煤矿开采沉陷地质灾害与防治探讨
摘要：沉陷地质灾害是在煤矿开采中最常见的一种现象，不仅会对后续生产工作实施造成影响，而且也容易存在较大的安全隐患。因此，应该对其进行有效预防与治理，降低煤矿开采的风险指数，保障人们的生命财产安全。传统防治措施存在一定的局限性，难以适应新时期煤矿开采工作特点，因此应该对其予以优化和改进，增强实际防治效果。本文将通过分析煤矿开采沉陷地质灾害对生态环境的影响，探索煤矿开采沉陷地质灾害的防治措施，旨在为实践工作提供理论指导。
关键词：煤矿开采；沉陷；地质灾害；防治
在现代化建设当中，各个领域都需要以煤炭资源作为依托，这也是促进社会生产力不断提升的关键。在市场经济体制当中，煤矿开采企业面临的竞争压力逐渐增大，只有对采煤工艺进行逐步优化，才能促进开采工作效率的提升，防止出现严重的资源浪费情况，增强自身市场竞争力。尤其是针对生产当中出现的开采沉陷问题，应该对其予以高度重视，防止次生环境灾害等问题的产生。自然环境 因素、人为因素和技术因素等等，都会导致开采沉陷地质灾害的产生，因此在对其进行控制时往往需要进行综合考量。采用有效的防治措施与手段，能够防止对生产效率与进度造成影响，创造良好的经济效益和社会效益。应该在做好详细勘察的基础上，制定针对性防治工作方案。 一、煤矿开采沉陷地质灾害的影响
土地落差和裂缝问题，往往就是由于开采沉陷所引发，严重时会发生滑坡和崩塌等事故，严重威胁人们的生命安全，土地环境发生严重恶化。大气降水的汇水条件和径流等，也会受到沉陷的影响，水系流量出现下降。松散含水层和上覆岩层含水层等，会在沉陷地质灾害作用下发生破坏，地下水位下降问题十分常见，严重威胁水环境。植被根系会在沉陷地质灾害作用下而受到严重损伤，导致其生长环境遭到破坏，进而引起水土流失的问题【1】。在开采区域周围往往还存在较多的人工环境，包括了建筑物、构筑物和耕地等等，当发生沉陷地质灾害时，就会导致地基基础稳定性下降，威胁其使用安全性。 二、煤矿开采沉陷地质灾害的防治措施 （一）全部充填式开采
对于采空区实施有效充填，能够预防开采沉陷地质灾害的发生，而最常用的一种手段就是全部充填式开采，通常在顶板为发生冒落前实施。在顶板岩层下沉时，往往会由于固体材料的应用而得到有效控制，减小下沉的幅度，防止变形等问题的产生。另一方面，应用全部充填式开采方式，可以有效保护耕地和建筑物，降低对自然生态环境的影响【2】。风力充填法、水砂充填法和矸石自溜法等，是全部充填式开采方法的几种主要类型，其中水砂充填法的可靠性最好，因此在实践中的应用较为广泛，具有操作便捷和成本小等特点。 （二）覆岩离层带充填
三带的形成往往是由于上方覆岩的移动所引起，应该对采空区和岩移特性进行综合分析，采用覆岩离层带充填方法，实现对沉陷地质灾害的有效防治。在应用该处理手段时，通常需要在离层带进行钻孔处理和高压注浆施工，能够增强离层空间的稳固性，从而预防沉陷问题的发生。为了能够增强空间稳定性，也可以对砌体梁结构进行替换，使用连续梁结构改善其原有的性能。该方式可以对下沉空间进行有效抑制，促进地表下沉速度的减缓，防止耕地和建筑等遭到严重破坏【3】。覆岩离层带充填方法的难度相对较大，因此对于技术应用的专业性要求较高。
（三）条带开采
在开采工作当中运用采出一条并保留一条的方式，是条带开采的主要特点，在此过程中应该明确采留比例，满足实际开采工作要求。同时，应该对覆岩层和煤层的关系进行分析，做好详细的勘察与记录分析工作。在应用条带开采方式时，覆岩层可以通过未开采的煤层进行有效支撑，因此防止在开采工作中发生严重沉陷问题，实现了对覆岩移动频率的有效控制【4】。与此同时，地表移动、变形等问题也得到缓解，保障了生产安全性。条带开采由于未对部分煤矿进行开采，因此在采出率方面具有一定局限性，同时也会对巷道掘进和工作面效率产生影响。矿井设井下压风自救系统，选用ZYJ型压风自救系统，每组设置6个急救袋。根据《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知〔安监总煤装（2011）33号文件〕。 （四）协调开采
