煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法探討

宋冬梅

（新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法探討

宋冬梅*

（新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

在我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害中，非常重要的一個(gè)分支就是煤礦地質(zhì)災(zāi)害，該災(zāi)害主要是因?yàn)槿祟愒诓傻V過程中造成了地質(zhì)環(huán)境的破壞，并且對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)與安全造成了危害。在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源占據(jù)了非常大的比重，但是隨著煤礦資源的不斷開采，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的也越來越頻繁，這就使得人們?cè)絹碓街匾暶旱V地質(zhì)災(zāi)害的特征與預(yù)測(cè)方法。因此，通過對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究，詳細(xì)地分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法。

煤礦地質(zhì)；地質(zhì)災(zāi)害；特征；預(yù)測(cè)方法

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的開采規(guī)模也不斷的擴(kuò)大，人們?cè)谶M(jìn)行煤炭資源的開采時(shí)，只是考慮到了開采的速度和經(jīng)濟(jì)效益，而沒有重視環(huán)境的保護(hù)與安全的問題，這就導(dǎo)致了在煤礦的開采過程中引發(fā)了很多的地質(zhì)災(zāi)害。煤礦地質(zhì)災(zāi)害影響非常的大，為了及時(shí)地對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防，就需要掌握該地質(zhì)災(zāi)害的特征，根據(jù)這些特征采用合理的預(yù)測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)防。因此，為了有效地減少煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，就需要加強(qiáng)對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征以及預(yù)測(cè)方法的研究，對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。

1　煤礦地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的特征

1.1山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的特征

在煤礦的開采過程中，可能會(huì)引發(fā)山體滑坡或者煤礦的崩塌等現(xiàn)象，這主要是由于開采時(shí)堆砌過量的煤矸石破壞了煤礦坡體的應(yīng)力產(chǎn)生的。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)的山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失每年多達(dá)幾億元。例如，在2004年，重慶東林煤礦受到暴風(fēng)雨的影響，將煤矸石沖垮，散落的煤矸石沿著山體坡面移動(dòng)了500m，夷平了多戶居民的住房，并且造成了很大的人員傷亡。后據(jù)相關(guān)人員統(tǒng)計(jì)，東林煤礦導(dǎo)致的山體滑坡造成了3人死亡、24人被掩埋、18人失蹤、3人生還的慘重后果。

1.2地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的特征

地面沉降或者塌陷是煤礦地質(zhì)災(zāi)害中非常重要的一個(gè)，在開始進(jìn)行地下煤礦開采工作時(shí)，時(shí)常會(huì)伴隨著地面沉降或者塌陷情況的出現(xiàn)。地面沉降地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的原因主要是在開采煤礦資源時(shí)，破環(huán)了采空區(qū)的地應(yīng)力平衡，而這個(gè)地區(qū)的地應(yīng)力重新進(jìn)行分布時(shí)，就會(huì)引發(fā)周圍地表與礦井區(qū)地下圍巖層的開裂或者移動(dòng)，從而出現(xiàn)巖石的破碎或者冒落。除此之外，在開采煤礦資源時(shí)，采空區(qū)中存在的地下水沒有被及時(shí)清除，就會(huì)打破原有的地下水格局，導(dǎo)致采空區(qū)中的水力坡變大，很可能會(huì)引發(fā)面積較大的漏斗情況或者出現(xiàn)地表的凹陷等情況。如果煤礦地區(qū)的地面發(fā)生沉降或者塌陷情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果，對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞，例如，造成采礦重疊區(qū)或者提高地質(zhì)災(zāi)害的破壞力度等。

1.3瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的特征

在煤礦地質(zhì)災(zāi)害中，還包括了瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害，該地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的威脅著開采人員的生命安全。在沒有開采過的煤礦之中，瓦斯一般都是吸附在煤層的縫隙之中或者煤炭的表面上，并且瓦斯的狀態(tài)為游離態(tài)。但是，在對(duì)煤礦進(jìn)行開采時(shí)，就會(huì)破壞煤礦開采區(qū)中的每層以及周圍巖層的地應(yīng)力，與此同時(shí)，煤礦的開采還會(huì)破壞存在于煤礦中的瓦斯儲(chǔ)氣封閉系統(tǒng)，使得瓦斯被釋放出來。在這樣的情況下，如果受到人為或者自然環(huán)境等因素的影響時(shí)，很有可能會(huì)導(dǎo)致瓦斯爆炸，從而威脅煤礦開采人員的生命安全，引發(fā)火災(zāi)。因此，瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的破壞力也是非常大的，必須充分地了解該地質(zhì)災(zāi)害的特征，做好相應(yīng)的預(yù)防措施。

