煤矿塌陷区恢复治理措施研究
发表时间：2020-11-17T10:25:54.813Z 来源：《基层建设》2020年第20期 作者： 吕逸杰
[导读] 摘要：近年来，随着社会的发展吗，我国的煤矿工程建设的发展也有了前所未有的提高。 淮南矿业（集团）有限责任公司煤业分公司资源环保部 安徽淮南 232001
摘要：近年来，随着社会的发展吗，我国的煤矿工程建设的发展也有了前所未有的提高。煤炭资源推动了社会经济的发展，随着煤炭开采数量的剧增，一旦发生塌陷会对土地资源带来严重的破坏。采空塌陷会严重破坏耕地、地面建筑物和矿区等其它公共设施。因此煤矿采空塌陷的监测是保障矿区安全、灾害预警的必要工作，设计煤矿塌陷监测预警系统有助于对矿区地面塌陷进行科学评估，促进矿区及人民生命财产的安全性，同时也促进了矿区经济的可持续发展。 关键词：煤矿塌陷区；恢复治理；措施研究 引言
作为世界人口最多和最大的工业品生产国，我国的能源消耗总量已经位居世界第一，以煤、石油和天然气为代表的化石燃料满足了我国主要的能源需求。虽然我国在改善能源结构上做了很大的努力，但煤炭依然占据了我国能源消耗的60%。2003-2018年，我国累计生产原煤482亿t，超过其他时间采煤量的总和。近年来，我国煤炭产量始终稳定在35亿t左右，自中华人民共和国成立以来，我国共生产原煤超过800亿t，其中90%的煤炭采用井下开采的方式，这不仅给井下作业的煤炭工人带来巨大安全隐患，也在矿区形成了大面积的采空区。 1 系统构建
为了能够对矿区进行实时监测和塌陷预警，设计了集数据采集与处理、数据分析与发布的煤矿塌陷监测预警系统。本系统由传感子系统、数据采集传输子系统和数据分析预警子系统组成。传感子系统有传感器监测单元组成，负责地表沉降区位移监测点监测数据的采集；数据采集传输子系统负责传感器系统所采集数据实时的传输到控制中心；数据处理分析预警子系统由分布在监控中心的小型机系统、服务器系统及软件组成。系统整体架构由井上和井下两部分组成，井上可以进行远程监控，井下通过WSN技术形成覆盖监测区域的无线网络，实时感应矿井下煤层或者岩层内部应力变化，测量监测点区域内的结构突发或者缓慢变形，实时采集数据，通过网络传输到监控中心，向数据预警系统传递参数，与监控中心进行实时数据交互。 2 我国煤矿采空区的发展
长期以来，煤炭为我国的能源供应提供了强有力的保障，但煤矿因资源枯竭被废弃后没有及时回填而形成了大面积采空区，随着废弃矿井内临时支护结构的老化，矿井逐渐失去有效支撑，当采空区上方出现较大压力或时间为汛期时，当地容易形成塌陷、滑坡等地质灾害。由于矿区采煤的持续时间较长，因此同一地区煤矿采空区的塌陷问题将长时间存在，并且塌陷发生位置具有很大的随机性，很难准确预测。
3 使矿井所在地的地质环境对煤矿开采的影响变小的方法 3.1 在开采工作开始之前进行充分的勘察和分析
很多矿井事故出现的主要原因是在开采工作开始之前没有对矿井所在位置的地下环境进行调查和分析，所以为了降低自然环境对开采工作的影响就需要对当地的地质环境进行详细勘察和分析最终得出正确的判断，然后在这个基础之上还要根据之前在当地进行过开采工作的矿区的资料进行更加详细的分析，最终使调查结果和判断更加精确。为了使煤矿采掘工作出现事故的次数减少需要做到以下几点：第一，在选择完矿井的大概位置之后对该位置的地下结构进行测量，根据矿井所在地的地质构造的变化规律制作出准确的数据模型；第二，根据实际勘测得到的数据使用计算机和目前已经完成开采工作的矿井所在地的地质环境进行对比分析，并制作出相关的数据模型对矿井所在位置的地下环境进行深入分析；第三，在对矿井所在位置的地下地质构造进行实际勘测的时候要使用专业的仪器并将获得的实际资料如实交给专业人员进行深入研究，在得到专业技术人员的研究结果之后使用多种专业手段并结合目前已知的地下构造发展形成规律对矿井所在位置的地下构造进行推测，最终在开采过程中对矿井所在位置之下的地质构造可能出现的破坏和影响进行准确的评估，使煤矿的开采工作得到科学的数据指导。
