摘 要：地下采煤使煤層周?chē)鷰r體中原始應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，在應(yīng)力重新分布達(dá)到新的平衡過(guò)程中，導(dǎo)致地面塌陷形成塌陷盆地，漏斗狀塌陷坑和臺(tái)階狀斷裂。地面塌陷是礦區(qū)的主要環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害之一，造成交通改道建筑物破壞農(nóng)田被毀民房開(kāi)裂，有時(shí)還需搬遷村莊，誘發(fā)山地丘陵山體開(kāi)裂滑坡。嚴(yán)重破壞了礦區(qū)土地資源和生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：9號(hào)煤開(kāi)采；地面塌陷；地物地貌

一、目的

建、構(gòu)筑物下壓煤?jiǎn)栴}，已成為制約礦井生產(chǎn)的重要因素。而地下采煤造成建筑物破壞經(jīng)濟(jì)賠償和糾紛也是我礦面臨的很大問(wèn)題。為了降低成本，提高效益，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的留設(shè)保護(hù)煤柱及減少糾紛，已成為葛泉礦東井當(dāng)前乃至今后長(zhǎng)期重點(diǎn)研究的問(wèn)題。通過(guò)各煤層開(kāi)采造成地面塌陷對(duì)獨(dú)立建筑物的破壞觀(guān)測(cè)進(jìn)行分析，選擇合理的開(kāi)采工藝減輕地面破壞，以及今后塌陷區(qū)治理發(fā)展方向，為礦井整體規(guī)劃及工作面設(shè)計(jì)提供參考，最大程度提高煤炭資源回收，保證企業(yè)最大化效益。

二、觀(guān)測(cè)方案選擇

（一）觀(guān)測(cè)區(qū)域選擇。根據(jù)葛泉礦東井開(kāi)采的煤層和地面地物地貌綜合考慮，選擇9號(hào)煤11912工作面，該工作面位于工業(yè)廣場(chǎng)東北沙河河灘，東一運(yùn)輸上山右側(cè)，SF5、SF6斷層之間，東北至9#煤40m沖積層防水煤柱線(xiàn)附近。

（二）區(qū)域內(nèi)各工作面概述。11912工作面為東井一采區(qū)首采面，地面標(biāo)高為96.9m～102m，工作面標(biāo)高-10m～-70m。該工作面位于工業(yè)廣場(chǎng)西北沙河河灘，東一運(yùn)輸上山右側(cè)，SF5、SF6斷層之間，東北至9#煤40m沖積層防水煤柱線(xiàn)附近。

采煤方法：綜采放頂煤開(kāi)采，一次采全高。

頂板管理：采用自然垮落法。

11912工作面寬95m，推進(jìn)長(zhǎng)度926m。傾角7°～17°，平均為11°，9#煤層煤厚4.0～7.0m，采深為110～170m。

（三）觀(guān)測(cè)區(qū)域地物地貌。此次選擇的觀(guān)測(cè)區(qū)域內(nèi)地物有獨(dú)立信號(hào)塔獨(dú)立平房、養(yǎng)殖場(chǎng)、高壓線(xiàn)、鐵路，鄉(xiāng)間路、廠(chǎng)房、水井等構(gòu)造物，地貌為丘陵、坡地為主，北部地帶有沙床和河溝農(nóng)田。

（四）觀(guān)測(cè)方法。根據(jù)地物地貌特征進(jìn)行觀(guān)測(cè)方法分類(lèi)。（1）對(duì)鐵路、公路進(jìn)行沉降觀(guān)測(cè)。如11912工作面為期3年的觀(guān)測(cè)站沉降觀(guān)測(cè)。（2）對(duì)于地貌進(jìn)行圖片對(duì)比，塌陷坑裂縫測(cè)量。如：11912工作面上方地面塌陷照片對(duì)比及裂縫測(cè)量。（3）對(duì)于獨(dú)立平房進(jìn)行裂縫測(cè)量。如：11912工作面上方簡(jiǎn)易房。

三、各煤層塌陷對(duì)地貌地物影響分析總結(jié)

