煤礦地質災害特征分析及防治措施研究

文/常然，開灤能源化工股份有限公司范各莊礦業分公司

1 引言

煤礦地質災害作為地質災害的一個分支，是由人類的采煤生產活動而產生的危及人們生命財產安全并破壞地質環境的地質災害，它是自然災害的重要組成部分，會給礦區造成重大的經濟損失。在煤礦開采過程中，開煤棄石會引起的災害主要有山體滑坡、地表塌陷，同時，還會加速水土流失；礦區周圍的地下水資源由于煤礦的抽排水而日趨枯竭，區域地下水位顯著降低。另外，地下開采會引發地面沉陷、地震、瓦斯爆炸、地面開裂、巖爆等災害；地表環境會由于煤礦剝離堆土、尾礦渣堆積等而被嚴重污染；泥石流災害因地表塌陷、地質失穩等而頻繁發生。這些災害均為煤礦地質災害的主要表現形式。

2 煤礦地質災害的特征分析

煤礦地質災害的發生具有不可預見性，其成因也具有多樣性。主要一點是煤礦的開采不專業不規范，只顧追求利潤和產量的最大化，災害預防治理工作不到位。煤礦地質災害主要分為地表災害和礦井災害。

地表災害主要表現為山體滑坡、地面塌陷、地裂縫等，這類災害發生在礦山開采活動一段時間后逐步顯現。山體滑坡的形成原因是由于煤礦開采作業時堆放的矸石，對坡體的原始應力平衡造成了嚴重的破壞；地面塌陷和沉降是由于開采作業時大量的空區地下水需要排出，造成了地下水分布的不均衡，使空區出現大面積的降落漏斗和水力坡。煤礦開采一定時間后，發生最頻繁和最常見的地質災害為地面沉降及塌陷。采空區圍巖的初始應力場在地下開采過程中發生明顯的改變，并最終可引起巖石的冒落、破碎甚至地表位移等災害。另外，采空區與影響區的水力坡、地下水分布可隨地下水的大量抽排以及采空區的不斷擴大而發生明顯的變化，并最終形成地表的沉陷和大面積的降落漏斗。

礦井災害主要類型為礦井突水、瓦斯突出和機電設備事故，還有火災、煤塵爆炸和頂板事故等。礦井突水是礦井災害最常見的類型，災害發生時涌水量大、水勢兇猛并且能造成巨大的損失；瓦斯突出的成因是開采煤礦時，破壞了地下煤層儲氣密閉系統，使得瓦斯氣體不能吸附和游離在煤層縫隙里，在地應力作用下突然釋放的結果；機電設備事故的發生是由于采礦的操作和管理不嚴謹不規范，造成設備機械傷人等現象；頂板事故表現為頂板突然來壓，由于采礦作業的影響，破壞了地層的應力平衡，在開采區頂板上方的巖石松動圈不斷變大，增加了支架受力，當松動圈大到一定程度時便會塌落，造成冒頂事故。

3 地質災害防治措施

煤礦地質災害的防治原則包括：堅持政府統一領導、各部門協調配合、依法管理、分清負責、科學防治原則；堅持誰開發誰保護、誰破壞誰保護、預防為主、治理與避讓相結合的原則；堅持地質災害防治規劃與重點建設規劃相結合、綜合治理與單項治理結合、群眾全體參與原則。具體的防治措施如下：

3.1 煤礦地質災害防范措施

3.1.1 各相關部門和政府部門應高度重視煤礦地質災害預防工作，并開展多形式的煤礦地質災害的宣傳教育活動，以此提高民眾對災害的防御能力和水平。同時，各行政機關、政府的領導以及相關礦業管理員，應充分了解各項防災減災方法，明確地質災害災情，積極開展并響應地質災害防治工作，對地質災害頻發區提出防范措施并開展災害預測。

3.1.2 遵循保護地質環境和合理開發利用的相關準則、法律，提高人們的環境保護意識，積極開展地質防治管理工作，盡可能地降低煤礦地質災害發生的概率，或避免煤礦地質災害的發生。對于穩定性較差、人口密集、建筑群存在風險以及存在生命線工程設施的區域，各級煤礦均應真正做好保安煤柱的科學設置工作。為了防止僅僅確保生產指標的完成、只圖經濟效益、回采原留保安煤柱等采掘活動的時常發生，各級礦管部門應加強監督和管理。

3.1.3 對于礦區居民建筑的建筑材料，應該在相關科學技術的指導下選擇，以顯著提高砌筑質量，確保房屋上部結構和地基的穩定性、牢固性。同時，相關部門要對施工負責人因地制宜地進行工程抗災知識重點培訓，加強對建筑隊伍的管理，以提高住宅建筑的總體抗震性能。

3.1.4 任何煤礦、煤窯均應嚴格按照煤礦安全規程的相關規定制訂瓦斯檢查制度；實施機械通風和上行通風，確保礦區的風量充足；嚴禁攜帶點火工具和香煙等下井；采用礦用安全火花型、防爆型等電器設?備。

3.1.5 因地制宜地進行綜合防治，并做好防災減災工作，查明活動構造和煤礦工程活動，并嚴格按照規范操作。產生地質災害的內在驅動力為活動構造，而且人類工程活動可促進災害的發生，增強其破壞程度。據此，應查明新構造運動的活動程度、范圍、性質和特點，并尋找、分析和認識不穩定的復活斷裂或活動構造，合理規劃煤礦區工程活動。

3.2 煤礦環境生態修復

3.2.1 當前用于防治地質災害的工程措施在降低災害的發生頻率、減輕其破壞程度方面發揮了一定的效用，并且通常條件下僅僅是對礦山工程的安全運行進行分析和實施。然而考慮到生態環境受到礦山廢棄地的破壞作用，對礦山閉坑后的生態環境修復、災害特定條件以及土地利用類型等相關研究比較少。因此，如何重建和修復礦山廢棄山地仍是礦業人員需要考慮的問題。非生物成分的功能恢復是生態系統恢復的根本和重要基礎，所以，可構建微生物群落、植被和動物群落等。

3.2.2 突出汛期地質災害防治工作。汛期地質災害作為全面地質災害重點防范期和煤礦地質高發期，各部門應確保落實防災責任人、災害監測點，保證防災責任制度“三落實”工作的順利進行。

4 結束語

煤礦開采容易發生的各種地質災害無一不威脅著采礦工人的生命，制約著采礦工作的順利安全開展。當前我國煤礦企業所面臨的一項重要任務就是促進煤炭資源開采的健康安全可持續發展。因此，對于煤礦地質災害的預防和治理急需重視起來，因地制宜采取綜合的防治措施，促進可持續發展。