淺析礦山地質災害及防治措施

劉 峰,閆昆鵬（兗礦集團濟寧三號煤礦地質測量科,山東 濟寧 272069）

淺析礦山地質災害及防治措施

劉 峰,閆昆鵬
（兗礦集團濟寧三號煤礦地質測量科,山東 濟寧 272069）

礦山是人類工程活動對地質環境影響最為強烈的場所之一。某些自然地質環境變化是由于人們不恰當的開采行為造成的，不僅影響的了我們的正常生活，還對人類的某些生產活動造成一些災害性的影響。該文重要介紹了幾種主要礦山地質災害的類型、特點，并依次分析了各種災害的防治措施。

地質災害；巖爆；預防措施

礦山地質災害屬于地質災害，更是自然災害對重要組成部分。主要是由于對地質環境不正當的開采，從而造成了一系列的對地質環境破壞的現象，不僅對人類生命財產安全構成威脅，并會帶來不可想象對經濟損失。

1 礦山地質災害種類

1.1 地表環境

主要地質災害種類：采空區地面塌陷、山體開裂、崩塌，滑坡，泥石流、水土流失與土地荒漠化、巖溶塌陷、采礦誘發地震。

產生原因：地下采空、地面及邊坡開挖、爆破及震動、地下水位降低、廢水排放、廢渣，尾礦排放、尾礦庫潰壩、煤層自燃。

1.2 水環境

主要地質災害種類：水動力條件改變、井，泉枯竭、海水入侵。

產生原因：地下水位降低、廢水排放、廢渣，尾礦排放、水質污染。

1.3 采場環境

主要地質災害種類：粉塵、煤與瓦斯突出、突水，崩泥、巖爆。

產生原因：地下采空、地面及邊坡開挖、爆破及震動、地下水位降低、地下熱害、坑道變形、露采邊坡失穩。

2 礦山與地下工程典型地質災害

2.1 巖爆

巖爆主要是指礦業生產環境周圍的巖體承受巨大的地壓時，逐漸聚集了強大的彈性勢能，在平衡遭到破壞的條件下，巨大的能量突然釋放，從而引起巖石飛濺的現象。

（1）巖爆的類型和特點。圍巖表部的巖石破裂引起的巖爆：在深埋隧道或其它類型地下洞室中發生的中小型巖爆多屬于這種。巖爆發生時會伴隨一些噼噼啪啪的響聲，如同機槍射擊一般。這種現象一般發生在新的采掘工作面附近，掘進爆破后2～3h，不僅圍巖表部巖石會發出爆破聲，同時還會有中間厚、邊部薄的不規則片狀巖塊會從洞壁圍巖中彈出或剝落。這類巖爆發生前并無明顯的預兆。

礦柱圍巖破壞引起的巖爆：在埋深較大的礦坑中，由于圍巖應力大，常常使礦柱或圍巖發生破壞而引起巖爆。事故發生時不僅伴有強烈的沖擊波，有可能還會出現地震等現場，對自然環境破壞很大，對采掘工作往往會構成巨大的人身和財產威脅。

斷層錯動引起的巖爆：當礦業生產中洞室、坑道與潛在的活動斷層相交的角度很小時，作用于斷層面上的正應力因為生產活動變的很小，因此降低了斷面的摩擦阻力，由于斷層劇烈活動而引發了巖爆，這類巖爆一般發生在采掘工作面的深礦井中，具有破壞性大等特點。

（2）巖爆的預測及防治。巖爆的監測預報：在實驗室內測量煤巖或巖塊的力學參數，依據彈性變形能量指數判斷巖爆的發生幾率和危險程度。

防治措施：1）在施工前，利用現有的勘測資料，首先利用建模工作，通過各類的分析以及模擬工作，一方面確定工作面地應力的數量級，還要找到工作過程中容易發生巖爆現象的部位，為制定采掘工作中防治措施提供初步的數據支持；2）在施工過程中，對地質環境進行超前地質探測，為了及時掌握地應力的大小，以達到提前預報巖爆發生的目的；3）在施工中應加強監測工作，一方面加強支護結構和圍巖的就地觀察，另一方面利用各種儀器檢測洞拱頂下沉度，注意利用多點位移計測量位移變化的趨勢，通過以上方式可以預測滯后發生的深部沖擊型巖爆，對現有的開挖和支護的施工具有很好的指導意義。

2.2 煤與瓦斯突出

在煤礦地下生產過程中，在較短的時間內由煤體向巷道或采場突然噴出大量的煤炭及涌出大量瓦斯的現象，稱為煤與瓦斯突出。

（1）煤與瓦斯突出的預防措施。1）首先開采沒有突出危險或突出危險性較小的煤層；2）在有突出危險的煤層內通過兩種方法使地應力下降、煤層強度增加，一個是均勻布置鉆孔，另一個是提前抽放瓦斯以降低瓦斯壓力與瓦斯含量，達到降低危險程度的目的；3）使煤層內的瓦斯提前釋放，可以通過在工作面前方的煤體內，超前鉆探一定數量的大口徑鉆孔的方法。

2.3 瓦斯爆炸

（1）瓦斯爆炸的三個同時存在基本條件。1）一定的瓦斯濃度。瓦斯濃度不同，產生的威力有很大差異。首先，當瓦斯濃度在5%以內時，遇火不會產生爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層；其次，當瓦斯濃度達到9.5%時，遇到明火后，產生的爆炸威力最大；另外，瓦斯濃度高于6%時，遇火不會產生爆炸，但在空氣中遇火仍會燃燒；2）一定的引火溫度。點燃瓦斯的條件一是最低溫度在650-750℃之間，二是該溫度存在時間必須大于瓦斯爆炸的感應期；3）空氣中充足的氧氣含量。空氣中氧氣濃度應當高于12%。瓦斯爆炸界限是隨著空氣中的氧氣濃度降低時而縮小的，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。

（2）瓦斯爆炸的防范措施。首先最重要的是嚴格杜絕瓦斯濃度提高。為了防止瓦斯瓦斯濃度提高，加強礦井通風管理，利用技術手段杜絕盲巷，設置標志，保證臨時停工地點送通風，并加強日常通風系統檢修維護，保證系統的安全可靠運行。嚴格執行瓦斯檢查制度，定期對瓦斯濃度進行檢測，保證其濃度在安全范圍內。

其次是杜絕引火源，應做好以下幾項工作：防止明火。防止電火花。防止爆破火焰。深刻查找現場隱患苗頭，深入反思事故教訓，堅決杜絕松懈麻痹、僥幸厭戰思想和各類違章違紀行為。嚴格遵守各項規章制度，加強防范措施。防止摩擦火花。

3 結束語

及時有效的采取一定的防范措施，不僅能防止造成經濟財產損失，更為重要的是保證人們的生命安全。

[1]于石凡,白帆,劉明.煤礦瓦斯防治技術[M].北京:中國經濟出版社,1990.

[2]譚以安.巖爆類型與防治[J].現代地質,1991,5（04）:450-456.

[3]張梁.我國礦山生態環境恢復治理現狀和對策[J].中國地質礦產經濟,2002（04） .