摘要：随着国家的快速发展，对能源的消耗不断增大，煤矿资源开发利用的规模不断扩大，煤矿资源开采引发的一系列地质灾害和生态问题越来越引发各界的关注。开采过程中由于对围岩内原有应力平衡的破坏而形成的采空沉陷区不但经常引发滑坡和泥石流，也造成了大面积的植被破坏、水源枯竭、土地荒漠化等生态问题，影响着矿区人民正常的生活秩序，必须得到相关部门的有效治理。
关键词：煤矿开采；沉陷地质灾害；防治对策
引言
我国属于煤矿产业大国，煤矿是我国主要能源，对于煤矿资源的开发利用给我国经济发展提供了可靠的推动力，但山西保利铁新煤业有限公司是在煤矿开采过程中对矿区周边环境带来不同程度的破坏，这一问题一直困扰着人们。煤矿开采沉陷问题造成地面积水、耕地受损、地表水系损坏、易引发山体滑坡等地质灾害，因此，必须采取相应措施控制煤矿开采沉陷问题。
1煤矿开采沉陷区地质灾害概述
1.1煤矿开采沉陷区地质灾害的严重性
目前在一次性能源应用中所占比例高达70%的煤矿资源，为我国的经济增长和社会发展作出了卓越的贡献。然而，随着煤矿资源开发利用的规模不断扩大，煤矿资源开采也引发了一系列地质和生态问题，特别是煤层开采过程中，由于对围岩内原有应力平衡的破坏而形成的采空沉陷区常导致地表裂缝、塌陷的产生，并引发滑坡、泥石流，以及进一步的生态破坏，影响着矿区人民正常的生活秩序，必须得到相关部门的有效治理。治理过程中，应全面把握开采沉陷区地质灾害与生态问题的各种形式，对其形成因素进行科学分析，并在此基础上找到最佳处理方法，避免煤矿开采构成的经济损失和生态资源损失。
1.2煤矿开采沉陷区地质灾害与生态问题的表现形式
（1）地表沉陷造成的地质问题。
地表沉陷引发的最常见的地质问题是地表裂缝对建筑基础的影响和诱发山体滑坡等问题。地表下沉、倾斜或水平移动变形等现象常造成构建筑物与地基间的平衡状态遭到破坏。以倾斜为例，地表倾斜将导致采动影响范围内的构筑物重心偏离而发生倾斜，加之其还会对建筑承重结构产生附加应力，因此基础的承压状态也会发生变化。此外，开采沉陷对矿区内的管线、道路、堤坝等的破坏也非常严重。沉陷区的山体滑坡和泥石流则多是受开采变形扰动影响，在构造节理和开采裂缝的分割下，边坡岩体沿软化泥岩层发生滑动而形成的。如不对这些地质灾害进行有效治理，产生的经济损失和安全问题将会给煤矿开采事业带来沉重的负担。（2）开采沉陷对环境和生态的影响。在土地资源方面，由于采空区上覆岩层常发生由下至上的冒落或弯曲下沉导致其上方地表发生大面积的沉陷和开裂。当沉陷深度低至潜水位时，地表径流与潜水将共同作用，使该区域成为塌陷湖泊。同时地表潜水位相对上升导致蒸发量增加，土壤风化、沙化、盐渍化严重，导致土地质量退化和水土流失，大面积耕地被破坏，使矿区的基本农田保护面临着严峻的挑战。在水资源方面，沉陷区对地质条件的破坏常导致地表径流与汇水条件的变化，地表水通过沉陷裂缝大量渗入地下，导致河流流量减少甚至断流。而采空区煤系上覆岩层的含水层水位与流向也受到了开采的干扰，蓄水构造的破坏使地下水的赋存条件也相对改变，并引起部分地区水位降低、水源枯竭等现象。此外，采空沉陷区的生态环境也由于水土条件的改变而遭到破坏，失去了原有的平衡状态，岩石裸露、水质恶化，环境整体质量显著下降。
2煤矿开采沉陷的影响
2.1村庄、农田和土地利用
开采沉陷对我国南方和沿海地下水位较高、降水量较丰富的平原地区影响最大，可能导致大片耕地或稻田淹没，无法耕种，在这种情况下，只能改耕种为水产养殖。在山区，由于降雨量也较小，因而沉陷盆地积水的可能性很小，因而对耕地的影响相对较小。
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2.2地下水和地表水
当地下水位在开采沉陷冒裂带高度以下时，地下水就可能泄入采空区，使地下水位降低，同时可能造成采空区积水或井下透水事故。开采地表水体下方浅部煤层时，开采冒裂带可能与地表沉陷裂缝连通，此时不但会引起浅层水和泉水漏失，还可能使地表水直接泄入采空区，使地表水漏失，因而可能造成井下透水和涌水灾害。
