煤炭作为我国工业的粮食，为我国的经济建设和社会进步做出了巨大贡献[1]。近年来，随着我国煤炭战略布局的调整，西部煤炭大开发正在全面铺开并有序推进，尤其陕北矿区凭借着自身天然优势以迅猛的速度引领着我国煤炭行业创新发展[2]。陕北矿区属于复杂的沟壑山区地形地貌，地表为黄土风沙层覆盖，又被山区沟壑纵横切割，大规模的地下采煤活动也给陕北矿区的生态环境带来了严重的挑战，使得原本人均水资源、土地资源比较匮乏的生态脆弱矿区生态环境加剧破坏，引发了许多大规模的山体崩塌与滑坡灾害[3]，严重威胁着矿井的安全生产，制约了陕北煤炭行业的健康可持续发展。文章以陕北冯家塔矿业公司开采地表塌陷灾害为工程实例，对陕北黄土沟壑山区地表开采塌陷灾害形成机理进行深入研究，为实现陕北煤炭资源绿色、安全合理开发，防治由于采动诱发的各种地质灾害提供理论指导[4]。

我的一对一语言交换伙伴，名叫丽莎，高个子冰岛姑娘，大概有一米八，我不喜欢和她一起走在雷克雅未克的主街上，和她说话脖子酸。她会说流利的中文，曾在北京的大学做交换生。我问她，当时在北京会不会想家，她说当然想，我问有什么最想念的，她说是暖气，因为北京暖气比冰岛贵得多，所以舍不得开，常常受冻。问另一个认识的冰岛人，是我的办公室同事，她们两个不认识，却给了我一模一样的回答，同事年轻时去英国工作，也因为暖气贵，有过受冻的经历。

1 工程背景

1.1 地质采矿条件

冯家塔煤矿位于陕北府谷县海则庙镇，井田范围内南北长近9.0 km，东西长近7.0 km，井田面积约为60.5 km2。矿井主采有4个煤层，全部属于全区稳定性煤层。矿井采用双斜井双水平开拓方式，第一水平主要开采2、4号煤层，第二水平主要开采8、9号煤层。1401工作面布置在矿井第一水平1-1采区中，采用综合机械化长壁开采方法，采空区顶板管理方式为全部垮落法，工作面倾斜长度为270 m，走向长度为2 550 m，主采2号煤层，开采高度为4.0 m，煤层属于近水平煤层，煤层赋存稳定，埋藏深度约为15～205 m，平均埋深120 m，其中典型沟壑区域煤层埋深大多在15～25 m之间。2号煤的基本顶位于下石盒子组底部的“骆驼勃子砂岩”，岩性主要以中砂岩、粗砂岩为主，局部地带为细砂岩，厚度约为5.0～30.0 m。2号煤层的直接顶为粉砂岩、粉砂质泥岩，厚度约为1.2～3.0 m，局部地带发育有北-西向裂隙，直接顶的整体稳定性比较好，属于基本稳定至中等稳定性的顶板。直接底主要以粉砂岩、泥岩为主，厚度约为1.6～6.0 m，底板的整体稳定性偏差，属于稳定性较差的底板[5]，煤层顶底板特征见表1。

 

表1 煤层顶底板特征

  

序号顶板名称岩石名称厚度/m备注1基本顶粗砂岩、中砂岩5.0～302直接顶粉砂质泥岩1.2～3.0中等稳定性3煤2号煤3.5～5.04直接底泥岩、粉砂岩1.6～6.0稳定性较差

1.2 采动地表塌陷破坏现状

冯家塔煤矿第一水平1-1采区1401工作面开采的煤层厚度大、强度高，工作面从井田中部最大的清水川西沟位置穿过，西沟及支沟坡度比较陡峭，地形变化非常大，沟坡面两侧的岩层风化十分严重，节理裂缝发育贯穿，整体性也比较差，由于西沟的沟谷距离煤层埋藏非常浅，距离2号煤层的埋深不足15～25 m，2号煤开采以后垮落带必然直通地表沟壑，将会造成采空区漏风、矿井水灾、地表裂缝和山体滑坡等灾害[6]，尤其以地表坍塌冒落灾害最为严重，其特点主要为：

