煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害研究

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摘要：在煤礦的開采中，因為其礦山地質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和水文條件以及在煤礦開采中開采的方式等因素，都會導(dǎo)致工程地質(zhì)條件發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)礦山工程地質(zhì)的災(zāi)害。為了有效地避免工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生或者降低地質(zhì)災(zāi)害的危害性，需要采取相應(yīng)的措施。基于此，本文針對煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因以及災(zāi)害鏈進(jìn)行了相應(yīng)的分析，最后對煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害的減災(zāi)對策進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；工程地質(zhì)；災(zāi)害；減災(zāi)對策

引言

在煤礦開采中，很多礦山的資源都會出現(xiàn)過度開采的情況，在這種情況下導(dǎo)致工程地質(zhì)災(zāi)害的情況頻頻發(fā)生，這不僅會影響到煤礦企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，還對開采人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。為了有效地防止煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，煤礦企業(yè)應(yīng)該深入地分析工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因，明確災(zāi)害鏈的概念，不斷地優(yōu)化和完善工程地質(zhì)減災(zāi)的對策，使得煤礦開采能夠有序的開展工作。

1.煤礦開采中產(chǎn)生工程地質(zhì)災(zāi)害的原因

在煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害情況有很多種，但是造成不同災(zāi)害表現(xiàn)的原因主要有三種類型。(1)礦體本身的原因在工程地質(zhì)災(zāi)害中會發(fā)生一些火災(zāi)類型的災(zāi)害，比如瓦斯爆炸、礦井火災(zāi)、地?zé)岬?，其中瓦斯爆炸的?zāi)害主要是因為礦體內(nèi)部的通風(fēng)效果差，開采環(huán)境惡劣，因此會導(dǎo)致礦井下邊的空氣中瓦斯大量的聚集，因此會引起瓦斯爆炸如圖1所示。此外由于有一部分煤體的碳化程度比較低，當(dāng)水分經(jīng)過慢慢的蒸發(fā)之后，就很容易出現(xiàn)自燃的情況，進(jìn)而引起礦井火災(zāi)的發(fā)生。其中瓦斯爆炸和礦井火災(zāi)會對采礦人員造成致命的傷害，嚴(yán)重危害到采礦生產(chǎn)人員的生命安全。這種類型的災(zāi)害中，會引起大量的人員傷亡，因此應(yīng)該重視這幾種災(zāi)害，并采取相應(yīng)的減災(zāi)對策。(2)巖體變形在煤礦的開采中工程地質(zhì)災(zāi)害類型還有采空區(qū)地面的塌陷以及坑內(nèi)巖爆等災(zāi)害類型，引起這方面災(zāi)害的主要原因是因為巖體的變形。其中采空區(qū)地面的塌陷災(zāi)害是因為礦柱的設(shè)置不科學(xué)或者在開采煤礦的過程中破壞了礦柱，使得框柱的支撐力降低，進(jìn)而造成地面的塌陷。地面塌陷會對道路、建筑以及耕地等地表上的資源造成嚴(yán)重的破壞如圖2所示，此類災(zāi)害的破壞力很強(qiáng)?？觾?nèi)巖爆災(zāi)害，是因為礦坑內(nèi)部的圍巖因為受到一些外力的作用，使得圍巖被嚴(yán)重的壓縮，當(dāng)開采中挖空一面之后會出現(xiàn)自由面，這時巖石會釋放自身的壓力，使巖體本身碎裂成小塊，并向礦內(nèi)進(jìn)行噴射，形成了巖爆災(zāi)害，這種災(zāi)害嚴(yán)重地影響煤礦開采的安全生產(chǎn)。(3)水位的改變?nèi)绻旱V開采中水位發(fā)生變化，會引起礦坑內(nèi)突水涌水的災(zāi)害，這種災(zāi)害具有較強(qiáng)的突發(fā)性，并且災(zāi)害的規(guī)模會很大，進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)害的后果也會比較嚴(yán)重。出現(xiàn)礦坑突水涌水災(zāi)害的主要原因是在煤礦開采中沒有正確地評估礦坑的涌水量，在實際的開采中破壞到整個透水?dāng)鄬?，使得大量的地下積水或者地面的水進(jìn)入到礦井內(nèi)部淹沒井巷，造成人員的傷亡。

