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[摘 要]开采对地表的影响一般包括连续变形和非连续变形，不同影响特点对地表的损害程度不同。本文根据多年来地表观测资料和巡查记录，总结出了开采对地表的影响特点，根据不同影响情况采取了一系列行之有效的综合治理措施，取得了很好的效果，减小了开采对地表的损坏，地质环境得到有效改善，为今后煤层安全开采提供了依据。
[关键词]连续变形 非连续变形 影响特点 综合治理
中图分类号：TU997 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0044-01
1.概况
翟镇煤矿现正主采2、4、11煤层，其中2煤层煤厚平均1.97米，与4煤层间距约24米，4煤层煤厚平均2.57米，与11煤层间距117米，11煤层煤厚平均1.54米。采用走向长壁后退式采煤法，工作面顶板采用全部冒落法管理，其中七采区采用充填法。井田处在新汶向斜中段轴部，四周断层环绕，内部断层与褶曲并存。井田东北部为第四系冲积层，西南部出露第三系红层，地形东北部高，西南低，构成了南、北、东三面高、中间低的丘陵地形。表土层厚0～18m不等，区域内无大河流，只有两条季节性小河。
由于工作面的不断开采，地表受到了不同程度的影响，塌陷面积及深度不断增加，局部出现了洼地，排水出现逆坡，给正常农业生产带来了不便。同时，由于有特殊地质构造存在，地表多处出现了斑裂线及台阶下沉，对建筑物及农田带来了较为严重影响。为尽可能减小开采对地表的影响，保证建筑物安全，降低赔偿费用，翟镇煤矿在开采过程中，针对不同影响特点，在井上下采取了一系列综合防护治理措施，取得了很好的效果，大大减小了建筑物的变形等级，地质环境得到有效改善。
2.开采对地表的影响特点
当采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形。一般开采对地表的影响情况主要有两种形式：连续变形和非连续变形。连续变形地表处于整体下沉状态，盆底下沉值最大，向外逐渐减小，这种情况对地表的影响相对较轻，当潜水位较高时，盆地内易产生积水，影响正常排水坡度，严重时会影响土地的使用，造成减产地或绝产地面积的增加。当井下有特殊地质构造时（如遇到断层、褶曲、煤柱等），地表移动变形分布的正常规律被掩盖，表现出特殊的规律性。地表出现斑裂线，斑裂线附近有裂缝和台阶，对地表的影响较严重。针对地表不同影响情况，在井上下采取了一系列治理保护措施。
3.综合治理防护措施
3.1 井上治理措施
3.1.1生态农业复垦
在塌陷面积及深度较大的区域，应用工程和生物等先进技术全面规划，构建生态重建工程。将下沉值较大、常年积水区域继续挖深，获得的土方充填抬高下沉量小的区域，平整后用于耕种，挖深部分用于开发渔业、养殖业等。在下沉量较小区域覆土平整，规划成林地和园地。在台阶较大、无法平整区域，构建成阶梯状种植园。通过合理布局，将井田西翼地表治理成了集种植、养殖等为一体的农业科技园，减轻了水土流失，形成了坐落有致的新的农田景观。
3.1.2构建排水沟网
对积水面积及积水量小的区域疏通附近的排水沟，将积水导入排水沟内。对积水较严重的区域若有排水沟，对原有排水沟进行深挖、顺坡，增大排水坡度、排水断面和汇水面积，与积水区连通后排出积水。若附近无排水沟，重新构建新的排水沟网，避免雨季期间积水量增大而增加建筑物变形等级或减产地面积。雨季前测量河道剖面，疏通逆坡区域，同时起垫河堤，避免雨季洪峰时发生漫滩现象。根据不同情况采取不同措施，保证了雨季河道及农田冲沟排水顺畅，建筑物不受潜水威胁。
3.1.3加强监测，重点防护
