采煤引發地面塌陷的預測及繪制地表下沉等值線的方法例

【摘要】地面塌陷是煤礦開采中常見的人為誘發的地質災害，煤層采動后，由于大量采空區的形成，引起上覆巖層的擾動，在采空區上部形成冒落帶、裂隙帶、彎曲帶，并最終形成地面塌陷。利用定性與定量相結合的方法對地面塌陷地質災害進行預測，對有效地采取防災減災綜合防治措施具有指導意義。

【關鍵詞】煤礦；開采；地面塌陷；預測；地表下沉；等值線

1. 礦山概況

山西石泉煤業有限責任公司位于襄垣縣城西20Km處的夏店鎮柴家嶺村至下灣村一帶，礦區面積12.2251Km2，批采3～15號煤層，開采標高699.97～27.97m，批準生產規模120萬t/a。開采方式為地下開采，礦井服務年限為35.4年。自2004年建礦以來，一直未投產，目前正在基建。

2. 地質環境背景

2.1礦區位于太行山西麓、長治盆地的北部邊緣。地貌類型為斷塊剝蝕中低山區，區內黃土梁、沖溝分布廣泛，總體地勢為南北高、中間低。

（2）8-2號煤層位于太原組上段中部，上距3號煤層40m左右。頂板巖性為泥巖、砂質泥巖。底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖。煤層厚度為0～1.20m，平均0.59m，埋深570～710m。

（5）山西組厚58.60m，共含煤4層，自上而下編號為1、2、3、4號，其中3號煤層為穩定可采煤層，其余1、2、4號煤層為不可采煤層，煤層總厚6.85m，含煤系數為11.69%。

（6）3號煤層位于山西組下部，上距K8砂巖32m左右。頂板巖性為砂巖、細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖。底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖。含0～3層黑色泥巖夾矸。結構簡單～復雜。3號煤厚5.05～7.20m，埋深530～670m，平均厚6.14m，為穩定可采煤層。

（7）硬質巖石為砂巖，軟質巖石為泥巖、頁巖。砂巖、粉砂巖呈中厚層狀，比較堅硬，泥巖、頁巖較軟弱，遇水易泥化，抗風化能力低，工程性質差，巖性較為復雜，巖層層理發育，層間結合力較差，軟硬相間的巖層導致工程地質性質差異較大（表1），所夾的煤層采空后，易產生地面塌陷地質災害。

3. 礦山開采現狀

該礦目前正在基建，尚未開采，未形成采空區，地質災害不發育，未造成人員財產損失，地質災害危險性小。

4. 采煤引發地面塌陷預測

6. 防治措施

（1）對可能遭受地面塌陷、地裂縫地質災害威脅的主井、副井、風井工業場地、矸石場地及位于礦區內的村莊設計預留保安煤柱，防止地質災害的發生。

（2）由前述可知，在地表變形范圍內，采區邊緣有可能出現拉伸裂縫，中心地帶因地處山區，一般不會出現沉降盆地，但有可能在地表高低不同的部位出現地面裂縫與地面塌陷。可采取就近取土填埋、整平措施。填埋量根據前述地表下沉等值線及經驗公式確定。

7. 結語

通過以上實例對采煤引發地面塌陷的預測及繪制地表下沉等值線，便于確定具體的防治措施，對建立完善的地質環境保護與恢復治理制度，提高礦山企業的資源環境保護意識，促進礦山地質環境的改善，實現礦產資源開采與地質環境保護的良性循環具有重要的意義。

參考文獻

[1]《山西石泉煤業有限責任公司礦山地質環境保護與恢復治理方案》，葉晉巖、趙鐵玲、喬旭俊、全建英、杜媛，山西省第四地質工程勘察院，2012年.

[2]《礦區采煤塌陷綜合治理與評價》，朱偉，《建筑百科》.

[3]《山西襄垣縣采煤誘發地質災害分析》，周亞濤、鄧紅林、衛宏，《中國地質災害與防治學報》，2002年.

[文章編號]1619-2737（2013）04-01-611

[作者簡介] 高艷玲（1971-），女，籍貫：山西省文水縣人，2010年畢業于吉林大學資源勘查專業，主要從事水文、工程、環境地質工作。