發布時間:2022-07-17 09:26:10
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦地質災害特征及防治措施,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【摘 要】近些年隨著國家經濟的發展,煤炭工業也取得了長足的進步,但是有采礦活動引起的地質災害仍然多發,不僅對煤礦企業的經濟和社會效益造成了嚴重的影響,而且對周邊環境的破壞是及其嚴重的。文章分析了我國煤礦常見的地質災害,并進一步探討了為降低煤礦地質災害應當采取的應對措施,在確保煤炭安全開采的基礎上,減少地質災害的發生率,保護地質環境,實現人與自然的和諧共處。
【關鍵詞】煤礦;地質災害;對策
引言
煤炭資源的大量開采,為我國的經濟發展提供了充分的保障,帶動了我國工業繁榮發展。與此同時,由于地下煤炭資源大幅度開采,地下原巖應力的平衡狀態遭到破壞,導致了一系列煤礦地質災害的發生,破壞了局部地區的生態平衡,與可持續發展道路背道而馳[1]。在當代煤礦地質災害與防治越來越突出的情況下,地質工作面臨著前所未有的挑戰,又因為煤礦地質災害嚴重制約著煤礦企業的經濟效益,因此,加大對煤礦地質災害發生類型、原因及防治措施的研究成為當下很重要的研究工作[2]。
1 煤礦地質災害的誘因分析
煤礦地質災害的發生在很大程度上是由于在煤炭開采過程中由于采、掘而造成煤田地質受到破壞而造成的,對煤礦員工生命安全造成了嚴重威脅,并給煤礦企業帶來了較大的經濟損失。在煤炭生產的過程中,采場圍巖原巖應力平衡狀態受到破壞,由于煤炭的采出導致煤層上方出現“三帶”,即垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。由此會導致一些列災害的發生,如地表下沉、地下水位下降、瓦斯爆炸、地震及山體滑坡等。我國煤炭資源儲量豐富,但儲存條件比較差,煤炭地質災害的發生率較高,而且造成次生災害的可能性較高,如由于煤炭開采造成的地震,在一些山區容易造成山體滑坡等次生災害。這些地質災害不僅嚴重威脅著煤礦員工的安全,而且對當地人們正常的生產生活帶來了不利的影響,因此,加強對煤礦地質災害的研究已刻不容緩。
2 煤礦地質災害種類分析
2.1 山體滑坡
由于煤礦開采活動的影響,采動區的原始應力的平衡狀態被打破,造成一部分區域的應力集中的現象,這是導致山體滑坡的一個重要因素。由于煤炭開采活動造成的山體滑坡,屬于煤炭開采的次生災害,給國家造成了巨大的經濟損失。撫順西露天礦區地質構造比較復雜,又加上采礦作業對當地地應力的擾動,造成撫順西露天礦北邊頻繁的發生滑坡災害,據統計自 1935 年以來, 共發生滑坡 50 多次, 最大塌方量達129萬m3, 其中1993年的滑坡還伴有泥石流,危及到附近工廠的安全生產,嚴重威脅到當地人員的安全,而且給該礦造成了重大的經濟損失。
2.2 地面沉降與塌陷
地面沉降與塌陷現象是煤炭開采活動中經常出現出現的一種地質災害。在巷道掘進、煤炭采出過程中,圍巖的原始應力平衡狀態受到破壞,致使煤層的上覆巖層出現三帶,即垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶,造成地表發生不同程度的沉降、塌陷。發生地表沉降與塌陷的另外一個重要原因是采空區的的不斷擴大及地下水不斷被抽排,這些對采空區及圍巖中的地下水的分布具有重要的影響,在一定程度上加劇了地面的沉降與塌陷。近年來, 在國有煤礦區出現的密布的小煤窯,造成地地表下沉現象更為明顯和突出, 這種現象不僅增加了煤礦地質災害,而且能引起一系列次生災害,對礦區人們的生產生活造成了及其惡劣的影響;另外,這一系列災害的發生,對礦區環境造成威脅的同時,對煤礦及其相關產業的經濟效益與社會效益影響嚴重。因此,對于礦區地表沉降與塌陷應從科學的角度,對煤炭開采的方法,特別是采空區的處理要加強試驗研究,減少這類災害的發生及其造成的一系列次生災害。
2.3 瓦斯突出
瓦斯可以在儲氣封閉系統中, 以吸附或游離狀態賦存于煤層的孔隙、裂隙、縫隙之中, 當地應力作局部平衡調整時, 破壞儲氣封閉系統, 使蓄積的氣體外溢釋放[3]。礦井瓦斯爆炸是受限空間的爆炸,它的傳播和影響范圍特別大,往往造成重大的人員傷亡和巨大的財產損失。瓦斯爆炸危害主要為:高溫、沖擊波和有害氣體。據不完全統計,我國在1984-1995年間的11年間,煤礦中發生煤與瓦斯突出近10萬余次,給國家造成了嚴重的經濟損失。我國煤礦安全生產形勢仍然十分嚴峻,重大特大瓦斯事故多發的問題尚未得到根本的解決。突出表現在:一是煤與瓦斯突出事故多發,二是基建與技改礦井瓦斯事故多發,三是低瓦斯礦井事故多發。