2.災(zāi)害鏈概述

在煤礦開采的過程中，會使用到配套的工程設(shè)施，開采的周期一般比較長，而且人員集中性較強(qiáng)。隨著時間的推移，煤礦規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，煤礦的開采也會涉及到整個礦區(qū)。但是因為人為開采會導(dǎo)致礦區(qū)的工程地質(zhì)發(fā)生一些改變，因此這大大地提高了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率。在煤礦開采的過程中會出現(xiàn)一些不合理的開采活動，從煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害的情況進(jìn)行分析，可以知道人為的影響以及煤礦本身的地質(zhì)環(huán)境會對地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模以及類型和災(zāi)害的程度有著直接的影響。其中活動性的斷裂或者是地震對煤礦開采中工程地質(zhì)的影響是最大的。在煤礦開采的過程中，勢必會造成地表的塌陷（如圖3所示）以及對周圍的環(huán)境造成污染。在煤礦開采中還會改變地表的應(yīng)力，進(jìn)而造成水土流失或者滑坡以及崩塌等工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，這也不全是因為人為的原因，還有一部分原因是因為自然作用，在人為因素和自然因素的共同作用下，使得礦區(qū)地質(zhì)就形成了礦區(qū)地質(zhì)的災(zāi)害鏈。煤礦開采中發(fā)生工程地質(zhì)災(zāi)害使得礦區(qū)的發(fā)展成為了一個惡性的循環(huán)，嚴(yán)重的還會危害到地下礦井的開采和施工。在煤礦開采中，工程地質(zhì)災(zāi)害主要指的是在工程地質(zhì)的作用下，或者受到自然環(huán)境的影響導(dǎo)致礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境和開發(fā)環(huán)境不斷的惡化，還會引發(fā)各種工程地質(zhì)災(zāi)害，其中地質(zhì)災(zāi)害鏈指的是在煤礦開采中發(fā)生的一系列災(zāi)害事件的綜合名稱。這些工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，在時間或者空間上都有一定的制約關(guān)系，并且都是受到人為活動和自然環(huán)境的影響而導(dǎo)致的災(zāi)害的發(fā)生。從目前煤礦開采中工程地質(zhì)的災(zāi)害情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時間方面進(jìn)行深入的研究，會發(fā)現(xiàn)煤礦開采的過程中，各種工程地質(zhì)災(zāi)害的時間是相互制約并環(huán)環(huán)相扣的像鏈條狀的關(guān)系，因此在災(zāi)害發(fā)生的時候會出現(xiàn)重疊性以及滯后性和一致性等特點。每種工程地質(zhì)災(zāi)害是互相制約的，有時候因為空間和時間的原因?qū)е聻?zāi)害的程度越來越大，進(jìn)而破壞了整個煤礦開采的工程地質(zhì)環(huán)境。在煤礦開采中工程地質(zhì)的勘探工作對于災(zāi)害的類型以及災(zāi)害的程度和破壞力等方面，可以通過災(zāi)害鏈進(jìn)行相應(yīng)的分析，并進(jìn)行災(zāi)害的預(yù)測，通過研究工程地質(zhì)的災(zāi)害鏈可以預(yù)測出邊坡災(zāi)害誘發(fā)性地震災(zāi)害，水土流失（如圖4所示）等很多災(zāi)害的類型。因此災(zāi)害鏈在工程地質(zhì)的研究中有著重要的作用，災(zāi)害鏈的使用對煤礦開采中工程地質(zhì)的減災(zāi)有著重要的研究意義和價值。