在回采过程中，矿成立了专门队伍定期对建筑物、积水区、农田及地表移动观测站进行巡查和观测。依据监测资料和建筑物实际变形情况，提出预测预报，圈定重点保护及治理区域，及时采取措施，保证了开采安全，同时为开采设计和地表综合治理提供了准确依据。
3.2 井下防护措施
3.2.1协调开采
在建筑物密集采区，先开采一层煤一个面，紧接着在这个面的其他位置或下层煤布置工作面开采。让建筑物先受到压缩（拉伸）变形影响，再受拉伸（压缩）变形影响，使正负变形值相互抵消或削弱。这样可有效减少建筑物最大动态变形值及开采影响次数，从而降低了建筑物的损坏程度。在开采过程中保持工作面匀速推进，不在某个地点长期停留，尽量不在工作面内留设煤柱，杜绝因地表变形不连续而出现台阶或裂缝。
3.2.2对称开采
在有断层或褶曲存在时，地表会表现出非连续变形特点，出现台阶或错位现象，对建筑物影响较严重。针对这种情况，在布置工作面时尽量在断层上下盘或褶曲轴部实施对称开采，使上覆的两侧岩石都沿着层面滑动，从而减小台阶差，对建筑物或地表的影响相对减弱。若条件限制不能进行对称开采时，在构造附近逐渐减少开采量，减小构造露头引起地面台阶的高度，从而减轻对建筑物的影响程度。
3.2.3充填开采
通过七采区实施充填开采，可明显看出，地表下沉值及建筑物各项变形值大大减小，尤其是应用捣实装置并改进充填工艺后，充填效果更为显著，充实率提高到90%以上，地表下沉系数很小，建筑物变形等级远远控制在了Ⅰ级内，地表受开采影响程度甚微。
4.意义
通过在井上下实施多种技术保护措施，地质环境与生态环境都得到了根本改善，有效地保护了建筑物，实现了压煤安全开采。翟镇煤矿今后将主要开采后组煤，开采深度不断增加，开采后地表的塌陷面积及累计下沉值还会增加，斑裂线附近裂缝和台阶还可能会增加，同时，井田范围内零星建筑、养殖大棚、护林房等较多，且地表潜水位较高，都给开采带来了难道。根据所取得的成功经验和治理措施可为今后工作面开采和地质环境治理提供可靠依据，也为类似条件下的其他矿井提供经验指导，具有很好的推广应用价值和应用前景。
作者简介：穆华，男， 1969年出生，山东新泰人，1991年毕业于北京煤校，现任翟镇煤矿大联矿业工程有限公司董事长，曾在刊物上发表论文多篇。
[关键词]连续变形 非连续变形 影响特点 综合治理
中图分类号：TU997 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0044-01
1.概况
翟镇煤矿现正主采2、4、11煤层，其中2煤层煤厚平均1.97米，与4煤层间距约24米，4煤层煤厚平均2.57米，与11煤层间距117米，11煤层煤厚平均1.54米。采用走向长壁后退式采煤法，工作面顶板采用全部冒落法管理，其中七采区采用充填法。井田处在新汶向斜中段轴部，四周断层环绕，内部断层与褶曲并存。井田东北部为第四系冲积层，西南部出露第三系红层，地形东北部高，西南低，构成了南、北、东三面高、中间低的丘陵地形。表土层厚0～18m不等，区域内无大河流，只有两条季节性小河。
由于工作面的不断开采，地表受到了不同程度的影响，塌陷面积及深度不断增加，局部出现了洼地，排水出现逆坡，给正常农业生产带来了不便。同时，由于有特殊地质构造存在，地表多处出现了斑裂线及台阶下沉，对建筑物及农田带来了较为严重影响。为尽可能减小开采对地表的影响，保证建筑物安全，降低赔偿费用，翟镇煤矿在开采过程中，针对不同影响特点，在井上下采取了一系列综合防护治理措施，取得了很好的效果，大大减小了建筑物的变形等级，地质环境得到有效改善。
2.开采对地表的影响特点
