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煤矿地质灾害诱因及预防措施

万伟杰
  
安家(建筑与工程)
2021年27期
山东省第一地质矿产勘查院 250014

摘要:随着经济的快速发展,煤炭开采在能源供给中的地位也愈加重要。随着我国煤矿生产技术水平的提高,煤矿开采程度不断延伸加大,有些煤矿企业在管理和生产过程中存在较大的安全问题,例如对安全问题的认识不够、对安全问题的经费投入不足等等,导致我国煤矿地质灾害频繁发生。基于此,以下对煤矿地质灾害诱因及预防措施进行了探讨,以供参考。

关键词:煤矿地质灾害;诱因;预防措施

引言

当前煤矿开采一般是在地下进行的,煤矿开采过程中会对原有地质体的平衡造成破坏,容易造成开采过程中的地质灾害问题。对于煤矿地质灾害问题,发生地质灾害后不仅会给煤矿企业造成经济损失,更严重的还会导致重大的人员伤亡,给社会带来非常严重的影响。当前社会开始重视煤矿地质灾害治理工作,通过了解煤矿地质灾害特征,制订对应的防治措施,保证煤矿地质工作顺利开展。

1煤矿地质灾害的特性分析

1.1破坏力强

很多煤矿地质灾害发生时,都有着较强的破坏力,严重威胁矿井的安全生产。在发生煤与瓦斯突出事故时,大量瓦斯会突然涌入巷道,极大地增加了瓦斯爆炸的风险。若这些瓦斯遇到明火,则很容易造成巨大的破坏力。一方面瓦斯爆炸时产生的高温高压气体会对巷道造成严重的破坏,另一方面瓦斯爆炸时会产生大量的有毒有害气体,直接威胁工人的生命安全。随着中国煤矿进入深部开采时代,发生煤与瓦斯突出的可能性会大大增加。进入深部开采以后,若煤矿发生突水事故,则会造成严重的人员伤亡。由于开采比较深,短时间内很难打通救援通道。更重要的是,很难在短时间内排完矿井内的积水。鉴于这几方面的原因,深矿井发生水灾后危害极大。

1.2瓦斯突出灾害特征分析

煤在形成过程中会产生瓦斯,虽然大部分瓦斯已经释放了,但是还会残留一部分。在煤层开采时,煤层中的瓦斯会大量释放,进入到巷道中。瓦斯的成分比较复杂,突然间释放会引发严重的灾害,常见的有瓦斯突出。在瓦斯突出时,若突出的是CO2,则会导致空气中的O2浓度降低,容易引起人的窒息;若突出的是煤和CH4,也就是煤与瓦斯突出,则很可能引发严重的瓦斯爆炸灾害。在发生煤与瓦斯突出时,巷道内粉尘的浓度和瓦斯的浓度都会急剧增加,一旦遇到明火,就很容易诱发煤矿瓦斯爆炸。由于中国煤层的瓦斯多以吸附态存在,在开采造成煤炭破碎时会突然释放,容易引发巷道内的瓦斯超限。

1.3发生机理不明确

煤矿灾害另一个显著的特点就是发生机理尚不明确。很多学者虽然尝试了对各种地质灾害的机理进行分析,但是没有得出统一的认识。对于煤与瓦斯突出地质灾害就已有了十几种假说,但是每一种假说只能解释特定的突出现象。煤矿冲击地压也面临着同样的状况。虽然对于煤矿突水已经有了较为统一的认识,但是并没有找到一种合适的理论来对其进行较好的解释。煤矿地质灾害发生机理不明确的主要原因有两方面:a)煤矿地质条件具有不确定性;b)煤矿开采条件对地质灾害的发生起着一定的诱导作用。