1) 西沟沟道的塌冒破坏区。1401综采工作面从沟道位置穿过以后，相对于的沟道位置会出现非常严重的地表裂缝和塌陷坑，这些塌冒破坏区域与井下采空区直接导通[7]，形成了很好的导水、导气通道，给井下的安全生产带来了严重的威胁，如图1所示。

  

图1 沟道塌冒区

2) 当工作面推进至切眼85 m时，煤层上方第三层覆岩发生垮落，冒落的高度接近15 m，上覆岩层裂隙带明显发育，但无明显的开裂破坏现象，且地表受采动影响很小，如图5所示。

  

图2 沟道坍塌、崩塌堵塞区

2 相似材料模拟实验

2.1 实验对象

该次实验的对象是矿井1-1采区的1401综采工作面，模拟综采工作面开采穿过西沟沟谷的情况，掌握综采面过沟谷时地表移动变形的启动期、活跃期及稳定期的规律[9]，观察地表移动变形与覆岩移动变形相互规律，弄清西沟沟壑位置产生裂缝、坍塌及冒落的机理，确定覆岩冒落带、导水裂缝带高度发育范围，从而为矿井的其他工作面开采提供一定的理论依据和实践经验。

2.2 相似条件

2) 当工作面开采达到充分采动以后，地表开始出现不同程度的裂缝，工作面的超前影响角为72° ，岩层的裂缝角为78° 。

  

图3 模型示意

2.3 实验结果分析

待实验模型自然风干以后，采用人工割煤模拟现场综合机械化采煤方式，模拟割煤高度为4.0 m，按照矿井实际的开采方向进行人工割煤，实验从模型左侧距离边界70 m位置开采推进，推进至工作面280 m位置停止开采，实验结束。在相似材料模拟实验中，观测到的覆岩移动变形的整个过程如下：

1) 当工作面从切眼位置推进到50 m时，覆岩岩层顶板垮落两侧，垮落高度约为11 m，采空区未充实，采空区顶板岩层发生了很小的弯曲离层变化，移动量很小且不明显，如图4所示。

  

图4 工作面开采至50 m时覆岩破坏形态

2) 西沟坡体崩塌及坍塌破坏区。1401综采工作面相对应于支沟的比较陡峭的山坡位置，坡体受到开采影响发生剧烈的大变形，两侧坡体失稳，形成非常严重的崩塌及坍塌的灾害事故，在这一过程中也会在陡坡位置伴随着出现大型裂缝，随着开采的不断推进，灾害影响的范围及强度会进一步扩大，在沟道位置会形成崩塌的大大小小石块杂乱无章的堆积，使得沟道阻塞，造成一些采动地质灾害的发生和危及井下的安全生产[8]，如图2所示。

节点发送数据时主要考虑3个变量：NB（退避次数，Number ofBack）、CW（竞争窗口的长度，Content Window Length）、BE（退避指数，Back-off Exponent）[6]。当节点需要发送数据时，数据传输机制的实现流程：

  

图5 工作面开采至距离85 m时覆岩破坏形态

4) 当工作面推进至距离切眼140 m时，上覆岩层垮落了4层，垮落高度为20 m，此时模型覆岩发生了非常明显的弯曲下沉，覆岩的关键层发生断裂，说明工作面已经达到充分采动，覆岩的裂缝明显增多，地表沟道中裂缝明显发育扩展，沟谷陡坡的裂缝增多。测得超前影响角约为72° ，裂缝角约78° ，如图7所示。

  

图6 工作面开采至110 m时覆岩破坏形态

3) 当工作面推进到距离切眼110 m时，覆岩垮落带高度达到4层，冒落带发育至20 m位置，垮落带岩层上方覆岩出现明显的弯曲断裂下沉，并有较大的离层出现，覆岩裂隙发育，相互贯通，且地表也开始出现地裂缝，尤其沟谷陡坡位置裂缝明显，说明地下煤炭开采的影响已经波及到地表，但地下裂隙没有和地表裂缝相互贯通，如图6所示。