3 煤礦地質災害的防治措施
3.1 加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
首先,為了有效地防治地質災害,最大限度地降低經濟損失和相應的人員傷亡,相關部門應加強常發的煤礦地質災害的宣傳,如常發地質災害種類、原因、危害程度及相關預防措施等。對于煤礦企業來說,政工部門應加強政工工作,改變傳統政工部門形同虛設的現象,應將思想教育、災害宣傳工作切實做到位,使煤礦員工對頻發地質災害有較熟悉的了解,以便在工作中嚴格遵守相關規章制度,將煤礦地質災害的發生率降到最低,同時,將地質災害發生后的損失最小化。
3.2 合理開采煤礦資源, 保護地質環境
對于煤礦工作者來說,在進行煤炭開采的一系列工作中,應嚴格遵循《環境保護法》、 《礦產資源法》中的合理開發利用和保護地質環境的準則, 加強地質災害防治管理工作, 提高人們的環境意識, 避免或減少煤礦地質災害事件發生。相關部門應加強監督力度,避免只重經濟而忽視環境的現象,同時對一些違章生產加大處罰力度,規范生產。
3.3 提高建筑物防災能力, 減輕煤礦地質災害
在淮北礦區由于煤炭開采而引起的礦區建筑物損壞特別嚴重,給人們的生命及財產安全帶來了極大的威脅。為了減輕由于煤礦地質災害而造成的建筑物破壞問題,應從一下兩個方面著手,第一,對礦區的建筑隊伍進行科學的培訓管理,并進行相關技術指導,第二,要著重提高煤礦區民宅建筑材料和砌筑質量,增強地基、上部結構牢固性, 提高民宅建筑物的總體抗災性能, 將次生危害降到最低程度。
3.4 改進煤炭開采技術
隨著兩淮地區乃至全國煤礦的開采深度逐漸增加,我國的煤炭開采面臨著前所未有的難題,煤礦地質災害的發生率較高。為了從根本上降低煤礦地質災害的發生率,減少煤礦企業經濟損失,煤礦企業應當加大對煤礦開采技術的科技投入,優化開采方法,合理布置各個生產工序,達到煤炭開采過程中采、支、運的和諧運作。
4 結束語
煤炭構成了我國能源成分的重要組成成分,為我國經濟的繁榮發展提供了能源基礎,做出了極為重要的貢獻。但近年來,隨著我國煤礦產業的發展及規模的迅速擴大,由與煤炭開采造成的地質環境災害越來越嚴重,比如由采礦活動帶來的山體滑坡、地表沉陷及瓦斯突出等災害,對礦區人們的生產生活及煤礦的經濟效益帶來了比較嚴重的影響。礦區環境比較復雜,往往一種災害的發生會引起一系列次生災害,同時,某種災害的發生是受到多種因素的共同影響,因此對于煤礦工作者及相關部門而言,在煤礦地質災害的治理中,應綜合考慮多方面因素,采取科學措施,有效的加以治理。
作者簡介:
夏春林,出生于1981年3月22日,男,籍貫江蘇,大專學歷,工作于安徽省煤田地質局水文勘探隊,助理工程師,主要從事野外地質工作。
【摘 要】隨著我國煤炭行業的快速發展,由于煤炭開采而引起的地質災害問題越來越突出。由于煤礦行業特殊的作業環境,在采煤過程中發生地質災害的幾率較大,且對地質環境造成嚴重的破壞,不僅嚴重影響了人們的生活,而且在一定程度上限制了我國經濟的發展。文章介紹了我國煤礦地質災害的背景及煤礦地質災害的主要類型,并提出了相應的防治措施,在有效利用資源的基礎上,保護礦山環境,防止煤礦地質災害的發生,以實現煤礦的可持續發展。
【關鍵詞】煤礦地質災害;類型;防治措施
引言
隨著社會、經濟的發展,可持續發展與經濟一體化建設逐步成為發展重點?,F代人類活動已經逐步參與到自然地質作用之中, 共同作用于地質環境, 打破了地質環境的原有平衡, 使地質環境所受影響和壓力日漸明顯, 環境保護和災害的防治等有關問題愈加突出, 甚至直接影響和制約經濟的發展[1]。煤炭地質環境狀況影響煤礦生產的安全,關系到人民生命財產的安全,煤炭資源的濫開采造成煤礦地區周圍環境的惡化,并容易造成安全事故[2]。因此,如何能有效地反映煤礦地質災害特征、災害的誘發因素及如何防治煤礦地質災害,是目前較為重要的一個研究課題。
1 煤礦地質災害的研究背景
煤礦生產是一種特殊行業,嚴重受到水、火、煤塵、瓦斯、頂板等五大自然災害的威脅。一旦發生事故,往往造成群死傷的后果,經濟損失無法彌補。煤礦地質災害是地質災害的一個分支,也是自然災害的重要組成部分。煤礦開采開煤棄石, 加速水土流失, 引發地表塌陷、 山體滑坡;煤礦抽排水造成地下水位下降、礦區周圍地下水資源枯竭;地下開采誘發地震、 巖爆、冒頂片幫突水、瓦斯爆炸、地面開裂及沉陷等;煤礦剝離堆土、尾礦廢渣堆積引起地表環境污染,及其失穩滑移造成嚴重的泥石流災害等, 凡此種種, 均是煤礦地質災害的具體表現[3]。煤炭在我國的能源結構組成中占有很大的比重,大力推動了我國經濟的快速發展。而煤礦災害的發生已經嚴重制約著煤炭工業的健康發展和社會、經濟的快速發展。煤炭開采不僅受到地面地質自然災害的威脅, 更嚴重的是還遭受井下各種災害的威脅;無論從災害的經濟損失, 還是從死亡的人數看, 煤炭行業均占全圍災害損失的 1/10 以上[4]。 在煤礦開采中不斷發生的地質災害一次次給我們敲響了防治的警鐘,應從根本上找出煤礦地質災害發生的原因及其發生特征,最大限度地避免災害的發生或降低次生災害的發生率。
