Page 55 - 煤矿巷道施工技术与管理

第二章 煤矿开采问题与生态环境管理的有关思考

时，瑞雷波传播到断裂、破碎和空洞位置时会突然消失或发生散射，在频散曲线
上反映为在采空区顶板处有明显的“之”字形拐点，且速度迅速下降；当采空区
发生塌陷后，引起煤层上部地层结构疏松，使得传播于其中的瑞雷波速度降低，
在频散曲线上反映受影响地段内瑞雷波速度显著降低。

5. 密度特征
煤层采掘后形成空区，致使煤系地层质量亏损，当煤矿采空区保存完整时形
成低值剩余重力异常；在采空区塌陷而不充水时，质量亏损值不变，但负密度值
减小，影响厚度增大；在采空区充水时，亏损质量得到一定补偿，比不充水的同

样情况下，负密度值减小，均会产生局部剩余重力异常。
6. 放射性元素分布特征
煤层未采动之前，岩性均匀，地层稳定，地表土体一定深度内，氡气浓度相
对稳定。而在采煤过程中，地层将不断受到破坏，氡气的聚集与散溢环境将发生

变化。当采空区未塌陷时，形成的采空区由于其致密性差，通气性能好，氡气不
断聚集，形成放射性元素的富集，氡气沿地层不断向上运移，在垂向地面土壤层
中形成高氡浓度正异常。当发生塌陷区且延伸至地面，由于采空区上覆岩层裂隙
度增加，具有丰富的微小通道，对氡气运移极为有利，但由于塌陷裂隙已经延至

地面，其保存条件受到破坏，氡浓度呈现较不稳定的正异常。

二、煤矿采空区的地质情况

（一）煤矿采空区的简单介绍

中国是一个资源丰富的发展中国家，煤炭资源相对充沛，且分布范围相对较
广，但同时也存在着煤矿采空区地质灾害不断等方面的问题，而煤矿采空区最易
发生地质灾害，给附近居民的生活和安全带来了较大的威胁。目前。中国煤矿采
空区面积较大的地区有江苏省、陕西省神木县以及山西省等地区，其中江苏省富
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有煤矿 200 多座，但其平均每采 1×10 t 煤就会造成地面沉陷 2670m ，地面沉陷
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面积非常大；山西省作为中国有名的采煤大省，在其全省 15 万 km 的土地面积
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中居然有高达 3 万 km 的采空区；陕西省神木县煤矿采空区的塌陷面积居然高达
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56km 。不同的煤矿煤层埋深不同，其中中国煤层最大埋深高达 1000m，煤层开
采的厚度通常居于 1.0~4.0m，而正是这些差异决定了其采空区之间也存在着很多
不同之处。

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