煤矿采空区地面沉降、塌陷的机理

1981年广西玉林县南口乡发生塌陷地震

1981年1月广西玉林县南口乡的局部地区，人们曾听到地下发生隆隆的响声，不久就发生了塌陷地震，几天内连续塌陷了200多处，一些房屋和田地遭到破坏。

美国煤矿塌陷引发地震

据新华社电美国犹他州一座煤矿2007年8月6日凌晨发生塌陷事故，6名矿工被困，有关方面正在开展救援工作。

这座煤矿当天凌晨3时50分报告塌陷事故。犹他州大学地震检测站当天凌晨检测到里氏震级3.9级的地震波，研究人员起初以为是这起地震导致了塌陷事故，后来证明是塌陷引起震动。

神木县煤矿采空区塌陷引发地震

2007年8月29凌晨3时许，神木县孙家岔镇边不拉煤矿矿井采空区发生塌陷引发地震，附近村民在睡梦中被惊醒。

煤矿塌陷引发的地震造成地表产生裂缝。据中国地震台网测定，该处发生了3.3级地震。煤矿塌陷时井下幸无矿工作业，事发后，神木县煤炭工业局已给边不拉煤矿下发了停产整顿书。

▲半夜两声巨响惊醒附近村民

2007年8月30日，孙家岔镇边不拉村46岁的村民张翠花心有余悸地说，8月29日凌晨，她还在睡梦中，突然听到两声“轰隆”巨响，跟着自家的房子抖动起来，当时她吓坏了，披了件衣服就往外跑。该村70岁的白厚则老人说，巨响发生的时间大约是凌晨3时左右，窗上的玻璃也被震破，村民都跑到了院子里。第二天，大家一看家里的墙或门窗玻璃都不同程度产生裂缝。

孙家岔镇边不拉村现在只有8户人家，40多名村民。地震发生后，村民们还没有意识到地震与村子附近煤矿有关。

8月29日下午，中国地震信息网发布一条简短的消息称，“据中国地震台网测定，北京时间2007年8月29日03时41分39.2秒在陕西省神木县（北纬38.95,东经110.15）发生3.3级地震”，同时省地震台网也测到这一地震信息。同日，孙家岔镇政府接到上级询问，辖区是否发生地震，此时边不拉煤矿也向神木县煤炭工业局和孙家岔镇政府汇报，煤矿发生塌陷，县煤炭工业局和镇政府立即派人前来查看，确定该处煤矿确实发生塌陷。

▲煤矿塌陷时井下无矿工作业

2007年8月30日上午，记者来到孙家岔镇边不拉煤矿。该矿主管生产的副矿长陈建平告诉记者，矿上已停产整顿，原因是采空区发生塌陷。

据悉，该矿年产15吨，1990年建矿，1993年投产，矿上有六七十人。陈建平说，2008年8月27日是农历七月十五日，是当地一个传统节日，煤矿停产放假。8月29日凌晨3时，本来要组织人员下井生产，突然传来两声巨响，接着主井口掀起一股煤末，将主井口卷闸门掀翻。有矿工立即意识到，矿井内发生塌陷，于是矿上再未下井作业。

陈建平说，煤矿塌陷时，矿井下没有作业人员，真是不幸中的大幸。“我在煤矿干了十几年，按理塌陷前都有预兆，一般要么工作面渗水、掉渣或者顶板响动，可这次却没有任何预兆。”他反问道，是不是地震导致煤矿采空区塌陷？

▲塌陷区域下仍有声响和抖动

在陈建平的带领下，步行半个小时才来到煤矿以西的塌陷区域，看到这里的沙梁上，裂缝依稀可见，远看像层层波浪。有的裂缝足有3～4厘米，有几处由于塌陷造成地面相互错裂，高低之间相差30厘米左右。站在裂缝处时，仍能听见地下“轰隆轰隆”的响声，甚至感到地面的震动。陈建平说，估计下面还在塌陷，而边不拉村离塌陷区域也就不到半公里路程。

2007年8月29日事发后，边不拉煤矿自行停产，并向县煤炭工业局汇报情况，煤炭工业局派人检查后，下发了停产整顿通知书，称“为保证安全，责令你矿从即日起停止井下一切生产活动，未经有关部门批准，不许任何人员进入井下”。

2012年陕西榆林神木发生3.0级塌陷地震

2012年2月5日12时42分32秒，陕西省榆林市神木县发生3.0级塌陷地震，震源深度0公里，未造成人员伤亡。这次地震的原因初步确认为煤矿采空区塌陷。神木县煤矿采空区较多，类似的塌陷地震之前也有过几次。

据中国地震台测定，2012年9月6日0时41分，山东省济宁市微山县、枣庄市滕州市与江苏省徐州市沛县交界地区(塌陷)发生3.2级地震，震源深度0公里 。

阳光讯2012年12月7日9时许，榆林市榆阳区牛家梁镇常兴煤矿采空区发生塌陷，引发相邻金鸡滩镇掌盖界村井子湾村民小组区域内大面积土地发生塌陷，地表开裂。多处村民住房等建筑物出现裂缝。尚未造成人员伤亡。

