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浅谈农村采空塌陷地质灾害的应对措施

文档作者：任晓亮刘绍卿文档来源： 1．中国地质大学环境学院 2．山西省地质勘查局212地质队		点击数：	更新时间： 2022年11月28日
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总第134期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．11．015
浅谈农村采空塌陷地质灾害的应对措施
任晓亮 。，刘绍卿 ，
(1．中国地质大学环境学院，湖北武汉430074；2．山西省地质勘查局212地质队，山西长治046000)
摘要：广大农村居民人身和财产安全是煤矿采空区引发的地面塌陷及伴生的地裂缝的主要威胁对象。
通过野外调查和实际资料的分析，就采空区塌陷形式和土地破坏状况及危害进行讨论，阐述农村地面塌陷
地质灾害的成因，并对农村应对地质灾害的措施进行了分析。
关键词：地面塌陷；采空区治理；搬迁
中图分类号：P694 文献标识码：B 文章编号：1005—2798(2010)11—0036．01
山西省蕴藏着丰富的煤铁等矿产资源。近年
来，随着矿产资源开发程度的不断提高，矿山地质灾
害日趋严重。因采矿形成的地面塌陷、地裂缝，以及
诱发的滑坡、崩塌等地质灾害所造成的重要设施破
坏、房屋、道路及耕地等受损，严重威胁着居民生命
财产安全和影响了当地经济和社会的和谐发展。由
于山西省农村居民居住地面积广阔、人口分散的特
点，农民人身和财产安全就成为农村地面塌陷地质
灾害的主要威胁对象。现就煤矿采空区形成的地面
塌陷及其伴生的地裂缝地质灾害的危害和防治措施
浅谈如下。
1 地质灾害形成原因及影响因素
1．1 形成原因
地面塌陷及其伴生的地裂缝常常与采空塌陷地
质灾害相伴出现，其空间分布范围及展布方向与煤
矿开采状况密切相关，主要受采空区范围、采煤巷道
方位及上覆岩土体的工程特性所控制。当地下矿层
大面积采空后，原有的周围应力平衡状态遭到破坏，
矿层上部岩(土)层失去支撑，在自重和上覆岩土体
的压力作用下向采空区垮落沉降，以致发展到地表，
从而使地表土和地面发生水平和垂直变形，并在采
空区上方形成冒落带、裂隙带和沉降带三个开采影
响带，进而在地表形成地裂缝及塌陷坑，随着采空区
范围扩大，地表形成塌陷及地裂缝相应加剧。
地面塌陷及其伴生地裂缝的形成和加剧使得地
表建筑物(民房)墙体产生裂缝，建筑物的损坏等级
可参照国家煤炭工业局2000年5月26日颁发的
《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开
采规程》划分(见表1)⋯。
表l 砖混结构建筑物的损坏等级
孥 建筑物损坏程度—
e／ (m n． m -J)
—
l(n m ~m -~
—
)K
—
(1) -3．m-I)
地表变形值 蒡霎
表中地表变形值按照以下公式计算：
最大下沉值： rm =m· ·COSO~
最大曲率值：gm ：4- _1．52 ／r
最大倾斜值：，m =W ／r
最大水平移动值：U⋯ =b·Wm
最大水平变形值： ⋯ =±1．52 b·Wm ／r
式中：叼为下沉系数；m为采空区厚度，111；b为
水平移动系数，一般取0．26；Ol为煤层倾角；r为主
要影响半径，111，可按下式计算：r=H／tanfl；H为开
采深度，in；／3为影响角。
1．2 影响因素
1) 开采规模及开采方式的影响。不同开采
规模与开采方式下形成的采空塌陷、地裂缝地质灾
害的规模是不同的。 (下转第44页)
收稿日期：2010~8—18
作者简介：任晓亮(1982一)，男，山西长治人，助理工程师，在读硕士研究生，从事岩土工程勘察和地质灾害治理设计、施
工、检测、监测工作。
36
2010年11月 邓 涛等：煤矿企业安全风险控制对策探讨 第l9卷第11期
(上接第36页)大型煤矿采用长壁式采煤，开采技术
先进，开采规模较大，回采率较大，在其采空区上方
则形成规模较大的地面塌陷区及地裂缝；相对而言，
中、小型煤矿的开采规模较小，开采技术落后，地表
变形以地裂缝为主。
2) 矿层埋深的影响。在相同开采条件下，地
表变形随采深的增大而减小，随采厚的增大而增大，
即采深采厚比越小，地表变形越强烈。同时采掘宽
度越大，地表塌陷和裂缝范围越大。
综上所述，采空塌陷和地裂缝是由于地下出现
空洞后，上覆岩体失去平衡，发生冒落或下沉而形成
的。影响采空塌陷和地裂缝的因素有多种，如地形、
地貌、地层岩性、地质构造、地下水活动、采矿方法和
开采条件等，其中采矿方法和开采条件是主要因素，
在其它条件一定的情况下，矿体埋深浅，深厚比小，
地表变形严重。
1．3 地质灾害发展趋势
近年来，经煤炭资源整合，中小型煤矿关闭或整
合为大型矿山，在煤炭资源开采力度逐步加大的情
况下，采空区规模和地面塌陷、地裂缝将继续并迅速
发展
2 地质灾害防治措施
地面塌陷、地裂缝主要是由开采煤层形成地下
采空区所致，因此可对下伏采空区进行注浆全填充
治理，然后对受损房屋进行维修或重建，这样能有效
阻止房屋裂缝和地裂缝继续产生和加剧。另一方
面，可采取搬迁移民工程，以确保调查区的村庄居民
不受房屋裂缝和地裂缝的危险，从而安居乐业，进而
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推动经济社会和谐发展。
两种方案相比较，对村庄下伏采空区进行填充
治理，面临的主要问题是农村人口居住相对分散、居
住面积大，治理工程难度大、耗资大，且这样各村庄
下伏以及按《三下》开采规程要求预留的各村保安
煤柱区内煤炭资源将浪费。相反，采取搬迁移民工
程，工程耗资相对较小，而且可使压覆煤炭资源达到
充分利用；另一方面搬迁移民后原村庄进行土地复
垦或恢复林地，可以抵削部分因移民而占用的耕地。
因此，农村地质灾害防治措施宜选择搬迁移民工程。
3 结语
采空区引起的地面塌陷、房屋裂缝因强降暴雨、
在村庄周边继续围采等因素影响下，多数呈加剧趋
势，房屋受损程度由轻度转至中度、严重、极度严重
损坏，水资源枯竭，有的村庄滑坡、崩塌等地质灾害
发育，自然环境更趋恶化，搬迁房屋严重损坏的住户
不解决根本性问题。同时，村庄压覆煤炭资源量较
大，得不到充分开发利用。因此建议对受地质灾害
威胁的居民居住分散的农村进行土地置换，对原有
村庄进行清理复垦，扩大耕地面积，促进社会、经济
效益及自然环境和谐发展。
参考文献：
[1] 国家煤炭工业局．建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱
留设与压煤开采规程[S]．2000．
[责任编辑：路方]

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