煤矿地质灾害诱因分析及防治措施研究

武元军

(晋能控股煤业集团地煤公司精通兴旺煤业有限公司,山西 大同0 37000)

当煤矿生产时,会破坏地下与地表的地质结构与生态环境,就会有煤矿地质灾害发生,就会影响着经济与人们的生活。该种灾害能够造成山体滑坡、地表有涌出的瓦斯、地面塌陷、流失地下水,与此同时还会导致有很多有害气体涌出、地表开裂、矿井中个别地方震动、地下水降低,这些会威胁着地面上生物的安全。在国内,煤炭在所有能源中所占的比例是73%。但是,在开采煤炭时所产生的所有损害,同样对国内经济的发展产生制约。所以,煤矿地质灾害会导致经济损失,继而威胁着工人的人身安全。发生在矿井的事故主要有溺水、顶板、瓦斯等事故,这些事故让人们对于地质灾害重视和警惕起来[1-5]。

1.1 煤矿地质灾害的主要特征

1.1.1 特征1:山体滑坡

当采掘煤矿时,把地质结构所平衡的应力状态打破,就会有卸压的应力产生到构造区,就会对其产生破坏,进而有地质灾害产生,如透水、山体滑坡等。按照统计有关数据得知,地质灾害中的透水、山体滑坡等所导致的经济损失1年就有数亿以上,导致有不小的经济损失发生在矿井中,对人们的人身安全有很大的威胁[6]。

1.1.2 特征2:地面塌陷和下沉

在煤田开采之后,就会有地面塌陷和下沉发生。采空区附近的围岩应力会被煤田采空区所破坏,就会造成附近围岩最开始的应力破碎或下降,乃至造成采空区之上的整个地表有塌陷和下沉发生,并且在开采煤层时,会破坏固有水源系统,那么水系统存在于采空区附近的就要再次进行分布,靠近采空区的位置就会有降落漏斗形成,就会造成地表塌陷和下沉。因为保安煤矿被不法矿井所回采,所以就使地表快速下沉,地质结构更深层次的被破坏,威胁到工作人员的人身安全[7]。

1.1.3 特征3:瓦斯突出

在未开采煤层时,煤层中的孔隙、缝隙之间会有游离的瓦斯。在开采煤层时,就会破坏储气系统的密封性,就会有很多瓦斯从煤层内涌出来,那么在合适的条件中,就会有中毒、火灾、瓦斯爆炸等状况出现[8]。

1.1.4 特征4:矿井突水

在开采矿井时,因为受限于开采设计、开采的技术标准、施工技术等,就会对采空区、煤田的地质结构有所破坏,并把以下的平衡状态给打破了,如老窑水、老空水及裂隙中的含水层等,进而使煤矿发生涌水、透水事故,就会使煤矿的经济损失比较大[9]。

1.1.5 特征5:隐藏的威胁存在

当矿井开采之后,有不少的危险因素未及时暴露。如当露天的矿井结束开采之后,就会有坑底和有不小的坡度存在于地表,尽管回填废石之后,可以把坡度变缓,可是地表和坑底的落差还是比较大,而且在之后自然演变内就会又一次产生山体滑坡。当对地下进行采煤时,也会导致地基下沉与地表开裂,乃至使地表变形的面积较大,进而使山体滑坡产生。此类灾难共有的一个特性就是滞后,一般不会在开采煤层期间产生,而且在结束开采之后,由于某个条件而导致地表发生变形[10]。

1.2 地质灾害的诱因

在矿井生产过程中,地质灾害的产生是无法避免的,如由于煤矿开采的持续延伸,就会造成地表下沉与变形比较严重,与此同时,管理人员不能合理防治与设计就会导致有的地方发生地质灾害,如工作人员未回填煤层采空区、任意排放从矿井内抽出的所有污水、对地质结构没有充分掌握清楚就进行开采、指挥与设计,以上因素会诱发煤层内地质灾害,甚至部分矿井由于要谋取利益,就会使用求近避远、采富弃贫的措施,使地质破坏的修复难度增大。

2.1 增强地质灾害防灾意识

要把相关人员认识地质灾害的程度提高,经过很多措施来讲解所有的地质灾害,能够使施工人员更深层次的认识地质灾害,尤其是管理矿井的人员进行开采时,一定要提早预判出地质灾害。

2.2 合理设计保安煤柱

根据有关法律法规中的规定,矿井的开采一定要合理,要把其工作人员对保护环境的意识提高。保安煤柱的设计一定要合理,尤其是地表上有比较多建筑的、人口密度高、比较多自然灾害的。每个级别的安全监察单位一定要严格审核矿井的有关资料,防止发生设计的合理性较差或重利益等。

2.3 提高建筑物防灾能力

靠近采空区的全部建筑所选取的建筑材料的质量都比较高,而且要想把建筑物防灾能力提高可以对结构进行优化;
即把地基加深等来实现。加强工人在建筑方面的培训,可以按照地质来对建筑物防灾能力进行判断。

2.4 优化通风设计

所有煤矿企业要按照矿井所设计的生产能力,来对通风系统与其配风量进行设计,确保煤矿井下的风压与风量充足;
与此同时,当煤矿进行生产时,要把检查瓦斯的制度建立起来。瓦斯含量超标的巷道要马上把机器停止,然后实施排风,严禁把明火携带到井下,并且井下的全部机械设备都在国家要求的范围内,绝对不能把机电设备安装在回风巷中。

2.5 了解采区中的水文地质条件

当煤矿在未生产时,一定要对采区中的水文地质条件进行详细的了解,并使用物探、钻探等技术措施对地质结构中的产状、区域、老空积水、采空区积水等的分布区域精准探测,作为以后工作面采掘开采设计的依据,确保采掘顺利实施。

2.6 综合应用防治技术

分析矿井中所有种类的地质灾害,按照各个种类的地质灾害产生变化的有关规律来制定与其相对应施工工艺与防治方法。基于工程措施的加强,生物措施的发展,把二者结合起来,这样能够避免发生地质灾害。

2.7 优化矿区生态恢复制度

因为矿井完成开采之后,就会破坏生态环境,虽然为了防治破坏地质已采取了相对应的措施,可是此种措施不能完全恢复生态环境。所以,急切要求我国制定有关制度来重建生态,着手点可以是生物成分中的功能,经过对微生物群落、动物群落与植被进行恢复,慢慢把废旧矿井所处的生态系统进行恢复。现在,国内恢复废旧矿井的阶段还刚开始。

国内煤矿分布较广、不但数量多而且还是多样化的规模,每个煤矿进行开采时,都会发生地质灾害,而且地质灾害的种类不同,这就会影响着矿区的财产安全,就会对煤矿生产的高效性与安全性产生制约。因此,煤矿企业要把利益与技术措施结合,防止发生地质灾害,把员工的思想意识提高,在设计煤矿开采时一定要合理,在生产时一定不能超负荷,这样才能防止发生煤矿地质灾害,确保煤矿安全生产。

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