村民摇晃的房子出现裂缝

记者当日赶赴现场后，在村口，记者看到众多村民在寒风中都聚集在一起。村民告诉记者，村子总共有300多人，因为地面还在不时发生摇晃，房子也在摇晃，他们不敢回家，只好在外边站着。

一位大娘指着她家院子侧黄土坡上滚下的土块说：“这些就是被震下来的。当时我正在屋子里坐着，忽然听到一声巨响，然后就好像门外有推土机走过，轰隆隆的响，同时就感觉到房屋开始摇晃。”这位大娘告诉记者，最开始的那声巨响，就好像是煤矿经常放的炮声。

另一位姓姚的村民告诉记者，除了9时的那次塌陷，在10时许又发生了一次塌陷，房子、地面都摇晃的厉害，他家的房子都摇出了裂缝。

裂缝下就是煤矿采空区

随后，记者在村民的带领下，来到村子后边发生明显塌陷的土地，只见一道道裂缝在黄土地上纵横蔓延着。姚姓村民说，约有1500多亩土地在9时到10时的震动中出现了这种裂缝。

据记者观察，这些纵横开来的裂缝最宽约有15厘米宽，裂缝两侧高差最高约有20厘米左右，裂缝都深不见底。

村民称，早上没有风的时候，趴这些裂缝上可以听到裂缝深处传来的流水声，这些裂缝地面的下边大约100米~150米深处，就是村子旁边东风煤矿和常兴煤矿的采空区。

事发煤矿喷出百米高煤尘

昨日，记者从常兴煤矿赶往东风煤矿的途中，感到了一次明显的震动(16时11分)，随即看到从常兴煤矿处冒出一股约100多米高的黑色煤尘。在第一次冒出黑色煤尘约5分钟后，记者看到又一股黑色煤尘从常兴煤矿处涌出。同时，记者接到村民电话，说早晨发生塌陷的地方又一次发生大规模的塌陷，这次的震动和摇晃都很剧烈，裂缝陡然又增大了。

据现场专家分析，塌陷飘出的黑色煤尘是因为采空区塌陷后，压缩空气从矿井口喷住所致，煤尘从常兴煤矿喷出，基本可以确认，塌陷的采空区属常兴煤矿。

确认为2.8级塌陷地震

截至发稿，记者从陕西省地震信息网获悉，陕西省榆林市于2011年12月16时11分和16时16分相继发生2.5级和2.8级塌陷地震，震源深度7000米。并确认，发生塌陷的采空区确属于常兴煤矿。

对于没有在煤矿工作过得大家伙们来说，多多少少的都会存在着这样的疑问。在这里告诉大家：就是要让它塌了！

为什么要让它垮落呢？

首先，煤矿井下开采压力很大，随采随垮不会产生大的冲击。而一旦大面积的顶板不能垮落，突然来压垮落会产生强大的冲击引发事故，损伤工人、毁坏设备，甚至造成工作面的不可恢复性破坏！其次，煤矿井下具有进风和回风巷道，以保证人们的正常生存和工作！一旦采空区不能垮落的话，就会造成工作面风量的流失，进而使工作面氧气含量减少、温度升高、有时还会造成工作面有毒有害气体的积聚，影响人们的正常生存和生产！

很多文章和报道不是都在讲煤矿采空区充填吗？

充填需要耗费一定的人力、物力，不利于生产成本的降低！人力支出在开采成本中占据着很大一部分的比重，而充填技术的实施，无疑会增加人员的投入。同时，在煤矿井下到处都是煤炭，我们身边常见的沙土反而更为金贵起来，一矿车的沙土，从地面运到工作面，所需要的费用往往付出很多！

充填会增加一系列的工序，加大事故发生的几率、影响工作面的推进速度！工序的增加会影响工程的进度，这一点都好理解！同时，原本煤矿生产就已经属于高强度、高危险的工作，而工序的增加无疑会增加工人们的工作量，增加事故发生的可能性！所以，在各大煤炭产地我们都能够看到很多的塌陷地：农田被毁、房屋被淹、道路沉陷！

采煤后的空间肯定会塌陷

采煤后的空间一般采用自然垮落法或者充填法来处理，不管哪种方法，地面都会出现不同程度的沉降区。不过矿井一般都会对受沉降区影响的房屋进行补偿。也有政府部门对沉降区进行治理。

煤矿塌陷应该分为采空区塌陷和岩溶塌陷两种。

采空区塌陷：长期的大规模的开采形成采空区，随着采空区面积不断加大，煤层的顶板（覆岩）失去支撑，顶板岩层随之发生弯曲、断裂、垮落，产生倾斜变形和水平移动。垮落过程中引发采空区周围的岩体变形、松动、乃至破坏使采空区上覆岩层随之弯曲下沉，覆岩层的这种弯曲到达地面后，形成地表沉陷现象。

