煤矿开采沉陷防治和控制技术正式版
煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析
起算点
垃圾路 ３７１７３８６．７９５ ４９９８４５．４５１
风一
３７１８３５４．１２４ ４９９７６３．５６８
风口
３７１８３９４．７１９ ５００１９１．５２５
Ｏ．７ａ，修正值△Ｂ＝１７。； 最大下沉角松散层为９０。。覆岩
ｅ＝９０。一Ｏ．５ａ： ２观测线位置和长度 根据项目要求、北八工作面布置及地
面情况。沿南北方向沟渠布设伪走向观测 线约１１７０米。布设倾向观测线３个半条 长度共８５０米。
表１启用控制点
点名
Ｘ
Ｙ
ＺＩ原） Ｚ（新）
大张家 ３７１５９６８．１４２ ５００３５１．９３１ ２５．３８６ ２５．３４６１
垃圾路 ３７１ ７３８６．７９５ ４９９８４５．４５１ ２６．１２６ ２４．９７８７
风一 ３７１８３５４．１２４ ４９９７６３．５６８ ２６．０４８
２矿井已有地表移动变形资料 桃园煤矿已建立南三采区地表移动观 测站，观测站为倾向观测线。
六、结束语 煤矿减沉开采技术在煤矿开采中的
独立闭合环坐标闭合差均满足下式：
应用，能够有效地保证煤炭企业的开采
３岳 Ｈ＇Ｅ
Ｈｊ ｓｊ届
舵：０雅千丽ｊ干ｉ；
％１ ３√甜
胍１ ３压
效益及生态环境保护，实现与时代的同 步发展，实现煤矿企业的可持续发展。
参考文献：
ｎ一闭合环边数。ｏ一相应级别规定 ｝青度，ｏ＝１０ｍｍ＋１０ｐｐｍ×Ｄ
每千米 等 高差全 级 中误差
【ｍｍ）
路线 长度 仪器
级别 （ｋｍ）
水准 标尺
观测次数
已知 附合 点联 或环
测线
往返互 差、环线 或附合路 线闭合差
（ｍ）
三 ６
等
≤５０
关于加强煤矿开采沉陷控制与预防.kdh
摘要：我国是一个富煤、贫油、少气的国家，煤炭在一次能源中占70%左右。
在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源。
随着煤矿开采规模越来越大，相应地也带来了许多生态问题，如造成大量农田以及建筑物被破坏，矸石堆积成山，河川径流量减少，以及地下水供水水源严重干枯，土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。
本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响，并以减轻危害程度为目标，根据各个矿区应合理的应用采矿方法和工艺，来防治和控制开采沉陷，并提出必要的对策和建议。
关键词：开采沉陷土地复垦沉陷控制煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。
随着煤炭形式的好转，各集团公司都加大了环境的防治和治理，对煤炭事业来说，功在当代，利在千秋。
1沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑：①对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
②开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。
但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。
矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。
1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。
煤矿开采沉陷及其预防对策分析
煤矿开采沉陷及其预防对策分析我国的煤炭资源十分丰富，相对来说，天然气与石油的资源较少。
因此，我国的主要能源来源于煤矿的开采。
煤矿能源在我国能源之中的比例占据一半以上，煤矿作为我国的主要能源，会一直并长期主宰着我国的能源产业。
我国经济的快速发展，带动着能源产业的需求。
因此，煤矿的开采规模也随之而增大，那么我国的生态环境问题就成为了非常重要的问题。
在煤矿的开采中，经常会发生地面沉陷等情况，本文主要针对此情况进行分析，并适当提出了应对措施，希望能够为业内人士带来帮助。
标签：开采沉陷防治对策充填注浆1煤矿开采沉陷形成原因及现状1.1开采沉陷形成的原因煤矿开采的沉陷情况是指，开采人员将煤从煤层采出后，地下的采空区和其周围本应有的水平应力，和土地的垂直应力平衡状态被破坏，导致地面重新分布垂直应力，引起了岩层的破坏、变形，甚至发生土地的移动，并且在移动过程中，导致地表和土层的土地也发生了变化，这种变化的过程，就是开采沉陷。
开采沉陷的实质原因由于地下开采的不断扩大，导致岩石的内部应力发生复杂的变化，这种变化又会引起其他周围岩石应力的变化，这种变化不断地传播至地表，导致从采空区至地表全部岩层整体移动的结果。
采空区上覆的岩层内部的构造是非常复杂的，各个岩层的岩性往往有很大的差异，而且各个岩层内部存在着各种不连续的节理和裂隙，如果开采沉陷促使这些节理和裂隙相互导通，则会引起范围更大的岩层移动，如果这些岩层的移动向地表对地表不断地扩散，最终传至地表的岩层，这将引起更大范围的地表沉降。
