煤炭開采引發的地質災害及治理關鍵要素探究

張世偉

摘要：在以往的經濟發展中，煤礦經濟是國內經濟的主要增長點。但在煤礦開采產業快速發展的過程中，許多問題也不斷凸顯出來，煤礦多、分散且粗放的開采模式對煤炭開采地區的地質環境造成較大的不良影響，不僅造成較多煤炭資源浪費，而且對生態環境造成較大的破壞，嚴重影響到地區煤炭開采經濟可持續性發展，對之進行有效治理已成為當前亟待解決的問題。

關鍵詞：煤礦開采;地質災害;治理

1.??? 煤炭開采引發的主要地質災害

煤炭資源在長期性開采過程中，對地區地質、生態環境等都造成較大的影響，而在其影響之下，地質災害發生頻率也不斷升高，嚴重影響到煤炭開采的安全性。從既往煤炭開采引發的地質災害情況來看，其主要包括以下幾種類型：

（1）???? 過度開采引發地面沉陷

一些煤礦企業在進行煤炭開采時，主要采用的是長臂采煤工藝，在這種采煤工藝下，礦區地面通常會覆蓋較多的黃土，且松散度較高。同時，地下煤炭資源在被開采的過程中，原有地應力平衡將遭到破壞。在地面壓力增大，地下承載能力降低的雙向作用下，礦區地下圍巖層便可能出現下沉或開裂的現象，從而造成礦區地面出現沉降危害。此外，在煤炭資源開采過程中，所采用開采機械設備也將產生較大的機械振動，這也將對巖層的穩定性造成影響，使之出現一定程度的位移或變形，當變形量達到較大值時，便會引發局部陷坑或大面積地面沉陷，而且在此過程中地面出現裂縫等現象較為常見。

（2）???? 開采引發礦井突水災害

礦井突水主要指發生在煤礦開采過程中的突然性涌水事故，該類事故有著較高的危害性，通常表現出涌水量大、控制困難、損失較大等特點。由于其具有突發特性，且發生在采煤作業過程中，因此在發生后通常會對煤炭開采作業人員的人身安全造成較大的威脅，屬于煤礦企業重點防控的地質災害類型之一。

（3）???? 區域地下水位降低，地下水受污嚴重

為有效保證煤炭資源開采過程中的安全性，在進行煤炭資源開采之前，通常都會對區域內的地下水資源進行勘測，然后將其中部分地下水抽出，以降低局部區域地下水水位，避免礦井突水災害發生。而在此抽水降低水位的過程中，不僅造成大量水資源的浪費，而且也影響到區域內地下水結構，使得巖層出現空洞，增大地面塌陷風險。同時，在進行煤炭資源開采的過程中，所進行的一些人為活動，如：放炮工藝、開采廢棄物堆放等，都將會對地下水造成污染。

（4）???? 山體滑坡災害

山體滑坡是較為常見的一種地質災害類型，在進行煤炭開采作業時，將會產生較多的煤矸石，一些企業在對其進行堆放時表現出較高的隨意性，且為了降低煤矸石占據的地面面積，堆放的高度過高，這些都在很大程度上加劇山體滑坡的風險。

（5）???? 瓦斯災害

在煤炭未被進行開采之前，煤層之間通常充斥著較多處于游離狀態的瓦斯氣體。而隨著煤炭開采，煤層原本相對封閉的環境遭到破壞，煤層中充斥的瓦斯氣體便逐漸釋放出來，如果煤炭開采礦井通風能力不足，便可能造成礦井內聚集較多的瓦斯氣體，進而引發中毒或瓦斯爆炸。

2.??? 治理開采引起地質災害的關鍵措施

煤炭資源開采對地質結構、水資源環境等造成的影響較大，其中存在著較多類型的地質災害危險。為有效降低煤炭開采過程中地質災害的發生概率，對相關地質災害發生原因展開分析，并據此控制其中的關鍵性要素，對煤炭資源安全開采有十分積極的意義。結合開采實際和地質災害特點來看，控制開采引起地質災害，主要可從以下幾方面著手：