这类塌陷可通过调查采矿活动情况和地面迹象预防。

岩溶塌陷：岩溶塌陷（karst

breakdown

survey）是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。在矿区通常是由于在岩溶地区抽排地下水造成周边地下水位变化，地下水掏空溶洞充填物形成土洞。

这类塌陷的诱因通常和水位变化有关，如暴雨，或者长时间干旱后的降雨，还有就是地表水的下渗。这类塌陷预防主要通过物探方法探查土洞。

防范煤矿采掘工作面塌陷的措施1 建立专项防范资金 煤矿采掘工作面塌陷治理是一项耗资巨大的工程。在积极争取煤炭可持续发展基金的同时，地方财力、城建资金和政策性收入仍是投资的主渠道，应广辟渠道，多方筹资，集中用于采煤塌陷地治理。一要积极争取国家以及省、市政府的资金支持，按照国家有关煤炭可持续发展基金3个投向的原则，积极争取，统筹安排、集中配置、合理使用，采用投资补助、转贷、贷款贴息等方式给予投资扶持，重点落实地方煤矿的采煤塌陷地治理；二要收取土地复垦费。依据“谁破坏、谁治理”的原则，将采空区治理纳入煤炭生产成本，向造成塌陷危害的煤炭企业收取一定比例的土地复垦费，并将耕地开垦费、耕地占用费、新增建设用地有偿使用费捆绑起来使用。三要激活民间资金。依据“谁治理、谁受益”的原则，充分发挥社会力量，广泛吸收社会闲散资金，采取承包责任制、拍卖、租赁等形式，实行有偿使用土地、有偿治理，投入采煤塌陷地治理建设。2 提高防范技术保障 煤矿采掘工作面治理是一个复杂的生态工程和社会工程，既涉及地下地质变化，又涉及地上田、林、路、水、气等因素。因此，必须提高科技含量，依靠先进的科学技术进行科学治理。一要进行科学规划，既要处理好近期规划与长远规划，局部治理与总体布局的关系，也要考虑塌陷区的自然资源和社会发展的实际需要。二要因地制宜。针对不同类型的塌陷地采取不同的治理方法，宜农则农、宜林则林、宜渔则渔、宜建则建。在塌陷不深或积水不多的地方可以平整土地，改善耕作条件。恢复地貌；在面积大、积水深的塌陷区，可以发展水产养殖、旅游休闲等产业。通过治理，变废地为宝地，收到综合治理的效果。三要坚持预防为主，标本兼治的原则。要采用先进的检测手段，加强对采空区进行监测，采取有效办法填充采空区，最大限度地减少采空区塌陷面积，以达到标本兼治的目的。3 消除采掘边界的影响 地下采掘影响地面最严重的地方是地面下沉盆地的边缘,它位于采掘边界两侧的上方。所以在建筑物下布置回采工作面时，垂直走向的工作面应有足够的长度，使地表出现充分采动，从而使建筑物位于移动盆地的平底部分。此外，当回采工作面通过建筑物下部时，应尽量加快回采速度，不能停采，尤其不得留残柱。地表移动规律表明，地表永久性的不均匀下沉和变形都集中在地表下沉盆地的边缘区。井下每出现一个永久性开采边界，地表就出现一个变形值较大的区域。为了最大限度减少开采对受护建筑物的有害影响，要求必须实现全柱开采：就是在整个井田煤层范围内，有限制地进行大面积全面开采，以避免在煤层范围内形成永久性开采边界和各煤层变形值的累加，以最大限度地减少对受护建筑物的有害影响。因此必须实现长工作面开采和一层一层的分层采掘。4 加强生态修复工作 这主要是指对已经受到污染的区域进行治污的技术处理，这同样也是采掘塌陷区生态恢复的重要前提。矿山开发主要是对矿区的大气、水体造成污染以及对土地造成严重破坏，因此，大气、水体、土地的修复治理乃是矿区生态环境修复(治理)的主要任务。关于这方面的传统技术措施，国内外的相关研究已经非常丰富。在这里重点介绍一下新兴的“植物修复技术”，这是目前为止最经济、最生态同时也是非常高效的一种生态修复技术。所谓植物修复技术，是利用绿色植物以及根际微生物体系吸收、挥发和转化、降解的作用机制来清除环境中的污染物质的一项新兴的污染治理技术。根据修复植物某一方面的修复功能和修复特点可将植物修复技术的种类概括为植物吸取修复法；植物挥发修复法；植物稳定修复法；植物降解修复法和根际生物降解修复法。5 积极使用充填注浆施工工艺 采空区充填注浆技术是利用注浆泵为动力源，把具有充填胶结性能的浆液，通过注浆管路和止浆系统注入采空区内，以达到充填采空区，控制上覆岩层移动和地表变形的目的。采空区充填注浆按照适用条件可分为全充填注浆和半充填注浆。全充填注浆是对上覆岩层稳定性要求较高或岩层本身强度较低的情况下，采用合适的、成本较低的注浆材料，使处理的采空区和上覆岩层的裂隙得到充分充填；半充填注浆是在确定处理的采空区范围内，进行局部的有效充填，且同时达到控制上覆岩层移动和地表变形的目的。

