談煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施

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摘要：由于煤礦開采過程中破壞了地質(zhì)體的原有狀態(tài)，不可避免地會(huì)誘發(fā)煤礦地質(zhì)災(zāi)害。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該采取有效措施預(yù)防開采過程中的地質(zhì)災(zāi)害。為了提高地質(zhì)災(zāi)害防治的有效性，分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的具體特征，并在此基礎(chǔ)上提出了一些防治措施，以期為煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；地質(zhì)災(zāi)害；災(zāi)害特征

中國(guó)煤礦主要是地下開采，在開采時(shí)破壞了原有地質(zhì)體的平衡，導(dǎo)致煤礦開采過程中發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅給煤礦企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)引發(fā)重大的人員傷亡，社會(huì)影響極為惡劣。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，中國(guó)開始重視煤礦地質(zhì)災(zāi)害的治理。很多地質(zhì)災(zāi)害多是由于開采方式不當(dāng)引起的，現(xiàn)在已經(jīng)采取措施來消除這種影響。因此，必須采取措施來控制煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[1-3]。由于煤礦地質(zhì)災(zāi)害的種類繁多，給地質(zhì)災(zāi)害的防治帶來了巨大的困難。為此，分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征，并提出一些有效措施來預(yù)防它。下面，本文將圍繞這些內(nèi)容展開論述。

1煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征分析

在煤炭資源開采過程中由地質(zhì)條件變化引發(fā)的安全事故稱之為煤礦地質(zhì)災(zāi)害。煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，煤礦企業(yè)會(huì)遭受重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至重大的人員傷亡，因此，必須采取有效的措施防止煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生?？偟膩碚f，煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因是煤礦開采破壞了原有的巖層平衡狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)新的平衡狀態(tài)的過程中出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象。一般可以將煤礦地質(zhì)災(zāi)害分為開采技術(shù)因素引起的和地質(zhì)條件不確定性引起的。下面將分別對(duì)這兩種煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征進(jìn)行分析。

1.1開采技術(shù)因素引起的地質(zhì)災(zāi)害的特征

在煤礦開采過程中，很多煤礦地質(zhì)災(zāi)害都是由于開采技術(shù)不合理引起的。在開采技術(shù)引起的煤礦地質(zhì)災(zāi)害中，最典型的是煤層開采后形成的開采沉陷區(qū)。過去，煤礦開采多在一些無人區(qū)域進(jìn)行，人們忽視了開采沉陷區(qū)，并沒有太在意。隨著煤礦開采區(qū)域穿過一些村莊，人們開始重視開采引起的沉陷區(qū)，并將其定義為煤礦地質(zhì)災(zāi)害。開采沉陷是因?yàn)檫^去煤層開采時(shí)采用的是垮落法管理頂板，導(dǎo)致巖層的運(yùn)動(dòng)傳遞到地表形成沉陷區(qū)。在沉陷區(qū)內(nèi)，地表長(zhǎng)期處于不穩(wěn)定狀態(tài)，給當(dāng)?shù)氐木用裆顜砹司薮蟮睦_。一方面，一些沉陷區(qū)會(huì)穿過居民房屋，導(dǎo)致房屋上出現(xiàn)裂縫甚至倒塌[4]；另一方面，沉陷區(qū)內(nèi)的地下水基本枯竭，這是因?yàn)榈乇沓料葸^程中破壞了巖層的隔水層，居民用水困難，而且還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物大量減產(chǎn)。此外，由開采技術(shù)引起的煤礦地質(zhì)災(zāi)害還有煤礦的沖擊地壓和突水事故。一些煤礦企業(yè)在開采時(shí)挑肥揀瘦，導(dǎo)致后來在一些區(qū)域開采時(shí)形成孤島工作面，增加發(fā)生沖擊地壓的可能性。有些煤礦在開采時(shí)未充分考慮煤層上方的含水層，導(dǎo)致開采時(shí)破壞了煤層上方的隔水層，從而誘發(fā)了煤礦突水事故?？偟膩碚f，由于開采技術(shù)不當(dāng)引起的煤層地質(zhì)災(zāi)害特征在于煤層開采后巖層的運(yùn)動(dòng)對(duì)安全生產(chǎn)或居民生活不利。