（1）???? 采取科學措施預防開采沉陷災害

地下水位降低、開采擾動過大等都可能引發開采區域出現沉陷的災害，且所造成的危害較大，屬于煤炭開采引起地質災害防控重點，在對之進行防控時主要應加強災害預測分析，并制定合適的開采方案，從而將存在的開采隱患降到最低。如：開采作業與地質沉陷災害通常都有著較為直接的聯系，且地質沉陷災害發生并不是突然發生的，在之前必然存在一些地質信息變動。因此在防控過程中可以加強移動觀測站的設置，對煤炭開采周邊區域地質變動情況進行實時測量分析，然后基于煤炭開采厚度、深度以及巖石結構的力學性能等進行綜合性考慮，從而對沉陷地質災害做出預測。當通過預測分析出現風險預警時，應及時采取結構加固措施，避免開采沉陷災害發生。

（2）???? 防治礦井突水災害

考慮到礦井突水災害的高危害性，在煤炭開采過程中應注意做好這方面的防治工作。煤炭企業在進行開采施工之前，應對礦區的地質結構進行全面準確的勘測，有效掌握巖層分布結構、地下水分布情況等信息，然后根據勘測信息繪制對應的開采作業圖紙，要求開采作業嚴格按照圖紙進行。尤其是其中的巖層斷裂帶應做好標記，且在該位置處進行開采作業時加強監管和現場勘測，以便及時發現異常狀況。

（3）???? 監測地下水動態，科學應用地下水資源

地下水具有較高的變化性，其水位高低受到區域內降水量、使用量的影響。在進行煤炭開采過程中，為保證開采安全性，同時提升企業經濟效益，應注意針對礦區周邊地下水動態變化展開監測，科學規劃區域內地下水資源。如：可于合適區域建設水井、井下水倉、調節水池，合理應用混凝劑、消毒劑，經沉淀、過濾等工藝對礦井水進行處理凈化，使之能夠成為人們日常生活用水。由此既能夠降低局部地區地下水位和地下水壓，降低礦井突水災害風險，同時又能夠滿足煤礦企業開采現場用水需求。但在此過程中應做好地下水動態監測工作，給予煤炭開采可靠的信息支持，從而降低地下水變化對煤炭開采帶來的不良影響。

（4）???? 治理煤矸石堆放問題

考慮到煤矸石堆放可能引起的地質災害，主要應從煤矸石堆放入手，改變堆放方式，從而達到降低滑坡、泥石流災害發生概率的目的。如：適當降低煤矸石堆放的高度，使其維持在相對安全的范圍內。同時在改變煤矸石堆放方式的過程中，還應當充分考慮到煤矸石可能產生的環境污染問題，可以在完成煤矸石堆放之后，在其上利用黃土進行覆蓋，然后再在其上種植植物。此外，煤矸石也具有較高的應用價值，其擁有較高的熱值和較為豐富的礦物質成分，可將其應用于燃燒發電、土壤改良等方面。

（5）???? 瓦斯災害防治

瓦斯災害防治是煤礦開采施工必須重視的問題，在我國出臺的《煤礦安全規程》中也明確指出瓦斯災害防治的一些標準。首先，煤礦開采巷道內部必須保證良好的通風效果，需綜合應用分區通風、機械通風、上行通風等措施，良好的通風效果有助于降低煤礦開采巷道內的瓦斯含量;其次，應加強煤礦施工現場瓦斯含量的檢測力度，并設定瓦斯含量境界值，當煤礦施工現場瓦斯含量高于某數值時，應立即對施工現場人員進行疏離，待瓦斯含量降低到安全范圍內后才允許人員進入;再次，應注意明火防范管理。對于礦區井下工作人員嚴禁攜帶任何點火工具進入，同時對于開采過程中所應用到的一些電氣設備也應當做防電火花處理，避免瓦斯在遇明火的情況下發生燃燒、爆炸。

3.??? 結語

綜上所述，煤炭開采是一項綜合性較強的施工過程，為有效保障開采的安全性，降低地質災害事故的發生概率，應注意在開采技術、管理技術上做出提升，嚴格依照國家出臺的《煤礦安全規程》進行開采施工，同時建立相對完善的風險評估體系、事故應急預案體系，使地質災害事故能夠得到有效預防和治理，從而保障煤炭開采安全平穩的進行。

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