隨著煤礦開采的不斷發展，開采面積不斷擴大，使得一些地區出現了地面塌陷的問題，還出現了生態環境的污染問題。本文主要探討煤窯對環境的危害及措施。

　　《煤礦開采》煤礦技術期刊，創刊于1991年，是國家煤礦安全監察局主管，由煤炭科學研究總院主辦，向國內外公開發行的采礦專業綜合性技術期刊，是煤炭行業新技術、新產品發布的主要媒體之一。欄目設置：綜述、應用基礎、開采與設計、特殊采煤與礦區環境治理、巷道工程、開采裝備、礦壓與災害控制、技術經濟管理。

　　1引發地面裂縫、地面塌陷

　　當地下煤層開采形成采空區后,采空區頂板巖層在自身重力及上覆巖層壓力的作用下,產生變形、移動。當頂板巖層內部產生的拉張應力超過該巖層的抗拉強度時,直接頂板首先斷裂和破碎,并相繼垮塌、冒落、側幫壓垮、片幫。接著上覆巖層開始變形移動,進而發生斷裂離層。

　　隨著采煤工作面向前推進,受采動影響的范圍也不斷擴大,形成較采空區大得多的變形區。表現形式主要有地表裂縫、地面塌陷。地表塌陷主要表現在建筑物變形破壞,造成村民受災,房屋開裂成為危房,無法居住。采空區的地表塌陷,對地面上的房屋、道路、水利設施、農田、林地等設施造成巨大的破壞,嚴重影響當地居民的生產生活。

　　2破壞當地生態環境

　　由于采空區造成的地表塌陷,引發上部水源枯竭,水土流失嚴重,土壤保濕能力受到破壞,原有上部植被大量枯死。另外,采空區內存在著大量的有毒有害氣體,當地表塌陷后,這些有毒有害氣體通過塌陷縫隙外泄到地表,造成嚴重的環境污染。土體、水體、大氣的污染,使得礦區生態環境不斷下降,大量土地被荒廢,當地居民賴以生存的土地無法進行耕種,大量居民外遷,礦區經濟得不到有效可持續的發展。

　　3露天回采小煤窯的必要性及所面臨的問題

　　3.1小煤窯殘煤回采的必要性

　　1)消除采空區的地表裂縫、塌陷和殘煤自燃的安全隱患。原有井工小煤窯開采后形成的采空區,通過露天開采方式進行剝離,采出殘煤,再進行回填覆土,土地復墾,可從根本上消除地表塌陷、殘煤自燃的安全隱患。

　　2)減少煤炭資源的浪費。小煤窯通過房柱式開采,資源回采率僅為20%~40%,造成資源的極大浪費,通過對邊角煤炭資源及采空區殘留煤炭的回收,可減少煤炭資源的浪費。

　　3)保障下組煤炭開采的安全。對于同一區域含有多個可采煤層的礦井,通過采空區的塌陷治理,可為下階段底部煤層的開采,消除不安全隱患,確保資源的有序開采。

　　4)帶動區域經濟發展。通過回收采空區殘留煤及邊角煤,創造一定的經濟效益,給煤炭企業、當地居民帶來一定的經濟收入,促進地方的經濟增長,同時可吸收大量社會勞動力,解決地方居民的就業問題。

　　5)保護環境、恢復生態系統的可持續發展。對火災隱患區的治理,能夠從根本上杜絕煤炭自燃的發生,消除有毒有害氣體外泄對環境的污染;通過土地復墾,恢復植被,可減少當地的水土流失,改善當地生態環境,達到生態治理的目的。

　　3.2小煤窯露天回采所面臨的問題

　　1)圖紙、技術資料缺乏。由于小煤窯多為民營煤礦,盲目開采,圖紙技術資料不全,或圖紙與實際巷道存在較大的誤差;另外現有小煤窯多已關閉廢棄多年,相關技術人員多已無法找尋,煤礦資料丟失嚴重,難以掌握小煤窯詳細情況,使露天回采時開采情況不明,生產存在許多不確定、不安全因素。

