煤礦地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及防治方法

河南 張俊培

一、煤礦地質(zhì)災(zāi)害類型

煤礦地質(zhì)災(zāi)害是指由于煤礦開采生產(chǎn)活動(dòng)而引發(fā)的一系列破壞地質(zhì)環(huán)境、危及生命財(cái)產(chǎn)安全，并帶來重大經(jīng)濟(jì)損失的礦井災(zāi)害，它是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)分支，也是自然災(zāi)害的重要組成部分。按其形成原因分為：

1.地應(yīng)力改變直接造成的災(zāi)害。主要有煤與瓦斯突出、地震、山體滑坡、地面沉降與塌陷、地表裂縫、地?zé)岬葹?zāi)害。

2.巖層地質(zhì)狀況改變衍生的災(zāi)害。一是由于地質(zhì)應(yīng)力的改變以及地下空間的增大，造成瓦斯集聚，而產(chǎn)生爆炸、燃燒、氧氣含量降低、有毒有害氣體釋放等較嚴(yán)重的災(zāi)害。二是由巖石裂隙產(chǎn)生的突水、地下水流失、地下生物生態(tài)改變等一系列災(zāi)害。三是由于地表塌陷、裂縫而產(chǎn)生的房屋、道路變形、受損，地表植被破壞，以及水污染等地表環(huán)境災(zāi)害。

3.由于礦井生產(chǎn)而產(chǎn)生的污染災(zāi)害。礦井廢氣的排放對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響，矸石堆放造成的事故隱患及對(duì)周邊環(huán)境的影響，生產(chǎn)運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的煤塵對(duì)周邊環(huán)境的影響等。

二、煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治現(xiàn)狀

我國煤礦分布廣，生產(chǎn)方式多，影響大。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，全國因采礦引起的塌陷有180多處，塌陷坑1600個(gè)，塌陷面積1150km2。全國發(fā)生采礦塌陷災(zāi)害的城市近40個(gè)，造成嚴(yán)重破壞的25個(gè)。因露天采礦、開挖和各類廢潭、廢石、尾礦堆置等直接破壞與侵占的土地已達(dá)1.4～2.0萬km2，并以每年200km2的速度增加。

總體而言，目前我國煤礦地質(zhì)災(zāi)害具有以下特點(diǎn)：

1.影響范圍大，全國發(fā)生采礦塌陷災(zāi)害的城市近40個(gè)，造成嚴(yán)重破壞的25個(gè)。因采礦直接破壞與侵占的土地已達(dá)1.4～2.0萬km2，并以每年200km2的速度增加。

2.潛在災(zāi)害隱患突出。對(duì)于剛投入生產(chǎn)的礦井和正在生產(chǎn)中的礦井來說，地質(zhì)災(zāi)害事故主要突顯在影響安全生產(chǎn)的煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、突水等災(zāi)害上，而其它災(zāi)害事故并不明顯，潛在的隱患還未引起人們的重視。多年之后，極有可能發(fā)生不同程度的地面塌陷、山體滑坡、崩塌、嚴(yán)重水污染、泥石流和地表環(huán)境破壞等地質(zhì)災(zāi)害。

3.一般煤礦生產(chǎn)規(guī)模較大，開采深度和采空區(qū)相應(yīng)也大，致使地層應(yīng)力失去平衡，產(chǎn)生地面塌陷、地裂縫或巖爆等災(zāi)害。另外，煤礦的涌水和瓦斯的危害更是觸目驚心。以山西為例，煤炭分布面積占全省總面積的36.5%，范圍遍及85個(gè)縣，礦井星羅棋布。全省40多個(gè)原統(tǒng)配煤礦，有29個(gè)因采煤發(fā)生過地面坍塌、裂縫變形、煤與瓦斯突出、突水等地質(zhì)災(zāi)害，損失十分慘重。

4.災(zāi)害類型與礦井規(guī)模、開采方式及所處地域相關(guān)。一般來說，南方煤礦多為巖溶水害、水土流失、山體滑坡、泥石流、地面沉降和塌陷等。而北方煤礦主要受采空區(qū)影響，災(zāi)害類型多為地面沉降、塌陷、地裂縫、冒頂、片幫、突水、煤與瓦斯突出、地表水污染、尾礦泥石流以及礦井抽排水導(dǎo)致的近地表水資源枯竭。

5.煤礦地質(zhì)災(zāi)害是一個(gè)活躍的動(dòng)態(tài)變化過程，由于受煤礦開采的影響，煤礦地質(zhì)情況復(fù)雜多變，使煤礦災(zāi)害調(diào)查評(píng)估和災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警工作難度加大。煤礦地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素各不相同。有些是開采過程中難以避免的，如開采深度的增加，使得地應(yīng)力相應(yīng)增大引起的冒頂、片幫、煤與瓦斯突出的嚴(yán)重地壓災(zāi)害；有的是開采中忽視預(yù)防或開采不規(guī)范、管理不科學(xué)導(dǎo)致的，如采空區(qū)不及時(shí)充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質(zhì)及構(gòu)造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業(yè)、私挖亂采等，非穩(wěn)定因素積聚到一定限度引發(fā)各種災(zāi)害。有的礦山片面追求經(jīng)濟(jì)利益或?yàn)閿[脫一時(shí)的經(jīng)營危機(jī)，采富棄貧、求近避遠(yuǎn)，結(jié)果為后期發(fā)展埋下災(zāi)害隱患；曾一度泛濫的民采風(fēng)潮掠奪式的開采活動(dòng)也對(duì)部分國有大中型煤礦造成嚴(yán)重的干擾，導(dǎo)致對(duì)資源和環(huán)境的破壞。

