煤矿开采沉陷防治与控制技术

开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,本文从两个方面对这个问题论述。从防治的角度提出了六个途径：①全部充填开采;②条带开采;③覆岩离层带充填;④限厚开采;⑤协调开采;⑥“采-注-采”三步法开采。从恢复控制的角度提出了六个措施：①煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦;②平地和修建梯田复垦;③输排法复垦;④深挖垫浅复垦;⑤积水区综合利用技术;⑥固体微生物复垦技术。     

减轻地表沉陷的开采技术

重点分析了房柱式采煤方法、条带开采方法、水砂充填采煤方法、分层间歇开采方法和离层带高压注入泥浆技术等对地表沉陷的影响,指出选择合适的开采方法对于减轻地表沉陷具有重要意义。     

覆岩离层注浆减沉机理的新认识

根据采后覆岩移动影响带的分布规律和覆岩空间的存在形式，提出了采场覆岩空间守恒定律。根据离层注浆前后覆岩空间的转化和守恒定律，提出了离层注浆的动态减沉模型和减沉机理。认为离层注浆充填了部分离层空间，降低了地表潜在沉陷幅度：注浆材料的作用途径表现在充填作用、支撑作用、压实作用、胶结作用、膨胀作用、减缓作用等6个方面；离层注浆的减沉系数与注浆量成正比。     

覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施

概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题－离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了6个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考和指导意义。     

覆岩离层注浆充填效果的综合评价

为了获得覆岩离层充填后地表沉陷与覆岩破坏的效果,采用点、线结合的办法建立地表移动变形观测站监测地表移动与房屋变形规律,在井下采用仰孔分段注水法及前端泄露式多回路注(放)水系统对东滩煤矿14 308工作面覆岩离层注浆条件下采动导水裂隙带的破坏特征进行了连续探测.结果表明:离层注浆条件下地表的减沉率达到了38.5%,离层注浆时的采动导水裂隙带高度值略高于正常条件下的高度值.综合评价效果为类似矿井的安全开采提供了科学依据.     

煤矿塌陷区不同复垦方法及年限的土壤修复效果研究

以淮北煤矿塌陷区复垦地为基地，研究挖深垫浅造地、粉煤灰充填造地、煤矸石充填造地三种不同复垦方法的复垦地土壤随复垦时间的修复效果．研究表明：煤矿塌陷区进行土地复垦后，土壤化学性质逐渐恢复，复垦20年后．土壤化学性质已接近当地耕地．采取挖深垫浅复垦的耕地土壤化学性质恢复快，而粉煤灰充填和煤矸石充填复垦的耕地土壤化学性质恢复较慢，建议耕作时增加培肥，以加速土壤恢复．     

地表沉陷幅度与覆岩离层的关系确定

应用层状覆岩的自重应力平衡状态,应用静水压力模型, 覆岩层的垂直静力平衡条件, 设某深度岩层的理论静压力为PH,而实际的竖直压力为Ps,推导出覆岩离层的条件关系式,覆岩离层空间与地表沉陷幅度的关系式,当PH>Ps时,覆岩离层产生。证实了离层岩板只承受自重应力和水平应力状态的作用。因此,采用离层注浆这项新技术,就是要使其充填材料有效控制潜在的沉陷幅度(即离层空间),从而达到减缓地表沉陷之目的。     

薄煤层井下泵送矸石充填开采技术研究

针对北宿煤矿薄煤层开采,岩巷、半煤岩巷道掘进量大、辅助运输提升紧张及建筑物下压煤等问题,进行了煤矸石充填料配比试验研究和井下泵送充填系统与工艺设计.确定矸石充填料质量配比为：水∶粉煤灰∶煤矸石=1∶1∶10.采用大小矸石仓结合的方法,实现了矸石的井下运输、破碎、储存;各种充填材料在搅拌机作用下充分搅拌成似膏体状,再经煤矸石输送泵通过管路充填到采空区.该充填系统机械化程度高,实际应用与操作方便,对煤矿薄煤层地质条件适应性强.     

利用煤矸石恢复治理新汶矿区沉陷土地探讨

新汶矿区在煤炭资源开采的同时,形成了大面积的沉陷区,并产生大量的煤矸石,通过技术可行性分析,得出利用煤矸石回填沉陷土地复土造田不会对农作物造成二次污染的结论.探讨了煤矸石回填塌陷区和采砂坑的设计方案,包括治理的方法、矸石回填的工作程序以及回填后复垦土地的利用.进行了经济效益分析,得出矸石回填沉陷土地复土造田不仅可以取得较好的生态效益,而且可获得可观的经济效益.     

