煤礦地質災害特征及預測方法探討

孫偉兵

山西華晉韓咀煤業有限責任公司

煤礦地質災害特征及預測方法探討

孫偉兵

山西華晉韓咀煤業有限責任公司

在我國的地質災害中，非常重要的一個分支就是煤礦地質災害，該災害主要是因為人類在采礦過程中造成了地質環境的破壞，并且對人們的財產與安全造成了危害。在我國的能源結構中，煤炭資源占據了非常大的比重，但是隨著煤礦資源的不斷開采，地質災害發生的也越來越頻繁，這就使得人們越來越重視煤礦地質災害的特征與預測方法。因此，通過對煤礦地質災害的研究，詳細地分析了煤礦地質災害特征及預測方法。

煤礦地質；地質災害；特征；預測方法

1 煤礦開采過程中潛在地質災害的特征分析

1.1 地面沉降和地面塌陷

在煤礦開采過程中，地面沉降和地面塌陷狀況時有發生。具體來說，煤礦開采使采空區圍巖的最初應力場遭到了破壞，進而出現巖石破碎、冒落或地表位移的狀況；煤礦開采改變地下水的分布面貌，水力坡加大，大面積降落漏斗由此出現，進而造成地表沉陷。地面沉降的后果不同設想，一方面，這使得煤礦地質災害的程度有所增加；另一方面，開采影響疊加區的產生，使得開采賠償問題更難解決，易導致各種糾紛和矛盾。

1.2 山體滑坡

在煤礦開掘、矸石堆放過程中，坡體喪失了其原初應力的平衡性，這就容易造成滑坡崩塌這一嚴重的地質災害。相關資料顯示，由煤礦開采造成的山體滑坡不僅使環境遭受破壞，其經濟損失也相當嚴重。以撫順西露天礦為例，該煤礦所處的地質構造復雜，其滑坡災害發生率較為頻繁，從民國初期至今，在百年左右的時間里，已經出現過許多次嚴重的滑坡災害，記錄在冊的災害數目就50余次，其中，最嚴重的一次塌方量為129萬立方米。

1.3 礦井突水

煤礦開采過程中，突水事件也時有發生，對煤礦的安全、生產和效益造成了較大威脅。我國的大多數煤礦處于季風氣候區，夏季易暴雨頻發，這成為山體邊坡崩塌、滑坡的最大誘因，繼而出現泥石流，使得溝谷堵塞，當礦井被洪水沖入，就會出現煤礦的大面積沖淤，這不僅會造成巨大的經濟損失，還將嚴重威脅煤礦工作人員以及周邊人們的生命安全。

1.4 瓦斯突出

瓦斯能夠以游離或吸附的形式在儲氣封閉系統中停留在煤層裂縫等孔隙內，在地應力進行局部平衡調節的時候，儲氣封閉系統會因之遭到破壞，蓄積的氣體會隨之釋放出來。在其他外力作用下，容易產生瓦斯突出爆炸、人員中毒等事故。據相關統計，僅上世紀80年代中期至90年代中期，就有近十萬次煤礦瓦斯突出災害發生，導致了百億元以上的經濟損失。

2 煤礦地質災害的預測方法

煤礦地質災害的危害是非常大的，在了解了其地質災害的特質之后，就需要采用合理的方法對煤礦地質災害進行預測，主要使用的預測方法就是GIS及遙感預測法。煤礦地質災害關系到整個煤礦的運營情況，所以，必須對煤礦的地質災害進行準確的預測，防止地質災害的突然發生。在進行煤礦地質災害的預測時，主要包含了2個方面，一方面對煤礦地質災害出現的可能性進行準確的預測，為煤礦的開采規劃提供依據。另一方面就是對煤礦地質災害發生前的情況進行預報。GIS及遙感預測方法能夠針對這2方面的內容對煤礦地質災害進行準確的預測。在進行煤礦地質災害的預測時，還應該明確GIS及遙感技術預測的過程，使得預測更加的準確。

在應用GIS及遙感技術進行煤礦地質災害的預測時，需要先進行預處理，該項操作通常是針對遙感解釋結果、地面勘察資料以及實驗數據進行處理的。之后還應該對典型的煤礦地質災害事件進行分析，了解地質災害出現的機理及主要因素。底板突水是煤礦地質災害中較為常見的一種，它的形成機理主要包括斷裂性結構、巖溶、隔水層以及水壓等，在明確其形成機理之后，可以結合以前的煤礦地質災害因素進行分析，把相關的地質災害因素進行量化，之后利用遙感對這些量化后的指標進行預測，這樣就能夠得出每一個因素所帶來的空間分析、相關圖層配準和初始計算問題等，之后通過GIS及遙感技術的初始模型計算結果與已知的煤礦地質災害資料進行分析，從而確定煤礦地質災害預測模型，通過GIS及遙感技術進行準確的煤礦地質災害的預測。

3 防治煤礦地質災害的措施

一是對煤礦地質災害加強宣教以提高防災意識。各級政府部門應高度重視防治煤礦地質災害，開展防治煤礦地質災害的宣教活動，提高對災害的承受力，使各級領導及礦業管理員對防災減災方法加深了解，積極開展防治地質災害工作，開展災害預測并提出有針對性地防范措施。二是對煤礦資源合理開采，對地質環境進行保護。遵循合理開發利用和保護地質環境的有關規定，對地質災害防治加強管理，提高環境保護意識，使煤礦地質災害得到有效控制。三是建筑物不斷提高防災能力，有效控制煤礦可能發生的地質災害。不斷提高礦區民宅建筑質量，

使地基及建筑物結構提高牢固性，切實提高民宅抗災性能，整頓管理建筑隊伍，對建筑施工企業加強工程抗災培訓。四是建立有效的通風系統，使煤礦減少瓦斯爆炸的可能性。不管是國有煤礦、還是個體小煤窯，都應按照國家有關規定，建立完善的通風及瓦斯檢查制度，對超限和瓦斯積存的煤礦及時采取處理措施。下井時不可攜帶煙火，瓦斯含量較高的煤礦應選礦安全型、礦用防爆型電器設備，放炮前后嚴格檢測瓦斯情況。五是對活動構造查明，加強煤礦防災減災。客觀評價產生各種煤礦地質災害的危險性，對各類災害加強科學預測，制定的防治方案應科學合理。

總而言之，在很長一段時間內，我國的煤礦開采工作都將是一項高風險作業，所以，相關從業人員及單位應當對煤礦的安全開采加以高度重視，以防止煤礦地質災害的出現，以保障煤礦產業的可持續發展。

[1] 董來啟，李峰，武艷麗，張玲.煤礦地質災害特征及防治措施的探討[J].科教文匯(下旬刊)，2008(4)：192-193.

[2] 黃健良，韓建光，李德鵬.煤礦地質災害的地球物理特征及勘查方法[J].山西焦煤科技，2009(7)：21-23.