1.2地質(zhì)條件不確定性引起的地質(zhì)災(zāi)害的特征

在煤礦開采過程中，也有一些煤礦地質(zhì)災(zāi)害是由于地質(zhì)條件的不確定性引起的。在煤礦開采前，雖然很多煤礦都進(jìn)行了地質(zhì)勘探，但是鑒于勘探技術(shù)的局限性，很難保證勘探數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠。在一些未勘探到的地質(zhì)條件下進(jìn)行開采，很容易發(fā)生煤礦地質(zhì)災(zāi)害，其中最典型的就是煤與瓦斯突出事故。通過大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在一些小的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)容易發(fā)生煤與瓦斯突出事故，例如鄭煤集團(tuán)大平礦“10•20”事故就是掘進(jìn)到小斷層附近發(fā)生煤與瓦斯突出誘發(fā)了瓦斯爆炸，造成148人死亡。鄭州大平礦瓦斯爆炸發(fā)生位置如圖1所示。此外，地質(zhì)條件不確定性引發(fā)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害還包括沖擊地壓。沖擊地壓是在應(yīng)力作用下巖體向巷道高速?gòu)棾龅囊环N復(fù)雜的煤礦動(dòng)力災(zāi)害，其發(fā)生機(jī)理尚不明確。值得注意的是，隨著煤礦開采深度的增加，沖擊地壓發(fā)生的可能性在增加，這嚴(yán)重制約了中國(guó)煤礦深礦井的開采安全。

2煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

2.1做好煤礦地質(zhì)勘探工作

很多煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生多由地質(zhì)資料不準(zhǔn)確或不完善引起的，因此，做好煤礦地質(zhì)勘探工作是防治地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵。這就要求在工作面回采時(shí)，盡可能采用各種勘探手段獲取回采區(qū)域的地質(zhì)情況，包括水文地質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造情況。一些大的地質(zhì)構(gòu)造很容易勘探到，而一些小的地質(zhì)構(gòu)造不容易勘探到，例如小斷層，這需要特別注意。在獲得詳盡的地質(zhì)資料后，可以根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的安全措施，最大程度保證開采安全，從而減少煤礦地質(zhì)災(zāi)害造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

2.2采用合理的回采方式

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生在很大程度上與回采方式不合理有關(guān)，因此，應(yīng)該采用合理的煤礦開采方式。早期，由于很多政策法規(guī)不完善，很多煤礦的開采方式并不合理，導(dǎo)致開采時(shí)很容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，例如孤島工作面的存在。傳統(tǒng)工作面采用的是垮落法管理頂板，這不可避免地會(huì)出現(xiàn)開采沉陷區(qū)，如今開采沉陷區(qū)也被定義為煤礦地質(zhì)災(zāi)害的一種。開采沉陷區(qū)是由垮落法管理頂板形成的巖層移動(dòng)波及到地表形成的，其還會(huì)引發(fā)其他的環(huán)境災(zāi)害[5]。為了治理或減少開采沉陷區(qū)，一些煤礦采用了綠色采礦技術(shù)，其核心原理是采用其他物質(zhì)來充填采空區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖層移動(dòng)的控制。綠色采礦技術(shù)為治理煤礦地質(zhì)災(zāi)害提供了一種新思路，不僅能減少矸石的產(chǎn)生，還能減少開采沉陷引起的環(huán)境災(zāi)害。綠色采礦技術(shù)體系如圖2所示。

2.3注重煤層瓦斯的抽采

瓦斯是煤形成過程中產(chǎn)生的一種氣體，其主要成分是CH4，遇到明火容易發(fā)生爆炸。瓦斯引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害容易造成較大的人員傷亡，因此，必須加大對(duì)礦井瓦斯的治理力度。由于瓦斯本身也是一種能源，可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔ槿∶簩又械耐咚?。過去人們經(jīng)常采用改善通風(fēng)的方法來治理煤層中的瓦斯，但是隨著礦井瓦斯涌出量的增加，改善通風(fēng)的成本越來越高，只能采用抽采瓦斯的方法。值得注意的是，中國(guó)煤層的透氣性非常差，瓦斯抽采極為困難，需要尋找一些有效的煤層增透方法。人們采用了水力壓裂、深孔爆破和水力割縫等措施，但是效果并沒有達(dá)到預(yù)期。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)礦井大多數(shù)也已經(jīng)進(jìn)入到深部開采階段，礦井的瓦斯涌出量和煤與瓦斯突出的可能性都在增加。因此，煤礦企業(yè)迫切需要一種能加快抽采煤層中瓦斯的方法，從而保證回采安全。

3結(jié)語(yǔ)

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生給煤礦企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)也伴有人員傷亡，因此，必須采取有效的措施來預(yù)防煤礦地質(zhì)災(zāi)害。為了更好地防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害，分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征。煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因是煤礦開采破壞了原有地質(zhì)體的平衡，在實(shí)現(xiàn)新的平衡的過程中出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象。一般情況下，可以將煤礦地質(zhì)災(zāi)害分為開采技術(shù)引起的和地質(zhì)條件不確定性引起的。要想防止煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，應(yīng)該從做好煤礦地質(zhì)勘探工作、采用合理的回采方式以及注重煤層中瓦斯抽采等方面出發(fā)。希望文中所述內(nèi)容可以為人們認(rèn)識(shí)煤礦地質(zhì)災(zāi)害以及防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

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［4］王志平.煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39(20)：140-141.

［5］尚云露.煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及其防治措施［J］.當(dāng)代化工研究，2019(6)：46-47.

作者：林炳坤 單位：大同煤礦集團(tuán)公司大斗溝煤業(yè)公司