2 煤礦地質災害特征及誘因分析
2.1 山體滑坡
由于煤礦開采活動的影響,采動區的原始應力的平衡狀態被打破,造成一部分區域的應力集中的現象,這是導致山體滑坡的一個重要因素。由于煤炭開采活動造成的山體滑坡,屬于煤炭開采的次生災害,給國家造成了巨大的經濟損失。撫順西露天礦區地質構造比較復雜,又加上采礦作業對當地地應力的擾動,造成撫順西露天礦北邊頻繁的發生滑坡災害,據統計自 1935 年以來, 共發生滑坡 50 多次, 最大塌方量達129萬m3, 其中1993年的滑坡還伴有泥石流,危及到附近工廠的安全生產,嚴重威脅到當地人員的安全,而且給該礦造成了重大的經濟損失。
2.2 地面沉降與塌陷
地面沉降與塌陷現象是煤炭開采活動中經常出現出現的一種地質災害。在巷道掘進、煤炭采出過程中,圍巖的原始應力平衡狀態受到破壞,致使煤層的上覆巖層出現三帶,即垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶,造成地表發生不同程度的沉降、塌陷。發生地表沉降與塌陷的另外一個重要原因是采空區的的不斷擴大及地下水不斷被抽排,這些對采空區及圍巖中的地下水的分布具有重要的影響,在一定程度上加劇了地面的沉降與塌陷。近年來, 在國有煤礦區出現的密布的小煤窯,造成地地表下沉現象更為明顯和突出, 這種現象不僅增加了煤礦地質災害,而且能引起一系列次生災害,對礦區人們的生產生活造成了及其惡劣的影響;另外,這一系列災害的發生,對礦區環境造成威脅的同時,對煤礦及其相關產業的經濟效益與社會效益影響嚴重。因此,對于礦區地表沉降與塌陷應從科學的角度,對煤炭開采的方法,特別是采空區的處理要加強試驗研究,減少這類災害的發生及其造成的一系列次生災害。
2.3 瓦斯突出
瓦斯可以在儲氣封閉系統中, 以吸附或游離狀態賦存于煤層的孔隙、裂隙、縫隙之中, 當地應力作局部平衡調整時, 破壞儲氣封閉系統, 使蓄積的氣體外溢釋放[5]。礦井瓦斯爆炸是受限空間的爆炸,它的傳播和影響范圍特別大,往往造成重大的人員傷亡和巨大的財產損失。瓦斯爆炸危害主要為:高溫、沖擊波和有害氣體。據不完全統計,我國在1984-1995年間的11年間,煤礦中發生煤與瓦斯突出近10萬余次,給國家造成了嚴重的經濟損失。我國煤礦安全生產形勢仍然十分嚴峻,重大特大瓦斯事故多發的問題尚未得到根本的解決。突出表現在:一是煤與瓦斯突出事故多發,二是基建與技改礦井瓦斯事故多發,三是低瓦斯礦井事故多發。
3 煤礦地質災害的防治措施
3.1 加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
首先,為了有效地防治地質災害,最大限度地降低經濟損失和相應的人員傷亡,相關部門應加強常發的煤礦地質災害的宣傳,如常發地質災害種類、原因、危害程度及相關預防措施等。對于煤礦企業來說,政工部門應加強政工工作,改變傳統政工部門形同虛設的現象,應將思想教育、災害宣傳工作切實做到位,使煤礦員工對頻發地質災害有較熟悉的了解,以便在工作中嚴格遵守相關規章制度,將煤礦地質災害的發生率降到最低,同時,將地質災害發生后的損失最小化。
3.2 合理開采煤礦資源, 保護地質環境
對于煤礦工作者來說,在進行煤炭開采的一系列工作中,應嚴格遵循《環境保護法》、 《礦產資源法》中的合理開發利用和保護地質環境的準則, 加強地質災害防治管理工作, 提高人們的環境意識, 避免或減少煤礦地質災害事件發生。相關部門應加強監督力度,避免只重經濟而忽視環境的現象,同時對一些違章生產加大處罰力度,規范生產。
3.3 提高建筑物防災能力, 減輕煤礦地質災害
在淮南礦區由于煤炭開采而引起的礦區建筑物損壞特別嚴重,給人們的生命及財產安全帶來了極大的威脅。為了減輕由于煤礦地質災害而造成的建筑物破壞問題,應從一下兩個方面著手,第一,對礦區的建筑隊伍進行科學的培訓管理,并進行相關技術指導,第二,要著重提高煤礦區民宅建筑材料和砌筑質量,增強地基、上部結構牢固性, 提高民宅建筑物的總體抗災性能, 將次生危害降到最低程度。
4 結論
