煤礦地質災害誘因及預防措施

司金文

（晉能控股煤業集團南河煤礦，山西高平048000）

煤礦在生產過程中對地表生態環境以及地下地質構造產生破壞作用，從而產生煤礦地質災害事故，這給人類的生存條件及經濟都造成了巨大的損失。煤礦地質災害會導致地下水流失、地面塌陷、地表瓦斯涌出、山體滑坡，同時造成礦井地下水位下降、礦井局部震動、地表開裂、有害氣體大量涌出[1]，對地面生物的生命安全造成較大損害。我國能源中73%來源于煤炭，而煤炭開采造成的損害，也制約著我國經濟的可持續發展，因此煤礦地質災害不僅會造成巨大的經濟損失，也會在井下發生各種災害威脅，對工作人員的生命造成威脅。截至2020年為止，礦井地質災害占全國災害的1/12以上，礦井發生的瓦斯事故、頂板事故、溺水事故都給全國的安全工作敲響了警鐘。

1 煤礦地質災害類型及誘因

1.1 煤礦地質災害特征

（1）山體滑坡：煤礦在進行采掘施工時打破了地質構造的應力平衡狀態，在構造區產生應力卸壓破壞作用，從而產生地質災害如山體滑坡、透水等。根據數據統計，山體滑坡、透水等地質災害造成的經濟損失每年達數億元，造成礦井重大經濟損失，威脅著生命安全[2]。

（2）地面下沉與塌陷：開采后的煤田會出現地面下沉與塌陷。井下煤田在開采后，煤田采空區會逐漸破壞采空區周圍圍巖的應力，導致周圍圍巖的初始應力下降或破碎，甚至導致采空區上部地表發生整體下沉與塌陷，而且煤層在開采時會將原有的水系統破壞，采空區周圍的水系統會重新分布，在采空區周圍形成大量的降落漏斗，導致地表下沉與塌陷。由于最近幾年不法礦井對保安煤柱進行回采，更加加速了地表的下沉，這不僅會進一步加深地質結構的破壞，對回采煤柱的工作人員的生命安全造成較大的傷害。

（3）瓦斯突出：煤層開采前，煤層內瓦斯會游離在煤層的縫隙、孔隙間。煤層在開采時封閉的儲氣系統被破壞，煤層中瓦斯大量涌出，在相應的條件下會發生瓦斯爆炸、火災及中毒的情況。

（4）礦井突水：礦井在開采過程中由于受施工技術、開采技術水平、開采設計等影響，破壞了煤田地質構造、采空區等，打破了構造含水層、裂隙含水層以及老空水、老窯水等平衡狀態，從而導致煤礦透水、涌水事故發生，造成煤礦重大經濟損失。

（5）礦井在開采完畢后存在的潛在威脅：礦井在開采后存在的許多危險因素不能馬上暴露出來，這也會給將來留下較大的危害。如露天礦井在開采后產生的坑底與地表存在較大的坡度，雖然廢石回填后能夠將坡度緩解[3]，但坑底與地表還存在著較大的落差，在后期的自然演變中再次山體滑坡災害。同樣地下采煤會造成地表開裂、地基下沉，甚至造成地表大面積變形而誘發山體滑坡。這些災難都具有一定的滯后性，在煤層開采時通常都不會發生，經過一段時間后，在某些條件被誘發，進而引起地表變形。

1.2 地質災害誘因分析

礦井在正常生產時不可避免會發生必要的地質災害，如隨著煤礦不斷開拓延伸，導致地表變形、下沉現象嚴重，同時部分地質災害是由于管理人員未能開采過程中采取合理有效的防治措施或技術人員設計不合理造成的，如工作人員對煤層開采后的采空區沒有回填、礦井抽出的污水隨意排放、在沒有了解煤層的地質構造的前提下盲目設計、指揮、開采，這都會誘發煤層的地質災害，甚至有些礦井為了謀求一時的利益，采取采富棄貧、求近避遠的方式，給后期的煤層整理造成較大的、無法修復的破壞。

2 煤礦地質災害防治措施

2.1 加強地質災害防災意識

相關政府領導、礦井高層、區隊管理人員要提高對地質災害的認識，通過宣傳教育、現身說法、預測預報、干部上講臺等方式現場對各類地質災害進行講解，讓施工人員對地質災害有進一步認識，特別是礦井的管理人員在開采過程中，要提前對地質災害進行預判，在地質災害發生前及時準確地做出應對措施。

2.2 合理規劃礦井設計

按照全國環境保護法及煤礦安全規程上的有關規定合理地對礦井進行開采，進一步加強礦井工作人員的環境保護意識。在地表人口密度大、建筑多、自然災害多及生命線工程的建設上，要合理設計保安煤柱[4]。各級安全監察單位對礦井的生產資質及開展方式進行審核，避免因設計不合理或只圖利益現象的發生。

2.3 提高建筑物防災能力

在采空區附近的范圍內，所有建筑都采用高質量的建筑材料，并通過加深地基及優化結構等方式提高建筑物的抗災能力。對建筑工人及農民進行專業的建筑培訓，能夠根據地質現象判斷建筑物的抗災能力。

2.4 改善通風設計

煤礦企業應根據礦井設計生產能力，合理設計通風系統及配風量，保證煤礦井下具有足夠的風量及風壓；同時煤礦在生產過程中應建立相應的瓦斯檢查制度，對瓦斯超限的巷道及時停機進行排風，井下工作人員嚴禁攜帶明火下井，井下所有的機械設備均應符合國家要求的本質安全型防爆設備，回風巷嚴禁安裝機電設備。

2.5 準確掌握采區水文地質條件

煤礦在生產前應詳細掌握采區內水文地質條件，可采用鉆探、物探等技術手段對斷層、陷落柱等地質構造布置區域及產狀，采空區積水、老空積水分布范圍等進行準確探測，從而為后期采掘工作面開采設計提供準確地質依據，保證采掘施工安全順利開展[5]。

2.6 綜合防治技術應用

對礦井的各類地質災害進行分析，根據每種地質災害的變化規律制定相應的防治措施及施工工藝。在加強工程措施的基礎上，還需進一步發展生物措施，采取工程措施與生物措施相互結合的方式綜合采取措施，預防各類地質災害的發生。

2.7 完善礦區生態恢復制度

由于礦井在開采后會對后期的生態環境造成較長時間的破壞，盡管我國現在已經采取了相應的措施在生產中避免對地質造成的破壞，但這些措施未能設計到后期的生態恢復。因此迫切需要國家制定相應的制度對廢舊礦業進行生態重建，從非生物成分的功能入手，通過恢復植被、動物群落及微生物群落開始，逐步恢復廢舊礦井的生態系統。我國目前對廢舊礦井的恢復還處于初始階段。

3 結束語

由于我國煤礦分布范圍廣、數量多且規模多樣化，各煤礦在開采過程中會產生不同類型的地質災害，給礦區生命財產帶來重要影響，制約著煤礦安全高效生產，所以煤礦企業在追求利益的同時，必須采取合理有效的技術手段預防地質災害事故發生，進一步提高職工思想意識，合理進行煤礦開采設計，嚴禁越層越界超負荷生產，只有這樣才能杜絕煤礦地質災害事故發生，保證煤礦生產財產安全。