煤礦地質(zhì)災(zāi)害誘因分析及防治措施研究

武元軍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)地煤公司精通興旺煤業(yè)有限公司，山西 大同0 37000）

當(dāng)煤礦生產(chǎn)時(shí)，會(huì)破壞地下與地表的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境，就會(huì)有煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，就會(huì)影響著經(jīng)濟(jì)與人們的生活。該種災(zāi)害能夠造成山體滑坡、地表有涌出的瓦斯、地面塌陷、流失地下水，與此同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致有很多有害氣體涌出、地表開裂、礦井中個(gè)別地方震動(dòng)、地下水降低，這些會(huì)威脅著地面上生物的安全。在國(guó)內(nèi)，煤炭在所有能源中所占的比例是73%。但是，在開采煤炭時(shí)所產(chǎn)生的所有損害，同樣對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生制約。所以，煤礦地質(zhì)災(zāi)害會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，繼而威脅著工人的人身安全。發(fā)生在礦井的事故主要有溺水、頂板、瓦斯等事故，這些事故讓人們對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害重視和警惕起來(lái)[1-5]。

1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征與誘因

1.1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的主要特征

1.1.1 特征1：山體滑坡

當(dāng)采掘煤礦時(shí)，把地質(zhì)結(jié)構(gòu)所平衡的應(yīng)力狀態(tài)打破，就會(huì)有卸壓的應(yīng)力產(chǎn)生到構(gòu)造區(qū)，就會(huì)對(duì)其產(chǎn)生破壞，進(jìn)而有地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生，如透水、山體滑坡等。按照統(tǒng)計(jì)有關(guān)數(shù)據(jù)得知，地質(zhì)災(zāi)害中的透水、山體滑坡等所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失1年就有數(shù)億以上，導(dǎo)致有不小的經(jīng)濟(jì)損失發(fā)生在礦井中，對(duì)人們的人身安全有很大的威脅[6]。

1.1.2 特征2：地面塌陷和下沉

在煤田開采之后，就會(huì)有地面塌陷和下沉發(fā)生。采空區(qū)附近的圍巖應(yīng)力會(huì)被煤田采空區(qū)所破壞，就會(huì)造成附近圍巖最開始的應(yīng)力破碎或下降，乃至造成采空區(qū)之上的整個(gè)地表有塌陷和下沉發(fā)生，并且在開采煤層時(shí)，會(huì)破壞固有水源系統(tǒng)，那么水系統(tǒng)存在于采空區(qū)附近的就要再次進(jìn)行分布，靠近采空區(qū)的位置就會(huì)有降落漏斗形成，就會(huì)造成地表塌陷和下沉。因?yàn)楸０裁旱V被不法礦井所回采，所以就使地表快速下沉，地質(zhì)結(jié)構(gòu)更深層次的被破壞，威脅到工作人員的人身安全[7]。

1.1.3 特征3：瓦斯突出

在未開采煤層時(shí)，煤層中的孔隙、縫隙之間會(huì)有游離的瓦斯。在開采煤層時(shí)，就會(huì)破壞儲(chǔ)氣系統(tǒng)的密封性，就會(huì)有很多瓦斯從煤層內(nèi)涌出來(lái)，那么在合適的條件中，就會(huì)有中毒、火災(zāi)、瓦斯爆炸等狀況出現(xiàn)[8]。

1.1.4 特征4：礦井突水

在開采礦井時(shí)，因?yàn)槭芟抻陂_采設(shè)計(jì)、開采的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)等，就會(huì)對(duì)采空區(qū)、煤田的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有所破壞，并把以下的平衡狀態(tài)給打破了，如老窯水、老空水及裂隙中的含水層等，進(jìn)而使煤礦發(fā)生涌水、透水事故，就會(huì)使煤礦的經(jīng)濟(jì)損失比較大[9]。

1.1.5 特征5：隱藏的威脅存在

當(dāng)?shù)V井開采之后，有不少的危險(xiǎn)因素未及時(shí)暴露。如當(dāng)露天的礦井結(jié)束開采之后，就會(huì)有坑底和有不小的坡度存在于地表，盡管回填廢石之后，可以把坡度變緩，可是地表和坑底的落差還是比較大，而且在之后自然演變內(nèi)就會(huì)又一次產(chǎn)生山體滑坡。當(dāng)對(duì)地下進(jìn)行采煤時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致地基下沉與地表開裂，乃至使地表變形的面積較大，進(jìn)而使山體滑坡產(chǎn)生。此類災(zāi)難共有的一個(gè)特性就是滯后，一般不會(huì)在開采煤層期間產(chǎn)生，而且在結(jié)束開采之后，由于某個(gè)條件而導(dǎo)致地表發(fā)生變形[10]。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害的誘因