我國煤礦分布廣、戶數多、 規模大小多樣話, 由于技術、 管理及效益等原因的影響, 資源開發中引起的地質災害相當嚴重, 給礦區的人民生命財產安全帶來了嚴重影響。各個煤礦的地質環境條件是復雜的, 單獨的強調任何一種誘發因素和只采取某項防治措施都是片面的。因此, 合理有效的利用資源、保護煤礦環境, 采取合理的措施防止煤礦地質災害, 實現煤礦的可持續發展, 是一個非常重要的問題。
作者簡介:
張斌(1976-)男,安徽宿州人,大專學歷,助理工程師,從事水文地質、煤田地質勘探。
[摘要]隨著我國經濟的不斷發展,對于資源和能源的消耗量也在逐漸增加,煤炭是我國主要的不可再生消耗資源之一,其在我國國民經濟發展過程中占有著極為重要的地位。煤炭在利用過程中首先需要將其從礦脈中開采出來,而開采的過程中勢必會對周圍的自然環境造成一定的破壞,因而也容易引發各類自然災害,給采礦者和礦主帶來較大的經濟和生命損害。本文即是對煤礦地質災害進行了分析,從煤礦地質災害的類型和特征出發,探討如何加強對這類事故進行防治,以期能為相關工作提供參考。
[關鍵詞]煤礦 地質災害 類型 特征 防治
隨著21世紀的到來,我國迎來了工業發展的新時代,各類先進技術的引入使得我國工業的發展速度越來越快,而工業的快速發展必然伴隨著對資源的快速消耗,煤炭就是其中之一。在我國,煤炭開采行業的發展已經有了百年以上的歷史,現代化煤炭開采也已經進行了幾十年,在這個過程中,部分企業為了謀求自身更大的利益,對煤礦進行了無節制的開采,導致了對周圍環境的嚴重破壞,地質災害發生率明顯提高,嚴重威脅了附近地區人民的生命安全。
1煤礦地質災害的主要類型
煤礦采集是屬于地下或山體開采作業,其在日常工作中即使按照相關規定對煤礦進行開采,也會造成周圍環境的破壞,況且目前國內有部分企業對于煤礦的開采是在無節制的情況下進行的,對于環境的破壞性進一步提升,造成了多種地質自然災害。
1.1山體滑坡或塌方
對于煤炭的開采作業來說,其一般是在山體中進行的,在山體中將被應充滿其中的煤炭開采出來,同時對于矸石的不標準對方都會使得山體本身的受力情況發生轉變,因而很容易引發山體發生滑坡或塌方的情況。尤其是在雨季時期,暴雨對于山體的沖刷力大大增加,并且帶走了部分土壤,造成了山體間的土質疏松,就會產生滑坡或塌方的情況。滑坡所產生的泥石流會迅速向山下蔓延,別對山下的人群聚居地造成較大的危害,引發人員和經濟的雙重損失。
1.2地面沉降和坍塌
由于部分煤炭的開采工作是在地下進行,其會對開采區的巖層受力情況造成極大的影響,使得巖層以下的空間處于真空狀態,減小了巖層所受到的支持力。在這種情況下,一旦巖層受到比較大的外力沖擊或持續作用,就可能會導致部分巖層出現沉降或坍塌的情況,特殊情況下還可能會出現地表巖層的平行位移。這也就使得一定區域內形成了面積較大的“漏斗形”深坑,給開采工作帶來較大的阻礙,同時也對開采人員造成一定的損傷。
1.3瓦斯爆炸
一般情況下,擁有煤礦的地質地貌都比較特殊,其內部構造相對復雜,并且絕大多數情況都會含有瓦斯氣體,并且各地區或各個礦脈中瓦斯的含量也并不一致,這也就為預防工作造成了一定的困難。在通常情況下,張性斷層的密閉性較差,其主要是由地表逐漸形成的,這樣有助于瓦斯的自然排放;但是如果遇到壓性斷層,其密閉性十分好,是極長時間內地質沉降所形成的,不利于瓦斯的排放,這種地質地貌下能夠蘊含較多的瓦斯氣體,可能是以吸附狀態,也可能是以游離狀態分布在煤炭礦脈的縫隙中。當煤炭礦脈的結構被破壞,瓦斯氣體就可能從破口處大量涌出,遇到電流或者明火就會引發瓦斯爆炸的情況,對人員造成極大的損傷,即使不發生爆炸也可能引發開采人員的氣體中毒情況。
1.4泥石流
泥石流是煤礦地質災害過程中對周圍人員危害最大的一種,其主要是在山體滑坡或塌方的基礎上產生的。尤其是在南方多雨地區,一旦遇到暴雨季節,煤礦地區的山體就可能會發生泥石流的現象。泥石流的主要危害是由于泥石流中夾雜著巨大的石塊或木材所引起的,從高處滑落所產生的沖擊力較大,能夠對山下的建筑和人員造成加大的破壞。這種情況在已經停產的煤礦山體上也時有發生,給人民財產和生命安全帶來了嚴重的危害。
1.5地下水反涌
由于煤礦的礦脈中有大部分是出于較為深層的位置,因此在對煤礦開采的過程中,很容易造成對地下水脈的破壞,導致礦井內地下水反涌的情況。而這種事故誘發的主要原因就是在對煤炭的開采過程中未嚴格按照規定對礦脈的走向進行勘探,對于地下水脈的分布情況了解不足,一味的濫采亂挖,導致了礦井開采方向的錯誤,與地下水脈向交。而這種地下水反涌情況會對地下作業的煤炭開采人員造成極大的損傷,嚴重時則可能導致人員出現大范圍死亡情況。
2煤礦地質災害發生的特征
2.1群發性
