張克學(xué)

摘 要：在我國經(jīng)濟發(fā)展特別是我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的過程中，有一個非常大的支撐就是我國煤炭資源的不斷供給，通過煤炭資源的不斷供給，最大限度的提升了我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的速度。因此在我國的經(jīng)濟發(fā)展過程中，煤礦開采行業(yè)的貢獻非常大。在我國煤礦開采的過程中，煤炭地質(zhì)的研究工作是一項非常重要的工作。本文主要針對煤礦地質(zhì)研究中的土地沉陷預(yù)測進行詳細的闡述以及分析，希望通過本文的闡述以及分析能夠有效地提升我國煤礦地質(zhì)研究工作中關(guān)于土地沉陷預(yù)測的精準度，同時也為我國煤礦地質(zhì)研究工作進一步的提升以及發(fā)展貢獻力量。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì)研究；土地沉陷；預(yù)測研究；可持續(xù)發(fā)展；預(yù)測模型

中圖分類號：TD82 文獻標(biāo)志碼：A

作為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐點之一，我國的煤礦開采工作已經(jīng)變得越來越重要。伴隨著我國煤礦開采工作的不斷創(chuàng)新以及發(fā)展，我國越來越重視在煤礦開采過程中的煤礦地質(zhì)研究。這一項工作逐漸受到重視，主要是由于隨著我國煤礦開采時間的不斷增長，在這一過程中會導(dǎo)致較為嚴重的煤礦地質(zhì)問題，嚴重的情況會出現(xiàn)土地沉陷的危險。一旦出現(xiàn)了煤礦區(qū)土地沉陷就會造成非常嚴重的后果，不僅煤礦企業(yè)會受到生產(chǎn)以及安全受到嚴重的影響，同時煤礦周邊的居民以及周邊的生態(tài)環(huán)境也會受到嚴重的影響。因此在我國煤礦行業(yè)中，進行煤礦地質(zhì)研究工作已經(jīng)成為一種常規(guī)性以及強制性的工作之一。只有在煤礦開采作業(yè)前，進行縝密的煤礦地質(zhì)研究中的土地沉陷的相關(guān)預(yù)測，會讓后續(xù)的煤礦開采工作安全進行并且順利進行，同時也能夠最大限度地實現(xiàn)煤礦區(qū)域生態(tài)環(huán)境以及自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在煤礦地質(zhì)研究工作中重點針對土地沉陷問題進行有效以及科學(xué)的預(yù)測能夠最大限度地保障煤礦區(qū)的環(huán)境不遭受破壞，正符合我國對于環(huán)境保護的要求。因此我國的煤礦行業(yè)中一項必不可少的工作就是針對土地沉陷進行煤礦地質(zhì)的研究以及預(yù)測。

1 煤礦地質(zhì)研究中礦區(qū)預(yù)測土地沉陷的基本模型

在煤礦地質(zhì)研究以及預(yù)測的過程中，針對土地沉陷問題的預(yù)測基本模型主要是通過概率積分的方式來進行模型建立，同時根據(jù)模型得出的結(jié)果針對土地的開采復(fù)墾進行相關(guān)問題以及要求的具體提出。

首先，我們在進行土地沉陷預(yù)測模型建立的過程中要采用疊加的方式進行，主要的疊加數(shù)據(jù)包括了煤礦開采過程中每一個工作表面。我們在進行預(yù)測模型建立的過程中要分析每一個煤礦開采工作表面可能引起土地沉陷問題的概率，將每一個工作表面發(fā)生沉陷的概率進行有序的疊加。在疊加的過程中，我們要分別針對每一個工作表面的沉降數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，然后根據(jù)各項數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計來進行下沉量的最終疊加處理。

其次是我們要對不規(guī)則存在的開采表面進行沉降量的統(tǒng)計以及疊加。在每一個煤礦地質(zhì)開采的過程中并不是所有的工作表面都是規(guī)則存在的，因此針對不規(guī)則的開采工作表面我們也要進行沉降量的統(tǒng)計以及分析，在進行不規(guī)則表面統(tǒng)計的過程中，我們采用的統(tǒng)計以及分析方法是按照表面煤層的實際走向進行沉陷量的統(tǒng)計和預(yù)測；

還有一種方法就是將不規(guī)則的開采工作表面人工分隔成為多個規(guī)則的開采工作表面，這樣能夠通過預(yù)測以及分析每一個小的工作表面來對不規(guī)則的開采工作表面進行替代，這樣得出的預(yù)測數(shù)據(jù)同整體預(yù)測不規(guī)則開采工作表面的數(shù)據(jù)相差不大，在實際的煤礦地質(zhì)工作中也是較為常見的一種土地沉陷預(yù)測模型建立形式。

