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煤炭地质灾害特性分析及预防措施

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈冰

[导读] 摘要：在煤矿开采产业快速发展的过程中仍存在一定问题，煤矿多、分散且粗放的开采模式对煤炭开采地区的地质环境具有不良影响，导致较多煤炭资源浪费，对生态环境造成较大的破坏，严重影响地区煤炭开采经济可持续性发展。

        黑龙江省煤田地质一〇八勘探队黑龙江鸡西 158100
        摘要：在煤矿开采产业快速发展的过程中仍存在一定问题，煤矿多、分散且粗放的开采模式对煤炭开采地区的地质环境具有不良影响，导致较多煤炭资源浪费，对生态环境造成较大的破坏，严重影响地区煤炭开采经济可持续性发展。鉴于此，文章结合煤矿地质灾害特性及其预防措施方面展开论述。
        关键词：煤炭开采；地质灾害；预防措施
        引言
        经济的发展和科学技术的进步离不开矿产资源的开发与利用。煤矿的开采推动经济快速发展的同时也引起地质灾害的发生可能性。评价煤矿地质灾害可以预防和减少因煤矿建设引起的地质灾害。基于此，文章对煤矿地质灾害方面进行简要分析，提出相关预防措施。
        1煤矿地质灾害类型概述
        1.1矿区地面塌陷与地裂缝
        煤矿的开采量占我国矿山开采量的份额最大，造成的塌陷较为严重。因煤矿一般为地下开采，使得采空区上覆盖岩土体冒落或变形而在地表发生大面积变形并造成人员伤亡或财产损失的现象。
        1.1.1造成危害
        国土面貌和生态环境遭到严惩破坏，经济社会可持续发展受到很大制约。原本平整的土地变得坑坑洼洼。塌陷区边部形成地裂缝，水利设施、耕地、地下水系、通讯线路和交通道路均遭到破坏。耕地迅速减少，矿区群众的生产生受到严重威胁。随着采煤塌陷地面积的不断增加，人多地少的矛盾将更加突出，实现全市耕地总量动态平衡的任务更加艰巨。
        引发一系列社会问题，增加了不稳定因素。由于大面积的土地塌陷，造成大批农民失去了赖以生存的土地。新村选址、搬迁费用、经济补偿、人员安置引发了不少矛盾，农民与煤矿企业的纠纷不断。由此产生的矛盾和问题还会随之增多。
        1.1.2现阶段治理
        以不同地区不同情况进行不同的协调恢复与建设，分别以恢复耕地、新建鱼塘等方式与城市发展结合促进生态恢复。如恢复耕地为主，打造农业生态园区；新建鱼塘为主，形成鱼鸭混养、禽蛋加工、旅游观光综合开发利用的格局；结合城镇的建设发展，以营造建设用地为主，建成休闲娱乐聚集区，增加建设用地总量。
        1.2矿区荒漠化
        在开采煤矿同时会导致尾矿和煤矸石堆放等现象，存在废气、废水、废渣的产生。“三废”的产生导致周边环境质量下降，动植物发生枯萎和死亡现象，从而水土流失加剧，导致土地资源的丧失，从而荒漠化。
        1.2.1造成危害
        使可利用土地面积减少。荒漠化使耕地、草场、林地等可利用土地资源生产力丧失，沦为沙地；荒漠化造成森林锐减，天然植被大量死亡；土地在沙漠化过程中产生一系列沙尘物质，在风力作用下同时对环境发生严重污染。
        1.2.2现阶段治理
        增强环境意识，强化法律管理。在矿产开采和利用的同时，必须保护环境和自然资源，防止污染，加强对环境污染破坏行为的惩治；加强矿山开采前期的环境规划和环境影响评价。对矿山的排土场、尾矿库等设施，设计时要进行合理选址，尽量少占或不占耕地，充分利用荒地建设排土场、尾矿库，减少环境破坏，同时加强排土场、尾矿坝的泥石流灾害的发生；加强矿山“三废”的综合利用，逐步实现矿山尾矿、废石和矿坑废水的资源化。
        2煤炭地质灾害分析
        2.1过度开采引发地面沉陷
        煤炭资源开采对地质结构、水资源环境等造成影响大，其中存在着较多类型的地质灾害危险。一些煤矿企业在进行煤炭开采时，采用的是长臂采煤工艺，在这种采煤工艺下，矿区地面通常会覆盖较多的黄土，且松散度较高。同时地下煤炭资源在被开采的过程中，原有地应力平衡将遭到破坏。在地面压力增大，地下承载能力降低的双向作用下，矿区地下围岩层便可能出现下沉或开裂的现象，从而造成矿区地面出现沉降危害。

