[发明专利]平原矿区地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治方法

说明书

本发明公开了一种平原矿区地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治方法，涉及地质灾害防治，包括：获取初期沉陷区处于工作面推进方向两侧的地下岩土体在开采前至开采稳定后期间的地下岩土体三维空间的形态数据；根据获得的形态数据，获取初期沉陷区处于工作面推进方向两侧的地下岩土体中发生形变的部分对应的最大埋深数据，并将处于同一侧且发生形变的地下岩土体部分作为沉陷整体，获得每个沉陷整体底部的变形区边界；确定欲变形区边界，其上的地下岩土体作为欲沉陷整体，对欲沉陷整体进行增湿，增湿深度为由地表至增湿点对应欲沉陷整体底部的欲变形区边界处；本发明可有效降低增湿工作量和确定增湿范围，避免了现有技术中增湿的缺陷。

技术领域

本发明涉及地下采矿区地表地质灾害预防与保护技术，尤其涉及一种平原矿区地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治方法。

背景技术

我国矿山地质灾情十分严重，地下开采引起地表拉张裂隙又是矿区最常见的地质灾害类型之一。尤其平原矿区，上覆一定厚度松散层，矿产资源的地下开采多引发盆地式地面沉陷(塌陷)，地面沉陷范围往往远大于地下实际开采范围，且地面沉陷过程中常伴生大量的地表拉张裂隙。

如图1，沉陷区上方地表平坦、达到超充分采动、采动影响范围内没有大地质构造的条件下，最终形成的沉陷盆地一般可划分为三个区域，即中间区域(DD’)、压缩区域(CD、C’D’)和拉伸区域(AC、A’C’)。其中，中间区域指沉陷盆地的中间部位；压缩区域一般位于沉陷区边界附近到最大下沉点之间，此区域地面变形向盆地中心方向倾斜，呈凹形，产生压缩变形；拉伸区域一般位于沉陷区边界到盆地边界，此区域内地面变形向盆地中心方向倾斜，呈凸形，产生拉伸变形，地面伴有拉伸裂缝。中间区域与压缩区域记为采空冒落沉陷区；拉伸区域记为采空外围沉陷区。此外，地表沉陷盆地的边界记为A(或A’)，则根据沉陷盆地内最外侧的裂缝圈定的边界B(或B’)即为盆地的裂缝边界。

从矿区地质环境与地质灾害角度出发，地面拉张裂隙可直接破坏地表构筑物，如铁路、堤坝、村庄和其它工业与民用建筑等；其次，地表拉张裂隙可成为地表水进入矿井的通道而造成矿井水害；另外，地表拉张裂隙亦可加剧水土流失而降低土壤质量，以及造成矿区生态环境的破坏。

因此，地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治具有重要意义。然而，目前控制或降低矿区拉张裂隙地质灾害的方法主要是针对裂隙区采取注浆堵漏的方法，且只是针对矿井地表水害采取的措施。

中国专利CN109811757B公开了一个针对沉陷区地表欲拉张裂隙的区域进行注水增湿，以增加土壤的塑性，从而在其变形的过程中减少拉张裂隙的产生，但是上述技术方案在实施的过程中增湿范围广，深度不明确，用水量大，沉陷变形深度范围根据经验确定导致范围不精确，工作进展缓慢，不利于提高工作效率和降低增湿成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种平原矿区地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治方法，以解决现有技术中增湿效率低和成本高的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种平原矿区地下开采引起地表拉张裂隙地质灾害的防治方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、获取初期沉陷区处于工作面推进方向两侧的地下岩土体在开采前至开采变形稳定后期间的地下岩土体三维空间的形态数据；

步骤2、根据获得的形态数据，获取初期沉陷区处于工作面推进方向两侧的地下岩土体中发生形变的部分对应的最大埋深数据，并将处于同一侧且发生形变的地下岩土体作为沉陷整体，同时根据形态数据，获得每个沉陷整体底部的变形区边界；

步骤3、将处于工作面推进方向两侧的变形区边界沿工作面推进方向延伸且延伸部分作为欲变形区边界，其上的地下岩土体作为欲沉陷整体；

步骤4、在欲沉陷整体发生形变前对其进行增湿，令对应岩土体的含水量达到饱和，增湿深度为由地表至增湿点对应欲沉陷整体底部的欲变形区边界处。