煤炭采空區(qū)綜合地質(zhì)勘查研究

■張庭珊 高超

（云南省煤炭地質(zhì)勘查院云南昆明650218）

煤炭采空區(qū)綜合地質(zhì)勘查研究

■張庭珊 高超

（云南省煤炭地質(zhì)勘查院云南昆明650218）

我國對于煤炭采空區(qū)的事故分析已經(jīng)有了很多現(xiàn)實(shí)的例子，并且應(yīng)對煤礦采空區(qū)事故，已經(jīng)有不少技術(shù)專家提出了較多的管理勘查手段，本文就煤炭采空區(qū)綜合地質(zhì)進(jìn)行研究分析，應(yīng)對采空區(qū)的相關(guān)事故提出預(yù)防性建議和措施。

煤礦采空區(qū) 地質(zhì) 事故 預(yù)防

最新的針對煤炭采空區(qū)的公告有2014年12月的《煤礦采空區(qū)巖土工程勘察規(guī)范》于今年8月開始執(zhí)行，對我國大量的煤炭采空區(qū)的防治工作進(jìn)行了規(guī)范指導(dǎo)。當(dāng)前，我國的有關(guān)專家已經(jīng)對采空區(qū)的穩(wěn)定性、安全性、探測技術(shù)、災(zāi)害防治技術(shù)等有了相關(guān)分析探索，并提出了一些建設(shè)性的管理建議，然而卻較少地對煤礦采空區(qū)的綜合地質(zhì)勘探和災(zāi)害以及其所屬類型特征進(jìn)行細(xì)致的研究，因而在事故發(fā)生時(shí)還缺乏相應(yīng)的防治策略，基于此，本文將對煤炭采空區(qū)的一些特征進(jìn)行分類解析，根據(jù)采空區(qū)事故災(zāi)害的特征，提出相關(guān)解決措施。

1 煤礦采空區(qū)的災(zāi)害類型

總體來說，我國地質(zhì)資源差別較大，對于煤礦地區(qū)的采空區(qū)災(zāi)害事故呈現(xiàn)不同的類型，根據(jù)災(zāi)害形式將采空區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害歸納為：火災(zāi)、井筒透水、毒害氣體污染、地下空洞誘發(fā)相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害等。火災(zāi)是由于瓦斯爆炸或者煤炭自燃引起的；采空區(qū)若沒有進(jìn)行及時(shí)加固，會(huì)造成地表塌陷，造成坑，從而蓄積大量水；當(dāng)?shù)叵虏煽諈^(qū)亦會(huì)聚集毒害物質(zhì)污染空氣環(huán)境。根據(jù)實(shí)際案例顯示，對于那些廢棄的采空區(qū)最容易引起透水現(xiàn)象，引發(fā)相關(guān)事故，這是由于對一些礦井進(jìn)行采掘時(shí)，一旦挖掘觸及廢棄采空區(qū)，原有的采空區(qū)有積水，此時(shí)積水便會(huì)奔向采掘點(diǎn)，從而造成水災(zāi)。廢棄老采空區(qū)一般為小型的煤礦，其作業(yè)技術(shù)以及管理上存在一些問題，導(dǎo)致采空區(qū)會(huì)有大量水量透入其中，特別是頂板位置是水災(zāi)的主要源泉。

2 煤礦采空區(qū)的特點(diǎn)

2.1 全國的采空區(qū)分布情況不明確

在我國早期的煤炭開采作業(yè)中存在很多不規(guī)范的操作，全國各地有許多不同程度上的煤炭資源開采作業(yè)，有關(guān)部門沒有對部分亂挖亂采的小煤礦進(jìn)行詳細(xì)的管理、資料記錄，致使現(xiàn)在的檔案資料無法精確統(tǒng)計(jì)全國各地老采空區(qū)的具體地理位置和相關(guān)情況，這為現(xiàn)在以及未來的煤炭采掘帶來了一些難題。

2.2 災(zāi)害形式多種多樣

對于煤礦區(qū)的事故歷來種類繁多，這是由于各方面原因例如采掘不合理、管理問題或者地質(zhì)原因造成的，或者是由于多因素導(dǎo)致的結(jié)果。這些煤礦事故多發(fā)生于采空區(qū)，而對于采空區(qū)的災(zāi)害形式也較為復(fù)雜，當(dāng)由于采空區(qū)事故發(fā)生時(shí)往往會(huì)連帶其他的災(zāi)害性事故的發(fā)生，例如爆炸。

2.3 采空區(qū)事故隱蔽性極深

對于煤炭采空區(qū)來講，由于歷史無法記錄明確的采空區(qū)分布情況，因而煤礦采空區(qū)帶有很大的隱蔽性。對于煤礦事故來說，一般要地質(zhì)塌陷或者裂縫，才會(huì)導(dǎo)致礦井發(fā)生礦壓、水災(zāi)、瓦斯異?，F(xiàn)象等，而對于無法預(yù)見的采空區(qū)來講，其災(zāi)害更加難預(yù)見，導(dǎo)致了采空區(qū)礦難事故會(huì)突然間爆發(fā)，不能預(yù)見，在礦難發(fā)生前沒有任何征兆。

