摘 要：在煤矿生产中，开采沉陷是导致矿区环境遭到破坏的最主要的因素，因此，在矿区中要降低开采沉陷给作业环境带来的影响，就必须有效控制地面沉陷。本文就针对地表沉陷控制方法和目前存在的情况作了简要的探讨。
关键词：开采沉陷；有效控制；途径探讨
在世界煤矿业中，我国属于煤矿产业大国，而且在将来相当长的时期内，煤矿产业依然是我国的主要能源之一。在当今世界经济全球化、市场一体化的新形势中，我国的煤矿事业更要加强培养自身的优势和竞争能力。在对煤炭资源进行大量开发虽然给我国的经济带来了活力，却也给矿区的周边环境带来了很多程度的破坏，这一问题直接给国家和人民的生命财产安全带来了负面影响，从而也阻碍了我国经济前进的脚步。那么，开采沉陷给环境带来的影响主要表现在以下几个方面：在平原所在地整片的地表转移形成盆地而导致积水；地表耕地受到了严重的损坏；在干旱地区地表水系也受到严重破坏；发生山体滑坡导致建筑物和公路受到破坏等。因此，对地面沉陷程度进行有效控制并最大限度地降低是煤矿开采中的关键问题。
一．地表沉陷问题的传统控制措施
在当前对地表沉陷进行控制的主要采取了以下几种方法：条带开采、充填开采以及覆岩离层注浆填充方式等。
条带开采是把被开采的煤层统一为比较整齐的条带形状，运用采一条留一条的方式，让所剩下的条带煤柱能够撑得住覆岩层的重量，地表产生的移动比较小，也比较不容易变形。在我国的大部分矿区，人口居住比较密集，如果都要实行转移，需要一笔很大的开支，在这种情况下，采用条带开采的方法来降低地表沉陷程度，这几年得到了广泛的推广和应用。一般情况下，冒落条带开采的沉陷系数大约在零点一至零点二之间，差不多是长臂冒采的六分之一至四分之一。但是，条带开采也存在一些缺点，煤炭的采出率比较低，而长久损失率则比较高，约束了在控制地表沉陷中的大量应用。
充填开采是在煤层开采之后利用风力或者水砂来对工作面进行填充后方采空区，采空区的填充程度对地表的沉陷控制效果起着决定性的作用，但是因为填充的费用比较大，制约着在煤矿开采中的应用。
最后讲述的另一种开采方法就是三步法开采，即“采-注-采”方法。这种方法利用了充填开采和条带开采两种方法的优势，覆岩构造对岩层移动的控制被得到有利的运用，对条带式的作业面跳跃性的开采进行了规划，运用荷载置换的原理，对上覆岩层进行了有效的控制。这种三步法据统计采出率可以高达百分之八九十，和其他一般的开采方法进行对比，它的采出率是最高的，因此，它被得到了广泛的应用。下面主要介绍三步法开采。
二．“采-注-跳采”三步法的原理
这种比较新的方法是在原来“采-注-采”的基础上提出来的，就是把开采区域布置成和条带式相同的作业面。宽条带的作业面宽度控制在基岩厚度的三分之一至五分之一；而窄条带的作业面宽度一般控制在上覆基岩厚度的四分之一至六分之一，而且控制面积采出率不要超过百分之三十五。以下介绍它的步骤：
首先，要开采窄条带的作业面，留煤柱对覆岩的移动进行控制，开采之后覆岩的破坏形成了平衡的体系，地表变形和沉陷不明显。
接下来，注浆填充和固结窄条带采空区破裂岩体，对注浆的材料可以选用比较便宜的粉煤灰。把采空区和上覆破裂岩体凝结成一个整体，从而形成了固结体来恢复承载的能力。
最后，对剩下的宽条带煤柱进行开采。为了减轻煤炭质量受到冒矸、注浆等的影响，保证支撑带具有一定的稳定性，使上、下顺槽能够顺利掘进，使其稳定性得到保证，在进行宽条带开采时，在两边应该留有一条宽度大约是5米左右的小条形，对煤柱进行隔离，并且对上覆岩层采用复合固结岩体条带进行支撑，使荷载能够顺利转移，并且能够使上部完整岩层和老顶砌体梁成为主要结构，并且能够形成复合固结岩体条带支撑，对于地表的形成，会呈现大面积平缓下沉的现状，使地表的变形值变小，地表的沉陷量降低。
根据以上一系列的分析表明，在当前煤炭开采技术环境之下，本文提出了“采—注—采”此类开采技术，可以把地表的沉陷以及上覆岩层的沉陷进行很好的控制，又可以增加煤炭的采出率。对于开采工艺，只需要采用常规方法进行即可，对于采空区的注浆加固工艺，其控制方法也很简单，所以，在目前的技术条件下，采用此类方法对地表的沉陷进行有效控制，具有一定的科学依据，对于解决当前采煤塌陷区沉降越来越严重、建筑群下不搬迁的采煤所带来的对环境的破坏，可以得到很好的解决。
三．结束语：
总而言之，由于造成矿区环境地质灾害的最根本原因是开采的沉陷造成的，因此，为了避免开采沉陷带来环境灾害，必须有效地减轻、控制地面的沉陷，可以对充填开采岩层以及条带开采的控制技术的优点进行吸收，并根据荷载置换的科学原理，并对三步法开采技术进行采用，通过对这种地表沉陷以及岩层移动的控制的新途径的使用。经过实践表明，使用此类三步法进行开采，可以减少对地面建筑物的损害程度，把这损害程度控制在最小范围内，并且可以把地表的下沉率控制在26%左右，而煤炭的采出率则可以达到90%以上。因此，此类方法的使用，既简单容易操作，并且便于实施，可以最大限度地促进煤矿开采技术的向前发展。
参考文献：
[1]郭广礼．老采空区上方建筑地基变形机理及其控制[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2001．10.
[2]何国清，邓喀中等．采动破裂岩体地基注浆加固及其检测技术[J]．中国矿业大学学报，2000，29(3)：293—296．
[3]曹胜根，刘长友．采场破碎顶板注浆加固机理[J]．中国矿业大学学报，2008，27(3)：288—290．
[4]阳雨平，吴爱祥，余健．利用注浆加固充填体技术回收水平矿柱[J]．化工矿物与加工，2001(8)：11—14．
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