关于煤矿采空区综合治理方法研究

关于煤矿采空区综合治理方法研究

矿山地质环境保护与恢复治理是矿产资源开发管理的关键环节，煤矿采空区综合治理能够有效的改善该地区的生态环境，防治地质灾害及煤层自燃隐患的发生。本文介绍了采空区的危害，阐述了采空区治理的必要性及意义。文章以某矿区采空区综合治理为例，进行了治理方法的优选，即保护了环境又回收了资源，做到一举两得。

标签：采空区 综合治理 方案优选

陕北地区煤矿资源丰富，但随着煤炭工业发展速度的加快，所引发的采空区塌陷问题日趋严重，伴随出现了众多的采空区和塌陷区，损毁房屋等人民生命财产安全，并且对公路、铁路、天然气等设施造成较大损坏和影响。从长远看，随着采空区塌陷面积的继续扩大，必将成为影响社会大局稳定的主要潜在性隐患。因而在建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会、加快统筹城乡发展的大好形势下，切实从根本上解决和治理采空问题已是现实和形势的需要，总之，采空区综合治理是十分必要的。

1采空区的危害

煤矿采空区一方面直接威胁煤矿自身安全，出现冒顶塌陷，对大巷构成极大威胁，严重影响采煤安全。另一方面，造成资源浪费，采空区范围内煤炭资源无法正常开采，造成煤炭资源极大浪费。另外，将形成地质灾害及煤层自燃火患，采空区随着时间推移，一般会出现地面塌陷、地裂缝等地质灾害，相同条件区域的煤矿有的已出现煤层自燃火烧灾害。

采空区还将影响地下含水层，煤矿开采后，区域潜水水位普遍降低，上部第四系松散潜水含水层基本已处于疏干状态，造成沟谷断流，植被枯死现象，从而破坏生态环境。

2采空区治理的必要性

随着煤炭资源的继续开采，危害还将会进一步扩大。据专家测算，当煤炭产量在2亿吨左右时，每年会形成80—100平方公里的采空区，而我市神府矿区整合后，年产量已在2亿吨以上。地表塌陷和裂缝引发大量的崩塌、滑坡、泥石流等灾害，并致使地下水位下降，河流干涸，泉水枯竭。陕北毛乌素沙漠边缘矿区，生态极其脆弱，如果造成荒漠化，后果将不堪設想。切实从根本上解决和治理采空问题已是现实和形势的需要，总之，采空区综合治理是十分必要的。

3治理的意义

采空区的治理从而根本上保护了环境；能够有效的改善该地区的生态环境，也可复垦造田；可以回收部分煤柱及其边角残留煤，有效的利用现有资源，减少

了资源浪费，提高了资源利用率；能够有效的防止或减轻地面塌陷、地裂缝地质灾害的发生，也可防止煤层自燃隐患的发生。

4采空区综合治理工程实例分析

4.1治理区基本概况

治理区中部高，南北两侧为沟谷区，基本被第四系风积沙或黄土覆盖。中部最高处海拔标高1271.5m，最低处位于西北角沟谷中，标高1203m，相对高差68.5m。

矿区有三层可用煤层，上部煤层埋深约6～70m，距下部煤层约4～7m；中部煤层埋深约12～75m，距下部煤层30～35m；底部煤层埋深42～108m，平均埋深75m。

4.2治理原则

煤矿采空区应在“谁破坏、谁治理、谁复垦”的原则基础上，先易后难，科学规划，综合治理，做到治理矿山地质环境时考虑水源地保护，土地复垦，植被恢复和地质灾害防治，做到山水田林路统一规划，统一建设。遵循因地制宜，经济可行，资源回收，统筹协调，最终做出安全环保的设计。

4.3治理方法

陕北地区采空区治理方法目前主要有注浆法和非注浆法两种，其中非注浆法有干砌或浆砌充填法、剥挖回填复垦法等。

其中剥挖回填复垦法就是对采空塌陷区或火灾隐患区自上而下分台阶开挖剥离（对火烧区超前注水，降低燃体温度，挖除着火体），后期用黄土覆盖煤层露头，最后回填开挖坑，平整及再覆盖黄土，并绿化复垦的方法。

该方法其特点是灭火效果彻底，但施工工艺较复杂，前期投资大，适用条件较苛刻。但可回收部分煤炭资源，以抵补项目投资问题。

4.4治理方法优选

根据治理区的实际情况，大范围治理采用注浆法需大量水资源，但区内水源极度缺乏，因此，注浆法不适宜采用，若剥挖时发生煤层自燃，可作为灭火工程的一种备选方法。由于本矿目前部分采空区已经塌陷，煤层自燃倾向特别严重，采空区通风条件较差，因此，干砌或浆砌充填法已无实施条件。

剥挖回填复垦法不需要国家投资，可利用剥挖回收的残煤补偿治理投资，且采空区治理效果好，可改善区内环境，已在该地区有示范工程治理经验，故建议优选剥挖回填复垦法。

本治理区适宜利用剥挖回填复垦法的有利条件体现在如下几个方面：

（1）煤层厚度大，治理区残留有三层煤层，合计厚度约8.2 m，煤层水平分布稳定，可回收的资源量大。

（2）覆盖层较薄。

（3）剥采比适宜。

（4）初始剥挖条件好，治理区东南角沟谷区剥离10m左右就可见上部煤层，有良好的拉沟初始剥挖条件。

（5）具备良好的内外排条件，治理区西南区较平缓，运距短，适宜作为初始临时内排弃土堆渣场。

（6）水文地质条件简单，据矿井多年实测资料，矿井涌水量小于50m3/d。

（7）工程地质条件好，区内无断层和褶皱构造影响，岩层水平，砂岩工程地质条件良好。

5小结

彻底消除采空区造成的隐患，将采空区将来可能产生的危害从源头进行控制。这样不仅能为当地人民创造一定的财富，而且还可以使之安居乐业，又能保护生态环境，况且可以消除煤矿生产中的安全隐患，回收资源，一举多得，有利于企业，有利于社会。

参考文献

[1]李云峰. 浅谈煤矿采空区地质处理[J]. 西部探矿工程. 2007（04）

[2] 张俊英， 王翰锋. 煤矿采空区勘查与安全隐患综合治理技术[J]. 煤炭科学技术. 2013.