如果煤层埋藏的深度比较深，地下的采矿活动的范围也比较的小，则由于开采造成的地表沉陷是非常小的，有时仅仅会引起地，下局部的岩层移动并不会引起地表沉陷。
反之如果煤层埋藏浅，地下的采矿活动比较剧烈，影响的范围很大，那么肯定会引起地表岩层的移动和变形，最后形成地表沉陷。
1.2煤矿开采沉陷现状及存在的问题在进行煤炭开采时，主要有以下几种开采方式。
打设立井、斜井，或平硐的井工进行开采。
煤矿开采沉陷防治和控制的技术探讨
煤矿开采沉陷防治和控制的技术探讨发布时间：2021-07-26T10:19:38.617Z 来源：《科学与技术》2021年9期作者：袁友桃王刚伟王国乐[导读] 随着煤矿开采工作的不断发展，煤矿地质中的土地沉陷预测防治工作也得到了越来越大的重视。
袁友桃王刚伟王国乐神东煤炭集团补连塔煤矿综采一队，内蒙古鄂尔多斯 017200摘要：随着煤矿开采工作的不断发展，煤矿地质中的土地沉陷预测防治工作也得到了越来越大的重视。
煤矿地质沉陷的问题会造成很多的危险，不仅煤矿生产本身会出现安全事故，煤矿周边的居民也会受到煤矿沉陷的影响，周边的生态环境也会被破坏。
所以，煤矿地质沉陷研究工作也是重中之重，是常规性和必须要完成的一项任务。
关键词：煤矿地质；土地沉陷；预测防治在煤矿开采的过程中，不可避免煤矿会对地表造成裂缝，而在裂缝出现的同时，地面也可能会出现倾斜，会造成陡峭的斜面，导致滑坡的形成，造成安全隐患。
煤矿地质中土地的预测防治工作是一项很重要也是不可忽视的部分。
本文主要是就煤矿地质土地沉陷预测防治研究进行相应的分析和表现，希望通过本文的论述以及分析能够使为相关行业提供一些帮助。
1煤矿地质中土地沉陷发生的规律在煤矿开采工作运行的工程中，很有可能出现部分区域地质沉陷的情况。
这将会对地质的平衡带来严重的影响，甚至可能会是不可改变的影响。
在煤矿地质中，一般煤矿地质发生沉陷都是因为上层压迫出现的力学现象，严重破坏了平衡状态，本文总结出三个阶段。
1.1煤层上方出现变形在煤矿开采的过程中，因其受到两边煤矿支助的支撑，煤矿上方就可能出现变形的现象，出现微笑的裂痕等。
1.2地质表面出现弯曲在煤矿开采的工程中，如果采空区长度和深度过长的时候，开采区域的上层就可能因为重力因素，在拉伸力和重力之下产生变形，从而导致地质沉陷的现象。
1.3地质表层垮落在煤矿开采工作不断深入的情况下，采空区的长度也会慢慢变长，开采的深度也会不断变深，在上层出现的细小裂痕也会更加的大出现断裂的情况，煤矿上层出现断裂和垮落。
开采沉陷与控制基本概念概要课件
优化开采方法能够提高资源回收率，降低 地表沉陷和对环境的影响，提高矿井的经 济效益和社会效益。
03
沉陷观测与评估
观测方法
全球定位系统（GPS）
用于测量地表移动和变形，具有高精度和高 效率的特点。
数字高程模型（DEM）
利用地形数据建立数字高程模型，分析地表 形变和沉降。
雷达干涉测量
通过比较不同时间拍摄的卫星图像，监测地 表沉降和变形。
经验四
加强与相关部门的沟通协调，形成有效的 合作机制。
谢谢您的聆听
THANKS
行业标准与规范
《煤炭工业发展规划》
该规划是煤炭行业发展的指导性文件， 对煤炭开采过程中的沉陷控制提出了 具体要求。
《煤矿环境保护办法》
该办法规定了煤炭开采过程中的环境 保护要求，对沉陷控制具有指导意义。
05
沉陷控制实践与案例
国外实践与案例
பைடு நூலகம்
案例一
美国宾夕法尼亚州开采沉陷案例
案例二
澳大利亚新南威尔士州开采沉陷案例
技术优势
离层注浆能够避免对地表的破坏，降 低施工成本，提高施工效率。
优化开采方法
总结词
综合技术措施
详细描述
优化开采方法是一种综合技术措施，通过 优化采煤方法、开采顺序、工作面布置等 参数，控制地表沉陷。
开采方法优化
技术优势
优化采煤方法，选择适合的采煤工艺和设 备；优化开采顺序，合理安排工作面接替； 优化工作面布置，降低地表沉陷影响。
自动化观测系统
采用传感器和数据采集技术，实时监测地表 沉降和变形。
评估指标
地表沉降量
评估地表沉降的总量和分布情况。
地表移动速度
评估地表移动和变形的速率。
煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析
煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析【摘要】为了科学地解决煤炭资源开采中引起的采动损害和环境问题，中国工程院钱鸣高院士提出了煤矿绿色开采理念，形成了煤矿绿色开采技术，包括保水开采、煤与瓦斯共采、减沉开采和矸石减排等技术。
其中煤矿减沉开采技术经过近10余年的研究，得到了大力发展。
本文就煤矿开采沉陷造成的影响和减沉控制措施两个方面对减沉开采进行分析，对我国煤矿减沉开采技术和理论的研究与发展有重要意义。
【关键词】绿色开采减沉控制开采沉陷条带开采充填开采部分充填开采大面积的开采地下煤炭会引起上覆岩层移动直至地表，导致地表沉陷，出现裂缝、台阶或塌陷坑[1]，对地表上的建筑物、铁路和水体危害很大。