地質開發本身就是對開采點周圍的環境進行改變,尤其是在煤礦開采的過程中,其給周圍環境和地表巖層多帶來的影響更大,因此一般情況下煤礦地質災害的發生并不具有獨立性,其是屬于一個地區在一定條件下的長期做所所導致的。一旦該地區發生自燃災害,那么必然會會產生群發效應,造成大面積的毀壞。例如在發生山體塌方的時候,一定不會出現單獨一處大方,而是大面積、多發性的坍塌,并且會引發各類連鎖反應,造成的損失較大。
2.2衍生性
煤礦地質災害在發生過程中還具有明顯的衍生特性,主要指的是在一種地質災害產生后可能會引發多種“次生”災害,二者之間的關系就類似于鏈條,環環相扣。舉例說明,當礦井內發生地下水反涌的情況時,其必然會導致低下水的大范圍流失,導致地下水位發生下降的情況,引發地表坍塌,對周圍地區造成較大的危害,并且可能造成低下河道流向的改變,影響周圍的生態環境,對農耕和畜牧造成極大的影響。
2.3持續時間多樣性
在煤礦的地質災害中擁有著較多的災害類型,其每一種類型災害的持續時間均有所不同,具有著明顯的多樣性。例如,泥石流和山體滑坡的持續時間較長,其破壞面積較大,在災害發生的過程中,這類災害可能會持續數分鐘,甚至幾十分鐘,給附近的居民帶來極大的破壞;又例如瓦斯泄露,這種災害的持續時間有長有短,如果只是單純的瓦斯泄露,未遇到明火,那么這種災害會持續較長的時間,并且可能導致人員中毒,但如果其遇到明火則可能轉化為瓦斯爆炸,這種災害的持續時間較短,往往是幾分鐘甚至幾秒鐘,但造成的人員死亡幾率極大。由此可見,煤礦災害在發生的持續時間上存在著多樣化的特征,在工作中需要根據不同的災害情況制定相應的防治措施。
3針對于煤礦地質災害的防治方法
3.1強化防災意識
在制定煤礦地質災害的防治方法時,首先需要做的就是強化相關工作和管理人員的防災意識。政府作為各行各業的監管部門,其應該加大對于煤礦開采企業的監督力度,并在煤礦所在地區進行全方位的煤礦地質災害預防方法的宣傳教育,將相關內容盡量多的呈現在人們眼前,提高普通民眾對于煤礦地質災害的認識。同時,各級監督部門還應該派出專人到各個煤礦采集點進行調查,了解當地地質災害的發生情況,另外還需要帶領附近居民進行防災演戲,降低地質災害對人民造成的損失。
3.2合理化開采煤礦
根據相關研究顯示,絕大多數煤礦地質災害均是由于不合理煤礦開采造成的,部分企業為了自身的利益,不按照有關規定,超范圍對煤礦進行開采,并且在開采時對于周圍地質地貌的研究不夠深入,造成了對周圍地質結構的嚴重破壞。因此,政府應該加強對這方面的法律約束力,嚴格要求煤礦開采企業按照安全開采標準進行作業,對于不合理開采行為予以嚴重的罰款,從根本上杜絕這種情況的發生。
3.3改進開采技術
先進的開采技術是保證煤礦開采工作順利進行的重要前提,因此,在煤礦開采的過程中應該引入目前世界上較為先進的煤礦開采技術。尤其是煤礦開采工作過程中,其所受到的自然條件約束性極大,同時也需要面臨極多的不可確定因素,在很多情況下,對于部分地質災害的發生是不可避免的。但是在引入先進的開采技術后,可以有效地將這種不可確定因素進行延遲或規避,盡最大可能將災害的發生率降到最低。
3.4徹底了解地質構造
在對煤礦進行開采前,相關企業應該對該處的地質地貌進行詳細的勘探,這是煤礦開采的基礎工作,也是防止煤礦地質災害的基礎工作。對于在煤礦開采過后,地下巖層受力情況的變化要進行合理化、科學化的預估,并制定相應的解決對策。這樣在開采煤礦的過程中,就可以充分按照煤礦的走向進行開采,并且對巖層進行有效固定,減少滑坡和塌方的發生。而對于含有瓦斯的區域,則需要事先噴灑阻燃劑,防止瓦斯泄露和爆炸的產生。
4結語
我國的煤礦企業分布較為廣泛,雖然近幾年相關技術已經有了較好的發展,但是在管理方法上仍然有較大的缺失。因此,應該加強對于地質災害的預防管理工作,減少人員和經濟的損失。
[作者簡介]王國錄(1987~),男,2011年畢業于中國石油大學(華東)地質學專業,地質助理工程師,研究方向為井下地質構造分析。
摘 要:文章分別從煤礦開采過程中和閉坑后兩方面分析了煤礦潛在地質災害的特征,論述了加強安全生產、防治煤礦地質災害發生的多重策略。
關鍵詞:煤礦地質災害;特征;防治策略
經濟社會發展離不開能源的支持,煤炭是當前我國的主要能源類型,多年來其需求量一直維持在較高水平,煤炭生產壓力較大,與之伴隨的是煤礦安全生產問題。我國幅員遼闊,地質地貌復雜,加之煤礦管理模式落后,煤礦地質災害較為頻繁。為減少煤礦地質災害的發生,應加強對其特征的研究,并積極探討防治煤礦地質災害的策略。
1 煤礦開采過程中潛在地質災害的特征分析
1.1 地面沉降和地面塌陷
