煤矿地质灾害的分析与预防

煤矿地质灾害的分析与预防

闫朝利

黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司东荣一矿 黑龙江省双鸭山市155100

摘要：我国拥有丰富的煤矿资源储量，煤炭资源的利用在很大程度上推动了社会的发展。煤层通常位于地底深处，煤炭资源的开采可能导致岩层结构损坏，随后引发一系列的地质灾害问题，对于作业面安全以及坑道支护设备的稳定性造成影响，对于后续煤炭开采作业以及地质灾害应急处理将造成一定压力。由此可见，积极开展煤矿地质灾害的防治研究工作对于提高煤矿开采作业的稳定性，维护井下作业人员的生命安全具有重要的现实意义。

关键词：煤矿；地质灾害；防治

引言

现阶段，新型能源占比虽然呈上升趋势，但整体占比远不如传统煤炭资源，尤其是在现代重工业生产中，煤炭能源供应稳定性远超于其他类能源。地质灾害的出现会大大增加煤炭开采成本，甚至给矿产资源带来不可恢复性的破坏以及资源的浪费。在此背景下，先进的地质勘测方法将成为矿采地质灾害的预防关键点。

1煤矿地质灾害特征

煤矿在开采过程中受到各种因素的影响，从而发生地质灾害，对煤矿企业和作业人员造成很大的危害。煤矿地质灾害具有区域性、关联性及衍生性特征。（1）区域性。地质构造复杂程度影响煤矿采掘活动，当采掘活动遇到构造复杂或水文地质较为复杂的区域，这种区域的开采难度大，容易发生地质灾害，煤矿生产的安全、效率无法得到保障，地质灾害的治理难度也会增大。（2）关联性。就实际而言，多数煤矿地质灾害存在一定的关联性特点，由于煤矿开采作业的特殊性，其整体开采流程可能导致目标区域岩层的工程地质条件变化、区域性地理环境变化以及水文环境变化。因此，在同一水系环境下的不同煤矿采区，在遭遇各类常见以及突发性煤矿地质灾害时其内部形成机理可能存在关联性特征。（3）衍生性。开采区域内发生的地质灾害会严重影响到周围的土层、岩石及水体等，从而衍生出其他类型的地质灾害。这一系列地质灾害不仅会降低煤矿的生产效率和经济效益，还会造成人员伤亡。

2煤矿地质灾害基本类型

2.1地面塌陷

煤矿作为地质环境一部分，其本身在地层稳定中发挥着巨大作用。但随着矿采活动的进行，框体结构会迅速变化。虽然矿采中会及时进行填埋处理，稳定矿洞受力结构。但填埋与开采仍有一定的时间差，而这会导致煤层顶底板的原有的应力平衡破坏，岩层结构发生变化，地层抗压能力下降。在填充料的选择上，大部分填充料的物理结构松散，受力情况并不稳定，这也会增加地面塌陷出现概率。当地层压力达到一定程度后，地面会迅速塌陷，并带来地面沉降。地面沉降后，矿洞地层环境变化，地表水大量积聚，形成二次灾害。地面塌陷还会影响该区域地下水资源，生活用水污染概率增加，附近环境会受到巨大影响。

2.2矿井进水

部分煤矿资源分布较深，开采过程中的技术失误极易造成矿体破坏，增大出水风险。若煤矿本身海拔较低，则水会直接倒灌进入矿洞。该情况下大多数采矿设备会直接损害，采矿人员也很难逃出。虽然部分矿井会提前编制突水应急预案，设计撤退路线，但矿井突水本身为多类型复合灾害，预案有效率较低，很难保证设备与人员伤亡率。

2.3煤与瓦斯泄露

瓦斯主要表示在开采作业过程中出现的毒害气体泄露问题，这些气体普遍具有可燃性以及毒害性特点，当该类气体与空气混合成为一定浓度的可燃气体时，则可能导致瓦斯爆炸问题。爆炸极限浓度一般为5%～16%之间，且诱发瓦斯爆炸的热源温度应处于650℃～750℃之间，整体热源持续周期应大于混合气体的感应期。