3.2 加大在开采过程中出现渗水现象的防治力度
在地下矿井中经常会出现矿井渗水事故，而且一旦在矿井中发生渗水事就很容易出现地下水患导致煤矿企业的经济受到很大的影响，所以在进行开采工作的时候应该加强对矿井之中可能出现渗水现象的矿层提前建立起防水隔离区，加大对老矿井的积水区域的检查力度并定期进行排水工作。与此同时，在对煤矿层进行开采工作的时候还要对矿区周围的水文环境进行检测，并制作出完整的数据模型。在井下探放水过程中，推行使用钻孔测斜的设备，在钻探的时候全面使用实时视频进行监控，通过合理布置各种钻探数据和使用钻孔测斜等方法来设置科学的钻孔数据，并加强对其的检测力度。在矿井外和矿井内部设立水位等数据的监测系统，合理使用每种监测手段使矿井所在地的水文动态监测系统更加完善，实现矿井水患的实时预警，保证矿井安全生产。 3.3 提高非化石能源的比重
与化石能源相比，可再生能源对环境的破坏较小，但是也有很大的缺陷，除了核电之外，水电、风电、光伏发电都存在明显的缺点，那就是设备的发电量受天气和季节变化影响，能源供应的稳定性较差。在特定的时间段，比如，当我国所在的北半球处于冬季时，光照强度和水能资源都将出现显著下降，要增加火力发电来弥补清洁能源发电量的不足。经过多年的建设，我国电网的整体性和稳定性都有了很大的提高，电力在全国范围内的跨区域调度已经基本实现。目前，我国电网的稳定性要远高于美国等电网分别掌握在大量不同电力公司手中的国家，我国已经基本可以避免发生纽约大停电级别的电力故障问题，这为我国在中西部开发可再生能源提供了基本保障。我国西北有广袤的戈壁荒滩，那里地广人稀，具有丰富的风能和太阳能资源，是绝佳的风电和太阳能发电场。近年来，我国风电和光伏装机容量快速增加，但是由于配套输电网规划和建设的滞后，因不能及时消纳而导致我国风电和光伏的弃用率逐年提高。此外，我国大量的建筑为分离式光伏发电提供了基本条件，将分离式光伏发电并入国家电网既能够提高电网的稳定性，也能在夏季和冬季用电高峰期降低对火力发电的依赖。 4 结语
作为世界上人口最多的国家和最大的工业国，通过技术升级提高工业设备能源利用率，既能够降低能源需求，也能提高我国产品的国际竞争力。我国风能和光伏装机容量在政策的推动下得到了快速发展，但由于输电线路建设相对滞后或规划不合理，风电和光伏发电难以
充分消纳的问题十分突出，这也反映出政策引导下部分可再生能源的开发存在盲目性。我国现存大量的民用和工业建筑非常适合分离式光伏发电设备的布设，核能发电虽然存在一定的安全隐患，但依然是目前最稳定、高效的清洁能源，在确保安全的前提下，我国应积极发展核能发电。氢能是未来重要的能源，无论是以氢气作为燃料发电还是受控核聚变发电，氢能都是高效、清洁、安全的可再生能源。目前，大规模、低成本的制氢技术和稳定的热核反应设备尚未出现，我国可以利用这一机遇尽可能在氢能源利用方面实现对发达国家的超越。 参考文献:
[1]晏勇，周相兵.基于物联网矿井瓦斯动态监测与预警系统设计[J].实验室研究与探索，2016，35（1）:93-96，105. [2]陈鸿.基于物联网的矿井瓦斯及人员动态监管系统设计与应用[J].矿业安全与环保，2011，38（4）:28-30.
[3]田振辉，黄兴海，朱超，等.基于物联网的矿井瓦斯灾害预警系统网络节点设计[J].电脑知识与技术，2014（34）:8326-8327. [4]付贵祥，周红军，郭继茹.基于物联网的煤矿安全综合智能预警系统[J].工矿自动化，2014，40（4）:99-101.
煤矿塌陷区恢复治理措施研究