2.4 難以預(yù)測

煤礦采掘分布較廣，各地的采空區(qū)地質(zhì)類型各異，而煤炭開采的技術(shù)條件也不同，因而采空區(qū)事故是沒有統(tǒng)一規(guī)律的，到目前還很難有對災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測。雖然已經(jīng)研發(fā)了各種監(jiān)測手段和先進(jìn)的管理，但對于老采空區(qū)的災(zāi)害預(yù)測仍是望塵莫及。

3 防治采空區(qū)事故建議與措施

在內(nèi)蒙古、榆林市等地對當(dāng)?shù)氐牟糠置旱V采空區(qū)進(jìn)行了普查和治理的工作，茲于此，我國對煤炭采空區(qū)的防治措施有了一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒，總結(jié)順序如下：

3.1 地表普查

對于歷史老采空區(qū)來講，多數(shù)無法確定位置和洞內(nèi)情況時(shí)，一般是不能直接進(jìn)入的，但可以在附近情況明確的采空區(qū)進(jìn)行井下鉆探或者超前探技術(shù)，而這兩項(xiàng)技術(shù)手段使用起來較為復(fù)雜，那么可以首先采用普查的方法，這樣最省錢，且較容易操作。對老采空區(qū)進(jìn)行地表普查時(shí)，首先是要搜集整理相關(guān)區(qū)域的資料，其次與礦區(qū)技術(shù)員進(jìn)行交流探討，然后進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場利用遙感技術(shù)進(jìn)行偵查勘探，以此劃分確切的物探區(qū)，明確物探方案和方法，最后執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、處理分析、驗(yàn)證等，再整理成報(bào)告資料，聯(lián)系相關(guān)技術(shù)員進(jìn)行回訪并修善報(bào)告，以便上報(bào)提交。

3.2 跟進(jìn)井下勘查

對于受到積水災(zāi)害的煤礦采空區(qū)來講，可以參考山西省對采空區(qū)水災(zāi)治理的方案來進(jìn)行，即只要有采掘行動(dòng)，就必須對透水災(zāi)進(jìn)行預(yù)測和預(yù)報(bào)，采掘前先探，然后再采掘，若探測積水，應(yīng)按照相關(guān)放水原則進(jìn)行，把勘查放在煤礦采掘的常態(tài)技術(shù)對待，以有效消除透水災(zāi)害。超前探一般用于掘進(jìn)頭前面的廢棄老采空區(qū)，查勘其積水、陷落柱構(gòu)造情況。通常會(huì)用到的物探法有：直流電法、地震法、瞬變電磁法等方法，對于內(nèi)部工作面的情況可以用工作面內(nèi)部探測法，以探測內(nèi)部陷落柱、斷層的構(gòu)造情況，并提供相關(guān)評價(jià)，常用法有:透視法和礦井地震法。

3.3 及時(shí)評估

煤炭開采的每一個(gè)進(jìn)程中，都帶有災(zāi)害的未預(yù)見性，這包括了地質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的，采掘程度和強(qiáng)度也是變化的，因而其采空區(qū)的災(zāi)害不可預(yù)見，這需要對煤炭開采進(jìn)行全過程的評價(jià)和評估，以減少因采空區(qū)帶來的危險(xiǎn)操作后果，做到預(yù)防為主。這可以采用定性和定量評價(jià)相結(jié)合，模糊數(shù)學(xué)、層次、指數(shù)等分析分級定量評價(jià)法等方法，以劃分危險(xiǎn)操作的等級程度，以便采取相應(yīng)的防治方案和措施。

3.4 減災(zāi)預(yù)案

一旦發(fā)生采空區(qū)的災(zāi)害事故，首先要進(jìn)行綜合治理將災(zāi)情最大限度的減小，利用地表普查、評估、井下的勘查等手段要綜合利用，并對采掘面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括了通風(fēng)、排水、滅火等，盡量采用新技術(shù)和工藝進(jìn)行采掘設(shè)計(jì)，從而對煤礦采掘進(jìn)行綜合管理，達(dá)到減災(zāi)。

3.5 監(jiān)測監(jiān)控

很多事故的爆發(fā)源于沒有對其進(jìn)行合理的監(jiān)管，我國煤礦普遍對開采的監(jiān)測和監(jiān)控力度不足，即使有個(gè)別的監(jiān)控和檢測設(shè)備，由于其分散凌亂，沒有形成監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，不能有效對采空區(qū)進(jìn)行監(jiān)管控制。

3.6 安全保障措施

應(yīng)提高煤礦開采企業(yè)的安全保障措施的認(rèn)識(shí)，特別是對采空區(qū)有關(guān)安全意識(shí)的認(rèn)識(shí)，使得企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)重視采空區(qū)事故，從而加大安保措施的投入。

4 結(jié)語

綜上，煤礦采掘事業(yè)是一項(xiàng)具有極大危險(xiǎn)性的采掘工作，特別是由采空區(qū)災(zāi)害帶來的事故沒有預(yù)見性，在采掘作業(yè)前缺乏相關(guān)歷史數(shù)據(jù)資料，勘查事故較為困難，因此，對煤礦采空區(qū)的災(zāi)害事故因防治結(jié)合，預(yù)防為主，建立長期的防御機(jī)制，以減小事故的發(fā)生。

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P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-321-2