在煤礦開采過程中,地面沉降和地面塌陷狀況時有發生。具體來說,煤礦開采使采空區圍巖的最初應力場遭到了破壞,進而出現巖石破碎、冒落或地表位移的狀況;煤礦開采改變地下水的分布面貌,水力坡加大,大面積降落漏斗由此出現,進而造成地表沉陷。地面沉降的后果不同設想,一方面,這使得煤礦地質災害的程度有所增加;另一方面,開采影響疊加區的產生,使得開采賠償問題更難解決,易導致各種糾紛和矛盾。
1.2 山體滑坡
在煤礦開掘、矸石堆放過程中,坡體喪失了其原初應力的平衡性,這就容易造成滑坡崩塌這一嚴重的地質災害。相關資料顯示,由煤礦開采造成的山體滑坡不僅使環境遭受破壞,其經濟損失也相當嚴重。以撫順西露天礦為例,該煤礦所處的地質構造復雜,其滑坡災害發生率較為頻繁,從民國初期至今,在百年左右的時間里,已經出現過許多次嚴重的滑坡災害,記錄在冊的災害數目就50余次,其中,最嚴重的一次塌方量為129萬立方米。
1.3 礦井突水
煤礦開采過程中,突水事件也時有發生,對煤礦的安全、生產和效益造成了較大威脅。我國的大多數煤礦處于季風氣候區,夏季易暴雨頻發,這成為山體邊坡崩塌、滑坡的最大誘因,繼而出現泥石流,使得溝谷堵塞,當礦井被洪水沖入,就會出現煤礦的大面積沖淤,這不僅會造成巨大的經濟損失,還將嚴重威脅煤礦工作人員以及周邊人們的生命安全。
1.4 瓦斯突出
瓦斯能夠以游離或吸附的形式在儲氣封閉系統中停留在煤層裂縫等孔隙內,在地應力進行局部平衡調節的時候,儲氣封閉系統會因之遭到破壞,蓄積的氣體會隨之釋放出來。在其他外力作用下,容易產生瓦斯突出爆炸、人員中毒等事故。據相關統計,僅上世紀80年代中期至90年代中期,就有近十萬次煤礦瓦斯突出災害發生,導致了百億元以上的經濟損失。
2 煤礦閉坑后采場潛在地質災害的特征分析
煤礦地質災害不僅后果嚴重,而且其治理工作也相當不易,災害治理無法獲得長期效果,且因不確定因素較多而難以把握。因此,在開采任務完成、礦山閉坑之后,某些隱患是難以徹底消除的。對于地下煤礦來說,在采場閉坑后,其潛在的地質災害包括地面沉降、地裂縫和地面塌陷等,也可能因為地面變形而出現山體開裂,其連鎖效應為崩塌、滑坡的相繼出現。一般來說,上述地質災害的出現有一定的滯后性。換句話說,在開采期間不出現或程度不嚴重,沒有達到平衡狀態,經過閉坑后的一段時期,災害突然發生會讓人猝不及防。這些煤礦地質災害一經出現就會出現嚴重后果,假如采場內已完成土地復墾,則這些土地會因災害而遭到又一次破壞,還可能致使廢棄。對于露天采場來說,閉坑后遺留的主要潛在地質災害是崩塌和滑坡,其原因在于,高邊坡會在露采之后留存下來,即便在坑底有廢石回填處理,然而高邊坡未能完全消除,尤其是露采較深的時候,在后期誘發動因的支配下,這些邊坡發生災害的可能性較大。
3 煤礦地質災害的防治策略分析
3.1 制定地質災害防治計劃,實現科學開采
煤礦地質災害雖然有一定的偶然性,但是大多數誘因是可以預測和控制的,從很大程度上說,改變煤礦的粗放型開采模式將對地質災害防治產生明顯效果。當前,許多煤礦固守傳統的開采理念,缺少科學嚴謹的開采規劃,安全意識和環保觀念淡薄,防治地質災害發生的能力較差,因此煤礦地質災害發生的可能性較高,不利于煤礦的安全生產。因此,煤礦企業要轉變發展觀念,豐富開采手段,更新管理理念。一方面,在開采前須有地質災害防治預案。從生態學的角度看,煤礦開采本質上是一種生態環境破壞行為,為降低煤炭生產對環境的不利影響,防治地質災害出現,相關人員要對煤礦開采可能面臨的地質問題有所準備,采取有效措施防患于未然。另一方面,要采用科學的開采方法,走科學發展的道路,這是煤礦企業發展的必然選擇。在煤礦日常管理的每個環節都要貫徹科學的管理方式,健全各項管理制度,規范開采行為,實現合理的開采,杜絕盲目開采,從而避免地質結構失衡的發生。
3.2 做好測量工作,明確地質狀況
為加強煤礦安全生產,了解煤礦所處地的地質狀況變得十分重要,因此要加強煤礦地質測量工作,以便為煤礦開采提供必要的依據和參考。具體來說,地質狀況測量工作的主要任務為對煤礦所處區域的地質狀況進行測繪與勘探,所以,在實際的測量工作中,測量人員要著重加強對煤礦地質狀況的明確和細化,反復考察測量發生地質災害可能性較大的特殊區域,在圖紙上準確標出來,且要與礦井工作相關負責人員進行有效溝通,使其對此特別注意。此外,煤礦的相關負責人要主動尋求煤礦測量部門的建議,不斷改進煤礦的實際開采工作。
3.3 增強安全生產意識,提高安全生產水平
為防治煤礦地質災害,對于各級地方政府來說,尤其是煤礦上級主管單位,應不斷提高防治地質災害發生的宣傳力度,培養礦工的防災意識,假如災害不幸發生,煤礦工作人員能夠有一定的心理準備和相應的應對能力,因此還要注重培養礦工的自我保護能力。對于煤礦內部來說,煤礦各級負責人和員工要從自身做起,積極了解煤礦自身的實際狀況,對其特點進行全面的認識,主動學習各類防災減災方法,豐富防災措施。一些處于災害頻發區的煤礦要特別注意,應聘請相關專家進行實地勘察和研究,努力探究地質災害出現的規律,提升對煤礦地質災害預測能力。
