水文地质因素对煤矿地质灾害的影响及应对措施

水文地质因素对煤矿地质灾害的影响及应对措施

刘西锋,张萌,贾文凯

陕西省煤田物探测绘有限公司，陕西省西安市

摘要：地质灾害长久以来便是影响煤矿开采的关键性问题之一，若不能采取有效的防范措施，地质灾害会影响煤矿生产的顺利进行，造成人员伤亡和经济损失。许多煤矿地质灾害都与水文地质存在密切关联，要想做好对地质灾害的防控，需要首先对煤矿所处区域的水文地质进行明确。从煤矿地质灾害的特点出发，分析了水文地质因素诱发的煤矿地质灾害，并提出了有效的应对措施，以供参考。

关键词：水文地质；煤矿；地质灾害

1.煤矿地质灾害的特点

煤矿生产中常见的地质灾害包括瓦斯爆炸、水害、顶板塌落、滑坡等，其诱发因素各不相同，但都具有很大的危害性。这些地质灾害具有以下共性特征。a)灾害本身的群发性。煤矿开采多数在地下进行，而不论是巷道掘进还是煤层挖掘，都会破坏原本地质结构的稳定性，引发岩体内部应力的变化。尤其是伴随着开采深度的增加，破坏范围也增大，容易引发大范围、连续性的地质构造破坏。b)后果的严重性。煤矿生产中一旦发生地质灾害，其强度和范围通常都比较大，引发的后果十分严重，且控制难度较大，会对井下工作人员的生命安全产生严重威胁，也会破坏井下生产设备，设备维修难度大且周期长，容易导致煤矿长时间停工。c)灾害无法有效规避。虽然在科学技术发展的带动下，煤矿生产技术和安全措施不断提升，对各类灾害的抵抗能力显著增强，但是要想实现对煤矿地质灾害的有效控制依然很困难。不过，煤矿地质灾害的发生需要满足一定的条件，在生产过程中，可依照灾害特征做好相应的防范工作，这样能最大限度降低煤矿地质灾害带来的损失。

2.水文地质因素对地质灾害的影响

2.1水文地质因素引起地基变形

随着我国城乡建设的不断发展，建筑数量越来越多，建筑规模越来越大，地基变形的频率也在不断上升。水文地质因素对地表建筑产生的影响主要表现为地基变形。地基变形是地基在上部荷载的作用下，岩土体被压缩而产生的变形。当地基变形达到一定程度时，建筑物的墙体会开裂，影响其正常使用，严重时会导致建筑坍塌。建筑施工时，建筑物的沉降量、沉降差、倾斜以及局部倾斜等都不能大于地基的容许变形值，变形值要根据上部结构对地基变形的适应能力与使用要求来确定。现阶段，建筑施工和地质开发时经常会遇到软土地基问题。软土地基自身的土质结构稳定性较差，地下水运动对其影响非常显著，一旦遇到地下水震动，很容易破坏软土层间的连接结构，土体强度明显下降，转变为稀释状态。再加载地基中空隙水的压力，地基强度会进一步削弱。因此在建筑施工过程中，应该慎重考虑方案的合理性，尽可能减少对施工区域水文地质的影响。

2.2水文地质因素引起地面沉降

水文地质因素易引发地面沉降现象。人们在日常生产生活中对水资源需求大，开采量大，可能导致地面沉降。在进行农业生产、工业生产时，会对地下水资源、矿产资源、油气资源进行开采并使用，开采到一定程度，地下就会被掏空。此时，地表开始出现下降。如果没有对采空空间及时进行回填，就会影响地层结构的承载力和稳定性，导致地面建筑物垮塌。

2.3水文地质因素引起砂土液化

水文地质因素容易引起砂土液化现象。地震发生时，已经饱和的细沙土和疏松粉会在短时间内遭到破坏，导致发生砂土液化的情况。受振动力的影响，饱和的沙土结构变得越发紧实，并瞬间提高空隙间的水压，最终呈现出砂土液化的状态。液化后的砂土会不断自上而下流动，对地表下的矿物质层持续施加压力，如果上层的液态砂土层呈局部集中状态或土层过厚，则会导致垂直方向地质结构发生坍塌。

