采矿塌陷灾害特征与治理方式

　　0 引言

　　煤炭是我国重要的矿产资源之一，对于我国的经济建设具有非常重要的意义。但是，在煤炭工作开展的过程中，环境问题一直是煤炭企业不容忽视的一项问题，通过采煤工作的开展，将不同程度的会诱发出地面塌陷等地质灾害，对于工作人员的生命安全以及企业发展具有严重的负面影响。根据此种情况，就需要我们能够对采矿环境所出现塌陷问题的原因进行把握，并以针对性技术的应用对其做好治理。

　　1 采矿塌陷灾害特征

　　1. 1 灾害机理

　　对于采矿区域出现的塌陷情况来说，其通常是由于在采矿作业开展的过程中使地下相关区域的地下水位出现了一定的变化，并在地下水位降低、使窿道顶板土体由于长期缺乏水分最终使顶板出现了数量较多的裂缝。而当这部分裂缝形成之后，则可能直接贯通到地表，以此使地下粘土出现透水性增大的情况，并在雨水环境下使该区域土质所具有的强度降低，进而出现较大范围的农田开裂、土体沉陷等问题。

　　1. 2 灾害特征

　　1） 地面塌陷

　　在采矿地质条件中，石灰岩是数量较多的一种地质类型。而在该类型地质条件中，岩溶塌陷可以说是较为常见的一类地质灾害。在该种地质灾害中，地下水位变化是造成塌陷情况出现的一项最主要的原因，且塌陷情况规模、大小等都和岩溶、土洞、地质构造、地下水径流排泄以及地形地貌等存在着一定的关系。根据塌陷形成原因的不同，通常来说会具有三种类型，即环境下方具有土洞或者溶洞、地下存在动力水以及上部存在岩质盖层。其中，地下水可以说是使采矿区域出现塌陷的主要因素，其通过地下水位的变化以及岩土体自身所具有的重量而地面所具有的稳定性非常脆弱。如果矿区下方开采程度较高，就会使水流所具有的流速以及坡度逐渐增大，以此使岩溶裂隙中的覆土层以及充填物在受到搬运、冲蚀之后使土洞所具有的大小地逐渐加大，并且同时受到真空吸蚀、降雨、地震等因素的影响最终导致塌陷问题的发生。

　　2） 泥石流、滑坡

　　对于该两种灾害类型来说，其为矿区塌陷之后所引发的次生灾害。当矿区出现塌陷问题之后，就会在该区域造成数量较多的、深度在 2 m ~10 m 间的大坑，并因此形成了非常陡峭的凌空面。如果在该种地质条件下伴随着较大的降水情况，就非常容易因此引发滑坡以及崩塌等次生灾害。

　　3） 水资源破坏

　　在岩溶类型矿区下方，其往往由于矿区煤矿开采工作的开展而对地下水进行一定的疏导，并且因此使原地区所具有的地下水得到了较大幅度的下降。同时，由于在企业对于开采所产生的尾矿渣石等等没有进行良好的处理，就会因此对矿区周围的水体造成较大的污染。同时，如果人员日常的生活用水没有进行适当的处理就排放到周围水体中，也会由于富营养化的出现而使地下水遭受到非常严重的破坏以及污染，并且这种问题非常地难以被治理。

　　4） 土地资源破坏
　
　　当矿区出现塌陷问题之后，就会对周围造成水土流失的情况，且很多土地可能因此受到较为严重的破坏。而当这部分土地经过雨水的常年冲刷之后，则会使其涵养水源的能力得到较大的减弱，进而使土壤结构无论是水平方向还是垂直方向都会产生较大的变化，最终使土地出现贫瘠化以及保水保肥能力变差的情况。

　　2 采矿塌陷地质工程治理方式

　　2. 1 塌陷坑治理

　　为了能够使塌陷坑治理这项工作具有更为针对性的特点，企业在对其进行治理时可以将其分为以下几个类型：

　　1） 对于 2 m 以下的塌陷坑来说，可以将其归类为 A 级塌陷。对于该类型的塌陷坑来说，由于周围土质具有构造均匀、水文地质较好且湿度适中的特点，我们在处理时可以不对其进行挖掘，而通过土方的使用直接对其进行回填。