2.3井巷与地下硐室
开采沉陷对影响范围内岩体中的井巷峒室同样会产生危害，主要原因是在岩层沉陷过程中，井巷和峒室周围受到拉抻或挤压而发生变形，引起井巷和峒室冒顶、片帮或底鼓，使其支护和衬砌受到破坏，严重影响着矿井的生产和安全。
3预防及减少地表沉陷与煤矿矿区环境治理的措施
3.1防止及减小地表沉陷与破坏的措施
（1）留设保护煤柱。也就是在需要进行保护的对象的下面留出一定面积的受护面使其成为煤柱，煤柱的大小按照相关规程规范以矿区获得的移动角进行设计。留设保护煤柱的目的在于将损失的煤矿资源作为代价使其能够让受护对象得到安全保护，优点是能够极大程度地降低受到保护的地表产生的沉陷和变形，使得受护对象自身能够保持安全，缺点是会永久性地损失大量煤矿资源，降低矿井效益。（2）充填开采。使用砂石和煤矸石等相关材料，以水力和风力作为主要动力，及时对采空区进行填充，避免顶板与覆岩沉降，从而减小地面产生的变形。（3）部分开采。在受护对象其保护煤柱的范围中采出一些煤矿，留下一部分煤矿作为支撑，控制地表产生的变形在许可的范围内。开采方式一般分为两种，分别为条带法及刀柱法。刀柱法其自身的采宽与留宽都不大，但工作面需经常变动，对机械化作业不利。按照当前的资料分析，假如条带开采其自身留宽度设计准确，那么地表下沉值大概是全部回采的2%-20%，与充填开采相同，在应用上也十分便利，所以应用前景十分广阔。
3.2受护对象的防护和矿区环境治理的相关措施
（1）矿区内的主要乡镇和居民区，以及重要工业区和交通、水利、电力、重点文化旅游等设施，保护柱应按规定留存保护，采取措施提高受保护体抵抗采矿和变形的能力，使其不会因采煤崩塌而遭到破坏。（2）简易车间、构筑物、二级道路、排水道、低压线路、小村庄，次级工业、交通、水利、电力等设施，宜采取搬迁或工程恢复措施。（3）农田垮塌的土地一般应进行回收利用。轻度和中度跨塌的农业用地可以通过工程措施按原使用类型进行恢复。严重跨塌的耕地可被开垦为林地或草地。（4）贫瘠山坡和荒坡地、灌木林、荒草地等未利用地的塌陷地一般只填充水土保护措施。（5）结合煤矿产业的结构进行有效调整，大力提升煤矿产业的科技水平与集约化程度，如煤矿地下气化技术，使生态环境与矿区环境获得有效地改善。
结语
煤矿开采沉陷问题在矿区普遍存在，并且是造成矿区环境出现问题的主要根源，在煤矿开采过程中一定要加以重视，在开采前做好预防工作，开采过程中控制开采技术方式和沉陷问题处理措施，有效减轻地面沉陷程度。虽然煤矿开采沉陷对地表土地资源的影响与破坏是不可避免的，但是不同矿区可以根据自身实际条件，结合日常生产活动安排，通过采用合理技术来防止和控制开采沉陷，提高土地复垦能力，对地表沉陷区域进行综合治理和开发利用，才能降低对地面建筑的损害，改善矿区生态环境，为企业带来良好的经济和社会效益。
参考文献：
[1]买买提江•买合木提.有效控制煤矿开采沉陷的新途径[J].内蒙古煤矿经济，2017（7）：9，27.
[2]王振海.煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用[J].技术与市场，2017，22（6）：228，230.
[3]段正亮.浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术[J].科技创业家，2018（4）：114.
[4]李秀山，曹忠，柳成懋，等.岱庄煤矿条带煤柱矸石膏体充填开采地表沉陷研究[J].煤矿工程，2018（4）：85-87.
[5]戈海宾，张玉建，余同勇.煤矿开采沉陷有效控制新途径的探讨[J].矿业安全与环保，2017（1）：71-72.
论文作者:毕日佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/3
标签：煤矿论文; 地表论文; 矿区论文; 采空区论文; 地质灾害论文; 生态论文; 地表水论文; 《基层建设》2019年第9期论文;