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        此外，在煤炭资源开采过程中，采用开采机械设备也将产生较大的机械振动，将对岩层的稳定性造成影响，使之出现一定程度的位移或变形，当变形量达到较大值时，便会引发局部陷坑或大面积地面沉陷，而且在此过程中地面出现裂缝等现象较为常见。
        2.2区域地下水位降低，地下水受污严重
        为有效确保煤炭资源开采过程中的安全性，在进行煤炭资源开采前，会对区域内的地下水资源进行勘测，将其中部分地下水抽出，降低局部区域地下水水位，避免矿井突水灾害发生。而在此抽水降低水位的过程中，造成大量水资源的浪费，且影响区域内地下水结构，使得岩层出现空洞，增大地面塌陷风险。在进行煤炭资源开采的过程中，所进行的一些人为活动，如：放炮工艺、开采废弃物堆放等，会对地下水造成污染。
        2.3山体滑坡灾害
        山体滑坡是较为常见的一种地质灾害类型，在进行煤炭开采作业时，会产生较多的煤矸石，一些企业在对其进行堆放时表现出较高的随意性，且为了降低煤矸石占据的地面面积，堆放的高度过高，在一定程度上加剧山体滑坡的风险。
        3煤矿地质灾害预防措施分析
        矿区的煤层上覆岩土层厚度均小于煤层安全开采深度时，当地下开采形成采空区后，在矿井地下开采影响范围内，引发矿区及其影响范围内地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流等新的地质灾害的可能性大。建议应有专人负责地质灾害的观测、预警，留心观察、调查周边地区的地质灾害的预防、发生、治理情况，建立资料库，为预防、治理地质灾害积累经验。
        3.1采取科学措施预防开采沉陷灾害
        地下水位降低、开采扰动过大等都可能引发开采区域出现沉陷的灾害，且造成的危害较大，属于煤炭开采引起地质灾害防控重点，在对之进行防控时主要应加强灾害预测分析，制定合适的开采方案，从而将存在的开采隐患降到最低。当通过预测分析出现风险预警时，及时采取结构加固措施，避免开采沉陷灾害发生。
        3.2防治矿井突水灾害
        综合考虑矿井突水灾害的高危害性，在煤炭开采过程中注意做好这方面的防治工作。煤炭企业在进行开采施工前，应对矿区的地质结构进行全面准确的勘测，有效掌握岩层分布结构、地下水分布情况等信息，然后根据勘测信息绘制对应的开采作业图纸，要求开采作业严格按照图纸进行。尤其是其中的岩层断裂带应做好标记，且在该位置处进行开采作业时加强监管和现场勘测，及时发现异常状况。
        3.3监测地下水动态，科学应用地下水资源
        地下水具有较高的变化性，其水位受区域内降水量、使用量的影响。在进行煤炭开采过程中，为确保开采安全性，提升企业经济效益，应注意针对矿区周边地下水动态变化展开监测，科学规划区域内地下水资源。做好地下水动态监测工作，给予煤炭开采可靠的信息支持，从而降低地下水变化对煤炭开采带来的不良影响。
        此外，如果煤炭开采区域属于富水性不平衡且岩溶水埋深较大的区域，可以采用回风竖井的方式来进行排水，且注意对排出地下水的回收利用。而如果区域范围内地下水较难改造完成，则应尽可能避开该区域，以降低开采过程中地质灾害发生概率。
        4结语
        总之，煤矿地质灾害的预测能够减少经济损失与人员伤亡，对灾害的提前防护工作是煤矿开采前的重要工作之一。需要采用多理论的评价和实时当地评价，进而更准确的对煤矿地质灾害问题进行有效的处理。
        参考文献
        [1]陈迎辉.岩土工程地质灾害成因及防治技术探析[J].硅谷，2015，03：145-146.
        [2]高成虎.榆神矿区某煤矿条带开采引发地面塌陷变形程度简析[J].能源研究与管理,2019（02）:70-73.
        [3]杜学辉.煤矿建设对地下水资源的影响及水文地质灾害防范探究[J].科技创新与应用,2019（30）:59-60.
        [4]刘金阳.煤炭开采引发的地质灾害及治理关键要素探究[J].中国标准化,2019（18）.
        作者简介
        陈冰，生于1990年，本科学历，助理工程师，研究方向：地质。