当采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形。一般开采对地表的影响情况主要有两种形式：连续变形和非连续变形。连续变形地表处于整体下沉状态，盆底下沉值最大，向外逐渐减小，这种情况对地表的影响相对较轻，当潜水位较高时，盆地内易产生积水，影响正常排水坡度，严重时会影响土地的使用，造成减产地或绝产地面积的增加。当井下有特殊地质构造时（如遇到断层、褶曲、煤柱等），地表移动变形分布的正常规律被掩盖，表现出特殊的规律性。地表出现斑裂线，斑裂线附近有裂缝和台阶，对地表的影响较严重。针对地表不同影响情况，在井上下采取了一系列治理保护措施。
3.综合治理防护措施
3.1 井上治理措施
3.1.1生态农业复垦
在塌陷面积及深度较大的区域，应用工程和生物等先进技术全面规划，构建生态重建工程。将下沉值较大、常年积水区域继续挖深，获得的土方充填抬高下沉量小的区域，平整后用于耕种，挖深部分用于开发渔业、养殖业等。在下沉量较小区域覆土平整，规划成林地和园地。在台阶较大、无法平整区域，构建成阶梯状种植园。通过合理布局，将井田西翼地表治理成了集种植、养殖等为一体的农业科技园，减轻了水土流失，形成了坐落有致的新的农田景观。
3.1.2构建排水沟网
对积水面积及积水量小的区域疏通附近的排水沟，将积水导入排水沟内。对积水较严重的区域若有排水沟，对原有排水沟进行深挖、顺坡，增大排水坡度、排水断面和汇水面积，与积水区连通后排出积水。若附近无排水沟，重新构建新的排水沟网，避免雨季期间积水量增大而增加建筑物变形等级或减产地面积。雨季前测量河道剖面，疏通逆坡区域，同时起垫河堤，避免雨季洪峰时发生漫滩现象。根据不同情况采取不同措施，保证了雨季河道及农田冲沟排水顺畅，建筑物不受潜水威胁。
3.1.3加强监测，重点防护
在回采过程中，矿成立了专门队伍定期对建筑物、积水区、农田及地表移动观测站进行巡查和观测。依据监测资料和建筑物实际变形情况，提出预测预报，圈定重点保护及治理区域，及时采取措施，保证了开采安全，同时为开采设计和地表综合治理提供了准确依据。
3.2 井下防护措施
3.2.1协调开采
在建筑物密集采区，先开采一层煤一个面，紧接着在这个面的其他位置或下层煤布置工作面开采。让建筑物先受到压缩（拉伸）变形影响，再受拉伸（压缩）变形影响，使正负变形值相互抵消或削弱。这样可有效减少建筑物最大动态变形值及开采影响次数，从而降低了建筑物的损坏程度。在开采过程中保持工作面匀速推进，不在某个地点长期停留，尽量不在工作面内留设煤柱，杜绝因地表变形不连续而出现台阶或裂缝。
3.2.2对称开采
在有断层或褶曲存在时，地表会表现出非连续变形特点，出现台阶或错位现象，对建筑物影响较严重。针对这种情况，在布置工作面时尽量在断层上下盘或褶曲轴部实施对称开采，使上覆的两侧岩石都沿着层面滑动，从而减小台阶差，对建筑物或地表的影响相对减弱。若条件限制不能进行对称开采时，在构造附近逐渐减少开采量，减小构造露头引起地面台阶的高度，从而减轻对建筑物的影响程度。
3.2.3充填开采
通过七采区实施充填开采，可明显看出，地表下沉值及建筑物各项变形值大大减小，尤其是应用捣实装置并改进充填工艺后，充填效果更为显著，充实率提高到90%以上，地表下沉系数很小，建筑物变形等级远远控制在了Ⅰ级内，地表受开采影响程度甚微。
4.意义
通过在井上下实施多种技术保护措施，地质环境与生态环境都得到了根本改善，有效地保护了建筑物，实现了压煤安全开采。翟镇煤矿今后将主要开采后组煤，开采深度不断增加，开采后地表的塌陷面积及累计下沉值还会增加，斑裂线附近裂缝和台阶还可能会增加，同时，井田范围内零星建筑、养殖大棚、护林房等较多，且地表潜水位较高，都给开采带来了难道。根据所取得的成功经验和治理措施可为今后工作面开采和地质环境治理提供可靠依据，也为类似条件下的其他矿井提供经验指导，具有很好的推广应用价值和应用前景。
作者简介：穆华，男， 1969年出生，山东新泰人，1991年毕业于北京煤校，现任翟镇煤矿大联矿业工程有限公司董事长，曾在刊物上发表论文多篇。