防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害有效方法分析

張世平

(山西大土河礦業(yè)投資有限公司，山西 呂梁033000)

0 引言

近年來，我國工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快。在這一背景下，煤礦的開采量日趨增加，有些企業(yè)為了追求高額的利潤，進(jìn)行非法開采，這樣毫無節(jié)制的開采對自然環(huán)境產(chǎn)生了不容忽視的影響，導(dǎo)致礦區(qū)出現(xiàn)地面沉降、塌陷、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，有必要對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的原因和特征加以分析，盡快找出解決的辦法，維護(hù)生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型

1.1 瓦斯突出與煤層自燃

瓦斯能夠被存儲在密閉的空間內(nèi)，并以游離的狀態(tài)分布在煤層的孔隙中。一旦原有的應(yīng)力發(fā)生改變，密閉的空間被破壞，造成大量的瓦斯氣體外溢。在一定的條件下會引發(fā)爆炸、中毒或者火災(zāi)等事故。

煤層自燃是指部分煤層在非人為情況下，在具備一定條件下自發(fā)引起燃燒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生煤層自燃，經(jīng)長時(shí)間的燃燒，會產(chǎn)生井下巷道失穩(wěn)、生成大量有毒有害氣體，并且會在地面產(chǎn)生裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 頂板事故及地面沉降和塌陷

地面沉降和塌陷是煤礦大面積開采的必然結(jié)果。由于煤大量開采后，采空區(qū)巖石的應(yīng)力分布會發(fā)生急劇變化，當(dāng)這種變化積累到一定程度后，巖石會出現(xiàn)破碎、冒落或者位移，如果控制不好，極易發(fā)生頂板事故，在地面則表現(xiàn)為沉降、開裂、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)塌陷區(qū)波及到比較陡的山坡時(shí)，表現(xiàn)為邊坡的滑移或垮塌等地質(zhì)災(zāi)害。

1.3 邊坡失穩(wěn)和水土流失

煤礦在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)的需要，工業(yè)場地要進(jìn)行邊坡開挖、填方、建筑等工程施工。這些工程破壞了原有地表應(yīng)力的平衡，如果勘察設(shè)計(jì)工作不到位，使用中維護(hù)不好，在這一過程中極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

1.4 礦井突水

礦井突水是掘進(jìn)或采礦過程中，當(dāng)坑道揭穿導(dǎo)水?dāng)嗔选⒏凰芏础⒎e水老空時(shí)，大量地下水突然涌人礦山井巷的現(xiàn)象。礦井突水一般來勢兇猛，常會在短時(shí)間內(nèi)淹沒坑道，給礦山生產(chǎn)帶來危害，造成人員傷亡，嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。

2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因

2.1 客觀原因

隨著煤礦開采工作的進(jìn)展，處在平衡狀態(tài)的巖層，在大量煤炭被挖走的情況下，打破了巖層內(nèi)原有的平衡，導(dǎo)致巖層不穩(wěn)定，引發(fā)頂板跨落，產(chǎn)生了地表沉降、開裂、邊坡失穩(wěn)、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。這是客觀存在內(nèi)在因素，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。

另外，在煤礦開采過程中必須處理好地下承壓水，如果開采的方法不合理或者技術(shù)不過關(guān)，會造成地下水的不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致地層的不平衡，出現(xiàn)礦井突水事故。

2.2 主觀原因

前些年，由于煤礦開采行業(yè)具有高額的利潤，使許多小煤礦趨之若鶩。這些小煤礦普遍安全意識不強(qiáng)，只重視經(jīng)濟(jì)利益，而忽視了安全要求，礦工的人身安全得不到保障，使得這些煤礦經(jīng)常出現(xiàn)頂板冒落、透水或者瓦斯爆炸等事故，造成嚴(yán)重的傷亡。另外，由于我國的煤礦技術(shù)及裝備水平參差不齊，許多煤礦技術(shù)力量仍有待提高。技術(shù)力量不到位，也容易發(fā)生安全事故。

3 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)

3.1 群發(fā)性

煤礦開采會打破原有地質(zhì)條件的平衡，產(chǎn)生一系列地質(zhì)變化，形成地質(zhì)災(zāi)害。而地質(zhì)災(zāi)害一般不是獨(dú)立存在的，是某一區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件變化長期積累的結(jié)果，所以地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生常常會有群發(fā)效應(yīng)，造成嚴(yán)重的災(zāi)害后果。例如當(dāng)煤礦開采引起地面塌陷時(shí)，往往不是一處發(fā)生塌陷，而是在不同的時(shí)間和空間范圍內(nèi)大面積地發(fā)生塌陷。