为了保护土地资源和地面建筑物，减少煤炭开采引起的地表沉陷，而提出了煤矿减沉开采技术。
1 开采沉陷造成的影响1.1 对建筑物的影响开采沉陷会影响民房、桥梁、地下管线等地面建筑物，不同的地表移动变形类型对建筑物造成的影响不同，其中曲率和水平变形是使建筑物产生变形和破坏的主要原因。
曲率分为凸曲率和凹曲率，将地表平面变成曲面，破坏了建筑物基础同地表间力的平衡态。
在凸曲率的影响下，建筑物基础的两端处于悬空状态，建筑物出现“倒八字形”裂缝。
在凹曲率的影响下，建筑物基础变成两端有支点的简支梁，建筑物出现“正八字形”裂缝。
水平变形分为拉伸变形和压缩变形，其中拉伸变形对建筑物的破坏作用尤为显著。
由于建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力，一个较小的拉伸变形就会使建筑物产生裂缝。
如果压缩变形比较大时，也会造成建筑物地基压碎、砖墙产生水平裂缝或褶曲[2]。
1.2 对铁路线的影响铁路下采煤时，地表移动和变形将会通过路基反映到线路上。
一方面，地表倾斜对路基的稳定性影响很大，当倾斜方向与坡体方向相同时，会使陡坡路堤、高路堤及深路堑等稳定性差的地段稳定性进一步降低。
另一方面，地表水平变形使路基产生拉伸和压缩变形，其中拉伸变形会使土质路基密实度降低甚至产生裂缝，但是土质路基有一定的孔隙度，能够吸收压缩变形。
煤炭开采引起地面沉陷的防控和治理
充填法较为简单易行 。充填 开采相 比于直接赔偿 和治 理塌陷 区来说 比较 经济 可 行 ， 有 很好 的推广 价值 。 具 目前 已经出现 以胶 结充 填 、 高水 材料充 填为研究 方 向 的充 填开采新 技术 ， 验数 据表 明地表 的下沉量 显著 试 减少 ， 适宜于 ３～ ｍ采 高。 ６
采动影响 的砌体梁结构加 固为稳定性较好 的连 续梁结 构， 使离层带 的下沉不再 向地表传递 ， 以减少 或减缓地 表下沉 ， 护地 面建 、 保 构筑物或农 田。 目前该 技术 尚不 成熟 ， 我国还 没有进行这种技术 大规模应 用 ， 山东部 但
该 文 围绕 如 何 降低 开 采 沉 陷 ， 少 地 表 破 坏 ， 护 矿 区环 境 ， 出 了具体 的 预 防 及 治 理技 术 。 减 保 提 关键 词 沉 陷控 制 充 填 开 采 中图分类号 Ｔ ３５ ４Ｔ ８ Ｄ ２ ． ；Ｄ８ 土 地 复 垦 文 献标 识码 Ａ
１ 沉 陷 防 控 的 技 术 途 径
煤柱的宽度 由数 ｍ到数 十 ｍ不 等。 由于房式采 煤 法
属于部 分回采 ， 仅是部分地采 出地下煤 炭资源 ， 留设 的
一
部分 煤炭以煤柱形 支撑 上覆 岩层 ， 能够 有效地 控制
覆岩移动 ， 减少地表 的移 动和变 形 ， 实现 对地 面建 、 构 筑物的保护 ， 比较适合 于不 能搬迁 又不便 加 固维 修 的
４ 注意 事 项 通 过对该 区采取 防火新 工艺 的一 些做 法 ， 为在 认 实 际操 作过程 中应注意几点 ：
５ 一 点 体 会
（） １ 该泥浆泵压力 比较大 ， ２ ａ泥浆能充满压 达 ＭＰ ， 到浮煤 和煤体整个裂 隙内 ， 使煤体 的氧化层 加厚 ， 使煤 体与空气彻底 隔绝 ， 达到 防火 目的。 （） ２ 注浆浓度高不 需要疏 水 ， 前期起 到煤 体注水 、 软化作 用 ， 边生产边施工 ， 不影 响生产 。
煤矿开采沉陷防治和控制的技术探讨
煤矿开采沉陷防治和控制的技术探讨在我国生产生活中，煤矿是最主要的能源物质，有力的保障了人们的生产活动，并且推动了国家的发展。
但在煤炭开采利用中，对煤矿进行大规模开采，会对周边生态环境产生严重破坏，特别是其中的沉陷现象非常普遍，对其缺乏有效控制的基础上，会形成土地积水或者塌陷的问题，导致房屋破坏变形、道路塌方等，进而引发沉陷事故。
在当前经济全球化发展的背景下煤矿行业要与时俱进发展，就必须重视其开采活动中的安全事故防范问题。
标签：煤矿开采；沉陷；防治措施；控制技术；危害性煤炭开采活动为我国经济发展提供了必要保障，但其大规模开采不仅严重破坏了周边环境，土地塌陷、道路塌陷、农田减产等危害，不仅会造成重大经济损失，且会危害到人民生命安全。
这些危害的产生主要是煤矿开采活动引起的岩层移动，是使矿区出现塌陷灾害、区域变形的根源，对地面塌陷进行有效防治和控制，可以有效解决这一问题，对于煤炭事业发展来说，是功在当代，利在千秋的。
1 煤矿开采作业中存在的主要沉陷形式1.1 沉降盆地沉降盆地指的是在某些区域，其受煤矿开采活动影响，在地表标高下降的情况下，会使煤矿的采空区上方出现沉陷区域，其整体面积大于采空区，这也是沉降盆地形成的重要原理。
煤矿企业在开采中，一旦出现沉降盆地的现象，就会对周边建筑使用的安全性产生直接影响，不能够使其原有位置转移，是会严重破坏煤矿现场开采环境稳定性的。
1.2 沉降坑在煤矿开采活动中，会面临各种地质条件复杂的煤层，比如采沟不均衡的煤层和急倾斜状况的煤层等，这些煤层会影响到企业在煤矿开采中的安全性、稳定性。
并且由于煤层存在厚度不均的问题，因此造成的覆岩破坏程度也不一样，在缺乏有效控制的情况下，在煤矿开采中会出现地面沉陷的问题，而进一步形成沉陷坑。