3.4 承擔環保責任,恢復煤礦的生態環境
近幾十年來,我國國民經濟獲得了長足發展,而其代價是對生態環境的破壞,對于煤炭行業來說,煤炭的大量開采使許多礦山廢棄,并隨之遭受不斷破壞。在環保意識不斷增強的背景下,政府相繼出臺了許多政策措施維護生態平衡,雖然取得了一定的成效,但目前來看這是遠遠不夠的,環境保護需要全社會的努力,尤其是企業的參與。煤礦企業是生態環境的破壞者,應肩負起自身的社會責任,勇于承擔生態環境保護者的角色,防治地質災害的發生。煤礦加強安全生產是遠遠不夠的,還要主動恢復煤礦生態系統,從生態系統的功能和技能方面入手,建設微生物群落、植物群落以及動物群落,為生態環境的全面恢復貢獻力量。
4 結束語
防治煤礦地質災害發生是煤礦生產過程中需要考慮的重大問題,煤礦地質災害不僅會對企業造成巨大的經濟損失,對周邊環境形成嚴重威脅,更重要的是將給煤礦工作人員和附近人民帶來生命威脅。因此,加強煤礦地質災害防治刻不容緩。要對煤礦地質災害特征有全面了解,結合自身煤礦的具體情況采取多方面的有效策略進行地質災害的防治。
[摘 要]國內煤礦產業不斷發展的同時,煤礦災害的發生越來越頻繁。煤礦地質災害是引發重大安全事故的根源,引起社會各界的廣泛關注。地質災害的發生給人類的生活帶來了巨大的影響,一定程度上阻礙了國家經濟的發展。本文通過對煤礦地質災害特征的分析,提出了預防地質災害的可行性措施。
[關鍵詞]煤礦;地質災害;特征分析
煤礦地質災害是導致煤礦安全事故的主要原因,對地質災害的成因及特征分析對煤礦地質災害的防治具有積極的作用,現階段,煤礦企業的工作人員必須將地質災害的防治工作作為各項工作的重點,對施工過程中的開采行為進行反思,為施工安全著想,對地質災害進行預防和治理,避免施工中出現安全事故。
1、煤礦地質災害的特征分析
1.1 山體滑坡
開采過程中沒有及時對坡體的應力進行分析,與原有的應力進行必要的對比,煤礦開采時產生的大量煤矸石堆砌后破壞了坡體原有的應力,打破了應力平衡,造成煤礦坍塌、山體滑坡。我國每年因山體滑坡而遭受的經濟損失達到數億元,造成的人身安全事故更為嚴重,例如重慶某煤礦煤矸石倒坍,大量煤矸石沿著坡面推移500m,把14戶住房夷為平地,導致3人死亡、18人失蹤、24人掩埋、1人生還的嚴重后果[1]。
1.2 地面沉降
地下煤礦被大量開采后,地下幾乎成為中空的結構,導致地面沉降或塌陷現象,導致這種災害的原因是開采作業破壞了地應力平衡,影響了地質結構,地應力再次分布時使礦井地下圍巖層或周圍地表開裂移動,最終導致巖石破碎。
若在煤礦開采的過程中,沒有及時排除采空區的地下水,那么地下水格局將受到破壞,水土結構發生變化,出現大范圍的漏斗現象與地表凹陷現象。地面一旦坍塌或沉降,將會出現非常嚴重的后果,地質災害的破壞力也會加強,采礦區出現重疊[2]。
1.3 瓦斯突出
在煤礦開采之前,瓦斯以游離的狀態吸附在煤炭表面或煤層的縫隙之間,達到相對穩定的狀態,煤炭開采之后,開采區和周圍地方的地應力受到影響,瓦斯儲氣封閉系統的平衡能力被破壞,瓦斯的相對穩定狀態也被破壞,吸附在煤層之間的瓦斯釋放出來,在自然環境或人為因素的作用下,常常發生爆炸,引發火災、中毒等嚴重災害。
1.4 礦井突水
在煤礦開采過程中,常發生礦井突水事故,礦井突水是由于地下水的整體結構被破壞,地質結構的穩定性受到影響造成的,這一現象勢必會阻礙礦井內的正常生產。水勢猛、涌水量大是礦井突水的主要特點,造成的損失也較大。目前,礦井突水事故已成為礦井安全的重要威脅因素。
1.5 礦井閉坑
地質災害具有不可預見的特點,礦區災害的防治措施具有較短的時效性,所以在礦井閉坑后會遺留安全隱患。
地質災害是山體崩塌,露天開采后,往往出現高邊坡,在自然環境的影響下,會出現山體滑坡或山體崩塌。
地質災害是山體開裂、崩塌或地面裂縫,這些地質災害在常見于開采較淺的地區,地面受到開采的影響形成一定程度的破壞,在自然環境的影響下,往往會出現泥石流、坍塌、山體滑坡等地質災害,這些地質災害有一個共同的特點,即具有明顯的滯后性,也就是說這些地質災害不會發生在開采過程中,而是出現在開采之后的一段時間,災害發生的誘導因素是外界環境的直接影響[3]。
2、煤礦地質災害的防止措施
2.1 科學管理生產過程
