陕北煤矿采空区矿震及应对措施探讨

摘要：

2004 年来，陕北侏罗纪煤田矿区发生 2.0 级以上矿震约 87 次，严重破坏了矿区生态

环境。作者根据公路行业采空区治理经验，提出防止矿震频发的应对措施。

 

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　　关键词：采空区；矿震；陕北；煤田

 

　　

 

　　陕北侏罗纪煤田是国家规划的

13 个大型煤炭建设基地之一，含煤面积约 27000km2，

总资源量约

2150 亿吨，已探明煤炭储量 1460 亿吨，占全国已探明储量的 12％。生产高峰期

煤炭开采企业多达

500 余家，2012 年榆林市全年原煤产量达到 3.2 吨，约占全省煤炭年产

量的

70%，稳居全国第二产煤大市的位置。随着开采规模的扩大，采空区塌陷引起的矿山地

震（矿震）频发，环境地质灾害问题日益突出。

 

　　

 

　　

1 概述 

　　陕北侏罗纪煤田矿区地质构造简单，为一向西缓倾的单斜构造，地层近于水平，倾角
多小于

5°。可采煤层 14 层，主采煤层 5 层，埋深一般在 50 ～150 m，单一煤层最大厚度

12.5m。煤层赋存于中侏罗纪延安组，埋藏浅，层数多，分布稳定，煤质优良，是国内外罕
见的优质动力、液化、化工用煤。

 

　　

2 采空区塌陷 

　　随着国家级煤炭基地的建设，陕北侏罗纪煤田内的煤矿星罗棋布。煤矿开采到一定程度
后必然形成采空区域，当采空区域达一定范围后，预留煤柱难以支撑覆岩压力或采空区覆
岩压力超过其自身的抗压强度后岩石断裂，导致煤矿采空区塌陷，形成采空区域的矿山地
震。矿震是煤炭生产中由采空诱发的一种常见灾害

, 它是煤炭开采过程中由于采区应力改变

导致弹性能量瞬间突然释放而造成的岩体猛烈的冲击现象。较大的矿震还会使地面建筑受到
一定程度的破坏

, 并使地面一定范围内有震感。 

　　陕北侏罗纪煤田矿区采空区存在已久，早年多以小煤窑房柱式开采形成的采空区为主
近年多以机械化综合开采形成的大区域采空区为主。随着原煤产量的增加和开采方式的转变，
煤矿采空区的数量和范围也在日益增大。据有关报道，陕北侏罗纪煤田矿区在

2005 年底已

形成采空区约

320km2；2007 年底已形成采空区 339.57km2，已发生塌陷面积 64.25 km2；

2010 年底已形成采空区 499.41km2，已发生塌陷面积 118.14 km2，按当年榆林市原煤生产
总量预测，每年新增采空区

70～80 km2，新增塌陷面积 30～40 km2。 

　　

3 矿震资料统计 

　　根据有关资料整理统计，

2004～2012 年之间陕北侏罗纪煤田矿区相继发生因煤矿采空

区塌陷导致的矿山地震

87 次（2009 年前统计不完全）（图 1）。 

　　

 

　　图

1 陕北煤田矿山地震震中位置分布图 

　　从震级上看，

 2.0- 3.0 级 48 次， 3.0- 4.0 级 36 次，大于 4.0 级 3 次，最大震级为 ML4. 

2。2008 年前大于 3.0 居多，2008 年后小于 3.0 居多（图 2）。 
　　从时间上看，

2004 年 3 次，2005 年 5 次，2006 年 1 次，2007 年 12 次，2008 年 18 次，

2009 年 9 次，2010 年 8 次，2011 年 13 次，2012 年 18 次。其中，2008 年和 2012 年为矿震集
中发生期，年均发生矿震

18 次。月最多发生 5 次（2011 年 12 月），24 小时内最多发生 3 次

（

2008 年 10 月 26 日、2012 年 1 月 25 日）。