煤礦安全生產(chǎn)過程中煤礦地質(zhì)測量的重要性

范新安

摘 要：地下煤礦生產(chǎn)過程中，掘進和回采作業(yè)會對局部地質(zhì)條件產(chǎn)生較大的影響，而缺乏對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的準確測量數(shù)據(jù)極容易由于各種安全防護措施如支護等的不足而導致坍塌、冒頂片幫等事故，造成煤礦地下開采作業(yè)存在極大的事故風險和隱患。

關(guān)鍵詞：煤礦；安全；地質(zhì)測量；掘進作業(yè)；坍塌事故

中圖分類號：TD163.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）24-0168-02

我國煤礦行業(yè)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，各項工藝控制技術(shù)已經(jīng)達到世界領(lǐng)先的水平，在陜西內(nèi)蒙交界的神府煤炭已經(jīng)建成了帶三代綠色礦井，礦井的能力均達千萬噸級、陜西的彬長公司建成了無人的自動化工作面，地面控制井下的所有設備的運轉(zhuǎn)。然而，近年來在老礦區(qū)煤炭資源日益枯竭、開采條件不利的背景下，地下煤礦開采逐漸向技術(shù)要求尖端化、生產(chǎn)作業(yè)困難化發(fā)展，這就使得地下煤礦開采在作業(yè)過程中存在著不可預測性，也使得當前的煤礦開采作業(yè)存在有巨大的風險與事故隱患。

1 地下煤礦開采作業(yè)事故隱患類型及其發(fā)生原因

新中國以來，我國地下煤礦開采作業(yè)中，常出現(xiàn)的地質(zhì)事故類型主要有冒頂片幫、坍塌等，造成事故發(fā)生的原因是多方面的，有開采作業(yè)方式的問題，如部分煤礦采用的掘進作業(yè)依然是大負荷不受限的爆破、沖擊破碎作業(yè)等；有安全防護不足的問題，如部分煤礦地下掘進和回采作業(yè)中缺乏足夠的支護作業(yè)或支護強度不夠；再有就是地下地質(zhì)條件勘測不準的問題，由于勘測數(shù)據(jù)的失誤導致地下開采作業(yè)缺乏對坍塌事故的防護控制技術(shù)手段，導致事故的頻發(fā)。

2 地質(zhì)勘測對地下煤礦生產(chǎn)的重要性與必要性

2.1 地質(zhì)勘測對煤礦安全生產(chǎn)的作用

地下煤礦的地質(zhì)勘測一方面能夠大致的確定煤礦礦脈的走向、標高、儲量等數(shù)據(jù)，幫助煤礦生產(chǎn)確定合適的資金投入，特別是對于部分地質(zhì)條件相對惡劣的地下煤炭資源，準確的地質(zhì)勘測能夠為是否有價值進行投資生產(chǎn)提供專業(yè)的技術(shù)支撐。

另一方面，地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)能夠為地下煤礦生產(chǎn)方式的選擇提供最有利的技術(shù)支撐。如地下河流的分布、地下地質(zhì)巖層巖性、斷裂層構(gòu)造以及走向等地質(zhì)信息的收集能夠直觀的為考量煤礦生產(chǎn)是否選用爆破作業(yè)、選用多大量的爆破作業(yè)、在什么區(qū)域進行爆破作業(yè)提供技術(shù)參考，從而保證生產(chǎn)作業(yè)的可行性與可靠性。

2.2 地質(zhì)勘測對煤礦安全的作用

下文主要分地下煤礦開采設計、地下開采進行、地下開采完結(jié)三方面討論地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)對煤礦安全的影響。

2.2.1 地下煤礦開采設計階段

地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)的不準確對煤礦生產(chǎn)的安全與持續(xù)性是極大的威脅，這是由于基于地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)而進行的地下煤礦生產(chǎn)方案設計與安全設施設計會在與實際生產(chǎn)情況不符合的情況下引發(fā)安全設施設計失靈等后果，最終導致可怕的地質(zhì)事故。

如對地下河流標高與流向、區(qū)域巖性、斷裂帶構(gòu)造的勘測數(shù)據(jù)的不準確有可能在實際的生產(chǎn)作業(yè)過程中由于大量爆破作業(yè)的沖擊下導致地下河流的改向，或者造成地下巖層間發(fā)生細微的錯動而導致巷道內(nèi)滲水，在長期水流的侵蝕作用下巷道兩側(cè)及頂部巖層自然脫落，引發(fā)冒頂片幫事故，而隨著巖層脫落的擴大，加之地下結(jié)構(gòu)隨著開采作業(yè)的進行而引發(fā)的局部應力失衡極容易導致大范圍地質(zhì)坍塌事故的發(fā)生。

2.2.2 地下煤礦開采階段

在地下煤礦開采作業(yè)中必然會由于生產(chǎn)作業(yè)的進行而導致局部區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變化，特別是掘進作業(yè)和回采作業(yè)中，大范圍、高強度的作業(yè)極大地破壞了原本相對完整的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力發(fā)生較大的躍變，原有平衡被打破。尤其在地下局部區(qū)域內(nèi)存在有地下河流或巖間含水量較大的礦區(qū)，會由于地下水流的侵蝕而加劇了區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力的失衡，造成地質(zhì)條件發(fā)生較大的變化。如地下河流的改道、斷裂帶的位移、整體地質(zhì)結(jié)構(gòu)的下陷等。在新的較為平穩(wěn)、結(jié)實的內(nèi)部應力平衡形成前，地下開采作業(yè)實際上處于極大的地質(zhì)坍塌事故風險隱患中，而此時對煤礦地質(zhì)條件的監(jiān)控勘測數(shù)據(jù)就成為了保障煤礦地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異動區(qū)域并立即為新的防護措施的采取提供足夠的技術(shù)參考，從而保證了煤礦的生產(chǎn)安全條件。