1.4礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征

在煤礦的開采過程中，非常常見的一種煤礦地質(zhì)災(zāi)害就是礦井突水地質(zhì)災(zāi)害，該地質(zhì)災(zāi)害對(duì)煤礦開采的安全、效益等都有著很大的影響。在出現(xiàn)較嚴(yán)重的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，可能會(huì)影響礦井的正常運(yùn)作。礦井突水地質(zhì)災(zāi)害主要的特征就是涌水量大、損失大和水勢(shì)兇猛等。如今，礦井突水地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)被國(guó)家列為了威脅礦井安全的重大地質(zhì)災(zāi)害之一。我國(guó)發(fā)生的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的事件非常的多，例如，1996年太原市西山地區(qū)出現(xiàn)的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害事件，主要是由于連續(xù)暴雨導(dǎo)致的山體崩塌，與洪水形成泥石流，將泄洪溝谷堵塞，大量的洪水進(jìn)入礦井中，將546名工人困于礦井之中。只有了解礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征，才能夠做出合理的預(yù)防措施，避免災(zāi)害的出現(xiàn)。

1.5礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害特征

煤礦地質(zhì)災(zāi)害中還包括礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害，這樣的地質(zhì)災(zāi)害通常具有一些不可預(yù)見的災(zāi)害特點(diǎn)。除此之外，這樣的地質(zhì)災(zāi)害所采用的防治措施時(shí)效性比較的短，因此，這就導(dǎo)致的礦井閉坑之后會(huì)存在一定的安全隱患。主要的地質(zhì)災(zāi)害形式有2種，一種是山體崩塌。這種地質(zhì)災(zāi)害一般發(fā)生在露天煤礦的開采之后，煤礦形成高邊坡，通過自然環(huán)境的不斷影響，就會(huì)導(dǎo)致山體滑坡或者崩塌災(zāi)害。另一種是山體開裂、崩塌或者地面裂縫。這類地質(zhì)災(zāi)害主要出現(xiàn)在開采較淺的地區(qū)，該地區(qū)的地面受到非常大的破壞，并且逐漸的影響到山體，再受到自然環(huán)境因素的影響時(shí)，就會(huì)引發(fā)山體滑坡、泥石流以及坍塌等災(zāi)害。這類的地質(zhì)災(zāi)害所具有的共同特征就是滯后性。這個(gè)特征說明該類地質(zhì)災(zāi)害一般不會(huì)發(fā)生在煤礦的開采過程中，而是歷經(jīng)一段時(shí)間之后，并且受到相關(guān)因素的影響引發(fā)的。

2　煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)方法

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危害是非常大的，在了解了其地質(zhì)災(zāi)害的特質(zhì)之后，就需要采用合理的方法對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，主要使用的預(yù)測(cè)方法就是GIS及遙感預(yù)測(cè)法。煤礦地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系到整個(gè)煤礦的運(yùn)營(yíng)情況，所以，必須對(duì)煤礦的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，防止地質(zhì)災(zāi)害的突然發(fā)生。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí)，主要包含了2個(gè)方面，一方面對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的可能性進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，為煤礦的開采規(guī)劃提供依據(jù)。另一方面就是對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的情況進(jìn)行預(yù)報(bào)。GIS及遙感預(yù)測(cè)方法能夠針對(duì)這2方面的內(nèi)容對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。GIS及遙感預(yù)測(cè)能夠?qū)Χ嘁颉⒍嗉?jí)、多時(shí)等特點(diǎn)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí)，還應(yīng)該明確GIS及遙感技術(shù)預(yù)測(cè)的過程，使得預(yù)測(cè)更加的準(zhǔn)確。

在應(yīng)用GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí)，需要先進(jìn)行預(yù)處理，該項(xiàng)操作通常是針對(duì)遙感解釋結(jié)果、地面勘察資料以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的。之后還應(yīng)該對(duì)典型的煤礦地質(zhì)災(zāi)害事件進(jìn)行分析，了解地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的機(jī)理及主要因素。底板突水是煤礦地質(zhì)災(zāi)害中較為常見的一種，它的形成機(jī)理主要包括斷裂性結(jié)構(gòu)、巖溶、隔水層以及水壓等，在明確其形成機(jī)理之后，可以結(jié)合以前的煤礦地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行分析，把相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行量化，之后利用遙感對(duì)這些量化后的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣就能夠得出每一個(gè)因素所帶來的空間分析、相關(guān)圖層配準(zhǔn)和初始計(jì)算問題等，之后通過GIS及遙感技術(shù)的初始模型計(jì)算結(jié)果與已知的煤礦地質(zhì)災(zāi)害資料進(jìn)行分析，從而確定煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)模型，通過GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)。GIS及遙感技術(shù)是煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)方法中非常重要的一種，并且預(yù)測(cè)的結(jié)果非常的準(zhǔn)確。因此，為了避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害給煤礦帶來的嚴(yán)重影響，就需要采用合理的預(yù)測(cè)方法對(duì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

3　總結(jié)

綜上所述，煤礦地質(zhì)災(zāi)害對(duì)煤礦的開采生產(chǎn)、效益以及安全等都有著很大的威脅，為了確保煤礦開采的安全，保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，就需要對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征與預(yù)測(cè)方法進(jìn)行深入的研究。煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征有很多，主要包括山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的特征、地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的特征、瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的特征、礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征以及礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害特征。只有明確了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征，才能夠根據(jù)其特征進(jìn)行災(zāi)害的預(yù)測(cè)及預(yù)防，盡量避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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1004-5716（2016）05-0115-02

2015-05-11

宋冬梅（1982-），女（漢族），新疆昌吉人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)技術(shù)工作。