摘要：煤炭开采为了国家的经济建设和地方经济发展作出了重要贡献。但是基于历史的原因，往往仅重视资源的开发和利用，忽略了对环境的保护、生态的重建，从而诱发一系列的生态地质环境问题和地质灾害，如采煤沉陷、边坡滑坡、地表变形、地裂缝、矿震、废弃排土场占用土地破坏生态等。
关键词：煤炭;地下开采;地质灾害;防治措施
引言：
为了保护和改善矿山地质环境，防治矿山地质灾害、环境污染和生态破坏，需要对煤矿的地质环境保护与综合治理工作提供相应的方案。当前主要从两方面着手：采取有效措施保护矿山地质环境，把矿产资源开发对地质环境的破坏降到最低限度；采取工程措施治理矿山地质环境问题，最大限度地恢复矿山水、土环境及其功能。
1开采沉陷的影响因素
1.1开采厚度(m)和开采深度(H)
沉陷量和沉陷速度随开采厚度的增加而增大，随开采深度的增加而减小，或沉陷量与沉陷速度的大小与开采的深厚比(H／m)成某种反比函数关系。
1.2煤层倾角
当煤层和地表处干水平状态时，沉陷盆地与冒裂带的形状及位置都对称于采空区。当煤壁倾斜时，这种对称状态不复存在。煤层倾角愈大，偏态也愈明显。
1.3地形与地貌
地表倾斜时，开采沉陷向量中包含向地表下坡方向的滑移分量。由于山区地形起伏，导致其地表沉陷规律与平地有显著差异，其移动、变形值及沉陷影响范围与地表倾角、倾向、地貌及风化层性质有关。
1.4采煤方法与回采工艺
走向长壁冒落法开采沉陷量，沉陷湾度和沉陷范围也大，沉陷规律也较明显；部分开采方法、充填开采法不太明显。
1.5地质构造
地质构造对开采沉陷影响极为明显，如断层附近和陷落柱周围地表会出现台阶状裂缝，发生应力与变形集中。
2地质灾害类型及其危害
2.1开采沉陷
开采沉陷在我国高潜水位的东部矿区表现为塌陷湖泊，在我国西部矿区常因缺水和风沙表现为严重沙漠化。据调查，煤矿由于地下开采塌陷破坏土地在全国工业系统中处于首位，而且采煤塌陷土地的一半以上在平原地区#绝大部分是优良的耕地，今后#随着国民经济的迅速发展，煤炭开采量不断加大，由此带来采煤塌陷土地的面积将越来越大，煤炭地下开采沉陷，导致矿区大面积土地塌陷#不仅破坏大量的耕地资源，而且对矿区环境%、生态亦造成严重破坏。前者表现为采煤塌陷盆地会加速矿区地表水土流失，使耕地土壤质量下降，给当地农业生产造成巨大损失；后者表现为采煤塌陷土地改变了地表原有的地形地貌，严重破坏矿区自然景观。
2.2煤矸石堆放的潜在危害。
煤炭地下开采过程中产生的废弃矿石（煤矸石），约占原煤产量的10%~25%。煤矸石是煤炭生产中的一种副产品#在我国已成为累计堆积量和占用场地最多的工业废弃物，目前全国煤矸石的总积存量已达30亿t以上，而且排放量仍在逐年增长$煤矸石山不仅占压土地，改变矿区自然景观，而且给矿区带来一系列危害，煤矸石中有毒重金属元素，会严重污染水环境和土壤环境；煤矸石自燃放出大量二氧化硫、硫化氢等有害气体#严重污染矿区大气环境。
2.3矿井突水和瓦斯灾害。
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矿井突水是煤炭地下开采一种突发性矿山地质灾害，具有来势汹猛，瞬时涌水量大，损失巨大的特点，已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题之一。为我国的经济造成了巨大的损失，也严重威胁到矿区居民的生命和财产安全。
3地质灾害防治措施
3.1开采沉陷防治措施。
（1）加强沉陷预计。煤炭地下开采导致地表沉陷的分布规律取决于地质和采矿因素的综合影响，不同矿区的覆岩力学性质，煤层倾角、开采厚度、开采深度等地质采矿条件往往差异较大，因此，各矿区在采区地表应充分设立观测站，进行大量开采沉陷实测数据的观测，总结开采沉陷规律，从而有效预计待开采区域的采后塌陷状况，为提前制定治理规划和治理措施提供科学数据。
（2）减轻地表下沉。加强井下开采方法的可操作性和经济性研究，从而研究出经济可行的减轻地表下沉的井下开采技术。目前"减轻地表下沉的有效开采方法主要有大条带协调式全采法，冒落条带法、充填条带法、水砂充填法、矸石风力充填法和离层带注浆充填法等。
