国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿内蒙古鄂尔多斯017205
摘要：随着我国经济的快速发展，在工业经济发展中不断供给的煤炭资源是一个重要支撑。由于对煤炭资源的需求增大，使得煤炭仍然是经济发展中的重要元素。然而，在我国目前的煤炭开采当中，煤炭地质关系到煤炭开采安全，是需要重点研究的内容，不容任何人忽视。本文对煤炭地质里面的土地沉陷预测方面的内容进行了深入探究，希望能够从中找到引发原因、存在问题和解决的措施，以便提高我国在这方面的预测精度，从而推动煤炭开采工作的进一步发展，保证开采安全。
关键词：煤矿地质；土地沉陷；预测
引言
煤矿开采工作已成为我国经济发展中的一个十分重要的支撑点，其重要性日渐突出。随着我国煤矿开采方面相关技术的不断发展与创新，以及人们对煤炭资源的需求，各方都加强了对煤矿地质方面研究的关注与重视。由于我国煤矿开采在时间方面的不断延伸，使得这方面的地质问题也在日益凸显，部分地区甚至变得越来越严重，极有可能出现土地沉陷。煤矿区若发生土地沉陷就将导致十分严重的后果，不只是严重影响煤矿企业生产及安全，还将严重影响煤矿区域的生态环境及群众生活。所以，在煤矿中开展煤矿地质研究逐渐成为一项强制性的常规工作。在煤矿进行开采前，土地沉陷预测等相关内容在细致周密的煤矿地质研究中能够为煤矿后续安全开采提供有力保障，还能使煤矿区域最大限度地保持自然及生态环境的可持续发展。科学有效的预测土地沉陷问题在煤矿地质研究中比较重要，可使煤矿区域环境得到最大限度保护而免受破坏，与我国保护环境的具体要求基本一致的。所以，研究及预测煤矿土地沉陷的地质情况是煤矿中十分重要的一项研究工作。
1煤矿地质中土地沉陷的发生规律
在采矿工作运行的过程中，极有可能导致所在区域土地出现沉陷的情况，这将对地质平衡带来严重影响，甚至是难以修复的影响。在煤矿的地质当中，土地沉陷一般都是因为上层压迫而出现力学方面的变化，这在很大程度上破坏了平衡状态，从而导致了位移。结合实际来看，土地沉陷规律一般有3个阶段。
1.1变形
在开采工作进行的过程中，如果其采空区长度比深度的1/3还要低的时候，因其受到了两边煤柱支撑，煤层上方就可能出现微小变形的情况，例如出现微小的裂缝等。
1.2弯曲
在开采工作进行的过程中，如果其采空区长度介于开采深度1/3至1/2之间的时候，开采区域上岩层就可能因为重力因素，在拉伸力和剪切力共同作用之下导致变形，从而导致土地沉陷等情况的发生。
1.3垮落
在开采工作不断深入的情况下，采空区域的长度也会渐渐变长，其开采的深度也会逐步加深。位于上岩层出现的细小裂隙也可能慢慢演变成断裂，煤层的上方发生破碎进而垮落。在垮落现象出现以后，破碎岩层极有可能在采空区迅速地堆积起来，而煤层裂缝也会进一步扩大[1]。等到地表发生了位移变形以后，可以结合采空区上岩层移动规律特性与分布方面的特点，把土地沉陷区域分成2部分，即弯曲变形区和采动区。
2煤矿地质研究中土地沉陷预测的基本模型
在研究预测煤矿地质中，一般都是依靠概率积分的手段，建立其土地沉陷预测方面的模型，并结合模型预测结果具体提出土地开采复垦的有关问题及要求。首先，可以通过叠加的手段来完成建模工作，对煤矿开采中各工作表面数据进行叠加。在建立预测模型过程中，应对土地沉陷问题在煤矿开采的各工作表面的发生率认真分析，对于表面出现沉陷的概率进行有序的叠加。在叠加的过程中，需要对各工作表面沉降的相关数据进行分别的统计处理，然后按照各项数据叠加对下沉量进行有效处理。其次，叠加沉降量只适合开采表面。在开采工作中，由于各工作表面的规则程度都不能够保证，因此，对这种类型的表面沉降量需要展开科学合理的统计。还可以通过人工分隔不规则开采工作表面为多个规则开采工作表面的手段，对各个小工作表面进行有效地预测与分析，以便可以代替不规则的开采工作表面，得出与不规则开采工作表面整体预测之间偏差不大的预测数据[2]。
