信息系统
信息技术的发展给社会带来了很大的变化，也为人们提供了很大便利。采矿单位也要与时俱进，利用信息化技术预防矿区采煤塌陷地裂缝的出现。在矿区建立地质灾害信息系统能够实现对采煤区的实施监测，进而有效预防地裂缝的发生。地质灾害信息系统由地质灾害数据库和空间图形库两部分组成，其中地质灾害数据库主要用来存储地裂缝的主要特征等重要指标，空间图形库主要对工程地质要素、地理要素、地质灾害要素进行存储和管理。根据矿区的实际情况，将矿区的灾害调查数据录入地质灾害信息系统，在有需要的时候对这些数据进行查询，能够有效节约时间，实现地裂缝等地质灾害的科学化、信息化管理，有效预防地裂缝现象的出现。
3.2地质灾害防治管理建议
笔者根据多年来对采煤造成的地表塌陷地裂缝等地质灾害进行实地踏勘，得出了以下几方面的地质灾害防治管理建议：一，加大对地裂缝等地质灾害防治的资金投入，煤炭企业应将对煤炭开采地裂缝等地质灾害的防治提上议事日程，加大对其的经济投入，根据地裂缝危害性的大小逐步进行处理，并设立专门的灾害管理岗位，保证减灾效果；二，充分利用经济、法律、行政等管理手段，最大程度上减轻灾害损失，进而促进矿区经济可持续发展；三，对地质灾害进行分级，并根据灾害的不同级别对其进行管理，利用各种渠道收集采煤塌陷地裂缝灾害的信息，保证地质灾害信息系统数据的准确性。
3.3分级治理方法
上文根据地裂缝的宽度，对地裂缝进行了分级，对其进行分级治理，是一项很有效的地裂缝治理方式。下文将具体分析各个级别的治理方法。
对于Ⅰ级地裂缝，由于其对人们的生活影响较小，并且耕地中的地裂缝随着土地平整耕种也逐渐被填实，因此不需要采取额外的治理措施。
对于Ⅱ级地裂缝，Ⅱ级地裂缝会因为地表水的冲刷形成沟壑，导致一些地方的地表土粘性增大，最终形成隐藏性地下空洞。这时候应根据塌陷情况，确定地裂缝出现的区域，及时采取沙土等材料填埋，地表用渣土铺垫压实。并沿裂缝走向踏勘裂隙延展情况，对于存在隐患的区域设置警示牌并及时处理，确保居民耕种、出行安全。
对于Ⅲ级地裂缝，要及时采取措施，用大块砾石、沙土混合填埋，地表用渣土铺垫压实，对于局部区域可能联通井上下水体，对矿井安全生产造成威胁的情况，要进行理论研究并研究制定专门的治理措施，必要的情况下组织专家论证。
总结
总而言之，煤矿开采导致的地裂缝等灾害对矿区水源、土壤等生态环境的影响很大，因此煤炭企业应注重对地裂缝等地质灾害的治理，通过建立地质灾害信息系统，对地裂缝进行分级处理等方式，加大地裂缝的综合治理力度，提高治理水平，促进采矿行业可持续发展。
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论文作者:付小磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/14
标签：裂缝论文; 矿区论文; 地质灾害论文; 地表论文; 灾害论文; 综合治理论文; 采空区论文; 《基层建设》2017年第29期论文;