高永进

摘 要：准格尔煤田位于鄂尔多斯市，老窑区由于长期开采形成采空区，新矿区的生产矿井也形成了一些采空区，这些采空区有很大的安全隐患，老矿区的采空区域地表开始出现裂缝，出现塌陷和下沉，对周围的农田和道路造成毁坏，破坏地下水源和植被，部分煤层自燃产生的有害气体对环境产生了污染，周围地区的空气质量也变差，影响了和谐社会的构建。为了生态环境的保持，必须对准格尔煤田采空区灾害进行治理。

关键词：准格尔煤田；采空区；灾害现状；工程技术治理

中图分类号：TD725 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0165-01

现在我国的矿山频繁发生采空区灾害，造成了大量的人员作废，生产环境的安全性受到威胁，不仅危害了人民的生命安全和环境卫生，也造成了严重的经济损失，阻碍了矿山企业的可持续发展。对采空区进行治理后，要达到治理环境、恢复植被的效果，有的对采空区进行治理时也采取了种菜、种树、养鱼等方式，使废弃的矿山重新焕发了生机和活力。对采空区灾害进行治理一般采用露天剥离技术，露天剥离技术指的是大型机械对地下进行挖掘，然后采用回填和复垦的方式来改变该地区的地貌，种植植被，改造为良田，经过实践验证，露天剥离技术对于治理采空区灾害，比较可行。

1 准格尔煤田采空区灾害现状

1.1 积水、积聚有毒有害气体

采空区内含有大量的有毒有害气体，如二氧化碳、一氧化碳等，这些有毒有害气体使矿井内空气凝滞，工作人员容易产生窒息，这些气体可能会引发再生性火灾，使受灾范围不断扩大。发生火灾后，接近该区域的煤层发生干馏而产生甲烷、乙烯等可燃气体，一些瓦斯矿井发生火灾后，会引起瓦斯爆炸，使井下作业人员的生命安全受到威胁。

1.2 未冒落的采空区成为地表建筑物、公路、高压线路等的隐患

如果采空区是由于巷柱式开采方式形成的，残留的煤柱较多，煤房的开采尺寸较小，在进行开采时围岩受到比较轻微的破坏，地表波动不大，煤柱会由于不规范和尺寸小而受到破坏，地表的稳定性无法保证。如果采用房柱式开采方式，采空区的顶板会垮落，如果煤柱被压到软弱的底板，上部的岩层会因为抽冒和移动被破坏，在开采滞后几十年后会发生地表沉陷，无法准确预测沉陷量和塌陷时间。专家指出，如果采用房柱式开采方式，报废矿井发生下沉会在很多年后发生，有一半的矿井是在开采后50年以上的时间发生下沉的。由于开采不充分，围岩未发生充分的变形，形成了欠充填空洞，形成塌陷，从而严重威胁地面建筑物、公路、高压线等的安全。

1.3 地下水资源流失，对生态环境造成破坏

准格尔地区的自然环境比较恶劣，干旱地区占绝大多数地区，降雨量较小，但风沙量大，从而形成大量的水份蒸发，年平均气温不高，会有较短的无霜期。井田内分布最多的是第四系，主要是高原和丘陵地貌，起伏不平。矿井开采后，地表土层的生态环境变得脆弱，植物的抗扰动性不强，开采对于植物的扰动非常严重。

进行回采会改变矿区的含水层分布和含水情况，进而改变该地区的水文地质条件，地下水的动力场也随之变化。准格尔煤田的埋深较浅，属于薄基层，含水层为松散的风积沙水层，在进行开采时，风沙覆盖产生的黏土隔水层受到破坏，地下水被疏干，形成了一个地下水的下降漏斗。周围居民的生活以及生态环境都受到了不同程度的影响，进而形成危害。

1.4 采空区容易形成火区

上个世纪八十年末，准格尔煤田周围遍布煤矿，在地表浅处随意采挖，开采缺乏规划性和设计性，开采完成后未及时进行开采记录。到了九十年代，政府着手整治小煤窑，很多乱采挖的小煤窑被关停，但关停仅仅是将井口和地面设施停掉。矿井口的密封性不好，一些塌陷区由于没有及时回填，由于井下具有良好的通风和供氧条件，井底残留的煤柱非常干燥，采空区以及周围的煤炭在这样的条件下就会燃烧。很多矿井都发生了煤层自燃失火现象，使邻近矿井以及本矿无法安全开采，也浪费了许多煤炭资源，最重要的是对环境造成了严重的污染。