2煤矿地质灾害诱因

煤矿地质灾害成因很多,但大体上可以分为两个方面:从主观方面来看,煤矿企业管理失当,地方和煤矿企业片面重视经济效益,违规开采是导致煤矿地质灾害的主要成因;从客观方面来看,煤矿开采过程中,由于地壳结构受到破坏,导致地壳物质失稳,进而形成地质灾害。但实际上煤矿地质灾害的发生也是多种因素共同影响、共同作用的结果。一般来说,虽然煤矿开采之前会首先进行地质勘测工作,但仍然无法做到对地质灾害的全部预防。总结起来,煤矿地质灾害的诱因有以下三种:第一,地面塌陷。在煤矿开采的过程中,地层当中蕴藏的煤炭被开采出来,这样就会让矿体周围的原始应力受到破坏,地层平衡被打破,导致地表连续运动,出现地面塌陷,为煤矿地面塌陷坑;第二,滑坡。煤炭开采的过程中,很多废石被挖出之后直接在地表堆积,从而导致斜坡无法保持平衡,严重时甚至会导致山体滑坡;第三,突水。突水是煤矿地质灾害中较为常见的一种,其原因大多是在煤矿生产过程中,由于地下水位不合理变化而导致。

3煤矿地质灾害防治措施

3.1准确掌握采区水文地质条件

煤矿在生产前应详细掌握采区内水文地质条件,可采用钻探、物探等技术手段对断层、陷落柱等地质构造布置区域及产状,采空区积水、老空积水分布范围等进行准确探测,从而为后期采掘工作面开采设计提供准确地质依据,保证采掘施工安全顺利开展。

3.2强化井下地下水疏导管理

煤矿开采之前,第一,要采用相关勘探手段进行勘探,掌握工作区域地下水的实际情况,包括分布区域、水量大小、涌水通道、充水水源等等,只有掌握这些地下水文地质资料,才能为后期开采设计提供足够详细的数据支持;第二,井下施工过程中要采用超前钻探技术手段,对开采之前地下水的实际情况进行验证,各个环节的技术要求必须符合设计要求,从而提高煤矿防治水工作效率;第三,矿井排水设施的及时检修和有效维护在提高煤矿防治水工作过程中具有举足轻重的作用,因此每年雨季前必须对矿井排水设施进行及时有效的检修维护,强化井下地下水疏导管理。

3.3完善矿区生态恢复制度

由于矿井在开采后会对后期的生态环境造成较长时间的破坏,尽管我国现在已经采取了相应的措施在生产中避免对地质造成的破坏,但这些措施未能设计到后期的生态恢复。因此迫切需要国家制定相应的制度对废旧矿业进行生态重建,从非生物成分的功能入手,通过恢复植被、动物群落及微生物群落开始,逐步恢复废旧矿井的生态系统。我国目前对废旧矿井的恢复还处于初始阶段。

3.4加大井下顶板安全管理力度

在井下采掘工作面施工前要进行充分的准备工作,首先,技术人员要充分分析巷道掘进区域可能存在的危险地质构造,并详细掌握顶板岩性的实际情况,尤其在顶板岩石的岩性发生变化的区域,在岩性弱的一侧要采取加强支护措施。同时,在施工过程当中,要及时监测围岩的变形等情况,保证井下顶板安全管理。因此,井下采掘工作面在经过岩性变化、应力变化、地质构造区、煤岩顶破碎区等不利区域时,要及时检测井下顶板岩性情况,依据井下顶板岩性情况采取合适的支护措施。

3.5升级开采装备强化开采技术

与发达国家相比,中国在煤矿开采装备和技术方面还有一定的进步空间,伴随近年来综合国力的持续增强,中国在技术和装备方面与发达国家的差距正在逐渐缩小。煤矿企业应结合自身实际情况,借鉴发达国家的矿产开采经验。同时,中国的煤矿企业也要加大在设备和技术方面的投入力度,做到与时俱进,通过对新设备和新技术的引进,提升煤矿开采工作效率和安全性。例如:通过应用现代化探测技术,对煤矿开采区的地质结构进行准确判断,及时发现潜在风险,并采用适宜的防护措施和开采技术,进而有效提升开采过程的安全性,防止煤矿地质灾害发生。

结束语

由于我国煤矿分布范围广、数量多且规模多样化,各煤矿在开采过程中会产生不同类型的地质灾害,给矿区生命财产带来重要影响,制约着煤矿安全高效生产,所以煤矿企业在追求利益的同时,必须采取合理有效的技术手段预防地质灾害事故发生,进一步提高职工思想意识,合理进行煤矿开采设计,严禁越层越界超负荷生产,只有这样才能杜绝煤矿地质灾害事故发生,保证煤矿生产财产安全。

参考文献

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