地理国情普查是基于遥感影像采用计算机自动解译或人工解译方法定量化获取地表自然及人文地理要素的国情国力调查，解译内容涉及房屋、水体、道路、构筑物、植被、裸露地表等多种要素。因此，解译中遥感影像的信息使用量对地理国情普查至关重要。

  

图7 工作面开采至140 m时覆岩破坏形态

5) 当工作面开采至距离切眼170 m(距沟道边界点30 m)时，覆岩垮落高度不变，但此时沟谷边坡的裂缝十分发育，陡坡已经出现了部分松散结构体，有部分岩石已经有向沟谷底部滑落的趋势，如图8所示。

  

图8 工作面开采至170 m时覆岩破坏形态

当今的时代是多元化的，各种思潮都在相互影响、相互碰撞，这也给我们高校的思想政治工作提出了更高的要求。我们要坚持以人为本的原则，重视学生的思想和道德建设，引导他们健康成长。而儒家思想经过几千年的发展，为我们留下了很多的思想精华，我们教育工作者要借鉴传统文化中的精髓，结合新时代的特征，古为今用，找到更多的结合点，让青年学生们了解中国传统文化的历史和现状，培养他们树立崇高的理想，健全完善的人格，形成高尚的道德品质和良好的行为习惯，勇敢地承担起建设祖国的重任，真正把个人价值的实现融入建设祖国的伟大事业中。

当然，刑事立法政策要以公众认同为基础，并不表示要完全按照公众的意见来立法，本着对公众的经验、情理、感受的了解、对公众重视的生活利益的分析，同时要考虑当代法治社会对人权的保障和对程序的尊重，在“以人为本”的理念指导下，适当地完善相关意见，用符合社会发展的法律思想来引导公众的法规范意识逐步前进。立法不仅仅是跟随公众的脚步，还应当有适当的修正和引导作用。

  

图9 工作面开采至200 m时覆岩破坏形态

7) 当工作面开采至距离切眼位置约280 m时，西沟沟谷陡坡由于失去底部的支撑，地表移动加剧，开始出现大范围的整体下沉现象，陡坡上的岩块断裂破坏变形加剧，在采区上方位置出现了大裂缝和大的台阶下沉，陡坡的中部黄土层地表受采动影响最为剧烈，已经开始出现轻微的滑坡现象，如图10所示。

6) 当工作面推进至距离切眼位置200 m时，覆岩进一步垮落，高度约为22 m，此时工作面推进位于西沟沟谷正下方，覆岩发育与沟谷导通，沟谷出现坍塌冒落现象，由于坡体失去支撑体，陡坡的裂缝发育变宽，并伴随有碎石掉落，坡体整体有微变形等现象发生，覆岩导水裂缝带高度发育至78 m位置，如图9所示。

  

图10 工作面开采至280 m时覆岩破坏形态

3 实验结论

有效的、常态化的监督是践行“四种形态”的重要保障。推进监督常态化：1.探索建立基层党组织对党员的日常监督方式。2.完善纪检监察信访举报受理制度，建立信访举报问题线索收集、分析、研判制度，提炼并科学运用信访举报信息。3.正确引导、科学利用党外监督力量，如群众举报、媒体曝光、舆情反映，既要善于引导，又要善于从中发现线索问题。4.发挥巡视巡察作用，紧盯违反“六大纪律”问题，尤其是违反政治纪律、政治规矩问题。

1) 当工作面推进至西沟沟道正下方位置时，矿井覆岩垮落带直接贯通沟道底部，与沟道底部产生的裂缝相互贯通。

模拟实验模拟的2号煤层最大埋深为120 m，对应的沟谷位置最小埋深为25 m，模拟煤层上方的覆岩7个岩层和一个黄土层，其中黄土层厚度为4.6 m。根据相似材料模拟实验要求，确定的该实验采用长高宽为100 cm×100 cm×15 cm的小型模型架。模型[10]的位移及几何相似比例为1∶500，容重相似比例为1∶1.6，强度、粘聚力和弹性模量的相似比例为1∶800，速度和时间相似比例为1∶20，载荷相似比例为1∶800，模型如图3所示。