特別是在當前煤礦地下開采作業(yè)中依然大范圍的采用爆破、破碎沖擊等大負荷、高頻次作業(yè)，極容易破壞在煤炭開采時已經(jīng)遭受過部分破壞的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而導致大量土石在未受到足夠強度的支護下導致滑脫甚而發(fā)生大范圍的坍塌事故。因而在進行掘進及回采等危險性較大作業(yè)時的地質(zhì)數(shù)據(jù)監(jiān)測對煤礦安全生產(chǎn)是極為有必要的。

2.2.3 地下煤礦開采終止階段

開采作業(yè)完結(jié)后形成的巨大采空區(qū)的安全控制一直是當前煤礦生產(chǎn)的難點所在。而事實上當前很多煤礦發(fā)生地表塌陷或大范圍巷道坍塌事故均是由于對采空區(qū)的安全防護和實時監(jiān)控不足而導致的。如某地地下煤礦采空區(qū)設計采用木方及土石做基礎支護，但由于連日的降水導致采空區(qū)滲漏入大量的雨水，在水流的侵蝕作用下采空區(qū)發(fā)生塌陷，從而引起了大范圍的地下巷道坍塌，雖然沒有造成大的人員傷亡事故但卻使得地下煤礦的生產(chǎn)秩序遭受到了巨大的影響。而對采空區(qū)實施的地質(zhì)監(jiān)測如采空區(qū)標高、范圍、周邊巖層位移偏移量等數(shù)據(jù)的監(jiān)控則為第一時間處理采空區(qū)的坍塌事故隱患提供了參考資料，也同時為煤礦的生產(chǎn)工作提供了一層堅實的保證。

3 當前地下煤礦地質(zhì)勘測中存在的問題與注意事項

客觀來說，當前條件下地下煤礦地質(zhì)勘測精確數(shù)據(jù)的獲得是非常困難的。一是在當前煤炭資源日益枯竭的前提下，煤礦開采不得不轉(zhuǎn)向大深度、高地質(zhì)復雜度的區(qū)域進行，而在設計之初的地質(zhì)勘測對于過深地區(qū)、過復雜地質(zhì)區(qū)域的地質(zhì)勘測往往存在有部分的誤差；二是在大量高負荷沖擊作業(yè)的影響下往往會導致地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生意料之外的異變從而導致需要一定周期和工作量進行的地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)無法滿足實際的生產(chǎn)需要，從而導致地下煤礦地質(zhì)坍塌事故的發(fā)生。因此，在進行地下煤礦地質(zhì)勘測中時需要著重注意以下幾個方面。

3.1 保證地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)的準確性

地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)的準確性是設計、生產(chǎn)控制、采空區(qū)控制的關(guān)鍵所在，在缺乏足夠詳實、準確、科學的數(shù)據(jù)作為支撐而進行的任何地下采礦作業(yè)行為均是存在有巨大安全隱患的。

3.2 保證地質(zhì)勘測的頻次適宜性

由于地質(zhì)勘測作業(yè)的工程量較大，導致礦區(qū)范圍內(nèi)一次詳實的地質(zhì)勘測需要有較長的周期，從而使得即時的地質(zhì)監(jiān)測工作存在有巨大的困難和不可實現(xiàn)性。而周期范圍內(nèi)的作業(yè)則由于臨時異變的發(fā)生而導致監(jiān)測的勘測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的偏差，因此在進行地質(zhì)勘測監(jiān)測時應該以重點區(qū)域、重點參數(shù)的勘測作為出發(fā)點，以滿足最重要數(shù)據(jù)的勘測頻次適宜性為地質(zhì)勘測監(jiān)測的重點所在。如地下河流流向、地下巖層含水量、巷道位移等。因此，煤礦生產(chǎn)作業(yè)前的地質(zhì)勘測中，要將所需要即時監(jiān)測的地質(zhì)數(shù)據(jù)進行梳理和分類，從而確定優(yōu)先次序，提高工作效率。

除此以外，還要注意對地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常發(fā)生時安全技術(shù)措施落實的及時性。對地質(zhì)勘測中發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)異變，如果沒有及時的安全措施落實，往往會導致事故的發(fā)生。如巷道內(nèi)含水量的增加則必然會引起巷道兩側(cè)巖體受流水侵蝕下脫落現(xiàn)象加劇，從而導致大范圍的冒頂片幫和坍塌事故隱患，而如果沒有足夠可靠的支護措施的落實，那么坍塌事故的發(fā)生便不存在可能與不可能的問題，而只是時間的問題了。

參考文獻：

[1] 李峰敏.淺談煤礦安全生產(chǎn)過程煤礦地質(zhì)測量的作用[J].河南科技，2014，（1）.

[2] 趙銳鋒，劉巨新.新時期煤礦地質(zhì)測量的重要性及其對策探討[J].科技風，2014，（17）.

[3] 田鵬飛.淺談煤礦安全生產(chǎn)過程中煤礦地質(zhì)測量的作用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，（2）.

[4] 懷瑞豐.淺談煤礦地質(zhì)測量工作的價值與重要[J].科技與企業(yè)，2015，（3）.

[5] 鞠青松.淺談煤礦安全生產(chǎn)過程煤 礦地質(zhì)測量的作用[J].黑龍江科技信息，2013，（4）.