西北地区煤炭开采区主要分布在黄土高原的陕西韩城—铜川—彬长—黄陵等渭北煤田区、陕西神府及内蒙古东胜煤田区，甘肃平凉华亭、阿干镇、窑街煤田区，宁夏灵武、石嘴山、石炭井煤田区，内蒙古乌达、海勃湾、包头石拐煤田区，新疆的乌鲁木齐、哈密三道岭煤田区等。

总体而言，西北地区煤矿开采引发的环境地质问题十分严重，是所有矿产工业类型中矿山环境地质问题最为严重的一种类型。地下开采和露天开采对矿区地质环境影响方式和程度不同，以地下采煤导致的环境地质问题最为严重。西北地区煤矿以地下开采为主，其产量约占煤炭产量的96%，主要环境地质问题见表3-7。煤矿开采的环境地质问题示意图见图3-3。

表3-7 煤炭开采的主要环境地质问题

图3-3 煤矿开采环境地质问题示意图

露头煤及浅部煤层采用露天开采，改变了原有的地形地貌：高陡边坡诱发滑坡(①)，外排土矸场占压土地(②)，废渣堆积沟坡上，暴雨诱发形成滑坡(①)和泥石流(③)地质灾害。煤层采空区(④、⑤)上方地裂缝(⑥)会造成建筑物开裂、农田被毁，稍深部煤层采空区上方发生地面塌陷(⑦)，耕地被毁，村庄搬迁。煤矸石堆积占压土地的同时，矸石山粉尘及自燃(⑧)产生的有毒有害气体、风井排出的沼气、二氧化碳等污染大气环境(⑨)，危及人类健康。露天矿排矸场及煤矸石淋溶水造成地表水土(⑩)及农作物污染，下渗造成地下水及岩溶水污染( )

3.4.2.1 煤矸石压占土地

煤矸石是采煤和选煤过程中的废弃物，通常占煤矿产量的12%～20%，是煤矿最主要的固体废弃物，主要危害是堆积压占土地破坏植被。陕西黄陵店头地处黄土高原地带，小流域地区的森林植被良好，但是部分煤矿排放的煤矸石堆积在山坡上，压占了生长良好的杂木林。陕西韩城下峪口黄河滩湿地芦苇茂密，生态环境良好，但是该矿排放的煤矸石填滩造地，破坏了黄河湿地生态资源与环境。

3.4.2.2 对水资源的影响

产于鄂尔多斯盆地周边的石炭-二叠系中的煤田，其下部是奥陶系石灰岩，上部为侏罗系砂泥岩，属干旱盆地严重缺水地区。矿井疏干排水导致地下水均衡系统破坏，地表水水量减少，地下水位下降。煤矿酸性及高矿化度的井水造成地下水污染，加剧了水资源危机。新疆乌鲁木齐市六道湾煤矿煤系地层倾角67°～78°，开采后形成自上而下的采空区塌陷和裂缝带，造成水资源流失的环境破坏。煤炭资源大面积连续开采，造成了难以恢复的地下水破坏，同时导致地表河流流量锐减，生态环境破坏。1997年以来，陕西神府煤田开发区的不少河流断流，如2000年窟野河断流75d，2001年断流106d。由于煤矿采空区裂缝遍布，最宽达2m多，局部地区地面下降2～3m，导致原流量达7344m3/d的双沟河已完全干枯，26.67ha水田变为旱地，杨树等植被大片枯死。

3.4.2.3 崩塌、滑坡、泥石流

露天矿山高陡边坡开挖或堆积在斜坡体上的采矿废渣因暴雨、地面塌陷、地裂缝等原因引发崩塌、滑坡。煤矿区滑坡主要发生在露天矿、黄土高原以及山地矿山。如新疆哈密三道岭露天煤矿1967、1983 和1999年先后三次发生较大规模的滑坡，造成矿区运输中断，直接经济损失上百万元。内蒙古包头石拐矿区由于采煤使地下采空区面积增大，近几年滑坡活动加剧，目前滑坡体东西长100～370m，南北宽600余m，面积约16×104m2，体积约400×104m3。从1979年至今已毁坏民房及其他建筑物达5000m2，堵塞了通往五当召旅游点的道路600m，造成经济损失约400万元。红旗山出现了多组东西向宽约0.1～1.5m、南北走向长约100～300m的地裂缝，危及山脚下677户1947人的生命财产安全。

陕西韩城象山煤矿因地下采煤及渠道渗水等原因，引起山体蠕滑，直接威胁坑口电厂——韩城电厂主厂房的安全，为此付出了上亿元的防治费用。陕西彬县百子沟煤矿地下采煤采空区上方岩层垮落、下沉，使地表斜坡失去平衡导致1995年7月6日的黄土滑坡，滑距约30m，180×104m3土方量堵塞河道形成堰塞湖。滑坡将矿部三座大楼整体向前推移5～7m，楼房墙壁出现裂缝，地板鼓起，地基被毁。由于事先的预报准确，所幸无人员伤亡。1991年8月9日，陕西铜川金华山煤矿西侧黄土塬边由于地下采煤引起崩塌、滑坡，土方量达1050×104m3，将坡脚处的西龙村埋没，大片良田被毁，损失巨大。