在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生是無(wú)法避免的，如由于煤礦開采的持續(xù)延伸，就會(huì)造成地表下沉與變形比較嚴(yán)重，與此同時(shí)，管理人員不能合理防治與設(shè)計(jì)就會(huì)導(dǎo)致有的地方發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，如工作人員未回填煤層采空區(qū)、任意排放從礦井內(nèi)抽出的所有污水、對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)沒(méi)有充分掌握清楚就進(jìn)行開采、指揮與設(shè)計(jì)，以上因素會(huì)誘發(fā)煤層內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害，甚至部分礦井由于要謀取利益，就會(huì)使用求近避遠(yuǎn)、采富棄貧的措施，使地質(zhì)破壞的修復(fù)難度增大。

2 防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害的措施

2.1 增強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)意識(shí)

要把相關(guān)人員認(rèn)識(shí)地質(zhì)災(zāi)害的程度提高，經(jīng)過(guò)很多措施來(lái)講解所有的地質(zhì)災(zāi)害，能夠使施工人員更深層次的認(rèn)識(shí)地質(zhì)災(zāi)害，尤其是管理礦井的人員進(jìn)行開采時(shí)，一定要提早預(yù)判出地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 合理設(shè)計(jì)保安煤柱

根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)中的規(guī)定，礦井的開采一定要合理，要把其工作人員對(duì)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)提高。保安煤柱的設(shè)計(jì)一定要合理，尤其是地表上有比較多建筑的、人口密度高、比較多自然災(zāi)害的。每個(gè)級(jí)別的安全監(jiān)察單位一定要嚴(yán)格審核礦井的有關(guān)資料，防止發(fā)生設(shè)計(jì)的合理性較差或重利益等。

2.3 提高建筑物防災(zāi)能力

靠近采空區(qū)的全部建筑所選取的建筑材料的質(zhì)量都比較高，而且要想把建筑物防災(zāi)能力提高可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；即把地基加深等來(lái)實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)工人在建筑方面的培訓(xùn)，可以按照地質(zhì)來(lái)對(duì)建筑物防災(zāi)能力進(jìn)行判斷。

2.4 優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)

所有煤礦企業(yè)要按照礦井所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力，來(lái)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)與其配風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保煤礦井下的風(fēng)壓與風(fēng)量充足；與此同時(shí)，當(dāng)煤礦進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，要把檢查瓦斯的制度建立起來(lái)。瓦斯含量超標(biāo)的巷道要馬上把機(jī)器停止，然后實(shí)施排風(fēng)，嚴(yán)禁把明火攜帶到井下，并且井下的全部機(jī)械設(shè)備都在國(guó)家要求的范圍內(nèi)，絕對(duì)不能把機(jī)電設(shè)備安裝在回風(fēng)巷中。

2.5 了解采區(qū)中的水文地質(zhì)條件

當(dāng)煤礦在未生產(chǎn)時(shí)，一定要對(duì)采區(qū)中的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的了解，并使用物探、鉆探等技術(shù)措施對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)狀、區(qū)域、老空積水、采空區(qū)積水等的分布區(qū)域精準(zhǔn)探測(cè)，作為以后工作面采掘開采設(shè)計(jì)的依據(jù)，確保采掘順利實(shí)施。

2.6 綜合應(yīng)用防治技術(shù)

分析礦井中所有種類的地質(zhì)災(zāi)害，按照各個(gè)種類的地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生變化的有關(guān)規(guī)律來(lái)制定與其相對(duì)應(yīng)施工工藝與防治方法。基于工程措施的加強(qiáng)，生物措施的發(fā)展，把二者結(jié)合起來(lái)，這樣能夠避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

2.7 優(yōu)化礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)制度

因?yàn)榈V井完成開采之后，就會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，雖然為了防治破壞地質(zhì)已采取了相對(duì)應(yīng)的措施，可是此種措施不能完全恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。所以，急切要求我國(guó)制定有關(guān)制度來(lái)重建生態(tài)，著手點(diǎn)可以是生物成分中的功能，經(jīng)過(guò)對(duì)微生物群落、動(dòng)物群落與植被進(jìn)行恢復(fù)，慢慢把廢舊礦井所處的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)恢復(fù)廢舊礦井的階段還剛開始。

3 結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)煤礦分布較廣、不但數(shù)量多而且還是多樣化的規(guī)模，每個(gè)煤礦進(jìn)行開采時(shí)，都會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，而且地質(zhì)災(zāi)害的種類不同，這就會(huì)影響著礦區(qū)的財(cái)產(chǎn)安全，就會(huì)對(duì)煤礦生產(chǎn)的高效性與安全性產(chǎn)生制約。因此，煤礦企業(yè)要把利益與技術(shù)措施結(jié)合，防止發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，把員工的思想意識(shí)提高，在設(shè)計(jì)煤礦開采時(shí)一定要合理，在生產(chǎn)時(shí)一定不能超負(fù)荷，這樣才能防止發(fā)生煤礦地質(zhì)災(zāi)害，確保煤礦安全生產(chǎn)。