1.3 裂缝和台阶煤矿企业在煤矿开采中，在发生沉降现象的情况下，其产生的沉陷盆地会阻碍到后期煤矿开采的顺利进行。
在煤层的外边缘会产生各种裂缝，其大小不一，如果这些裂缝没有得到及时处理，就会形成联通裂缝和采空区，在裂缝的两侧还会产生多种样式的裂口。
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煤矿开采沉陷防治和控制
技术正式版
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煤矿开采沉陷防治和控制技术正式版
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一.沉陷的防治技术途径
沉陷破坏的防治技术途径可以从两方
面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过
合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采
工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空
间充填等措施，来减少地表下沉，控制地
表下沉速度和范围，达到保护地表和地面
建、构筑物与耕地的目的。（2）开采沉陷
破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和
建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏
的土地进行整治和利用。
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1.1.1全部充填开采
在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用
固体材料对采空区进行密实充填，使顶板
岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉
和变形，达到保护地面建、构筑物或农田
的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减
少地表下沉效果作好的方法，其次是风力
充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要
专门的充填设备和设施，还需要有充足的
充填材料。矿井初期投资大，吨煤成本相
应的增加。
1.1.2条带开采
根据煤层和上覆岩层组合条件，按一
定的采留比，在被开采的煤层中采出一
条，保留一条。由于条带开采仅是部分地
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采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以
煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移
动，控制地表的移动和变形，实现对地面
建、构筑物的保护。但该方法采出率低、
巷道掘进多，工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填
根据采空区上方覆岩移动形成三带的
岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔
内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充
填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结
构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离
层带的下沉空间不再向地表传递，以减少
或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或
农田。但该技术难度大，再近一步研究。
1.1.4限厚开采
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根据矿区地形、水文地质条件和建、
构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和
满足建筑物所要求的保护等级为依据，确
定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一
厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现
减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目
的。但该技术采出率低，仅在薄煤层中应
用有一定的使用价值。
1.1.5协调开采
厚煤层分层开采时，合理设计各工作
面的开采间距，相互位置与开采顺序，使
开采一个煤层（工作面）所产生的地表变
