孙 杰,孙鸿昌,郝 喆,越 智,张耀君

(1.辽宁大学 环境学院,辽宁 沈阳 110036; 2.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;3.内蒙古仲泰测绘技术有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000)

在我国煤炭资源仍处于能源消费中的主要地位,并且在未来较长时间内这种能源结构仍会持续[1]。煤层开采过程中,煤层顶底板所受应力超过其强度极限,导致煤层顶底板发生移动变形、弯曲、断裂、垮落等现象,上覆岩层受该现象影响发生移动变形,这种移动变形逐渐波及地表,最终导致地表沉陷,形成沉陷盆地。煤矿开采引发的地表沉陷问题是矿区环境破坏的源头,不仅会破坏井田周围的环境,也对周边人民的生命安全和经济发展产生严重影响[2]。随着煤炭需求的增加,煤矿越来越多地转向深部开采,而深部开采导致煤层岩体力学性质发生改变,地表沉陷呈现出与浅部开采不同的时空演化规律[3]。受到深部开采的高集中应力、高地应力及高岩溶水压等情况的影响,深部采动的岩体具有复杂的非线性力学行为[4-6]。在深部开采的工况下,地表沉陷受到覆岩层特性的影响更为明显,一般来讲,矿层埋深越大,岩层形变扩展到地表所需的时间愈长,地表形变愈小,且较为平缓,而地表沉陷盆地的范围增大,若对于厚度大的坚硬岩层,深部开采甚至长期不产生地表变形,而对于强度较低的岩层,则可能产生较大的地表变形。东胜煤田是中国已探明的最大煤田,位于中国最大聚煤盆地鄂尔多斯盆地腹地。……