准格尔煤田所属的采煤层都属于容易自燃的煤层，这些煤层的埋藏不够深，开采后围岩破坏层和裂缝就很容易被连接起来，产生的这些裂缝很容易使采空区发生氧化，使矿井采空区遗留的残煤会发生自燃而失火。可以想象如果矿井发生火灾，会对矿区的作业人员以及矿区资产造成严重的损失。

1.5 浪费了宝贵的煤炭资源

采用房柱式采煤法，回采工作面要以煤柱支护做为顶板，为了使回采更安全，煤柱的留设尺寸是有严格规定的，一般是6米*6米或者是8米*8米，留设的这些煤柱成为回收率极底的煤炭资源。

1.6 遗留的煤柱影响了上煤层和下煤层的开采

如果上部煤层采用房柱式开采方法，如果对下部煤层进行开采，支架受到点载荷的压力，对于工作面顶板支护板来说，是非常不利的。如果下部煤层采用房柱式开采方法，对上部煤层进行开采时底板会被蹬空，开采时很容易发生危险。

综上所述，采空区对于矿区的正常开采形成了很多安全隐患，要采取一些实际措施来应对煤矿采空区产生的灾害，要将危害消灭在萌芽状态，只有进行治理才能保护生态环境，保证矿区人们的正常生产生活，国家建设“绿色矿山”的目标才可以实现。矿山的安全生产必须要保持稳定，不能时好时坏，只有彻底治理，才能保证准格尔煤田矿区的长治久安。

2 准格尔煤田采空区灾害治理的相关工程技术措施

2.1 区块划分原则

一是要坚持”以人为本”的原则，准格尔煤田采空区产生的灾害会对人们的生活居住场所产生危害，对重要的工程设施和交通干线也会产生不利的影响，进行灾害治理时要参考灾害的发展趋势、灾害的性质、灾害的程度以及分布情况，对煤矿采空区灾害的治理要分区进行。

二是要坚持“最大限度的节约自然资源”的原则，进行采空区的治理，一般重要治理区块为老空区，如果一些边角地区处于采空区和井田边际之间，这些地区布置生产工作面有一定的难度，但是也要划入治理区，要充分的对资源进行回收利用。

三是要坚持“突出重点”的原则，要进行煤矿采空区灾害进行规划分区时，要重点治理灾害连片区，对于一些灾害点分布较集中的区域，可以做为重点治理区以外的非重点治理区。

四是要坚持“不影响正常生产”的原则，在进行灾害治理时，不能影响正常的生产，可以将准格尔煤田采空区划分为33个治理点，采空区的总面积大约为37平方千米。

2.2 如何选择采空区灾害治理工程技术方法

在选择采空区灾害治理工程技术方法时，要考虑以下因素：采空区的地质条件、煤矿的开采方式、回采率、赋存的煤层、地表的构筑物或建筑物、自然社会条件、周围的交通情况等。采用的工程技术方法要保证技术可行、经济合理，要满足于治理的各种要求；要与当地的自然和社会条件相匹配；在治理的同时要坚持环境保护、合理利用自然资源、充分保护资源的原则，采用的工程技術方法要保证是综合考虑了以上因素，是最佳的。

根据采空区灾害的发展程度，并结合采空区的自然条件、机械设备，获得治理的难易程度和成本，评估治理技术方法是否可行以及以后是否可以大面积普及，通过不断的分析和比较来确定采空区灾害的处理方法，其中露天剥离技术是比较适合准格尔煤田采空区的灾害治理，该技术可以在露天生产以及火区进行使用，是一种比较成熟的施工技术和方法，还可以培养一批专业的生产管理技术人员；采空区的生产设备和人员具有较高的社会化程度，减少了治理单位的资金投入，并且可以回收呆滞的煤炭资源，降低环境污染，同时可以改变周围地区的生态环境，提高土地的利用率。

参考文献

[1]葛维琪.中国煤矿采空区韩羽陷灾害治理对策.中国能源，2014，26（10）：27-30.

[2]李守贤，等.郴州华塘煤矿采空区地面塌陷的影响因素及防治措施探讨.地质灾害与环境保护，2007，18（3）：19-22.