陕西铜川焦坪、王石凹、李家塔、金华山、桃园等煤矿均发生过严重的滑坡，铜川矿区有中等以上规模滑坡1000多处，铜川市区有154处，崩塌体361处。陕蒙神府—东胜矿区地处干旱半干旱地带，植被覆盖率低，土壤风蚀、水蚀交错，岩层结构疏松，易风化，自然灾害频繁，生态环境十分脆弱。20世纪80年代以来煤田大面积开采，采矿废石及排土乱堆乱放，沿山坡开挖加大了地面坡度。矿区人为泥石流均分布在河道两侧，泥石流直接注入河床，使河床过水断面缩小，行洪能力降低，即使中等水深洪水，也能造成很大灾害。1989年7月21日，矿区上游突降暴雨，3h降雨120mm，在乌兰木伦河形成含沙量高达1360kg/m3的泥石流，淤平坑井11处和露天矿坑9处，其中马家塔露天矿被淹没，泥沙淤积15×104m3，冲毁两岸矿堤1870m、水浇地600亩、路基挡墙60m，导致铁轨悬空，中断行车一月之久，经济损失2000多万元。

3.4.2.4 地面塌陷和地裂缝

地下开采形成的地面塌陷、地裂缝造成耕地破坏、公路塌陷、铁轨扭曲、建筑物裂缝，以及洼地积水沿裂隙下渗引发矿井透水等事故。在干旱地区由于地表水系受到破坏，导致矿区生产、生活以及农业用水发生困难。同时，还可诱发山体开裂形成滑坡。

地面塌陷和地裂缝在大中型地下开采的煤矿区最为普遍，灾害也最为严重。如新疆的六道湾煤矿，甘肃的华亭、窑街、阿干镇、王家山等煤矿，宁夏的石嘴山、石炭井煤矿和陕西的渭北韩城—铜川以及神府—东胜煤田矿区。

调查资料表明，在579座各种类型的矿山中，有115座矿山存在地面塌陷，塌陷面积达20236km2。其中非煤矿山10座，仅占8.70%；而煤矿山有105座，占塌陷矿山的91.30%。根据塌陷面积及严重程度，大于10km2的极差级别矿山8座，占8%；1～10km2差级别矿山 37座，占 35%；0.1～1km2中等级别矿山 37座，占 35%；小于0.1km2较好级别矿山23座，占22%。

煤矿区的地面塌陷最为严重，这是因为煤层厚度较金属矿体稳定，分布范围大，煤层产状较平缓，采煤形成的采空区较金属矿山要大得多，并且上覆岩层多为松软的页岩、粉砂岩及泥质岩层。煤矿地面塌陷和地裂缝的范围及深度与采煤方法、工作面开采面积、采区回采率以及煤层产状等多种因素有关。一般而言，在其他因素相同的条件下，充分采动(用长壁工作面全部垮落法采煤时)比非充分采动(条带部分冒落法采煤)引起的地面塌陷影响范围及深度要大。而煤层采厚越大，倾角越小，埋深愈浅，开采面积越大，地面塌陷、裂缝影响范围及深度也越大。地表最大下沉量W可用公式估算：W=qMcosα。

式中：q为下沉系数，全部冒落采煤法 q=0.70～0.90，条带部分冒落采煤法 q=0.02～0.30；M为煤层法线厚度；α为煤层倾角。

当采深与采厚之比小于20时，地表常发生剧烈变形，此比值大到一定程度后塌陷消失。榆林神府矿区大砭窑煤矿开采5＃煤层，煤层厚4～6m，埋深90～100m，1992年5月5日矿井上方发生地面塌陷12000m2，陷落深度0.7m。有关资料指出，塌陷面积与开采面积之比平均值为1.2，塌陷容积与开采体积之比平均值为0.6～0.7。当采深较大时，地面、地表裂缝则较少。当采深H ＞(100～150)m，或 F=H/M≥20(M 为煤层厚度)时，地表移动和变形在时间和空间上呈明显连续，不出现地裂缝。

根据煤炭工业“九五”环境保护计划，2000年全国(除西北地区，下同)煤矿地面塌陷面积为182.20km2，复垦面积为48.40km2，复垦率为26.6%。西北地区煤矿地面塌陷面积为35.76km2，复垦面积为 4.40km2，复垦率为12.3%，比同期全国平均值低54.9%。2000年西北地区煤炭产量达8994×104t，万吨煤塌陷面积为0.31ha，比全国万吨煤塌陷面积均值0.20ha高55%，而复垦率低51.5%。可见，西北地区煤矿地下开采塌陷区的防治工作应加紧加快。

