煤矿地质灾害特征及预测方法周波

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月4期   作者:周波
[导读] 煤矿企业要实现可持续发展,必须具备地质保障、安全保障和生态环境保障

         摘要:煤矿企业要实现可持续发展,必须具备地质保障、安全保障和生态环境保障,煤矿地质灾害是对煤矿安全生产、环境保护的严重挑战。煤矿开采引发的地质灾害数量和经济损失远大于金属和非金属矿山,煤矿面临严峻的地质灾害防治形势,加强煤矿地质灾害规律研究和防治对策研究凸显重要。
关键词:煤矿地质;地质灾害;预测方法
一、煤矿地质灾害主要特征
         1.1群发性
         在煤矿开采环节,既有的地质环境会受到一定的破坏,煤矿地质灾害正是因地质环境被破坏而形成的反馈。值得关注的是煤矿地质灾害的群发性特点较显著,某一时段或某个区域会集中发生灾害,如煤层自然灾害可能会在群发效应的影响下引发更多、更大的灾害。
         1.2衍生性
         地质灾害往往不是一次性就结束的,它的发生会衍生出很多其他自然灾害,从而给周围环境造成二次伤害。在煤矿开采中,产生一种地质灾害时,会引起安全事故,此外,它会使地质结构不稳定,造成塌方,从而影响周围农田、地表建筑物,可能会因为多重灾害影响而坍塌。同时,地表水文地质环境也会遭到破坏。
         1.3持续时间多样性
         土地盐渍化、采煤塌陷等煤矿地质灾害一般会持续较长时间,有较强的渐发性。顶板灾害、瓦斯爆炸等煤矿地质灾害一般具有突发性的特征,尽管发生灾害的时间较短,灾害强度却较高,所以形成的破坏极大。这些多样性的煤矿地质灾害持续时间说明类型不同灾害的特点不同、发生时间也不同。
         1.4不可避免但可防御
         在开采煤矿时,因为对地质结构长期的破坏,使地质灾害是无可避免的。由于科学技术的限制,不能有效避免这些灾害的发生,但非突发性的地质灾害在发生之前是有规律可循的,因此可以利用科学技术对其进行预防,以减轻地质灾害造成的损失。
二、煤矿地质灾害应对工作的重要意义
         就目前的情况而言,总体上我国煤炭资源储蓄量、年产量比较大,但是在进行煤矿开采阶段,由于机械设备和技术手段的限制影响,导致整个煤矿地质开采行业的管理体制与制度出现了一定的缺陷和不足,影响了煤矿开采效率。随着经济的发展,对煤炭的需求量不断增加,为了加大煤矿开采效率,部分煤矿企业忽视了地质灾害预测和管理的重要性,从而导致地质灾害的发生率增高,对井下工作人员和周围居民的人身安全造成较大威胁。如此一来,就需要相关的工作人员结合煤矿开采的实际情况,来制定一套系统、完善的解决措施,强化一个更为高效安全的生产环境。
三、煤矿地质灾害特征及诱因分析
         3.1地面沉降与塌陷
         地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中,地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场,使采空区的岩石发生破碎、冒落乃至地表发生位移。另外。采空区不断扩展和大量抽排地下水,造成采空区和影响区的地下水重新分布、水力坡加大,形成大面积的降落漏斗,相应出现地表的沉陷。如牛马司、短陂桥煤田内,由于采掘引起地面不均匀沉降,使水田无法排水、房屋墙体开裂、地基塌落陷洞。近年来,在国有煤矿区,出现密布的小煤窑,特别是回采“保安煤柱”矿区。地面沉降更为明显和突出,其后果是:①加重了煤矿地质灾害的灾度;②出现了采掘影响叠加区,使采掘赔偿问题复杂化,以致酿成矛盾和纠纷。
         3.2煤矿在闭坑后采场潜在的灾害特征
         由于矿山灾害治理的短效性及不可预见因素的存在,故矿山闭坑后必然会留下灾害隐患。露天采场闭坑后留下的潜在灾害类型主要有滑坡、崩塌,这是由于露采后留下了高边坡,虽然在坑底进行了一定的废石回填,但留下高边坡仍是不可避免的,特别是露采很深的情况下更是如此,这样的边坡在后期诱发因素的作用下很可能再次发生灾害。

