淺析煤礦采空區(qū)地面塌陷的防治措施

1、淺析煤礦采空區(qū)地面塌陷的防治措施趙法鎖，李明（長安大學(xué)地測學(xué)院陜西西安710054）摘要：摘要：地面塌陷對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成的危害日益嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)提倡以防為主，防治結(jié)合的原則，本文詳細(xì)介紹了煤礦采空區(qū)地面塌陷的預(yù)防、治理措施，并以陜西神府煤礦為例，治理災(zāi)害的同時(shí)，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，收到了良好的效果。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：地面塌陷預(yù)防措施治理措施地面塌陷是地質(zhì)災(zāi)害的一種，具有發(fā)生突然、地點(diǎn)隱蔽的特點(diǎn)。多發(fā)育在人口相對(duì)較多、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城

2、鎮(zhèn)或工礦區(qū)，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成的危害嚴(yán)重。根據(jù)地面塌陷的形成機(jī)理我國一般將其分為巖溶塌陷、采空塌陷、黃土濕陷三種。它們的形成除自然因素外，往往與人類的生產(chǎn)活動(dòng)有著密切的關(guān)系[1]。采空塌陷治理的目的，是為了減輕人為災(zāi)害，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，安全文明生產(chǎn)。以往多是在塌陷區(qū)形成以后，已經(jīng)造成了危害，才著手進(jìn)行治理，這種“滯后”的治理行為，常常事倍功半，今后應(yīng)當(dāng)提倡以防為主，防治結(jié)合的原則。在塌陷區(qū)形成之前，就采取“超前”防治措施

3、，即在制定開采設(shè)計(jì)時(shí)就考慮預(yù)防措施，并在開采過程中認(rèn)真實(shí)施，包括在采礦過程中所使用的各種“減塌技術(shù)和措施”等，如充填采礦法，條帶采礦法，多煤層、多工作面協(xié)調(diào)采礦法以及井下支護(hù)和巖層加固措施等，采取這些措施能夠大大減少礦區(qū)塌陷的范圍、塌陷幅度，減緩塌陷的時(shí)間進(jìn)程，減輕塌陷的危害程度。1.煤礦采空區(qū)地面塌陷的預(yù)防措施[2]根據(jù)煤炭部關(guān)于“建筑物保護(hù)煤柱留設(shè)與壓煤開采”第17條規(guī)定，地面塌陷區(qū)圈定也考慮該項(xiàng)頒布的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，即傾斜，曲率，水

4、平變形3immm??30.210km????。2mmm???開采矩形工作面時(shí)的地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)1)坐標(biāo)系統(tǒng)的建立和變換①坐標(biāo)系統(tǒng)的建立如圖1所示，坐標(biāo)系的建立，是在井上、下對(duì)照?qǐng)D1以工作面水平投影的左邊界和下邊界的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O?、、軸分別平行于煤層走向和傾X?Y?向，建立直角坐標(biāo)系。OXY???②坐標(biāo)變換在概率積分法預(yù)計(jì)地表移動(dòng)與變形時(shí)，坐標(biāo)系統(tǒng)是以地表下沉曲線拐點(diǎn)的位置為原點(diǎn)的。因此計(jì)算公式中的坐標(biāo)（XA、YA）應(yīng)以工作面拐點(diǎn)

5、平移后的計(jì)算開采邊界為準(zhǔn)，計(jì)算開采左邊界和下邊界交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。為此必須在程序中完成坐標(biāo)變換。移軸計(jì)算公式如下：1XXS???OOSS34YXXYXXφA(XY)φ?qǐng)D1坐標(biāo)系統(tǒng)圖fig.1codinatesystemmaxcosWmq????式中m—采出煤層厚度（mm）q—地表下沉系數(shù)—煤層傾角（）?t、L—分別為采區(qū)拐點(diǎn)平移后走向長度及傾斜長度水平投影值（m）、、—分別是采區(qū)走向及傾斜下、上山影響半徑（m）rr下r上x、y—待求點(diǎn)坐標(biāo)

6、（m）②地表任意點(diǎn)傾斜值TcossinxyxTCC?????yTΦΦTΦsincosxyxTCC?????yTΦ90ΦTΦmaxcossinxyyxTTCTTCT???????ΦΦ1yxxyTCTtgTC????Φ式中：—待求點(diǎn)的最大傾斜值（mmm）maxT?—最大傾斜值方向與OX軸的夾角（）TΦ、—分別為待求點(diǎn)沿走向和傾斜方向主斷面上投影點(diǎn)處迭加后的傾斜變形xTyT（mmm）③地表任意點(diǎn)A的水平位移值U，沿指定方向水平移動(dòng)。U?cos