乌鲁木齐市六道湾煤矿距友好商贸中心仅1.5km，该矿煤层倾角67°～78°，属急倾斜煤层，50年来，地下不同开采水平分段放顶煤采煤后，由于上位顶煤和覆盖层的周期性塌陷断裂，出现与煤层走向一致的条带状塌陷深坑，深度达40～50m，并在塌陷坑两侧形成平行裂缝，造成了连续性的地面塌陷凹槽、地裂缝和塌陷坑。塌陷区目前仅作为乌鲁木齐市城市工业垃圾的填埋场所，在其虚土表面又不断产生新的塌陷深坑和地裂缝，3km2的土地不能开发利用，迫使市政设施建设不得不绕道而行，成为乌鲁木齐城市建设发展的死角。

宁夏石嘴山市石嘴山煤矿开采面积为5.15km2，而塌陷面积已达6.97km2，是其开采面积的135%，形成深达8～20m的地表塌陷凹地，部分地段的裂缝宽达1m。矿区铁路运输基地高出塌陷区10～20m，使得矿山企业每年用于铁路的垫路费高达100万元，穿越矿区的109国道被迫改道。

陕西省煤矿采空区地面塌陷总面积约115km2(表3-8)，主要分布于渭北及陕北煤矿区，陕南秦巴山地区仅有零星分布。其中铜川市老矿区因开采较早，地面塌陷比较严重，到1999年底，据不完全统计其地面塌陷为63.82km2，占到全省煤矿区地面塌陷区的55.38%，其中80%为耕地。而神木县近几年煤矿开发力度不断增大，加之煤层埋藏较浅，地面塌陷面积增大，截至2001年，该县乡镇煤矿造成地面塌陷达5.32km2。

表3-8 陕西省煤矿区地面塌陷

陕西省渭北煤田的铜川、黄陵、合阳、白水、韩城各矿区，陕北神府煤田的大柳塔、大砭窑、洋桃瑁、沙川沟、刘占沟、新民矿等矿区，均出现有不同程度的地面塌陷、地裂缝及山体滑坡，造成大面积的农田被毁、房屋开裂、铁轨扭曲、公路塌陷、矿井涌水等。2001年7月特大暴雨使黄陵店头陕煤建五处矿区仓村三组的1.2km2耕地发生地面塌陷、地裂缝，地裂缝最宽达15m，塌陷落差达7.45m，60%耕地已无法复垦，农田撂荒，预计经济损失达270万元。2000年4月，中央电视台《焦点访谈》对陕西铜川市王益区黄堡镇黑池塬乡镇煤矿地下开采造成的村民窑洞开裂、耕地被毁进行了曝光。陕西白水县县办煤矿开采导致白水县火车站候车室出现裂缝、铁轨下沉、广场地面鼓包。陕西渭北煤田地表水平拉伸变形值达到0.8～2.2mm/m时出现地裂缝，裂缝宽300～700mm，深度达5～15m。铜川煤矿区地裂缝有5400余条，以王石凹煤矿为例，在1：5000 的地形图上填绘的裂缝就有70多条，总长度近7000余米。20世纪90年代，甘肃窑街煤矿区矿井地面占地598.1ha，地面塌陷20处，共计443.54ha，地面塌陷面积比80年代扩大了48.4%，每年以14.47ha的速度扩大，10年间因塌陷引起的特大型山体滑坡等灾难性地质事故数起。80年代造成水土流失面积449～550ha，90年代达到663～720ha。甘肃靖远王家山煤矿1995年8月两次洪水携带泥石流从地面裂缝涌入井下，造成多人伤亡。

陕西神木大柳塔煤矿区1997年以后形成采空区，1998年前后产生地面塌陷和地裂缝。大柳塔矿区采空区约为 3.9km2，总面积约 5.8km2，产生地裂缝的总面积约5.45km2。大柳塔活鸡兔井采空区面积过大，造成大面积地面塌陷，其中205工作面塌陷区宽0.3km，长为3km，面积为0.9km2，共发现16条地表裂缝，沿整个工作面呈断续分布，裂缝宽5～60cm，间距2～8m。206 工作面塌陷区宽0.3km，长为3.5km，面积为1.05km2，共发现 5条裂缝，裂缝宽 5～60cm，间距 5m 左右。207 工作面塌陷区宽0.3km，长为1.5km，面积为0.45km2，是整体陷落，其中裂缝十分发育，共发现5条，宽5～30cm，间距10m左右。从神东矿区大柳塔、补连塔和榆家梁3个矿井实测资料可知，其万吨煤地面塌陷面积为0.35～0.42ha，比全国万吨煤地面塌陷面积0.2ha几乎高出1倍，主要原因是煤层埋藏浅(61～110m)，煤层厚(3.4～5.0m)。