3.2 衍生性

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的另一重要特點(diǎn)是衍生性。地質(zhì)災(zāi)害的衍生性是指一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害會引發(fā)其它的一系列的次生地質(zhì)災(zāi)害，從而形成具有因果關(guān)系的災(zāi)害鏈條。例如，當(dāng)?shù)V井下發(fā)生突水事故時(shí)，往往會引發(fā)地下水位的大范圍下降，這又引起地表沉降和塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，從而使地面出現(xiàn)裂縫，破壞耕地和建筑，地面高度的變化又會使地表徑流的流向發(fā)生改變，這樣一系列的次生災(zāi)害對于礦區(qū)的影響是長久而深遠(yuǎn)的。

3.3 持續(xù)時(shí)間的多樣性

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的種類不同，發(fā)生持續(xù)的時(shí)間長短也不一樣。例如瓦斯爆炸、頂板冒落等災(zāi)害具有突發(fā)性，雖然持續(xù)時(shí)間短，但是強(qiáng)度高，破壞性大。而地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生需要較長時(shí)間，具有漸發(fā)性。其他煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時(shí)間各不相同，具有各自的特點(diǎn)。因此，煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有持續(xù)時(shí)間上的多樣性，給防災(zāi)工作增加了難度。

3.4 不可避免性和可預(yù)防性

由于煤礦的開采必然會對巖層的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，這種影響積累到一定程度就必然會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。由于科學(xué)水平發(fā)展程度的限制，在未來很長一段時(shí)間內(nèi)均無法完全避免地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生。但是由于煤礦的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生是有規(guī)律可循的;而且地質(zhì)災(zāi)害是在開采活動對巖層影響達(dá)到一定程度后才會引發(fā)，所以，可以控制開采活動對巖層的影響程度，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

4.1 加強(qiáng)防災(zāi)意識

地方政府和相關(guān)煤企要高度重視煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全工作，增強(qiáng)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的意識，并在全社會范圍內(nèi)開展防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害的宣傳和教育工作，進(jìn)行內(nèi)容豐富、形式多樣的預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的教育活動，提高民眾的防災(zāi)意識。同時(shí)，相關(guān)單位的人員要實(shí)際調(diào)查和深入研究煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生程度，并深入了解當(dāng)前預(yù)防煤礦地質(zhì)災(zāi)害的新方法，帶領(lǐng)民眾積極參與防災(zāi)減災(zāi)的工作，充分做好防災(zāi)的準(zhǔn)備工作，降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。

4.2 合理開采煤礦資源

我國相繼頒布了《環(huán)境保護(hù)法》和《礦產(chǎn)資源法》，為規(guī)范從事礦業(yè)人員的行為提供了依據(jù)。煤礦企業(yè)要嚴(yán)格遵守相關(guān)的法律法規(guī)，按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，嚴(yán)禁為了利益而發(fā)生不顧安全的行為。煤礦企業(yè)要加強(qiáng)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理工作，充分評估礦山的承受能力和開采活動對地質(zhì)的影響程度，不可為利益而過度開采，切實(shí)遵守可持續(xù)發(fā)展的原則，合理制定開采的目標(biāo)，將對地質(zhì)環(huán)境的影響降到最低。

4.3 改進(jìn)開采技術(shù)

由于煤礦開采在實(shí)際的生產(chǎn)過程中受條件的限制，面臨著許多不確定性因素，因而要完全杜絕安全事故是不可能的，但是可以從技術(shù)層面對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行預(yù)防，盡量減少事故的發(fā)生。例如，在煤礦開采過程中，為了防止地下發(fā)生火災(zāi)，首先要選擇能夠減少火災(zāi)發(fā)生概率的礦井開拓形式和技術(shù)裝備。開采自燃煤層時(shí)，要使用科學(xué)合理的開采方法，使煤層的回采達(dá)到不丟煤或者少丟煤的目標(biāo)。對于采空區(qū)可以采用密實(shí)填充、灌漿，或者噴灑氯化鎂、氯化鈣等阻燃劑等方法來阻止采空區(qū)的自燃。

4.4 查明地質(zhì)構(gòu)造

查明地質(zhì)構(gòu)造是做好煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作的重要基礎(chǔ)，各種地質(zhì)災(zāi)害都是在巖層應(yīng)力結(jié)構(gòu)改變的條件下發(fā)生的，而煤礦的開采會加速地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，從而加速地質(zhì)災(zāi)害形成。所以，必須要做好煤礦地區(qū)的地質(zhì)勘探和預(yù)報(bào)工作，了解煤礦地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的活動規(guī)律，并根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造活動的規(guī)律來規(guī)劃采礦工作。同時(shí)，還要做好對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急救援預(yù)案，充分考慮各種因素，盡可能減少地質(zhì)災(zāi)害的影響。

5 結(jié)語

我國的煤礦企業(yè)分布較廣泛，這幾年發(fā)展很快。但是大部分煤礦無論在技術(shù)裝備，還是在管理水平上與先進(jìn)水平仍具有一定差距。由于客觀因素和主觀因素的存在，嚴(yán)重威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，再加上各個(gè)煤礦的地質(zhì)環(huán)境存在差異，所以，在煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治工作時(shí)，要具體問題具體分析，有針對性地采取防治措施，最大程度地減少或避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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