小刘是一家报社的新闻记者，她想知道，她写的稿子，刊登在报纸上，因写稿产生的收入，究竟算工资薪金所得，还是新个税法中说的稿酬所得？她还经常写时评，发在其他报刊或者广播电视台，这些时评收入，算什么所得？

3) 当工作面充分采动后，覆岩垮落带高度约为21～22 m，约为采高的5.5倍，导水裂隙带发育高度为78 m，约为采高的19.5倍。

4) 当工作面从西沟沟道推过后，沟谷陡坡发生严重的碎石滑落，坡体发生严重的坍塌、崩落灾害，坡体黄土层位置发生了整体滑移现象，这种灾害现象通常会持续约3个月[11]。采后必须及时对危石进行处理，对沟道进行清理，否则造成沟道阻塞，且在雨水及风化等外因的影响作用下，如果长期处于非稳定态的坡体还会二次发生崩塌与坍塌等灾害，最严重的情况可能会诱发产生滑坡等地质灾害的发生。

5) 当工作面开采影响到坡体顶部边缘位置时，坡顶受到长期严重的风化作用影响，又受到岩土层拉裂作用的影响，把岩土层整体性切割分离[12]。随着工作面继续向前推进，陡坡位置有整体滑移的趋势，在坡体自重应力的作用下，陡坡坡顶边缘位置的开裂程度进一步加剧，进一步会变宽。当工作面推过坡脚位置时，坡体失去支撑体，坡体严重变形失稳，下沉量进一步加剧，导致坡体坍塌及滑坡等矿山地质灾害的发生。

4 措施及建议

1) 工作面开采推过沟谷地带时，需要地面派专人进行监督管理工作[13]，一是要在开采之前对工作面正上方沟谷坡体两侧的危石进行清理；二是工作面开采过程中地面有专人对危石区域进行检查和预警，保证施工人员的人身安全。

2) 每年的雨季来临之前及防洪汛期，沟谷要派专人每天不定时巡查，发现地表裂缝和沟道堵塞要及时上报并处置，确保沟道畅通，以防发生淹井事故，确保矿山安全生产。

3) 矿井在后续工作面开采设计时，一般要将工作面推过沟道位置的时间安排在非雨季时节，以避开地表移动最危险的区域，保证河道的畅通。

4) 在工作面推过沟道以后，要及时清理沟道，并对沟道进行及时的加固处理；在开采过后约2年时间，这时沟道的移动变形已经处于稳定状态，应对沟谷沟道和边坡进行二次加固治理[14]，以确保防治方案的可靠性。

参考文献:

[1] 张海洋.我国煤炭工业现状及可持续发展战略[J].煤炭科学技术,2014,42(1):281-284.

[2] 李国平,刘治国.陕北地区煤炭资源开采过程中的生态破坏与对策[J].干旱区资源与环境,2007,21(1):47-50.

[3] 吴喜军,李怀恩,董 颖,等.陕北地区煤炭开采等人类活动对河道径流影响的定量识别[J].环境科学学报,2014,34(3):772-780.

[4] 周进生,王剑辉,党学亚.矿产开发对地下水失衡影响及其控制对策——以陕北煤炭资源开发为例[J].中国矿业,2009,18(12):52-55.

[5] 李化敏,李回贵,宋桂军,等.神东矿区煤系地层岩石物理力学性质[J].煤炭学报,2016,41(11):2 661-2 671.

[6] 刘晓玲,魏奥林,王 毅,等.浅析陕北煤矿矿区地质灾害发育特征及其成灾过程[J].中国地质灾害与防治学报,2016,27(4):70-73.

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[12] 赵明鹏.阜新地区矿山地质灾害及其防治对策[J].中国地质灾害与防治学报,2000,11(4):67-71.

[13] 刘 贵,刘治国,张华兴,等.泾河下综放开采隔离煤柱对覆岩破坏控制作用的物理模拟[J].岩土力学,2011,32(1):433-437.

[14] 陶志刚,孙忠强,郭占飞,等.耦合多种成灾因素下的边坡稳定性分析[J].地下空间与工程学报,2011,7(3):593-598，603.