3.4.2.5 水土流失

据水利部1992年统计，西部地区轻度以上的水土流失面积为104.07×104km2，占全国水土流失面积的58.01%。水土流失导致的土壤侵蚀是生态环境恶化的重要因素。在黄土区、黄土与沙漠过渡区，矿区发生水土流失的可能性最大。据陕西铜川、韩城、神府煤矿区有关环境报告资料预测，陕西神府—内蒙古东胜矿区平均侵蚀模数按1.21×104t/km2·a、面积按3024km2计算，年土壤侵蚀量为3659.04×104t；准噶尔矿区平均侵蚀模数按1.30×104t/km2·a、面积按1365km2计算，年土壤侵蚀量为1774.5×104t。据几个矿区开发前后不同时期的遥感资料以及河流、库坝、泥沙资料综合分析和计算表明，煤矿开采后水土流失量一般为开采前的2倍左右。陕西黄陵矿区建矿前土壤侵蚀模数为500t/km2·a，建矿5年后，土壤侵蚀模数已达1000 t/km2·a。甘肃的窑街、阿干镇、靖远煤矿区，宁夏的石嘴山、石炭井煤矿区，陕蒙神府-内蒙古东胜煤矿区水土流失十分严重。内蒙古的乌达等煤矿区，侵蚀模数达10000～30000t/km2·a，是开采前水土流失量的3.0～4.5 倍。这不仅破坏了生态环境，还直接威胁矿区安全。例如，陕西神木中鸡煤矿由于矿渣倾入河道，占据河床2/3的面积，1984年8月雨季时河水受阻回流，造成特大淹井事故。

3.4.2.6 土地沙化

煤炭开采造成的地面塌陷破坏了浅层地下水系统均衡，因地下水位下降使部分地区的塌陷区植被枯死，形成或加剧土地沙漠化。露天煤矿、交通及天然气管道工程建设占用大量耕地，破坏植被，使部分原已固定和半固定的沙丘活化。戈壁沙漠区煤矿废渣的堆放、风化加剧了土地沙化。

陕西神府煤田矿区的大规模开发以及地方、个体开发沿河沟两岸乱挖滥采，破坏植被，导致沙土裸露，加剧了水土流失和土地沙化。自20世纪80年代中期开发以来，毁坏耕地666.7ha，堆放废渣超过6000×104t，破坏植被4946.7ha，增加入黄泥沙量达2019×104t。据“神府东胜矿区环境影响报告书”预测，若不采取必要的防沙措施，在矿区生产能力达到3000×104t规模时，将新增沙漠化面积129.64km2，煤矿开发导致的沙漠化面积为自然发展产生沙漠化面积的1.53倍，新增入河泥沙量480×104t，比现有条件下进河泥沙量增加13.7%。

3.4.2.7 水土环境污染

煤矿水污染源主要是煤矿开采外排的矿井水、洗(选)煤水以及煤矸石淋滤水。据有关文献，莫斯科近郊煤田矿井地质环境的研究表明，距矸石堆底部50～60m远的土壤中，每100g土壤中铁含量达146～160mg，铝含量达11～19mg，分别超过允许值的3～4和1.5倍，土壤被毒化。

长期以来，由于技术水平所限和认识不足，矿井水被当作水害加以防治，矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。2000年西北地区国有矿井煤产量3785×104t，平均吨煤排水量1.3t，其他矿井煤产量5209×104t，平均吨煤排水量0.324t。西北地区的煤矿主要位于干旱、半干旱地区，矿区水资源匮乏，毫无节制的排水不仅大大破坏了地下水资源，增加了吨煤成本，而且还导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化，还可能造成地下突然涌水淹井事故的产生。

煤矿矿井水多属酸性水，未加处理直接排放，加剧了干旱地区矿山用水危机。陕西、宁夏、内蒙古部分矿井水pH值均小于6，陕西铜川李家塔矿井水pH值为3。酸性矿井水直接排放会破坏河流水生生物的生存环境，抑制矿区植被生长。甘肃、宁夏、内蒙古西部、新疆大部分矿井及陕西中部和东部等矿井水是高矿化度水，一般矿化度均大于1000mg/L，其中甘肃靖远大部分矿井水矿化度在4000mg/L以上，尤其是王家山矿高达15000mg/L以上。

2002年7月在陕西渭北煤矿区的一些矿务局调查时发现，陕西白水县个别矿山存在将坑道废水直接排入地下岩溶裂隙的现象，导致岩溶水污染，此问题应引起有关部门的高度重视，应尽快采取措施保护岩溶水，使地下水资源不受污染。

先说一个故事，有人这样形容西部人的贫困。那里的人就养羊，你问他，为什么养羊？他回答：娶媳妇。然后呢？生娃子。然后呢？让他养羊……

贫困是全球化的问题，也是发展中国家在经济发展中遇到的最大障碍。发展中国家的贫困是有多方面的原因的。有历史条件制约、经济基础落后自然资源匮乏、生态环境恶化、人口过度增长、经济结构单一、发展战略不当、经济政策失误等内部因素，也有国际经济秩序不合理、债务负担沉重、贸易条件恶化、贸易地位不利等外部因素。