形和开采另一个煤层（工作面）所产生的
地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少
采动引起的地表变形，保护地面建、构筑
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物。但该技术要保持一定的错距，因此组
织生产难度较大。我国尚未开展这种工业
性实验。
1.1.6“采-注-采“三步法开采
充分利用覆岩结构对岩层移动的控制
作用，应用荷载置换的原理，进行小条带
开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采
的三步法开采，有效的对岩层移动和地表
沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷
控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面
建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较
大等缺点。 二.土地复垦技术
2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复
垦
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（1）地下开采产生的大量煤矸石运到
地表排放，既占地有污染环境。利用煤矸
石作为充填材料，即可使采煤破坏的土地
得到恢复，又能减少矸石的额占地。
（2）利用电厂的废弃物--粉煤灰充填
沉陷区复垦土地，可以化两害（沉陷区、
粉煤灰）为三利（电厂、煤矿、农民三放
面有利）。
2.2.2平地和修建梯田复垦
对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地
带，可采取平整土地、改造成梯田的方法
复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度，
应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量
大小、作物种类、耕种机械化程度综合考
虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据
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原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土
地用途来决定。
2.2.3输排法复垦
开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入
河流、湖泊、坑塘、水库等，作为蓄水
用，是沉陷水淹地重新得到耕种。
2.2.4深挖垫浅复垦
运用人工或机械方法，将局部积水或
季节性积水沉陷区下沉大区域挖深，适合
养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开
采沉陷较小的地区，使其成为可种植的耕
地。
2.2.5积水区综合利用技术
对地面大面积积水和积水深度很大的
沉陷区，科学的综合利用，发展网箱养
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鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水
上公园等。
2.2.6固体微生物复垦技术
煤矸石添加适量微生物活化剂，经过
一个植物生长期（约6个月）就可建立起
稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。
三.结束语
开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的
直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度
是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充
填采煤法是减少地表下沉效果作好的方
法，近年在山东有些矿区正在做膏体充填
的实验，这种方法可使采场没有或减少垮
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落带，能更好的减少地表下沉。但它的技
术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，
如果成功那将是煤矿开采的一次技术革
命。
开采沉陷对土地资源的影响和破坏是
难以避免的，所以各个煤矿应该应用根据
自己的实际情况和条件合理应用防止和控
制开采沉陷技术和土地复垦技术，矿区生
态复垦技术等多学科知识，对地表塌陷进
行综合治理和开发利用，才能更好地保护
地表、矿区的环境、农民的利益。
——此位置可填写公司或团队名字——