摘要：近年来，随着我国城市扩张的加快及产业结构的调整，一些传统的煤矿工业城市不得不面临日益增长的土地需求与采空区土地利用不当的矛盾，因此，采空区的地基稳定性评价作为建设工程的前期选址安全及设计安全重要考虑因素，也被提到越来越重要的位置。当前我国的很多煤矿都是在地下开采，自然会出现很多的采空区。而采空区的上部的覆岩在一系列自然力的影响下，很容易会引发地面的裂缝，乃至于崩塌，带来严重的后果。而在这些塌陷区之上如何实施土建工程，也是非常值得研究的，这里以煤矿为例说明采空塌陷的治理对策。
关键词：煤矿；采空塌陷区；土建结构；设计；处理措施
1 采煤塌陷区的灾害类型
1.1潜在泥石流
通过实际调查研究可发现，中国的采煤塌陷区往往堆积有大量的废渣、建筑垃圾等物质，这些物质往往会形成松散状堆积体。在这样的状况下，一旦该地区出现极端恶劣天气，往往会导致泥石流灾害的出现，并对周边自然环境及居民生命健康安全造成极大的破坏。不仅如此，基于中国煤矿开采的特点，采煤塌陷区域出现了较多的边坡，这些边坡往往具有陡峭的特点，且坡面风化程度相对较高，导致裂隙发育速度进一步提升，不利于塌陷区稳定性的保持，故而导致局部崩滑出现的概率较大。
1.2滑坡
中国的煤矿塌陷区往往还存在较为严重的滑坡现象。目前，常见的滑坡类型主要分为三类，分别是：楔形体岩质滑坡、岩质滑坡及黄土滑坡。上述三种滑坡类型的出现往往导致塌陷区稳定性进一步降低。
2 煤矿采空塌陷区的土建结构设计处理措施
2.1 地质钻探
可以在采空地带进行地质钻探，对钻探结果进行分析，以确定采空地带的地下岩层是否出现断裂带、岩层是否完整、岩层的稳定性是否受到采空的影响。然后，依据建筑结构的特点实行合理可行的措施。
2.2 主建筑结构型式
矿区主要的建筑有主厂房、洗煤车间、烟囱、污水处理车间。对应的结构型式为：
1）主厂房。企业的主厂房结构是由现浇钢筋混凝土制作的土框排架基本结构。其柱距为6 m，长度为48 m；柱底荷载：弯矩M＝350 KN·m，剪力Ｑ＝98KN，轴力N＝1350 KN。另外，气机间的排架2层，部分跨度为12 m，是现浇钢筋混凝土构成的基本框架，其框架檐高为17m，配有1台吊车，吊车载重为16／32t。
2）洗煤车间。洗煤车间是粉尘污染相当严重的一个流程，在实际的建筑设计中应该采取有效的防尘措施，首先应该对生产工艺及污染源进行明确，除尘系统则使用局部通风除尘、全面通风换气2种技术相互结合的方式。洗煤的除尘系统主要包含对污染源的控制、管道输送、水循环、粉尘吸捕、水膜除尘、排气、风机等。
3）烟囱。烟囱是由钢筋混凝土浇灌的筒状结构，高度大约为80 m，其基础架构是由钢筋混凝土浇筑的筏板基础。
4）污水处理车间。通常情况下，煤矿污水处理车间对于污水的处理都是采用一级反渗透装置，这种装置主要作用就是将水中的有害物质一级阴阳离子进行有效清除。反渗透装置主要包括以下几个部分：除垢剂加药装置、反渗透组件、高压泵、中间水箱、RO清洗装置、保安过滤器。在实际的污水处理中，主要是通过透过性膜后将压力变为动力，通过膜分离技术达到反渗透的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过这种方式，能够有效地除去水中的有机物、有机盐以及微生物，从而达到污水处理的目的。图1为煤矿洗煤车间的除尘工艺流程。
图1 煤矿洗煤车间的除尘工艺流程
2.3 结构的处理措施
实际情况中，往往因为场地的限制而导致其主要建筑不能进行位置的调整。为满足地基变形相关要求，只能采取一定的措施，从基础结构设计的方面入手。由于冷却塔大多是由现浇钢筋混凝土构成的筒状结构，其整体的刚度较大，所以可在采空影响线的内部增设一个土地梁，土地梁高1.5m、宽0.8m，由钢筋混凝土浇筑构成。增设之后，可以使其抗弯刚度抗住地基的局部变形，减少对冷却塔及整个矿区的影响。此外，还可以对建筑方案进行修改，实现对结构的有效处理，通过修改方案，尽可能避免准备修建的建筑物在稳定场地以及相对稳定场地的跨越。在修建的过程中，应该尽可能地使建筑物的实用性得到保证，严格控制高差。为了保证建筑物的刚度，对建筑物的层数以及高度也应严格要求，保证建筑物竖向以及平面的规则布置，避免建筑物中楼板出现不连续的现象。否则，有可能导致楼层承载力出现变化。如果建筑物需要跨越稳定场地以及相对稳定的场地，为了减小低级的不均匀沉降，则需要进行沉降缝的设计，降低因地基的不均匀沉降而导致的对建筑物的损害。
3 采煤塌陷区矿山地质环境治理
现阶段，煤矿企业在进行塌陷区矿山地质环境治理的过程中，其需要确保矿区和谐、人与自然和谐目标的实现。基于此，技术人员在实际操作过程中，需不断完善、更新环境治理理念，并进一步理清思路，从而实现矿山环境质量的改善，促进更好的经济、社会及生态效益的取得。对采煤塌陷区矿山地质环境治理思路进行了相关总结，具体内容如下：a)相关单位的工作人员可积极开发旅游资源，并结合当地历史文化，带动塌陷区生态旅游、历史文化景观旅游体系的构建，并由此带动矿山地质环境的保护，实现生态、经济效益的取得；b)工作人员还可促进养殖业的开发。事实上，矿山采煤塌陷区由于雨水与地下水的汇集，导致其积水区域较大，故而能带动鱼塘的建设，并为鸭、鹅等家禽的养殖创造了条件；c)工作人员还能创建生态蔬菜种植基地，因地制宜进行治理，取得更高的经济效益；d)工作人员需带动矿山地质公园的创建。一般而言，邻近城市的塌陷区域面积相对较小，且其往往能形成多样化的塌陷区，故而具有一定的地质意义，为此工作人员需将塌陷区建设与城镇建设规划工作进行有机联合，创建独具特色的矿山地质公园，开发旅游资源；e)工作人员在实际操作过程中还需要促进生态农业园区的创建，一般情况下，在实际操作过程中，工作人员需对地裂缝隙、波状地等问题进行治理，并以此为基础促进耕地的恢复，并大力发展生态农业，同时还能创造巨大的经济效益。
结束语
总而言之，为了保证厂房的整体结构自身的稳定性，可以尝试在每个跨柱中间加设一个基本的柱间支撑。与此相对应的，还应该减轻框架结构当中的部分结构自身的重量，进而进一步的降低地震等自然灾害所可能带来的不利影响，如果将通常所设计的钢筋混凝土的煤斗加以更改，变成一个钢煤斗，则能够最大程度降低柱底的轴力以及自然灾害发生时可能带来的水平的剪力。总而言之，这些措施都能够很好的改善因为采空而造成的地质变形所带来的不利影响。
参考文献
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论文作者:赵波,黄强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/21
标签：煤矿论文; 钢筋混凝土论文; 建筑物论文; 结构论文; 矿山论文; 车间论文; 地质论文; 《防护工程》2018年第27期论文;