袁泽 邓超
江苏煤炭地质勘探三队 213003
摘要:我国西北煤炭生产地区内资源量丰富,但地下开采往往会造成地表生态系统不同程度的损害。尤其对于有地表河流分布地区,井下采煤形成的地表塌陷、地裂缝等可能造成区内流域的变化,影响自然环境和居民正常生活。为此,在确保煤炭资源合理开采和矿井安全生产的同时,还必须兼顾生态环境和地表水资源保护的协调发展理念。基于此,本篇文章对矿区煤炭资源的开采强度对地质灾害的影响进行研究,以供参考。
关键词:矿区煤炭资源;开采强度;地质灾害;影响
引言
经济的快速发展,对资源需求增加,对于煤矿产业来讲,其开采质量决定了经济发展程度,随着整体社会需求的加大,必须要提高开采技术能力,这样,才能形成良好的生产力,达到快速开采目标,从技术角度看,当前的开采创新能力越来越强,已经形成了自动化控制,在技术发展衍生程中,也出现了诸多采矿新技术,有力支撑了开采工程发展,极大提升了煤矿开采效率。从当前的状况看,现阶段我国煤矿采矿技术越来越丰富,深层井采矿技术、硬顶开采技术、填充开采技术、倾斜厚层开采技术、倾斜薄层开采技术及智能开采技术等均已经得到实证,在实际开采工作中发挥着重要的作用,随着技术在煤矿采矿中广泛应用,其作用更加显著,增强了开采的质量,保证了开采操作的安全,提高了煤矿开采效率,进一步加大了矿区煤炭资源的开采强度。只有全面掌握这些采矿技术,才能实现安全生产的目标,促进我国煤矿行业可持续发展。采矿工程主要是固体矿藏开采,通过科学的开采,满足各行各业需要,一般开采分为金属开采和非金属矿开采两种,非金属矿开采难度系数大,开过程中存在较多的不安定因素,煤炭就是其中最为主要的开采工程之一,而随着矿区煤炭资源开采强度的增大,伴随着带来的一系列地质灾害不容忽视,只有不断创新技术能力,才能在保开采的同时,避免出现资源浪费,维护国家经济社会发展。
1地层构造与多场多相分布探测与分析特征方面
利用钻孔窥视、钻孔无线电波透视、钻孔测斜、孔深探测、开孔定向和随钻测量等新型地球物理探测技术,以竖直探测和水平探测联合探测与分析,如利用以光纤类、钻孔组合式监测仪、常规应变计(振弦式、电阻式)等监测方法监测应力应变场;以声发射、微地震法、槽波地震构造探测法、弹性波法、地质雷达、电法(高密度电法、网络并行电法)、无线电造像(RIM)测量法、电磁场法(横向电磁场TEM、大地电磁法MT、音频大地电磁法AMT、可控源声频大地电磁测深CSAMT)监测地质地球物理场;以分布式光纤测试、红外温度传感等监测方法监测温度场;以地面瞬变电磁、高密度电法、频率测深、CSAMT、磁偶源频率测深和钻孔无线电波透视等技术探测矿水层的富水性和充水通道水力性质,同时联合单孔、多孔、群孔形式的井检孔稳定与非稳定流抽(放)水试验、示踪联通试验及二者联合试验、脉冲干扰试验等,形成多手段、多尺度的矿井水文地质模型和参数确定的技术体系,从而实现矿井赋存地层渗流场的精准超前探测;以及光-电联合、震-电联合、重-磁联合等监测方法实现复合多场的耦合特征的监测,从而能够探明矿井工程赋存地层区域断层、褶皱、节理等地质构造的产状、几何形态、结构面等特征,以及矿井工程赋存地层中的直接充水的裂隙承压含水层、间接充水的冲积层水和奥陶系岩溶裂隙含水的分布规律、含水量特征和矿井水文地质类型划分;采用块段指数法、数理统计综合评价法、模糊数学法和数学力学法等,对断层和地层断裂强度进行量化分析。
基于刚度理论、能量理论和失稳理论等经典理论和适应深部“极限”条件的新理论,研究地层重力、构造压力、水压力、温度压力、气体压力等长期静力荷载和天体撞击、地球运转、潮汐、地震、采矿、战争等冲击动力作用下矿井工程赋存地层区域空间结构、空间尺度以及应力场与能量的时空演化规律,提出空间结构理论、地质动力学和多尺度建模数值分析技术相结合的研究方法,研判构造活动对矿井工程的影响机制;研究矿井建设过程中水文地质的演变规律、重点水害的类型、防治难易程度等特征,进一步匹配深部层建井工艺性能及其工艺适应性。
2地质灾害原因分析
(1)水害事故发生:由于煤矿在生产过程中对开采区域水文地质资料掌握不够,或在明确水文地质条件下,未采取合理有效防治水技术措施,如未设置放水闸门、未设置防隔水煤柱或者探放水施工设计不到位等,从而导致生产期间发生水害事故。(2)瓦斯爆炸:由于煤矿井下通风系统紊乱,通设施老化等不能满足煤矿生产需求,随着煤矿不断开拓延伸,矿井采掘工作面数量增加,从而造成工作面不足现象,风流无法排除瓦斯,导致工作面瓦斯积聚现象,当瓦斯积聚浓度达5%~16%时会发生瓦斯爆炸事故。(3)顶板垮落:由于工作面采掘工作中在过地质构造如断层、陷落柱等,未及时采取合理有效的围岩控制措施,造成构造带处支护不足现象,受构造应力及回采应力影响,出现顶板垮落事故。(4)滑坡、泥石流:由于煤矿开采过程中煤矸石堆积地表,以及矿井内污水排至地面,导致矿区地表生态植被破坏严重,当出现雨季时矿区地表蓄水能力差,造成滑坡、泥石流等事故发生。
3对策
3.1防治私挖乱采现象
(1)根据之前发生的地质灾害分析可以发现地质灾害都具有不科学、不合理开采等共性,这些都是造成地质灾害发生的根本原因。为了避免私挖乱采现象的发生,相关工作人员要制定规范有效的防治措施,安排工作人员严密排查私挖乱采现象,并对各个矿井的开采过程进行巡查,并用制度及措施去规范矿井的开采作业。(2)为了全面了解矿井的地质构造,需安排专业的技术人员对矿井区域那个地质构造进行分析。首先要分析矿井开采的安全性,其次要结合矿井周围的地质环境,分析推测最容易发生的地质灾害,并根据分析结果制定出相应的措施,同时要对井下工作面的开采方式进行规范,确保能够有效预防矿井地质灾害。
3.2倾斜厚层开采技术
倾斜厚层开采技术是一次性的技术,要使用过程中需要根据环境条件进行选择,主要针对缓倾斜厚煤层区域,能够在实际操作过程中,加强支架结构强度,这样,能够提高局部的强度,避免出现滑倒、顶梁焊接缝开裂及四连杆变形等安全问题,在实际使用过程中,这项技术发挥了重要的作用,能够很好地保护千斤顶进行正常作业,避免出现设备损坏。
结束语
煤矿企业在生产过程中只有采取合理有效的预防措施,防止煤矿重大地质灾害事故发生,只有这样才能保证煤矿安全高效生产,避免煤矿重大经济损失以及人员伤亡事故,确保煤矿可持续发展。
参考文献
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