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摘要
陕北浅埋煤层大规模、高强度开采诱发了严重的地面塌陷，造成大面积土地损毁、水土流失和植被死亡，导致表生环境出现退化。为掌握浅埋煤层开采地面塌陷裂缝发育规律，明晰其机理，提出适宜的治理恢复措施，实现“煤-水-生态”的协调发展，以陕北张家峁井田和柠条塔井田为研究区，采用实地调查、模拟实验和理论分析相结合的方法开展了浅埋煤层开采地面塌陷规律及防治方法研究。结果表明：浅埋煤层开采地表裂缝呈“O”型展布，静态发育特征与采高和地形地貌呈正相关关系、与采深呈负相关关系，且同一工作面切眼附近地表裂缝发育程度最高、巷道次之、面内最低；地表裂缝具有“先开后(半)合”和“只开不合”2种活动特征，整体活动时间为4～9 d，活动期间裂缝初始开裂宽度与最大发育宽度呈线性正相关关系，与稳定宽度呈线性和指数2种正相关关系；黄土沟壑区下坡段开采地表裂缝活动与表土块体的稳定性系数有关，而稳定系数与坡角呈负相关的一次幂函数，与主裂缝间距呈正相关的一次幂函数。上坡段开采坡体裂缝“先开后(半)合”活动受岩块倒转和坡体滑移双重控制，面内沟底裂缝“先开后合”的活动特征受关键岩层运移控制。研究提出了黄土沟壑区沟底贯通型裂缝“裂缝填充+沟道恢复”、坡体裂缝“裂缝充填+微地形改造”的治理方法和风沙滩地塌陷区的“三圈”修复模式。研究成果在陕北安山煤矿和柠条塔煤矿进行了应用，效果良好。
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