协调开采也是防治煤矿开采沉陷地质灾害的有效方式，需要对开采顺序、开采间距和位置关系等进行综合分析，根据实际开采特点确定合理的开采手段。通过协调开采的方式，能够抵消开采煤层的变形，防止对地表耕地和建筑等造成严重破坏。应用协调开采时需要对错距进行合理设置，因此加大了操作的难度。本矿采用斜井开拓，划分为一个水平；排水为一级排水，盘区及掘进巷道等的涌水沿巷道侧水沟自流至一盘区副斜井井底水仓。开采二盘区时，设计予以利用一盘区主排水泵房的现有排水设备。矿井地质报告提供正常涌水量53m3/d，最大涌水量85m3/d。 （五）限厚开采
限厚开采则是根据煤层的厚度采用合理的开才方法和技术，也能够预防沉陷问题的发生。在确定煤层厚度的同时，还需要对水文条件、建筑物抗变形能力和地形地貌等进行分析。限厚开采只针对厚度确定的煤层进行开采，因此对于地表下沉等问题可以起到良好的预防效果。然而，由于未能对不确定厚度的煤层进行开采，因此也会对采出率产生一定影响，通常应用于薄煤层的开采工作当中。此外，三步法也是实践中的一种常用手段，通过小条带开采、注浆填充和条带开采相结合的方式，既能够保障开采工作的顺利实施，又能够起到良好的加固处理效果，对沉陷问题加以预防【5】。工作中的回采率可以得到有效保障，对地表实施有效防护，但是应用成本则相对较高。 （六）矿井安全监控系统
在现代化的快速发展当中，矿井安全监控系统的应用可以对沉陷问题进行实时监测，当其参数出现异常时及时报警并处理，增强防治可靠性。地面中心站除配有监测主机、传输接口、打印机、调试电话主机等设备外，同时还配有背投显示系统。该系统能实时连续地监测井下、井上各种环境安全参数和生产工况参数，监测参数可长期连续以磁盘文件方式存储并自动进行统计分析【6】。当系统监测的有害参数超限时，能自动报警，井下分站能可靠地实现甲烷风电闭锁功能。KJ90-F16/F8型监控分站主要技术参数如图1所示。
图1 KJ90-F16/F8型监控分站主要技术参数 （七）土地复垦技术
煤矸石在煤矿开采中较为常见，在采用土地复垦技术时可以用其进行充填，是处理沉陷问题的有效方法。该方法的应用，既能够防治对环境造成的破坏，又能够节省充填成本，实现对采空区的及时处理，为后续生产工作奠定基础。在复垦工作中也可以采用粉煤灰进行填充，其原理与煤矸石填充相同，实现了对粉煤灰的二次利用，具有较强的生态效益和经济效
益。在复垦时也可以采用修建梯田或者平地等方式进行处理，需要对工程量、土层厚度等因素进行综合分析，合理控制田间坡度等。 结语
煤矿开采沉陷地质灾害的产生，往往会对土地环境、植被、水环境和人工环境等造成严重影响，不利于社会生产生活的有效运转。为此，应该通过全部充填式开采、覆岩离层带充填、条带开采、协调开采、限厚开采和土地复垦技术等进行有效预防，同时加快矿井安全监控系统建设，实现对沉陷问题的实时监测，从而预防重大安全事故的发生，促进煤矿业的可持续发展。 参考文献：
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[3]周立.煤矿开采地面沉陷变形预测及防治对策[J].冶金管理，2020（07）：160-161. [4]薛红杰.煤矿开采地面沉陷变形预测及防治对策[J].能源与节能，2020（03）：14-17. [5]李星亮.煤矿开采沉陷灾害及控制措施研究[J].内蒙古煤炭经济，2019（18）：156+158. [6]刘德胜.煤矿开采沉陷地质灾害与防治对策研究[J].山东工业技术，2018（12）：80.
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