3在煤矿地质研究中预测土体裂缝地质问题的有效性
在我国煤矿开采工作中，因煤炭属于不可再生能源，日益减少的煤炭能源储量将在开采中造成增大地下放空量的情况，进而存在土地沉陷的安全隐患。在煤矿开采区域若发生地质土地沉陷时，因各沉陷点存在不同的受力及沉降量，所以，煤矿区域土地地质沉陷将严重破坏其地表生态环境，甚至破坏煤矿区域的生态环境平衡。基于此原因，在煤矿区域表面产生地质沉陷时，尤其是沉陷中心区域海拔相对较低，会发生移动及沉陷，主要是水平方向的移动。因存在水平方向移动及沉陷情况，造成煤矿区域地表产生比较严重的土地裂缝。煤矿区域土地产生的裂缝尽管随不断加剧的地表沉陷而愈加严重，但应注意到，煤矿区域地面裂缝并非产生于地表沉陷中。是随着煤矿开采而逐渐形成，地表下部逐渐增大开挖量引起的地下空虚而导致，但因存在地表沉陷将造成不断严重的地面裂缝[3]。比较正式的描述就是在煤矿开采过程中，因逐渐增大开采的地下煤资源，造成煤矿区域地面受力产生一定程度的变化，当某区域受力明显高于极限受力情况时，煤矿区域地面将产生裂缝问题。在煤矿开采中有一个十分常用的地质名词裂缝开采临界面积，特别是在我国煤矿地质研究中，其主要含义是在煤矿开采中，地表产生第一个裂缝的临界面积。该面积针对开采面积而言，影响裂缝开采临界面积的因素主要有三个，一是煤矿开采中的深度，二是煤矿开采中的煤炭覆盖层厚度，三是煤矿地质结构[4]。在煤矿地质的实际工作中，不仅以上存在三种影响因素，还存在很多因素影响裂缝开采临界面积。比较准确地描述为，煤矿在实际开采中产生表面裂缝，主要因其受到外界物理外力而引发。若物理外力在煤矿地面达到某临界点，将引发煤矿区域地表产生裂缝。若出现该裂缝，其损害后果是不可逆的，无法进行恢复。在一般情况下，煤矿区域地表产生的裂缝将成为永久性裂缝。所以，在开展煤矿地质研究工作中，应结合该临界数值对土地沉陷进行科学合理地预测分析。所以，地面沉陷与和地表裂缝在煤矿地质研究工作中具有比较密切的关系，应结合以上两种研究工作开展相关的研究预测。
4土地裂缝地质问题在煤矿地质研究中的受影响程度
煤矿开采中通常会出现不同程度的裂缝，一些较大的地表裂缝深度能达到20米，裂缝上口约20—30米宽，诸如地表被黄土覆盖的黄土高原等区域裂缝达到10米深，一些地表上方只有十分细小的裂缝。产生裂缝后，裂缝部位土体在空气中被完全暴露，相对而言，在自然界中易受风吹日晒等作用影响，加快侵蚀土壤的作用，受侵蚀作用影响造成土壤、水及母质发生损失，严重降低土壤肥力，对于农作物生长十分不利，也影响农作物的产量[5]。
结束语
综上所述，煤炭地质研究在我国煤矿开采中作为十分重要的一项基础性工作，深入研究煤矿地质中的土地沉陷预测，对于我国煤矿地质研究中提高土地沉陷预测精准度，为提高煤矿地质研究水平都具有十分重要的意义。
参考文献：
[1]胡金龙.煤矿地质中土地沉陷预测研究[J].科学技术创新，2014（1）：149-149.
[2]张智峰，乔杰.煤矿地质中土地沉陷预测研究[J].地球，2013（7）.
[3]陈孝文.煤矿地质中土地沉陷预测分析[J].科技研究，2014.
[4]祁卫星.浅谈如何预测煤矿地质中的土地沉陷[J].能源与节能，2014（6）：60-62.
[5]张克学.煤矿地质研究中的土地沉陷预测[J].中国新技术新产品，2018（2）：115-116.