3.地質(zhì)災(zāi)害工程地質(zhì)災(zāi)害的減災(zāi)對策

(1)優(yōu)化煤礦的通風(fēng)，有效地降低瓦斯的濃度在煤礦開采的過程中，進(jìn)行瓦斯?jié)舛鹊臋z測是開采過程中最基礎(chǔ)的工作內(nèi)容之一，通過檢測可以有效的保證礦井內(nèi)瓦斯的濃度是保持在安全的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，如果在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)瓦斯超標(biāo)的情況，就會及時地進(jìn)行報警，并采取科學(xué)的方式來有效地降低礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋M(jìn)而可以避免礦井內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸的事故。對于瓦斯爆炸事故災(zāi)害的預(yù)防應(yīng)該注重管理明火，對于開采人員的安全工作意識也應(yīng)該進(jìn)行提升，這樣可以有效地防止瓦斯爆炸災(zāi)害出現(xiàn)。礦井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)（如圖5所示）可以有效地增強(qiáng)礦井內(nèi)部的氧氣濃度，同時還可以降低礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，使得礦井內(nèi)的工作環(huán)境更加安全。因此應(yīng)該不斷地優(yōu)化和完善礦井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合實際的開采情況，并使用相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)備來保證礦井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，對于通風(fēng)系統(tǒng)也要做到定期的維護(hù)和檢修，可以有效地掌握通風(fēng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，進(jìn)而可以有效地避免礦井中瓦斯的濃度過高而發(fā)生瓦斯爆炸的災(zāi)害事故。

(2)對工程地質(zhì)的水文地質(zhì)進(jìn)行合理的評價在工程地質(zhì)勘測和設(shè)計的工作中，水文地質(zhì)會對整個煤礦開采的影響力很大，并且水文地質(zhì)的問題會影響到后期煤礦的安全開采，因此在工程地質(zhì)的勘測中應(yīng)該注重水文地質(zhì)的問題，并采取針對性的措施來應(yīng)對水文地質(zhì)問題，進(jìn)而使得煤礦開采能夠有序的開展。對于煤況建設(shè)的單位應(yīng)該結(jié)合實際的施工情況，不斷地完善水文地質(zhì)的評價制度，進(jìn)而可以對工程地質(zhì)的水文地質(zhì)進(jìn)行全面的綜合性勘察和分析，將水文地質(zhì)的問題劃分為不同的等級，這樣才能保證在煤礦開采中安全性。負(fù)責(zé)勘察水文地質(zhì)的人員應(yīng)該充分地掌握地下水的特征，并結(jié)合實際的情況進(jìn)行綜合的分析，進(jìn)而得出更全面的評價結(jié)果，有效降低煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

(3)增強(qiáng)工程地質(zhì)勘察人員的培訓(xùn)在煤礦開采中，工程地質(zhì)勘察工作非常的重要，勘察人員是直接的參與者，因此，勘察人員勘察的水平和勘查技術(shù)會直接影響到工程地質(zhì)勘察的效果和質(zhì)量，所以應(yīng)該不斷地強(qiáng)化工程勘察人員的專業(yè)勘察水平，加強(qiáng)對勘察人員的培訓(xùn)和教育，使得勘察人員能夠?qū)W習(xí)到更為先進(jìn)的勘察技術(shù)和知識，有效地提高工程地質(zhì)勘察的結(jié)果。同時除了培訓(xùn)之外，還應(yīng)該為勘察人員提供更多的進(jìn)修學(xué)習(xí)的機(jī)會，通過不同的培訓(xùn)教育方式來豐富勘察人員的工作經(jīng)驗，并提高勘察人員的職業(yè)素養(yǎng)。此外，還應(yīng)該對勘察人員的工作表現(xiàn)進(jìn)行全面的評價，使得勘察人員的工作更加的認(rèn)真和積極，工作效率和質(zhì)量也會更高，這會從很大程度上降低煤礦開采中工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4.結(jié)束語

在煤礦的開采中會發(fā)生很多類型的工程地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害嚴(yán)重的危害著采礦人員的生命安全，同時也會對煤礦企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此應(yīng)該注重在煤礦的開采中采取相應(yīng)的減災(zāi)措施，進(jìn)而降低災(zāi)害的發(fā)生率。

作者:李顯軍 單位:華陽集團(tuán)山西寧武榆樹坡煤業(yè)有限公司