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煤礦挖了煤以後,剩下的空間怎麼辦?會不會塌了

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煤層開採結束,無論採用放頂還是回填法,都會塌陷或者沉降。
首先來看一下煤的形成時間:國內煤田基本是石炭系、二疊系和侏羅系的地層,距離我們最近的是侏羅系地層,侏羅記的時間劃分是1.52億年前到1.27億年前之間的時間段,煤層主要在侏羅系中統延安組,大概時間就應該在1.4億年前。
試想:我們現在最新的地層是第四系,也就是我們種地的表土層,是近100萬年自然沉積下來的,再過1.4億年,它們上面的覆蓋的土層越來越厚,壓力越來越大,我們現在所見的土層由鬆散變密實,最後膠結為堅硬的岩石,體積要縮小多少倍?上面幾百米的岩石壓著要承受多少重量的壓力。
再來說一下煤層開採,煤層屬於地層的一種,它承受上部所有地層重力帶來的壓力,煤層開採完畢,煤層上部的覆岩層本來接受來自更上部的地層的壓力,也被下部的煤層承載著,承載層丟失後,堅硬的覆岩就向下垮落,形成垮落帶,覆岩力學性質不同,垮落速度、程度也不同,當破碎垮落的地層填滿了採空區後形成一個鬆散堆積,在未來的億萬年還將慢慢接受充填、壓實、重新膠結成岩,這是一個無比緩慢的過程,垮落堆積區域再往上的地層距離近的就回產生大量裂隙相上延生,直到地層的韌性能承受向下的重力,就形成了地層的彎曲變形帶,這就是煤層開採後形成的「三帶」,分別是垮落帶、導水裂隙帶、地層彎曲變形帶。這三帶在短時間會達到我們肉眼可見的穩定,但要真正穩定還要上億年,是他們成岩的反過程。
有了以上的認識,就好理解我為什麼說無論放頂還是回填都會帶來塌陷或者沉降的觀點了,回填進去的是鬆散堆積層,無法與原地層承受的壓力達到平衡,所以還是會塌陷、沉降,當然回填法對地面的影響會小一些。
說到這裡大家應該就明白了,地下礦藏的開採是為社會發展服務的,但造成的危害幾乎可以說是永久的,地層穩定性改變,最直接的就是帶來抗震性下降、地面塌陷、沉降、地裂縫,還有採礦過程中對地下水的疏干、地下水為下降、污染地質災害,這都是直接的地質災害,還不包括次生的土地荒漠化、土壤污染、地表水系統改變等一系列的地質災害。
本來想給大家找找我報告中「三帶」的插圖,奈何手機碼字,電腦不在跟前,網上找了張圖,還有水印,大家湊合看。
對於沒有在煤礦工作過得大傢伙們來說,多多少少的都會存在著這樣的疑問。在這裡法師可是告訴大家:你說的很對,就是讓它塌了。
生活在一座煤炭產地,自身也是一名煤礦工人!在我們這裡的採煤工作面大多採用長壁後退式採煤方法。在採煤機截割之後,煤炭會被運出,之後移架、推溜支護採空區域。而隨著支架的前移,後方的採空區域便會失去支撐發生垮落!在有些時候工作面頂板條件較好,在推出一段距離之後老空區頂板不能垮落,還需要採取一定的放頂措施。
為什麼要讓它垮落呢?
首先,煤礦井下開採壓力很大,隨采隨垮不會產生大的衝擊。而一旦大面積的頂板不能垮落,突然來壓垮落會產生強大的衝擊引發事故,損傷工人、毀壞設備,甚至造成工作面的不可恢復性破壞。
其次,煤礦井下具有進風和迴風巷道,以保證人們的正常生存和工作!一旦採空區不能垮落的話,就會造成工作面風量的流失,進而使工作面氧氣含量減少、溫度升高、有時還會造成工作面有毒有害氣體的積聚,影響人們的正常生存和生產。
有的網友可能會問:很多文章和報道不是都在講煤礦採空區充填嗎?
沒錯!現在國內外都有這一研究,但是在我們的身邊進行充填的煤礦法師真的沒有看到。
1,充填需要耗費一定的人力、物力,不利於生產成本的降低!人力支出在開採成本中占據著很大一部分的比重,而充填技術的實施,無疑會增加人員的投入。同時,在煤礦井下到處都是煤炭,我們身邊常見的沙土反而更為金貴起來,一礦車的沙土,從地面運到工作面,所需要的費用往往付出很多。
2,充填會增加一系列的工序,加大事故發生的幾率、影響工作面的推進速度!工序的增加會影響工程的進度,這一點都好理解!同時,原本煤礦生產就已經屬於高強度、高危險的工作,而工序的增加無疑會增加工人們的工作量,增加事故發生的可能性。
所以,在各大煤炭產地我們都能夠看到很多的塌陷地:農田被毀、房屋被淹、道路沉陷。
不過,現在國家也加強了對煤礦塌陷地的治理工作。在塌陷地進行水產養殖、進行農田復墾、在塌陷地上修建濕地公園等等。
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