煤矿塌陷区的充填开采保护土地技术与土地复垦治理技术

煤矿塌陷区的充填开采保护土地技术与土地复垦治理技术

陈晨

(山东省田庄煤矿山东省济宁市272100)

摘要：充填开采不仅能减少地表沉陷，提高资源回收率、处理废弃物。充填开采还是对岩层扰动和破坏最小的开采方法，煤矿塌陷区要根据所在地的自然、气候条件，宜农则农、宜林则林，科学合理安排各类用地，使遭破坏的土地发挥出最大效益。

关键词：煤矿塌陷区；充填开采；保护土地技术；土地复垦；治理技术

1导言

煤炭的开发为经济快速持续发展提供了基本保证，然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转，各集团公司都加大了环境的防治和治理，对煤炭事业来说，功在当代，利在千秋。

2煤矿开采中如何防止地表的沉降

沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；(1)开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。(2)对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，未减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。

2.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。

2.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。

2.3覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。

2.4限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这～厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。

2.5协调开采厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，相互位置与开采顺序，使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距，因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。

2.6“采一注一采“三步法开采充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，进行小条带开采一注浆充填固结采空区一剩余条带开采的三步法开采，有效的对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较大等缺点。

3矿区采煤塌陷土地复垦的治理技术

3.1疏干法

此法应用于浅水位不高、地表下沉较小的地区，多用在低浅水位地区或单一矿层和较薄矿层开采的地区。此法工程量小，投资少，见效快，但需对配套的水利设施进行长期有效的管理，以发挥防洪防涝，保证塌陷地的持续利用。

3.2就地平整法

用于不积水而又起伏不平的沉陷区或积水沉陷区的边坡地带，由于地块保墒、保水、保肥效果差，不便耕种，应运用就地平整法进行挖补平整，保证整个沉陷区海拔标高基本一致，土地标高应高于洪水位标高，以利于耕种和植物生长。

3.3挖深垫浅法

使用挖掘机械把塌陷深的区域再挖深，形成水（鱼）塘，取出的土方充填塌陷浅的区域形成耕地，实现水产养殖和农业种植并举。主要用于塌陷较深、有积水的高、中浅水位地区，同时要保证挖出的土方量要大于或等于充填所需土方量，且水质适宜于水产养殖。此法操作简单、适用面广、经济效益高、生态效益显著。

3.4充填复垦法

用矿区废矸石充填可以一举两得，既能利用废矸石，又能治理环境，此法在抚顺、淮北、鸡西、七台河等矿区广泛应用，实践证明这是较好的复垦方法，目前被一些矿区普遍采用的方法，效益最佳。但要防止二次污染出现。充填复垦法推广应用的前提是充填物经济易获取，无污染。

3.5直接利用法

对于大面积的塌陷地，尤其是大面积积水或积水很深的水体以及未稳定塌陷地或暂难复垦的塌陷地，要按塌陷地的具体情况因地制宜地直接利用，如网箱养鱼、养鸭、种植浅水藕或耐湿作物等。

3.6生态工程复垦

生态工程复垦是把土地复垦工程技术与生态工程技术结合起来，运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理，结合系统工程对破坏土地所设计的多层次利用的工艺技术。促进各生产要素的优化配置，获得较好的经济、生态和社会效益。

4结语

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法，近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验，这种方法可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的，所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术，矿区生态复垦技术等多学科知识，对地表塌陷进行综合治理和开发利用，才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。

参考文献:

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