从全球不同国家和社会各阶层看，贫困人口往往集中在经济落后、通讯不发达、交通不畅、教育不普及、识字率低、观念落后的偏远地区。在这些地区，由于得不到基本的社会服务和人力资本投资，贫困人口不具备利用谋生机会的能力，无力获得足够的食物，他们的孩子就更需要早先出去赚钱以补贴家用而不能上学；他们更需要多生育，靠一个大的家庭组织来维持成员的生计，人均生活水平更低，贫困进一步加剧。

我们可以用下面这样的一个循环公式来表示上面文字里面的关系。由于这些国家的人均国民收入很低，生活贫困，教育落后，技术水平不高，机器设备短缺，劳动生产率水平低下，处于贫困的恶性循环之中。这种循环可以从两方面来考虑：在供给方面，生产率低导致人均真实收入少，真实收入少意味着用于储蓄的部分低，储蓄率低；导致投资率也低，从而导致资本品形成不足，使生产率难以得到提高。如此周而复始，形成一个“低收入——低储蓄能力——低资本形成——低生产率——低产出——低收入”的恶性循环。从循环的需求方面来讲，真实收入低导致国内购买力低下，市场狭小，对投资品的需求也不高，也导致资本不足，生产率低下。如此周而复始，形成一个“低收入——低购买力——投资引诱不足——低资本形成——低生产率——低产出——低收入”的恶性循环。在这两个循环中，真实收入水平低是共同的因素，不论从供给方面，还是从需求方面，它都是造成投资水平低、资本不足的原因。但这也导致真实收入永远保持在低水平之上，即不发达国家之所以贫穷就是因它贫穷。这一理论的核心是要说明：资本缺乏是产生贫困恶性循环的根本原因，资本形成不足是经济发展的主要障碍和约束条件。

我们也可以简单的用我们更熟悉的公式说明：贫困→导致教育水平低下→更加贫困→导致教育水平低下，贫困→超高人口出生率→更加贫困→更高人口出生率，贫困→腐败→更加贫困→更腐败，贫困→粗放经济增长方式→缺乏竞争力不能摆脱贫困→贫困等等。

于是形成了恶性循环，贫困既是贫困形成的原因，也是贫困形成的结果

那么，在发展中国家资本缺乏，资本形成不足的大前提下，发展中国家如何才能摆脱贫困呢？

我认为，最根本的是提高教育的水平。发展中国家由于教育水平低下，国民由于没有文化，无法掌握科学知识，即便有了土地也得不到应有的收获，更无法抵御自然灾害的袭击。没有利用谋生机会的能力，不掌握生存技能，看不见也抓不到改变生活的机会，脱贫基础脆弱。即使是已经脱贫，但当使其初步脱贫的物质基础发生变化或稍有不测时，很快重新陷入贫困。反观二战后的德国和日本因为战争国土成为了一片废墟，但是为什么他们能这么快就能发展起来，短短几十年日本成为世界第二大经济体，德国成为第三大经济体呢？关键和最重要的就在于他们国家劳动者的素质比较高。

有鉴于此，发展中国家应将脱贫工作的重点转移到巩固和提高贫困个体的生存保障和发展能力上来，增加贫困人口受教育的机会，从而提升他们获取生存和发展资源的手段和能力，扶贫扶在根上、扶在点子上。加大提高贫困人口文化素质和知识水平的教育投入。亚当·斯密说过：“一个国家的发展主要取决于其劳动者所掌握的技能、熟练程度和判断力的高低。”这句话在今天仍然是至理名言。一个国家最宝贵的财富就是她的人民。

概述：山西煤炭开采导致生态环境经济损失严重改革开放以来，煤炭大省山西累计生产原煤100亿吨左右，为国家的经济发展提供了重要的能源保障，然而，煤矿的过度开采却为生态环境本就脆弱的山西留下了更多煤矿采空塌陷区，导致数千村庄房屋受损，耕地损坏及饮用水困难。 据山西省国土部门的资料显示，至2015年，山西煤炭开采导致生态环境经济损失至少将达到770亿元；至2020年，煤炭开采导致生态环境经济损失至少达850亿元。 中国煤炭市场趋势研究报告，报告以国家统计系统数据为基础，并查阅大量与煤炭产品相关的资料、文献，结合对煤炭厂商、经销商和用户的实地调研数据，最后采纳专家意见并进行桌面讨论，从而确定煤炭产品及煤炭细分产品的供给、需求、工艺、竞争、客户需求等内容。 改革开放以来，山西累计生产原煤近百亿吨，形成63亿立方米的采空区，采空区面积5115平方公里，导致地表沉陷严重，沉陷面积达2978平方公里，造成矿山地面出现塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌等现象约2146处，3309个村庄、66万人受到影响，1082平方公里的耕地、42.6平方公里的林地遭到破坏。

采空区塌陷一般从两三年到几十年都有可能。根据采空区面积、形状、距地表距离、巷道布置、工作面布置、岩层情况、周边水体情况、地表植被情况、大陆板块情况等等决定。

煤炭回采区上面的村庄，一般都是要提前搬迁的，否则一旦下面采空区塌陷，反映到地面上就是房屋裂缝，地面开裂，住人会发生危险的。