（3）进行科学治理。对采后地表已稳沉塌陷的区域，则根据地表塌陷状况和治理条件进行科学治理，比如在东部矿区"科学治理措施是：地面塌陷较浅的塌陷区，采用疏排法建立排水系统，降低潜水位，使土地重新利用，地面塌陷较深的塌陷区，采用挖深垫浅法，将塌陷深的区域再挖深，取出的土方充填塌陷浅的区域，治理成耕地或鱼塘，大面积常年积水塌陷区，可以采取网箱养鱼和发展养鸭，养鹅等直接利用，对有充填材料的塌陷区，可充填复垦。
3.2煤矸石堆积防治措施。（1）矸石山绿化。在矸石山表面按照一定的株行距挖穴填土，种植耐干旱、耐贫瘠、生命力强的刺槐、沙棘等树种。矸石山经过绿化，植被覆盖能有效防止其自燃，有毒元素淋溶等灾害现象，从而遏制其对环境的污染，并能美化矿区环境。（2）煤矸石综合利用。根据煤矸石的组成及其性质确定其综合利用途径。对含碳量较高#发热量大于（4180kj/kg）的煤矸石"可用于燃烧发电’对热值在(2090~4180kj/kg)的煤矸石,可以生产煤矸石烧结砖,回收煤矸石中的有益矿产和制取化工产品,如回收硫铁矿和加工硫酸铝等铝盐,利用煤矸石生产农肥和改良土壤,利用煤矸石作为筑路,填坑以及回填矿井采空区的材料。
3.3避让搬迁。选取的新村址范围内地形地貌较好，有一定量的地下水资源，可基本满足当地人畜用水。耕地、植被情况较好，水土流失轻微，仅有挖方量较小的交通、居住、耕作方面的人类工程活动，交通方便，无采空区、地面裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，适宜建筑。
3.4采空塌陷、裂缝的治理与恢复耕地。首先清理旧村庄，用推土机推平，通过压道机、推土机和运送汽车往复压实，及时覆盖黄土。对因采空塌陷造成破坏的耕地采用人工或机械方式进行填埋（夯实）裂缝和陷坑，平整田面，因地制宜，修筑相应的田间道路及排水工程，并在各级梯田的外边缘修筑护田堤，控制水土流失，保护坝田，恢复农田的耕种功能。土地复垦后，耕作层的土壤大部分变为生土，不利于作物的生长，需要在深翻的同时，配方施肥，培肥土壤。同时，为了保持人工土壤中的水分，宜尽量在其底部回填约0.5m的亚粘土或粘土，形成人工隔水层，然后再回填亚砂土。恢复耕地后种植一些抗旱性强的乡土植物。
3.5矿井突水的防治措施。矿井突水作为地下开采工作经常引发的地质灾害之一，也理应对其防治工作予以高度的重视。矿井突水情况严重时，不仅会造成煤矿资源的浪费，还会对工作人员造成生命威胁。为了预防矿井突水现象，在防治方法实施的过程中，首先应对工地进行勘测，结合实际情形，提前对煤矿开采地区的地形、地貌做出精确的勘测和预估，并结合相关的勘查工作，总结出土地内岩石断裂及其分布的规律。在地形以及地貌的勘测过程中，工作人员一刻也不能马虎，需进行严密精细的检查和记录，将各个工作面的岩石断裂程度、断裂分布进行仔细的标注后，在煤矿的开采图纸上悉数标出，对整体情况作出宏观的把握。这样的标注以便开采过程中突发情况的预防和及时救治。
3.6瓦斯灾害防治措施。
（1）加强安全预防。主要是预防瓦斯积聚和瓦斯煤尘爆炸，消除瓦斯突出，预防瓦斯积聚的主要技术途径是减少瓦斯向采掘空间涌出。稀释采掘空间的瓦斯浓度，释放煤层中的瓦斯和矿山压力，加强矿井通风，进行瓦斯抽放，是稀释瓦斯浓度，消除瓦斯突出现象的主要技术措施。
（2）开发煤层气。开发煤层气既有利于开发新能源，又有利于减少瓦斯灾害事故。因此，我国煤矿在防治瓦斯灾害方面应转变观念，投入足够人力和物力，进行煤层气开发利用。
结束语：
煤炭资源逐渐枯竭以来，各种地质灾害滑坡、地面变形、采煤沉陷、地裂缝、塌陷等己严重影响矿山周边民居的安全与发展。因此，开展防治研究非常必要和紧迫。
参考文献：
[1]田波,游先中,翟文杰.提高煤炭开采安全管理的重要性研究[J].山东煤炭科技.2017(02)
[2]贾永全.煤炭开采过程中的安全隐患和对策[J].科技创新与应用.2016(17)
论文作者:梁勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
标签：煤矸石论文; 地表论文; 矿区论文; 瓦斯论文; 煤炭论文; 矿井论文; 地质论文; 《防护工程》2018年第19期论文;