2 在煤礦地質(zhì)研究工作進行的過程中對土體裂縫地質(zhì)問題的有效預(yù)測

在我國煤礦開采工作進行的過程中，由于煤炭能源儲量不斷地減少，會導(dǎo)致開采過程中出現(xiàn)地下放空量增大，這樣就會導(dǎo)致土地沉陷的安全隱患。在煤礦區(qū)域出現(xiàn)地質(zhì)土地沉陷的時候，由于每一個沉陷點的受力情況以及沉降的實際量都不盡相同，因此礦區(qū)的土地地質(zhì)沉陷對于礦區(qū)的地表生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴重，會嚴重的導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境平衡破壞。正是由于這樣的原因，在礦區(qū)表面出現(xiàn)地質(zhì)沉陷的過程中，特別是沉陷中心海拔較低的區(qū)域，會出現(xiàn)一定程度上的移動以及沉陷，這種移動主要以水平方向的移動為主。由于水平方向移動以及沉陷情況的存在，會導(dǎo)致礦區(qū)的地表出現(xiàn)較為嚴重的土地裂縫。礦區(qū)土地初夏你裂縫雖然會隨著礦區(qū)地表沉陷的加劇而變得嚴重，但是需要指出的是，礦區(qū)地面裂縫并不是在地表沉陷過程中出現(xiàn)的。礦區(qū)地表裂縫是隨著煤礦開采的不斷進行，地表下部的開挖量不斷增多，地下空虛造成的。但是由于地表沉陷的存在會導(dǎo)致地面裂縫不斷地加劇和惡化。

較為正式的一種說法就是當(dāng)煤礦開采的過程中，由于地下的煤資源開采，導(dǎo)致了地面的受力發(fā)生變化，當(dāng)某一個區(qū)域的受力超出了極限受力時，礦區(qū)的地面就會出現(xiàn)裂縫問題。在煤礦開采過程中，有一個名詞叫作裂縫開采臨界面積。這是一個非常常用的地質(zhì)名詞，尤其是在我國煤礦地質(zhì)研究工作中，這一名詞的具體含義為在煤礦開采的過程中，地表出現(xiàn)的第一個裂縫的臨界面積。這一面積主要是針對開采面積來說的。裂縫開采臨界面積主要有3個影響因素，首先是煤礦開采過程中的深度，其次是煤礦開采過程中的煤炭覆蓋層的厚度，最后是煤礦的具體地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在實際的煤礦地質(zhì)工作中，除了上述的3種因素之外，還有很多的影響因素能夠?qū)α芽p開采臨界面積造成影響。準確地說，煤礦開采過程中出現(xiàn)了表面裂縫主要是由于受到外界的物理外力造成的。一旦這種物理外力達到了煤礦地面的某一個臨界點，就會出現(xiàn)礦區(qū)的地表裂縫，一旦這種裂縫出現(xiàn)，就會不可恢復(fù)的損害，通常情況下，出現(xiàn)裂縫的礦區(qū)表面，這一裂縫就會成為一種永久性的裂縫。因此我們在煤礦地質(zhì)的研究工作進行的過程中，針對土地沉陷的預(yù)測要根據(jù)這一臨界數(shù)值進行預(yù)測和分析。因此在進行煤礦地質(zhì)研究中的地面沉陷和地表裂縫有很大的關(guān)聯(lián)，需要將上述兩種研究工作結(jié)合起來進行研究和預(yù)測。

我們以山區(qū)的礦區(qū)煤礦開采作為例子進行分析。通常情況下，礦區(qū)的下坡地表方向是礦區(qū)開采的主要滑移方位，同時這一方位會隨著礦區(qū)地表的實際滑移量進行變化，當(dāng)坡度變大就會導(dǎo)致滑移量變大。因此我們可以得出的一個結(jié)論就是礦區(qū)坡度的大小直接影響著礦區(qū)地表的水平方向的拉伸變形。但是這種影響在凹處會形成正好相反的作用和效果，一方面受到了水平方向的拉伸，另一個方面受到了水平方向的壓縮，這兩種外力的作用下就會使礦區(qū)地表出現(xiàn)裂縫，一旦出現(xiàn)地表面沉陷問題，地表裂縫會不斷地變大。

3 在煤礦地質(zhì)研究工作中針對土地裂縫地質(zhì)問題的具體影響

煤礦開采過程中產(chǎn)生的裂縫大小不一，有的地表裂縫非常大，深度甚至達到20m，裂縫上口寬度在20cm～30cm，例如，在黃土高原等地表被黃土覆蓋的區(qū)域裂縫的深度有的可以達到10m，有的地表上方的裂縫則非常的細小。裂縫產(chǎn)生之后，裂縫處的土體暴露在空氣中，將會相對比較容易受到自然界中風(fēng)吹日曬等自然力量的作用，對土壤的侵蝕作用加快，致使土壤、水以及母質(zhì)在侵蝕作用中損失，土壤的肥力嚴重下降，不利于農(nóng)作物的生長，對農(nóng)作物的產(chǎn)量造成不利影響。

參考文獻

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