煤矿地质灾害与防治措施

煤矿地质灾害与防治措施

摘要:近年来,生产技术的进步虽然推动了煤矿的转型发展,带动了煤矿企业的产业结构升级与优化,但是,煤矿生产中依旧面临着一系列的问题,比如,各类地质灾害的频繁发生不仅影响了正常的生产活动,也使煤矿企业蒙受了巨大的损失。因此,新时期煤矿企业的发展中,地质灾害的防治逐步成为煤矿工作的重点。基于此,本文分析了煤矿生产中地质灾害的主要类型,并提出了相应的防治措施,有利于将煤矿地质灾害的损失降至最小,实现煤矿的正常生产。

关键词:煤矿;地质灾害;防治措施

当前,工业化与城市化进程的加快,使得煤炭的需求量逐年增加,虽然各种新能源逐步被应用于各个领域,但是,煤炭在一些行业依旧具有不可替代性。为满足煤炭使用需求,各个煤矿的生产规模逐步扩大,但是,生产过程中灾害事故的发生影响了正常的生产活动。地质灾害是煤矿灾害的主要类型,其发生与自然因素、生产因素等有着紧密的关系,各个煤矿要提高生产效率,必须要在生产过程中加强地质灾害的预防,针对各类不同的灾害,采取有针对性的防治手段。

1煤矿地质灾害的特点

(1)群发性。煤矿生产过程中,地质灾害的群发性明显,这种群发性主要体现在煤矿各种地质灾害的出现并不具有独立性,其发生必然伴随着一系列的连锁反应。在煤矿生产过程中,常常会存在不合理的资源开发现象,使得开采过程中顶板灾害、塌陷事故频发。某一种特定灾害的发生并不是独立发生的,在一定的时间段内往往会形成灾害群,比如,煤矿塌陷现象的发生将伴随着顶板事故、煤矿充水情况,使得塌陷事故的影响范围增大。(2)区域性。地质灾害的发生并不是某一特定因素作用的结果,其往往具有多因素性。我国煤矿分布相对分散,在不同区域内的同一种地质灾害甚至表现出不同情况,甚至发生条件也有所差异,因此,煤矿地质灾害的区域性特征明显。比如,在石灰岩分布较多的区域内,煤矿生产中的水灾发生概率较高。此外,一些煤矿地质灾害的发生还会受到自然地理条件、气候因素等的影响。(3)不可避免性。煤矿地质灾害的发生往往难以避免,因此,各个煤矿要提高其生产效率,实现可持续发展,只有加强预防与控制,来实现地质灾害损失的控制,将灾害损失降至最小。煤矿地质灾害的发生呈现出一定的规律性,地质构造、岩层组合等自然因素、人为生产因素等都是主要的因素,在生产过程中,需对各种诱发灾害的因素加以科学控制,才能够实现灾害损失的控制。

2煤矿地质灾害发生原因

(1)客观原因。从煤矿生产过程来看,其是不断进行岩石、地壳的肢解、挖掘过程,这种人为的挖掘活动会破坏原有地壳的平衡状态,当地壳在煤矿生产作业下处于不稳定状态以后,各种地质灾害发生的概率将大大增加。煤矿开采过程中,随着开采活动的进行,开采深度与区域逐步扩大,此时,煤层顶底板岩层就会随着开采活动发生稳定到不稳定的转变状态,当顶底板岩层受到巨大的岩石应力以后,会面临变形、地表沉降等威胁,最终会诱发一系列的地震灾害。此外,在煤矿矿井作业中,开采活动使得地下水水位发生明显的变化,甚至引发地层漏水等情况。(2)主观原因。煤矿地质灾害发生的主观原因主要体现在煤矿作业人员安全意识匮乏,在生产过程中存在技术应用不当、作业不规范行为等情况。煤矿生产部门在生产前没有针对煤层的分布特性,详细勘察作业现场的地质地形情况,缺乏主动的地质灾害预防意识,再加上不合理的开发与生产行为,极易诱发各种的地质灾害。