　　2)采空區勘探難度大。采空區資料不全,勘探范圍較大,地質鉆探成本較高,耗時長,短期內無法準確的完成采空區勘探任務。實際生產中常采用以物探為主,以地質鉆探為輔并作驗證。用露天礦已有的鉆機邊鉆孔邊探測,直接影響到露天礦正常的生產作業[1]。

　　3)采空區頂板垮塌陷落危及設備及人員安全。在采空區上部臺階,露天礦的大型鉆機、電鏟、運輸車輛、輔助車輛及現場現場作業人員,經常在上面作業、行走,如采空區頂板突然垮塌,可能會造成設備損壞及人員傷亡。

　　4)影響露天礦爆破作業安全。采空區煤層多有自燃現象,存在許多高溫孔,爆破作業中,采空區煤層自燃所產生的高溫可能引起已裝藥充填的炮孔發生早爆,造成現場作業設備損壞及人員傷亡[3]。

　　5)采空區空巷積水。由于缺乏原有的工程技術資料,對空巷的具體位置,積水水量及分布情況難以詳細掌握,在生產作業過程可能積水突然涌出,造成淹沒工作面或者人員傷亡、設備損壞[2]。

　　4開采技術措施

　　4.1確定采空區的范圍

　　為保證露天礦的產量,先進行采空區處理,再進行露天生產是不現實的,必須在露天采礦的同時處理采空區。現在采空區探測以物探為主,以地質鉆探為輔并作驗證,常用的方法有重力法、直流電法、瞬變電磁法、高密度電法、鉆探探測法等。各個露天礦根據實際情況選擇探測方法,確定采空區的位置及范圍,以便于指導生產[3]。

　　4.2采空區頂部安全厚度的確定

　　1)巖石抗壓強度與機重的關系。巖石在自然狀態下的單軸抗壓強度為σ1,露天設備機重為W,設備履帶長度為L,履帶寬度為B,接地面積(L×B×2)m3,2)采空區頂部巖層的最小厚度的確定。從安全厚度分析:空巷巖層重量+機體重量<該面積內巖石最大承重,計算如下:根據每個礦井巖石特性及設備的重量,可得到相應的采空區頂部巖層的最小厚度,便于指導實際生產[2]。

　　4.3采空區露天回采技術措施

　　1)要高度重視采空區的安全問題,在生產中制定切實可行的采空區生產技術措施。成立采空區作業技術小組,實行分崗分工制,責任到人,職責明確,保證各項技術措施的貫徹執行。　　2)確定采空區的位置,做到先探測后生產,不留任何死角,堅決排除生產中存在的安全隱患。作業過程中發現塌陷、冒煙、明火等現象,及時匯報,停止作業,組織技術部門進行現場核實,做到不安全不生產。

　　3)爆破作業時要適當加大炸藥單耗,確保采空區巖層完全垮塌。裝藥前必須仔細檢查各炮孔內溫度,對于有明火及高溫孔(高于60℃),必須經過滅火降溫處理,溫度降至60℃以下采取措施后方可裝藥爆破,否則嚴禁裝藥。

　　4)在舊巷及采空區上部進行剝離作業時,采剝、運輸及輔助設備不得橫垮舊巷及采空區,必須由挖掘機站立在舊巷及采空區暴露端頭的一幫進行挖掘,使舊巷及采空區頂板冒落充實后,挖掘機及其它設備方可橫垮舊巷和采空區進行作業。

　　5總結

　　在煤炭市場價格合理下、煤層賦存條件合適的情況下對采空區遺留的煤炭資源可以考慮采用露天方式進行回采。這樣既可以從根本上消除采空區煤炭自燃,減少環境污染,減少資源浪費,恢復當地生態環境,又可以通過回收的資源出售,取得可觀的經濟效益,帶動區域經濟的發展,增加地方財政,增加就業,改善當地居民的生活狀況。