2005年以來，隨著國務(wù)院446號(hào)令《國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定》的實(shí)施，我國開始全方位整頓、關(guān)閉小煤礦，進(jìn)行資源整合，有效地遏制了煤礦重特大事故多發(fā)的勢(shì)頭。

三、煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究方向

全面開展煤礦地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與評(píng)估工作，掌握其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行分類，研究其防治措施，對(duì)煤礦生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。我國煤炭行業(yè)對(duì)煤礦開采引起的地質(zhì)災(zāi)害問題，進(jìn)行過詳細(xì)的普查與研究，如對(duì)地表沉降和塌陷災(zāi)害的研究，取得了較好的效果。但具體到煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防上，大多數(shù)煤礦企業(yè)只是針對(duì)影響礦井生產(chǎn)安全的一些具體問題，從技術(shù)角度進(jìn)行分析研究，比如地表巖移規(guī)律研究、冒頂、片幫、煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸的預(yù)防及含水層穩(wěn)定性研究等，已取得大量成果，為確保礦山的安全生產(chǎn)起到了重要作用。相對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害整體預(yù)防而言，研究仍處于起步階段，煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究大多是基于安全生產(chǎn)的角度，只是針對(duì)生產(chǎn)中遇到的技術(shù)問題和安全生產(chǎn)問題，缺乏系統(tǒng)化。對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情沒有全面詳細(xì)普查，尚未建立全國性的煤礦地質(zhì)災(zāi)害信息庫，更談不上對(duì)災(zāi)情的綜合分析、評(píng)價(jià)及預(yù)報(bào)。

多數(shù)煤炭企業(yè)在問題出現(xiàn)時(shí)積極地與相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行研究。但是，問題暫時(shí)得到解決，就不再進(jìn)行深入研究；使得煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究多為短期行為，缺乏長期性，以致研究資料不連貫，利用價(jià)值不高，導(dǎo)致成果雖多，效果不大；經(jīng)常研究，卻問題不斷的現(xiàn)象。

煤礦生產(chǎn)屬高危行業(yè)，安全是第一位的。而災(zāi)害的防范需投入大量資金和人力物力，卻沒有直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，在不發(fā)生災(zāi)害性事故時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益往往是看不到的，這就使得長期以來，人們寧愿災(zāi)后治理也不愿預(yù)先防范。研究經(jīng)費(fèi)的投入自是難以保障，效果也就不會(huì)太好。近幾年來，國土資源部已經(jīng)加強(qiáng)了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查研究工作，此項(xiàng)工作也是剛剛開始，處于起步階段。因而全面開展“煤礦地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)估”工作，盡快查明礦山地質(zhì)災(zāi)害問題的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)十分迫切和必要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

四、煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治對(duì)策

隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，煤礦地質(zhì)災(zāi)害也越來越多地被重視，開采深度的進(jìn)一步加深，加劇了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率?，F(xiàn)階段，我國煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生機(jī)率、總量、強(qiáng)度及災(zāi)害損失均呈顯著上升態(tài)勢(shì)，對(duì)災(zāi)害的全面預(yù)防和徹底治理已是刻不容緩。愈演愈烈的礦山災(zāi)害、大量潛伏的災(zāi)害隱患、日漸惡化的礦區(qū)環(huán)境說明煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治必須引起各方面的重視，應(yīng)盡快完善煤礦地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查和評(píng)估工作。建立健全煤礦地質(zhì)災(zāi)害管理信息系統(tǒng)（GHMIS），使煤礦地質(zhì)災(zāi)害情況及時(shí)更新，監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展情況，及時(shí)發(fā)出預(yù)警警報(bào)。

煤礦企業(yè)要規(guī)范開采行為，合理開發(fā)礦產(chǎn)資源，處理好短期經(jīng)濟(jì)利益和長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系，將防災(zāi)減災(zāi)工作始于礦山設(shè)計(jì)并延續(xù)到閉坑之后。注重礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治研究，將其列入礦業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究，把礦井災(zāi)害、環(huán)保、安全生產(chǎn)統(tǒng)一起來。礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞，相當(dāng)一部分是排放“三廢”造成的。通過對(duì)貧礦、尾礦的資源化利用，矸石造磚、填溝造地、覆土綠化，“廢水”、“廢氣”閉路循環(huán)運(yùn)用和零排放等技術(shù)措施，可緩解資源供給與需求壓力，防止地質(zhì)災(zāi)害，減輕環(huán)境污染，達(dá)到改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)礦井的可持續(xù)發(fā)展。

災(zāi)害的治理要立足長遠(yuǎn)，全面治理，不可“頭痛醫(yī)頭，腳痛治腳”，只有防治結(jié)合，才能防患于未然。