矸石充填技术在邢台矿区的实践

充填开采是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。邢台矿区积极探索、实践煤矸石井下充填开采工艺,既为煤矸石找到了出路,减少地面沉陷,又释放了大量建筑物下煤炭资源,使矿区实现了可持续发展。     

宽条带跳采对地下水影响分析

为了减小开采对地下水资源的影响和破坏，根据开采引起导水裂隙带的形成机理，结合条带开采导致矿山压力较小，对上覆岩层的破坏较轻等优点，提出了宽条带跳采的采煤方法。通过数值模拟，分析了宽条带跳采和全部冒落法开采引起的降水漏斗的影响范围。结果表明：采用不同的开采方法对地下水资源的影响和破坏不同，采用宽条带跳采引起的降水漏斗的影响半径较小，对地下水的赋存、运移条件破坏较轻，为减小采动对地下水资源的破坏和环境恶化提供了一种有效的技术途径。     

长臂充填开采上覆岩层移动规律数值模拟

针对王河煤矿10903工作面在开采过程中引起地表下沉问题,用RFPA2D软件对不同弹性模量充填材料下的充填开采和全部垮落开采进行数值模拟,模拟了全部垮落法开采时岩层破坏和裂隙分布情况,全部垮落法随工作面推进关键层及地表下沉情况;不同弹性模量充填材料下的充填开采随工作面推进关键层及地表下沉情况.结果表明：全部垮落法开采会引起地表的塌陷,而充填法能有效控制关键层弯曲下沉量和地表沉陷.充填体弹性模量从1 GPa增加到5 GPa时,工作面前方垂直应力集中程度逐渐降低,关键层下沉量逐渐减小,最大下沉量从510 mm 减小至285 mm.最后通过地表沉陷观测验证了充填材料配比和数值模拟计算的合理性.     

盐碱地土壤改良试验研究——以粉煤灰和煤矸石改良盐碱土为例

采用盆栽试验,重点探讨了粉煤灰和煤矸石改良盐碱土对柽柳生长的影响.结果表明:施加15％粉煤灰+15％淤泥改良盐碱土效果明显好于l0％粉煤灰+10％煤矸石+10％淤泥的效果,好于20％粉煤灰的改良效果.基质中加入粉煤灰,对提高柽柳发芽率、缩短枝条发芽时间和提高萌发枝条成活率均具有促进作用.施加粉煤灰改良盐碱土的优劣比例顺...     

山西台基麻地沟煤业有限公司水土保持措施探讨

根据麻地沟煤矿整合后水土保持措施总体布局,分别从工业场地及场外公路、排矸场、供排水管线工程、开采沉陷区等方面,对该矿水土保持的措施进行了探讨,指出该矿达到了水土保持执行标准的有关规定要求。     

矸石直接充填及其效益分析

常规开采在地面堆积矸石山的同时引起开采沉陷.二者严重危害环境,并给煤矿本身和社会带来一系列问题.为此,提出了一条洁净开采途径,即矸石不出井直接充填井下.这样做,既可以消除矸石山,又可以减少开采沉陷.经分析,环境效益、经济效益、社会效益显著.建议尽快采取措施试验推广.井下矸石直接充填有利于可持续发展.     

煤矸石浸泡污染物溶解释放规律研究(二):不同风化煤矸石在不同酸度条件下浸泡实验

对新邱露天矿不同风化程度的煤矸石在不同酸度条件下溶解释放污染物的规律进行了浸泡实验研究,结果表明：煤矸石风化程度越高,溶解释放的无机盐类污染物量越多,并释放出一定量的氟化物、耗氧和总铁、重金属和砷等微量物质.酸度对煤矸石中污染物的溶解释放有重要影响,酸度越大,单位质量煤矸石溶解释放污染物量越多,酸度高有利于煤矸石的污染物溶解释放.     

掘进矸石在井下的处理

针对常规开采在地面堆积矸石山的同时引起开采沉陷并严重危害环境的问题,提出了一条矸石不出井直接充填井下的洁净开采新途径,既可以消除矸石山,又可以减少开采沉陷,具有显著的环境效益、经济效益、社会效益,有利于煤矿可持续发展。     

煤矸石在淮北东外环路路基施工中的应用

作者根据在安徽淮北市煤矿塌陷区修筑高等级公路时采用煤矸石进行路基填筑的施工实践,分析了利用煤矸石作公路路基填料的可行性,并对煤矸石路基的具体填筑方法和施工过程作了较详细的介绍,阐述了煤矸石填筑路基的经济社会效益和发展前景。