　　2） 对于 2 m 以上、处于河床外的塌陷坑归类为 B 类塌陷。对于该类型的塌陷坑来说，可以通过放坡开挖的方式进行处理，且挖掘的高宽比也需要能够根据挖方边坡值进行制定。在实际施工过程中，无论坑底是否存在裸露基岩都应当对其开挖。具体实施方面，首先需要通过挖掘机的应用对坑内部的软弱土层进行清除，并通过水泥浆的方式对坑底进行灌注，以此起到对塌陷通道进行堵塞的作用，最后在其表面通过碎石以及粘土进行回填与夯实。

　　3） 对于发生在河床内部的塌陷坑来说，我们可以将其归类为C 类塌陷。在对该类塌陷情况进行处理时，需要先对塌陷坑边缘位置所存在的软弱土层进行清除，之后再通过水泥灌浆以及混凝土板的应用对其进行处理。

　　4） 如果塌陷坑出现在河床内部，其底部虽然出现了沉降问题但是还没有形成塌陷坑，则需要将其归类为 D 类塌陷。在对该类塌陷进行处理时，同样需要通过挖掘机的应用对裂缝部位所具有的软弱土层进行清除，并通过碎石以及混凝土的应用做好回填与浇筑。

　　2. 2 排灌系统治理

　　1） 河道修复

　　在该项工作中，主要是对煤矿治理区范围内的河道进行清理，并对河道两岸都开展适当的防渗工作。防渗方式上，则通过砌体砂浆的应用对河道两岸进行处理。

　　2） 排水沟修筑

　　排水沟是解决矿区塌陷渗水问题的一项重要措施，其主要针对矿区治理范围内的林地以及旱地所进行的。在修筑的时候，需要我们能够根据以下的原则来开展工作： 首先，要对矿区治理范围内由于降水所产生的地表水拦截到治理区内； 其次，对于截排水沟的渠底需要保证不冲不淤的管理理念，即将水速控制在一定的范围内使其不仅不会造成泥沙的淤积，还不会对沟渠结构造成影响。
　　
　　3） 河床治理

　　在部分矿区老河床中，由于大量地表塌陷，就会使整个地块由于高低不平而对治理区土地利用产生较为不利的影响。对于矿区老河床，应用机械挖运、推土机进行推土平整，即首先在塌陷坑底部回填片石，然后再回填碎石，最后回填粘土，使治理后的老河床地面标高与两岸地面标高持平。

　　2. 3 经济林栽植

　　对于矿区塌陷问题来说，生态治理可以说是整个治理工作的重要目的，是当地生态系统建立的重要部分，其主要包括树种的选择以及抚育等等。树种的选择是非常关键的，对此，我们需要以生态恢复学作为树种选择的重要依据，并且在对当地土壤养分、水分条件以及物理条件等进行充分考虑与研究的基础上开展选择工作。而对于已经受到污染的土壤来说，为了能够使其中所具有的 Cd,Cr,Mn 以及 Pb 等重金属能够得到有效的降低，则应当通过石灰挥撒以及有机肥施加等方式在对其 pH 值提升的同时对原有土壤的有机质进行改善，进而在降低有害元素数量以及活性的基础上使土壤作物所具有的食用安全性以及经济效益得到提升。

　　2. 4 养殖业发展

　　对于长期积水、面积较大的塌陷盆地而言，在其积水区域内可以根据地表塌陷量的分布情况在积水较深的区域建设养殖类水塘，以此在对原有地质情况治理的同时获得经济的发展。而对于积水较浅的区域，则可以种植水产经济作物。该方式尤为适合于降雨量较大、气候较为湿润的地区。

　　3 结语

　　近年来，我国的煤矿事业得到了较大程度的发展，而随着煤矿开采量的不断加大，对于矿井内部的地质情况、水位情况也会造成一定的影响，非常可能因此出现塌陷事故，并对工作人员的生命安全、企业的财产安全造成非常严重的威胁。在文中，我们对采矿塌陷地质工程的原理、特点以及治理方式进行了一定的研究，指出今后需要我们在实际治理工作中以针对性治理技术的应用避免塌陷问题的出现。

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