3煤矿地质灾害的类型

(1)山体滑坡与塌陷。在煤矿生产过程中,当人们对煤层加以开采与利用以后,会在作业区域形成较多的采空区,这些采空区的承载力相对较小,甚至一些采空区存在严重的积水情况,在一定的条件下,在这些采空区域内极易发生山体滑坡与塌陷问题。而山体滑坡与塌陷的发生将伴随着煤矸石渣场拦堤被冲毁的威胁,不仅影响后续的煤炭资源开采,还导致区域内原有的地质地貌被改变,打破了区域内的自然生态平衡。在一些煤矿的开采作业中,由于煤层分布的特殊性,在开采过程中往往会应用爆破技术,爆破作用力将引发岩石的稳定性降低,导致山体滑坡加剧,大量矿渣会随着坡地不断推进,对周边人们构成了较大的安全威胁,煤矿承担了一定的经济与社会损失。(2)地面沉降与塌陷。煤炭资源的开采过程中,往往需要进行煤层区域内部分岩石的破碎处理,当破碎带形成以后,将会对煤层周边岩石的初始应力场产生一定的干扰,因此,与其他地区相比较,岩石破碎带更易发生地面沉降与塌陷现象,影响了正常的煤矿开采作业。随着煤层开采深度的加大,采空区范围逐步扩大,再加上开采区域内的山体坡度较大,降落漏斗的行程使得在采空区上方存在沉降与塌陷威胁。(3)煤与瓦斯突出。在不同的煤矿开采区域内,常常存在着地质构造的较大差异,瓦斯浓度是煤矿开采作业中需要关注的重点指标,如果矿井内的瓦斯浓度超过了安全的范围,将极易诱发煤矿的瓦斯事故。煤矿矿井中,瓦斯含量都有所差异,如果区域内的岩层结构相对封闭,将会导致煤矿生产中瓦斯的大量聚集,产生瓦斯突出情况。相比较而言,张性断裂岩层结构更有利于瓦斯的快速排放,将矿井内的瓦斯含量控制在安全、合理的范围内。一旦矿井内的瓦斯浓度过高,将增大火灾与瓦斯爆炸等事故的发生。

4煤矿地质灾害的防治措施

(1)检测预警建设。煤矿地质灾害对煤矿造成了巨大的经济损失,因此,在当前信息技术快速发展过程中,各个煤矿都需要加强对地质灾害预警系统的建设,在煤矿生产中,发挥灾害预警系统的指导作用,严格控制地质灾害损失。煤矿灾害预警系统的建设上,最为关键的是要加大技术、资金、设备与人力投入,使得灾害预警系统能够具有较高的可靠性与灵活性。灾害预警系统在投入使用以后,能够实时监测煤矿的生产情况,第一时间灾害信息,使得煤矿生产人员能够根据其预警信息,采取必要的灾害预防措施。此外,灾害预警系统的运行过程中,还需要对各类的地质灾害情况加以收集,为灾害处理提供可靠的参考。大型煤矿企业需逐步加强在应急处理机制的建设,当预警系统灾情信息以后,要应急处理机制要立即响应,快速进行灾害的处理。(2)加强员工对灾害的认识。煤矿地质灾害的发生很多时候是人为不合理的开发活动所引起的,因此,要从根本上实现地质灾害的防治,各个煤矿企业需要在日常的工作中加强内部员工对灾害的正确认识,加强对员工的培训,尤其是要向员工宣传地质灾害对煤矿企业、自身造成的不利影响,提高煤矿企业所有员工的灾害预防意识,保障全员都具有防灾意识。对煤矿员工的培训需要从专业能力、责任意识与心理能力方面来进行,当在生产中遇到重大地质灾害时,员工能够保持镇定,应用自身所掌握的专业防灾知识,快速进行相应的处理。(3)对煤矿进行合理开采。煤矿生产活动本身就具有极高的安全风险,而不合理的开采活动将会诱发严重的地质灾害,因此,针对此类问题,各个煤矿企业在生产与开采方案的制定上,必须以国家相关的法律法规为前提,并要制定有针对性的安全开采策略,使得在开采活动中,相关的人员能够严格执行。在开采作业开始之前,专业人员需首先对开采区域实施科学化分析,尤其是要掌握现场的地质地形结构。在开采区域的选择上,要尽量避开人流密集、岩石不稳定区域。开采过程中,相关人员要始终坚持安全开采的原则,在保护原有地质环境的基础上,实现安全开采,实时关注地质结构的变化,如果存在异常情况,要及时采取必要的预防措施。(4)加强对煤矿生态环境的保护。近年来,煤矿行业越来越关注可持续发展,为了最大程度上降低地质灾害的发生概率,各个煤矿企业在开采的过程中需要加强开采区域内生态环境的保护。针对废弃煤矿,当地政府要采取必要的治理方式,最大程度上恢复该废弃煤矿区域内的生态环境,比如,可以通过植被恢复、耕地恢复等来实现。(5)完善通风系统,降低事故发生。煤矿生产系统内,通风系统是其中的重要组成,先进的通风系统能够在煤矿开采过程中实现瓦斯浓度的监测,有效将瓦斯含量控制在相对安全的范围内。通风系统建设需应用先进的技术,实现相关部门信息的共享,当在开采过程中某一系统出现异常情况时,其他系统依旧可以获得相应的信息,实现瓦斯预防与控制。

5结语

煤矿生产中,地质灾害是制约煤矿正常生产的重要因素,因此,煤矿企业要实现可持续发展,必须要加强地质灾害的预防与控制。由于地质灾害的发生具有不可避免性与突发性,只有通过灾害防治,才能够减小灾害影响范围与灾害损失,地质灾害防治将是煤矿企业长期需要重视的问题。

参考文献:

[1]范志斌.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(04):144~145.

作者:唐斌斌 单位:霍州煤电集团金能煤业有限公司