2.4水文地质因素引起岩溶塌陷

水文地质因素可能引起岩溶塌陷情况。一般来讲，发生岩溶塌陷都是因为地下水的动力条件受到影响，破坏了地下水平衡。水文地质因素导致岩溶塌陷，一般发生在地下水径流集中或较为强烈的地带，在水流冲刷作用下，岩溶底部结构稳定性遭到破坏，进而导致塌陷。

2.5水文地质因素引起海水入侵

海水入侵引起的地质灾害危害程度极高。地下水资源开采过度或水平面急剧上升会引起海水入侵沿海地带，尤其是在滨海平原区域。海水入侵后会导致滨海含水层水质咸化，淡水水井以及水源基地无法继续使用，致使滨海地区淡水资源缺乏。

2.6水文地质因素引起矿体构造崩塌

煤炭是我国的重要能源之一，但其开采过程极其复杂，开采安全性很难保证。在水文地质因素影响下，矿体内部构造很容易出现崩塌，引发严重的矿难事故。煤炭矿层通常含有大量的碳酸碳，矿层的上部土层又相对疏松，如果矿层下部存在频繁的地下水涌动，矿层会持续处于较大的冲击力之下，长此以往，矿层的结构会破坏，矿层底部土层的强度和韧度会持续下降，最终导致矿层崩塌。矿层一旦崩塌，将会影响整个区域内地下水的流向，最终导致整个矿区水文地质条件发生改变，甚至引发矿体内部大范围坍塌。

3.水文地质因素诱发煤矿地质灾害的应对措施

3.1加强预防监测

煤矿地质灾害无法消除，但通过预防监测的方式，能在水文地质环境改变的初期对存在的问题进行解决，从而预防灾害或尽可能减小灾害造成的影响。当前，国家相关部门对煤矿地质灾害的预防和监测投入了足够的关注，设置了完善的地质灾害应急管理体系，强调结合煤矿所处区域的水文地质条件制订具备针对性和可行性的预防措施。专门的地质灾害处理部门能借助先进的仪器设备，实现对地质灾害的监控和预防。在监测到人为因素引发的水文地质变化时，需向煤矿企业发出预警信息，提醒其及时进行处理。如果需要通过施工措施来处理，则应重视对施工单位的选择，确保其具备相应的资质，能严格依照相关制度和流程进行作业，保证施工处理的效果。

3.2注重应急救援

在一些地质灾害频发的区域，煤矿企业应做好水文地质勘察工作，对于一些常见的煤矿地质灾害，需设置科学的应急救援措施，确保在灾害发生后能迅速展开救援活动，避免灾害影响范围的扩大，最大限度保障煤矿作业人员的生命安全。a)应对照煤矿所处区域的水文地质条件，做好应急救援方案的编制工作，检验方案的可行性和有效性。b)应加强人员培训，要求井下工作人员掌握基本的自救技巧，使其在地质灾害发生时能迅速做出正确的应对，保障自身安全。救援人员需要参加相应的技术培训，这样才能在救援行动中做出科学的举措，提升救援工作的有效性。

3.3科学防治水文地质灾害

水文地质因素是引发地质灾害的主要因素之一，有关部门要积极开展水文地质灾害整治活动，制定针对性的解决措施，并将水文地质灾害处理转变为水文地质灾害预防，用事前监督取代事后整改。这就要求相关人员对负责区域进行全方位的调研和分析，明确地质灾害发生的主要水文地质因素，并结合具体因素制定相应措施。如果是因过度开采地下资源污染了地下水体，破坏了水文生态环境及地下水系统潜力，相关部门必须大力整治地下水污染问题，对已经存在地下水污染的区域进行综合治理，尽一切所能控制污染范围，积极恢复地下水生态系统。

4.结语

水文地质对煤矿地质灾害的影响巨大，需要得到煤矿企业的高度重视。现阶段，中国煤矿水文地质工作中存在不少缺陷，不过只要继续努力，必然能提高水文地质工作的质量和效率，确保煤矿开采安全，推动煤矿企业乃至煤炭行业的健康发展。

5.参考文献

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