淺析礦山地質(zhì)災(zāi)害及防治措施

劉 峰,閆昆鵬（兗礦集團(tuán)濟(jì)寧三號(hào)煤礦地質(zhì)測(cè)量科,山東 濟(jì)寧 272069）

淺析礦山地質(zhì)災(zāi)害及防治措施

劉 峰,閆昆鵬
（兗礦集團(tuán)濟(jì)寧三號(hào)煤礦地質(zhì)測(cè)量科,山東 濟(jì)寧 272069）

礦山是人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響最為強(qiáng)烈的場(chǎng)所之一。某些自然地質(zhì)環(huán)境變化是由于人們不恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采行為造成的，不僅影響的了我們的正常生活，還對(duì)人類(lèi)的某些生產(chǎn)活動(dòng)造成一些災(zāi)害性的影響。該文重要介紹了幾種主要礦山地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型、特點(diǎn)，并依次分析了各種災(zāi)害的防治措施。

地質(zhì)災(zāi)害；巖爆；預(yù)防措施

礦山地質(zhì)災(zāi)害屬于地質(zhì)災(zāi)害，更是自然災(zāi)害對(duì)重要組成部分。主要是由于對(duì)地質(zhì)環(huán)境不正當(dāng)?shù)拈_(kāi)采，從而造成了一系列的對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞的現(xiàn)象，不僅對(duì)人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，并會(huì)帶來(lái)不可想象對(duì)經(jīng)濟(jì)損失。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)

1.1 地表環(huán)境

主要地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)：采空區(qū)地面塌陷、山體開(kāi)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(fā)地震。

產(chǎn)生原因：地下采空、地面及邊坡開(kāi)挖、爆破及震動(dòng)、地下水位降低、廢水排放、廢渣，尾礦排放、尾礦庫(kù)潰壩、煤層自燃。

1.2 水環(huán)境

主要地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)：水動(dòng)力條件改變、井，泉枯竭、海水入侵。

產(chǎn)生原因：地下水位降低、廢水排放、廢渣，尾礦排放、水質(zhì)污染。

1.3 采場(chǎng)環(huán)境

主要地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)：粉塵、煤與瓦斯突出、突水，崩泥、巖爆。

產(chǎn)生原因：地下采空、地面及邊坡開(kāi)挖、爆破及震動(dòng)、地下水位降低、地下熱害、坑道變形、露采邊坡失穩(wěn)。

2 礦山與地下工程典型地質(zhì)災(zāi)害

2.1 巖爆

巖爆主要是指礦業(yè)生產(chǎn)環(huán)境周?chē)膸r體承受巨大的地壓時(shí)，逐漸聚集了強(qiáng)大的彈性勢(shì)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(xiàn)象。

（1）巖爆的類(lèi)型和特點(diǎn)。圍巖表部的巖石破裂引起的巖爆：在深埋隧道或其它類(lèi)型地下洞室中發(fā)生的中小型巖爆多屬于這種。巖爆發(fā)生時(shí)會(huì)伴隨一些噼噼啪啪的響聲，如同機(jī)槍射擊一般。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在新的采掘工作面附近，掘進(jìn)爆破后2～3h，不僅圍巖表部巖石會(huì)發(fā)出爆破聲，同時(shí)還會(huì)有中間厚、邊部薄的不規(guī)則片狀巖塊會(huì)從洞壁圍巖中彈出或剝落。這類(lèi)巖爆發(fā)生前并無(wú)明顯的預(yù)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(yīng)力大，常常使礦柱或圍巖發(fā)生破壞而引起巖爆。事故發(fā)生時(shí)不僅伴有強(qiáng)烈的沖擊波，有可能還會(huì)出現(xiàn)地震等現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)自然環(huán)境破壞很大，對(duì)采掘工作往往會(huì)構(gòu)成巨大的人身和財(cái)產(chǎn)威脅。

斷層錯(cuò)動(dòng)引起的巖爆：當(dāng)?shù)V業(yè)生產(chǎn)中洞室、坑道與潛在的活動(dòng)斷層相交的角度很小時(shí)，作用于斷層面上的正應(yīng)力因?yàn)樯a(chǎn)活動(dòng)變的很小，因此降低了斷面的摩擦阻力，由于斷層劇烈活動(dòng)而引發(fā)了巖爆，這類(lèi)巖爆一般發(fā)生在采掘工作面的深礦井中，具有破壞性大等特點(diǎn)。

