煤矿开采工作中，加强对煤矿地质的研究，根据地质实际情况，选择合适的开采技术方法，可提高开展质效，降低各类安全问题的发生率。由于矿区地质条件相对复杂，在开采程度不断加深的情况下，容易出现土地沉陷现象，若煤矿开采区域出现这一问题，则会对煤矿开采安全、企业开采效益以及周围生态环境等，产生较大影响，这就需要在开采前做好土地沉陷预测工作，从而为后续开采阶段的安全作业和自然环境的有效保护提供保障。
1.煤矿地质中土地沉陷发生机理
土地沉陷情况在煤矿开采作业中较为常见，会导致地层结构发生改变，从而影响地质平衡，导致这种情况的主要原因是上层结构力学作用发生变化。具体的发生机理主要涉及三个阶段。煤矿开采前期阶段，采空区长度为深度的1/3左右时，在两侧煤柱支撑作用下，每层上方会出现裂缝现象。随着采空区长度增加，达到接近开采深度的一半左右时，开采区域上部岩层结构会受到重力影响，在作用力拉伸的影响下，上层岩容易出现裂缝，裂缝会持续延伸，导致整体结构弯曲，土地也会出现下沉情况。煤炭资源开采深度在不断加深的过程中，采空区上部结构岩层裂缝部位会出现破碎或者垮落的情况，垮落后的碎石能够对采空区进行填充和支撑，但是岩层裂缝会持续增加、蔓延。
2.土地沉陷带来的影响
煤炭资源过度采伐导致地层结构遭到破坏，随着开采深度的不断增加，土地沉陷更加严重，对周围耕地会产生较大破坏，若出现采空情况，耕地区域则会出现缺水和沙漠化现象，从而影响能农业种植。与此同时，当地环境也会遭到严重破坏，沉陷区域无法正常种植，土壤内部结构发生改变，逐渐荒废，而且由于塌陷区域地势较低，积水不能及时排除，容易形成沼泽。而对于出现裂缝或者变形情况的区域，则容易引发地质灾害，区域内的不安全因素比较多，影响煤矿开采工作的安全开展。
3.煤矿地质研究中土地沉陷预测的基本模型
土地沉陷预测工作开展前，先根据实际需要建立预测基本模型，一般会采用概率积分方式进行模型建设，通过模型分析为改善区域环境提供可靠依据。先通过叠加方式建立和完善土地沉陷模型，对煤矿开采工作中的各项数据信息进行叠加分析，分析各种问题的发生率，叠加不同工作面的沉陷概率。先要了解核实各工作面的测沉陷数据，通过数据叠加计算出沉降量。由于煤矿开采区域地质环境相对复杂，开采工作面呈现不规则形态，要想对不规则开采工作表面沉降量进行统计分析，根据煤层走向采用叠加沉降量的方式进行计算，也可采用工作面矩形划分的方式进行分别计算分析，而后进行整体预测，这是构建沉陷预测基本模型的常用方法。主要进行工作面预测，对不同部位移动变形值进行叠加分析。
4.煤矿地质中土地沉陷预测分析
4.1裂缝临界开采面积
煤矿开采会对该区域原有地层结构受力情况产生影响，受力不均匀时，土地结构就会出现变形、裂缝或者沉陷问题，导致地层结构平衡遭到破坏，在多个区域共同变形、位移的作用下，局部地表慢慢塌陷，并逐渐产生裂缝。一般在煤矿开采作业面不断增加的情况下，地面某一部位的荷载能力达到临界值，从而出现裂缝现象。在地面部位出现裂缝时的煤矿开采面积，为裂缝临界开采面积。这一面积的大小与开采深度、岩层厚度、地层结构等，有着密切关系。裂缝一旦产生，若没有采取针对性干预手段，则无法实现闭合，通常需要人工填充、周围作业面开采等方式，并通过长时间的自然条件作用，才能助其恢复。
4.2土地沉陷的位置分析
回采工作面上层部位可能出现裂缝问题的区域，会随着作业面扩大而移动，若开采面积达到并超过临界值后，上部结构就会出现裂缝问题，采空区面积在不断扩大时，各部位的裂缝程度也逐渐加大，并根据作业面的移动而移动。前期出现裂缝问题的区域会逐渐向压缩变形区域靠拢，原有裂缝消失，外侧边缘则会出现新裂缝。作业面在持续推进过程中，上部裂缝区域面积不再变化，而是出现持续位移的情况，待煤矿开采结束后，只有采空区上部区域存在裂缝问题。
4.3导致裂缝产生的各项因素
煤矿开采工作移动方向与地面下坡方向一致，位移值也会随着地面坡度的增大而增大，在山区煤矿开采中，土地沉陷也会受到外部拉伸作用力的影响。而对于地势相对平坦的区域，则会受到压缩作用力的影响，所以土地沉陷变形情况较为常见。裂缝现象经常会出现在开采区域凸起、边坡等位置，凹形地势区域发生裂缝的可能性比较小。通过对煤矿开采区域的实际分析可知，在非黄土层、非松散结构区域，开采深度与厚度比超过80，宽度和深度比小于0.5时，裂缝发生率比较小；若处于黄土层区域，即使开采深度、厚度、宽度数据与上述一致，也会出现裂缝问题，而且裂缝的宽度和深度比较大。所以，裂缝沉陷的产生与作业条件、土层类型和厚度等密切相关。
5.土地裂缝地质问题的影响
5.1细沟侵蚀
煤矿开采期间，细小裂缝的产生会对农业生产效益造成影响，影响水力、肥效的发挥，造成营养物质流失，从而影响农作物的生长发育，一般在下一轮耕作后可恢复。这类裂缝问题会造成水分流失，不能保留在耕作层，慢慢侵蚀整个土层结构。
5.2沟蚀
若在煤矿开采期间出现较大裂缝情况，在大量雨水或者洪水的冲刷下，会对地表结构造成破坏，形成线性裂缝沟，从而侵蚀地表。这类沟蚀接无法通过后续耕作进行恢复，而且还会受到外界环境因素的影响不断发展，对地表结构的完整性产生影响，土地呈现破碎现象。
5.3重力侵蚀
在山地、丘陵地区进行煤炭资源开采时，裂缝产生后也会受到其他作用力的影响而出现位移情况。重力侵蚀现象较为常见，主要指的是在重力作用下地表土体结构发生改变，具有代表性的重力侵蚀形式为区域滑坡。煤矿开采时产生的裂缝，会受到恶劣天气的影响，在降雨量比较大的天气，雨水会顺着裂缝浸入到土层内部，导致区域浸水面积扩大，整体结构不稳定，从而出现滑坡现象。
结语：土地沉陷预测会根据各项数据的计算结果，预测土地下沉情况，分析对各个方面产生的影响，能够为煤矿采空区处理工作开展时提供参考依据，以控制沉陷问题造成的影响。要从源头上进行管控，结合煤矿地质情况，选择适宜的开采技术方法，充分发挥先进技术的优势作用，通过规范开采，减少地质沉陷，这对改善煤矿开采区生态环境，提高煤矿开采质量有着积极影响，可推动行业整体的健康发展。
参考文献：
[1]张克学.煤矿地质研究中的土地沉陷预测[J].中国新技术新产品,2018(2):2.
[2]边金云.概率积分法在某煤矿项目开采沉陷预测分析中的应用[J].商情,2019,(32):191.