3煤矿地质灾害的相关防治措施

3.1做好煤矿地质勘探工作

在进行煤矿开采前，勘探工作必不可少。煤矿企业需要充分掌握开采区域的地质条件，通过采用先进的勘探技术和设备，进行深入分析并制定煤矿开采的最佳方案，从而有效降低煤矿地质灾害的发生概率。在开采前期，要深入了解采煤区域及周围环境，包括该区域的地质构造、水文分布、瓦斯地质情况等等，聘请专业的高素质人才进行勘测和数据分析，使煤矿企业获得的数据更具有准确性和可靠性。同时，相关人员也不能忽视采煤区域周围的具体环境，应了解周围的建筑、交通、人口分布等情况，防止开采影响周围居民的正常生活。根据实际情况采取有效措施，使煤矿地质灾害的发生概率降到最低。

3.2瓦斯事故预防

要切实预防井下瓦斯事故则应参考以下内容：（1）杜绝火源，杜绝出现违规热源问题；井下一切电气设备应按照规范进行操作；禁止打开矿灯外壳；对于进口房、瓦斯抽放站等高危设备应划定防火隔离带；同时建立巡查制度，针对电气设备及供电使用进行规范落实，消除电器火花；在高热量设备表面增加热量检测传感器，并联通后台监控终端；同时尽可能优化采掘技术，淘汰炮掘工艺；（2）消除瓦斯积聚，在目标矿井中应积极建设科学完善的矿井通风系统，及时导出粉尘瓦斯危险物质；煤矿企业应进一步落实施工建设管理，构建完善的巡查监视制度，要求建立数据档案系统，周期性记录井下瓦斯数据，实现对瓦斯的全方位管控。

3.3突水预防

矿井内水来源主要为大气降水、地下水、地表水涌入三种。当矿体地表环境改变时，技术人员应迅速对改变后环境进行分析，并确认是否有地表水流入风险。而对于地下水，需要提前留意征兆，如当煤层硬度降低，并出现渗水淋水情况时，就需要及时进行干预，例如可设置隔水煤柱降低水的侵入。当然也可以提前设置通水方案，保证矿井内部不会出现大量涌水积聚。但严重情况下需要停止采掘生产活动，以免损失扩大。

3.4矿井火灾事故灾害防治

矿井火灾的预防工作应重点参考如下内容：在井口房、矿道、井口设备间、进风井筒、矿车场以及其他一切电气设备周边加装对应的隔热防火材料，形成密闭保护区域。在通道区域增加防火门，同时在坑道两边一定距离范围内增加防火设备或自动灭火设备；当条件允许时，可在井下增加消防器材间，或配置移动式井下消防车，从而实现移动式灭火；另外也可在矿井周边建设消防水池用以应急灭火。

3.5加强矿区地质灾害监测

随着科技的飞速发展，煤矿企业应加大投资力度，引入先进的技术和设备，对采煤区域实施地质灾害监测，及时发现可能存在的安全隐患，使相关人员及时采取预防措施，将地质灾害对煤矿和作业人员的影响降到最低。例如，在煤矿开采区设置地表移动变形监测站，通过监测充分了解和掌握该区域的地质结构及变形情况，从而获得相关数据并进行深入分析，预测是否会发生沉降，并及时采取相应措施。为了进一步保证监测和防控的有效性、准确性，也可采用GIS（地理信息系统），GPS（全球定位系统）等技术，以先进的技术设备和技术手段防治地质灾害。

结语

在实际采矿中，地质灾害严重影响了煤矿开采效率，严重制约了我国部分地区的发展。开采人员应该利用先进勘察技术对地质灾害进行预防，确保基本开采收益。在开采过程中，要以人为本，通过多种方式缓解开采与环境之间的矛盾，正确认知物探方法在媒采地质灾害勘测中的实际意义，以便于实现绿色矿山、安全矿山、高效矿山的最终目标。

参考文献

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