通過(guò)對(duì)葛泉礦2號(hào)煤9號(hào)煤開(kāi)采對(duì)地貌地物破壞觀(guān)測(cè)分析總結(jié)如下：

（一）跟開(kāi)采煤層煤種有關(guān)。2號(hào)煤給地面造成的破壞較小，局部除外，如9號(hào)煤開(kāi)采對(duì)地面造成大面積破壞且對(duì)地面破壞較大。

（二）跟地質(zhì)條件有關(guān)。給開(kāi)采深度和開(kāi)采厚度有關(guān)。開(kāi)采厚度越大，則冒落裂縫帶高度越大，移動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)越劇烈，地表移動(dòng)變形值也越大。開(kāi)采深度也是影響巖層與地表移動(dòng)的主要因素。如11912工作面隨著開(kāi)采深度變大，下沉值有所減少，離層裂縫總量增加，但地面裂縫相對(duì)變小。

（三）跟開(kāi)采方法頂板管理開(kāi)采速度有關(guān)。采煤方法和頂板管理是決定巖層與地表移動(dòng)特征的主要因素。葛泉煤礦常用頂板管理方法是全部垮落法。全部垮落法是覆巖破壞最嚴(yán)重的一種方法，它能使上覆巖層的冒落裂縫帶的高度得到充分發(fā)展。當(dāng)深厚比較大時(shí)，能促使上覆巖層平穩(wěn)的移動(dòng)，地表下沉值達(dá)到最大，地表變形分布均勻連續(xù)性較強(qiáng)。如11912工作面靠近停采線(xiàn)這一段地表破壞較小，直形成塌陷盆地而無(wú)大的裂縫。當(dāng)深厚比較小時(shí)，冒落裂縫可能達(dá)到地表，此時(shí)地表移動(dòng)與變形將失去連續(xù)性，出現(xiàn)非連續(xù)性破壞。如11912切眼開(kāi)始推進(jìn)60米時(shí)，地面出現(xiàn)較大的裂縫、臺(tái)階狀斷裂。開(kāi)采速度對(duì)地表移動(dòng)和破壞也有很大的關(guān)系。當(dāng)工作面推進(jìn)一段距離，地表走向方向達(dá)到充分采動(dòng)以后，每日平均推進(jìn)3米塌陷破壞較小，反之就大。

（四）根水文地質(zhì)條件有關(guān)。葛泉礦東北部地面平均標(biāo)高為110米左右，地表水較淺，所以地表塌陷坑內(nèi)有大量的積水。通過(guò)對(duì)地面水位觀(guān)測(cè)和井下采空區(qū)水流量的測(cè)量，表明葛泉礦松散巖層較大，粘土類(lèi)厚松散層的存在對(duì)隔絕水體與遭破壞的覆巖之間的水力聯(lián)系起著重要保護(hù)作用。

四、外業(yè)資料整理分析

五、綜合防護(hù)治理及發(fā)展方向

塌陷區(qū)造地復(fù)田是治理開(kāi)采損害的重要工程。開(kāi)展造地復(fù)田是一項(xiàng)利國(guó)利民工作。講求實(shí)效，力求在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三效益方面統(tǒng)籌兼顧。根據(jù)葛泉礦區(qū)地勢(shì)地貌特征差異進(jìn)行劃分區(qū)域治理。葛泉礦區(qū)南部地勢(shì)較為復(fù)雜，局部有明顯塌陷坑總體破壞不嚴(yán)重。如9號(hào)煤開(kāi)采對(duì)地表破壞嚴(yán)重特別是靠近開(kāi)切眼的地面，塌陷坑面積大，地面有大量積水。治理比較麻煩，缺乏覆蓋土壤是覆田一大難題。那么治理最好的辦法就是用矸石充填積水區(qū)，在地表塌陷前通過(guò)地表移動(dòng)預(yù)計(jì)，繪制出未來(lái)塌陷區(qū)的下沉等值線(xiàn)圖。事先圈定出剝離的范圍和深度，剝離下來(lái)的表土作為復(fù)田備用土壤。