（2）巖爆的預(yù)測(cè)及防治。巖爆的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)：在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量煤巖或巖塊的力學(xué)參數(shù)，依據(jù)彈性變形能量指數(shù)判斷巖爆的發(fā)生幾率和危險(xiǎn)程度。

防治措施：1）在施工前，利用現(xiàn)有的勘測(cè)資料，首先利用建模工作，通過(guò)各類(lèi)的分析以及模擬工作，一方面確定工作面地應(yīng)力的數(shù)量級(jí)，還要找到工作過(guò)程中容易發(fā)生巖爆現(xiàn)象的部位，為制定采掘工作中防治措施提供初步的數(shù)據(jù)支持；2）在施工過(guò)程中，對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行超前地質(zhì)探測(cè)，為了及時(shí)掌握地應(yīng)力的大小，以達(dá)到提前預(yù)報(bào)巖爆發(fā)生的目的；3）在施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作，一方面加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖的就地觀(guān)察，另一方面利用各種儀器檢測(cè)洞拱頂下沉度，注意利用多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)量位移變化的趨勢(shì)，通過(guò)以上方式可以預(yù)測(cè)滯后發(fā)生的深部沖擊型巖爆，對(duì)現(xiàn)有的開(kāi)挖和支護(hù)的施工具有很好的指導(dǎo)意義。

2.2 煤與瓦斯突出

在煤礦地下生產(chǎn)過(guò)程中，在較短的時(shí)間內(nèi)由煤體向巷道或采場(chǎng)突然噴出大量的煤炭及涌出大量瓦斯的現(xiàn)象，稱(chēng)為煤與瓦斯突出。

（1）煤與瓦斯突出的預(yù)防措施。1）首先開(kāi)采沒(méi)有突出危險(xiǎn)或突出危險(xiǎn)性較小的煤層；2）在有突出危險(xiǎn)的煤層內(nèi)通過(guò)兩種方法使地應(yīng)力下降、煤層強(qiáng)度增加，一個(gè)是均勻布置鉆孔，另一個(gè)是提前抽放瓦斯以降低瓦斯壓力與瓦斯含量，達(dá)到降低危險(xiǎn)程度的目的；3）使煤層內(nèi)的瓦斯提前釋放，可以通過(guò)在工作面前方的煤體內(nèi)，超前鉆探一定數(shù)量的大口徑鉆孔的方法。

2.3 瓦斯爆炸

（1）瓦斯爆炸的三個(gè)同時(shí)存在基本條件。1）一定的瓦斯?jié)舛?。瓦斯?jié)舛炔煌?，產(chǎn)生的威力有很大差異。首先，當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?%以?xún)?nèi)時(shí)，遇火不會(huì)產(chǎn)生爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層；其次，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到9.5%時(shí)，遇到明火后，產(chǎn)生的爆炸威力最大；另外，瓦斯?jié)舛雀哂?%時(shí)，遇火不會(huì)產(chǎn)生爆炸，但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒；2）一定的引火溫度。點(diǎn)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(shí)間必須大于瓦斯爆炸的感應(yīng)期；3）空氣中充足的氧氣含量?？諝庵醒鯕鉂舛葢?yīng)當(dāng)高于12%。瓦斯爆炸界限是隨著空氣中的氧氣濃度降低時(shí)而縮小的，當(dāng)氧氣濃度減少到12%以下時(shí)，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(yán)格杜絕瓦斯?jié)舛忍岣?。為了防止瓦斯瓦斯?jié)舛忍岣?，加?qiáng)礦井通風(fēng)管理，利用技術(shù)手段杜絕盲巷，設(shè)置標(biāo)志，保證臨時(shí)停工地點(diǎn)送通風(fēng)，并加強(qiáng)日常通風(fēng)系統(tǒng)檢修維護(hù)，保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查制度，定期對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測(cè)，保證其濃度在安全范圍內(nèi)。

其次是杜絕引火源，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：防止明火。防止電火花。防止爆破火焰。深刻查找現(xiàn)場(chǎng)隱患苗頭，深入反思事故教訓(xùn)，堅(jiān)決杜絕松懈麻痹、僥幸厭戰(zhàn)思想和各類(lèi)違章違紀(jì)行為。嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)章制度，加強(qiáng)防范措施。防止摩擦火花。

3 結(jié)束語(yǔ)

及時(shí)有效的采取一定的防范措施，不僅能防止造成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)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(shù)[M].北京:中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社,1990.

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

[3]張梁.我國(guó)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理現(xiàn)狀和對(duì)策[J].中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì),2002（04） .