地下采场闭坑后留下的潜在灾害类型有地面塌陷、地面沉降、地裂缝等,甚至也有因地面变形而诱发的山体开裂,继而发生崩塌、滑坡等地质灾害。这些灾害的发生往往具有滞后性,即在开采期间不发生或发生得不彻底,尚未达到稳定状态,待闭坑后一段时间内继续发生或在特定的条件下突然发生。以上灾害一旦发生,如果采场内已经进行了土地复垦,则复垦好的土地就可能因灾害的发生而再次破坏甚至废弃,造成本不应有的损失。
四、煤矿地质灾害的防治措施
         4.1加大灾害宣传和教育力度
         作为中国主要的能源,煤矿开采是必然的,为了保护采矿区的生态环境,减少地质灾害,国家相关部门有必要加强对煤矿开采的管理。并针对地质灾害采取预防措施。要加大灾害宣传和教育力度,通过多种渠道、多种手段,对地质灾害的相关知识和危害进行大力宣传。同时,相关部门要持续不断的对灾情进行研究,以便能找到更好的预防措施,研发出新技术,引导全民防灾,在地质灾害发生时,使处于灾害中心或周围的人们有能力自救,减轻人员伤亡率和其他损失。
         4.2建立健全地质灾害预警系统
         除了突发性的地质灾害,如瓦斯爆炸,其他种类的地质灾害都是经过长期的地质破坏而发生的,在发生前期是有规律可循的。因此,为了防治地质灾害,国家相关部门应建立健全地质灾害预警系统。技术部门对开采区的地质进行定期勘测,勘察其结构是否稳定,结合矿区实际情况及经验,对即将出现的地质灾害进行合理预测,并采取有关防御措施,将这些内容及时传播给矿区相关人员及周围居民,使他们做好地质灾害防范工作,以减少人员伤亡和经济损失。地质灾害预警系统在地质灾害防治工作中占据重要作用,需要时刻对地质进行监督,并在一定期限内进行地质结构勘测,要分析勘测数据,以准确判断结果,这项工作具有艰苦性和长期性及技术性,所以对于相关操作人员的要求很严格。
         4.3在实践中改进煤矿开采技术
         国家先后颁布实施《环境保护法》、《矿产资源法》,使规范煤矿从业人员的行为获得法律依据。煤矿企业必须严格遵守法律法规,依据规定的标准组织煤炭生产活动,杜绝为了经济利益而出现不顾安全、破坏环境的行为。煤矿企业要重视落实预防并治理煤矿地质灾害的工作,合理评估煤矿的承受能力,明确煤炭开采活动影响地质环境的程度,严格遵守绿色开采可持续发展这一基本原则,科学制定开采目标,不能为了眼前利益而开采过度,尽最大努力降低对地质环境的消极影响。由于在煤矿开采的实践中会受到各种条件的局限,同时面临诸多不确定的因素,目前还无法杜绝煤矿地质灾害的发生,但煤矿企业应从改进技术的角度预防发生煤矿地质灾害,尽可能降低事故发生率。如在煤矿开采时,为预防地质灾害的发生,应优先采取能降低灾害发生率的技术装备、矿井开拓形式以及先进的开采方法。
         4.4因地制宜开展综合防治
         地质灾害造成的原因不同、种类不同、持续时间不同,造成的危害也不同,所以要根据矿区的实际情况,因地制宜,对矿区开展综合防治。可以结合当地地质灾害发生的规律,采取相关的工程措施对地质灾害进行有效防范,建造营林工程,改善地质环境,减少矿区水土流失、泥石流等灾害的发生。此外,在易发生灾害的地区建设救援队伍,能及时对人员进行抢救。
结语:
         总之,煤矿地质灾害对煤矿的开采生产、效益以及安全等都有着很大的威胁,为了确保煤矿开采的安全,保护地质环境,就需要对煤矿地质灾害的特征与预测方法进行深入的研究。煤矿地质灾害特征有很多,主要包括山体滑坡地质灾害的特征、地面沉降地质灾害的特征、瓦斯突出地质灾害的特征、矿井突水地质灾害的特征以及矿井闭坑之后存在的地质灾害特征。
参考文献:
         [1]孙发东.浅析煤矿地质工作在煤矿生产中的作用[J].黑龙江科技信息,2017,15.
         [2]郑颖平,赵志根.浅析煤矿地质灾害的经济评价[J].西部探矿工程,2017,18.
         [3]董来启,李峰,武艳丽,张玲.煤矿地质灾害特征及防治措施的探讨[J].科教文汇(下旬刊),2017(4):192-193.
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