煤礦地質災害有其本身的特性,通過對煤礦地質災害的分析探討,發現煤礦地質災害沒有絕對的偶然性和規律性,從施工安全出發,為了避免地質災害引發安全事故,煤礦企業的管理人員必須在煤礦開采前制定相應的生產方案,加強安全生產規章的宣傳力度,禁止開采過程中的亂挖亂采。隨著煤礦產業的發展和進步,煤礦地質災害成為有關部門重點關注的內容,煤炭生產企業也開設了安全管理課程,制定了較為完善的安全管理機制,以期提高安全管理水平,做好地質災害的預防措施,減少安全事故的發生。
2.2 采空區地質調研和應急預案
結合地質災害的相關特點,可以發現很多地質災害是由于地質結構的不定向變化造成的。因此在煤礦的開采之前必須做好采礦區的地質調研工作,了解目標區域的地質構造和活動現象,及時找出安全隱患,做好應急預案,最大程度低防患于未然,降低地質災害的發生頻率[4]。
除了做好地質調研工作外,還要做好工程測量工作煤礦測量工作能為煤礦開采提供更精確的施工數據,提供更好的服務。測量工作主要是對每款給所處區域進行測繪和勘探,在進行測量工作的過程中,現對基本的地質參數進行測量,保證施工的精確度,另外必須對可能出現地質災害的區域進行反復的測量,通過理論數據的對比,實施必要的防范措施,在煤礦開采的過程中不斷糾正施工人員的開采方法,及時做好指導監督工作。
2.3 科學開采,制定防治計劃
煤礦地質災害與煤礦的開采方式密切相關,在大多數煤礦企業中,開采工藝缺乏科學系統的指導,依然沿用傳統的開采方式,忽視了環境問題和地質災害問題的控制和掌握,導致在煤礦開采過程中地質災害頻發,煤礦企業的經濟利益會受到一定的損害。因此一些煤礦企業的高層管理人員對開采方式和管理方式進行了改革。
煤礦開采作業必須秉持科學發展的觀念,對傳統的開采方式進行必要的反思,結合現代科學技術對其進行完善。將科學合理的管理策略應用到當今的煤礦管理工作中去,制定出嚴格的管理制度,對開采方式進行規范,避免盲目開采給生態環境帶來的破壞,導致地質結構失衡。應該預先對安全隱患制定必要的防治計劃。必須深刻地認識到,煤礦開采給環境帶來的破壞,為了降低對自然環境的危害,在煤礦開采之前,必須預測到開采將要帶來的后果,制定出防治災害、恢復自然的計劃方案。
2.4 防止瓦斯超標
在煤礦生產中,礦井中的氣體大多是烷烴,甲烷占大部分比重,還有少量的乙烷、丙烷、丁烷、硫化氫和氮氣等氣體,以上氣體在遇明火時就可發生爆炸,或者當氧氣濃度達到10%,瓦斯濃度在5%-16%之間就會發生爆炸,嚴重威脅著礦工的生命安全,將此類氣體爆炸的危險統稱為瓦斯問題,由于關系到工人的生命安全和生產效率,所以瓦斯問題一直都是煤礦開采過程中重點關注的對象,為了降低瓦斯對煤礦開采過程造成的影響,保障施工人員的安全,煤礦企業應從三個方面考慮。
第一要注重開采過程中瓦斯的抽取,瓦斯抽取是煤礦安全生產過程中的重要工作。隨著科學技術的不斷進步,應善于結合現代電子傳感器技術,建立完善的瓦斯抽取系統,另外,在煤礦開采之前進行瓦斯的抽取工作,做好防范措施,保證瓦斯的排放質量。
第二要做好瓦斯超標的防治工作,瓦斯超標的防治必須先建立完善的預警體系,設定瓦斯應急處理機制。在傳統的瓦斯檢測中常以裝有金絲雀的鳥籠放入礦井,一旦瓦斯濃度過高,金絲雀就會昏厥,金絲雀昏厥時的瓦斯濃度還不致對人體造成危害,采用這種方法可以提前撤出礦井,停止生產,待瓦斯濃度降低后再開始工作。隨著現代科學技術的進步,必須積極借助現代科技手段進行監測,采用合理可靠的電子報警系統,及時預警,一旦出現瓦斯超標,系統給予準確的報警信號。另外,煤礦企業還必須制定出有效的應急措施,當瓦斯超標時可以在第一時間進行治理,避免瓦斯事故的產生,值得注意的是,在瓦斯治理的過程中,必須控制明火和電火的使用,避免瓦斯爆炸[5]。
第三要不斷提高工人的預警及采取措施的能力。瓦斯超標嚴重威脅著工人的生命安全和煤礦企業的的生產效率,在借助現代先進的科學技術進行及時預警的同時,最重要的是要求煤礦開采工人具備較高的綜合素質,煤礦企業可以定期進行技能培訓,進行必要的危險救援演練,提高工人應對危險情況的能力。
2.5 加強生態治理,提升礦區環境
結合我國的煤炭開采現狀來看,大部分礦區已經打破了原有的地質平衡和生態平衡,導致地質災害頻頻出現。針對這種狀況,煤礦企業必須對現有的工作內容進行調整,加強對礦區周邊生態環境的重視,以科學有效的方法加強生態治理,提升礦區環境。生態治理涉及的內容較多,結合現階段煤礦企業的發展,礦區的生態治理主要包括周邊植被的恢復和地下采空區域的回填,降低環境污染的同時避免地質結構受到嚴重的破壞從而引發坍塌等事故,降低煤礦地質災害的發生率。
結語
煤礦開采的過程中不僅為環境的治理帶來了一定的壓力,還嚴重影響了地質結構的穩定性,致使煤礦地質災害頻頻發生,阻礙了國內煤礦產業的發展,為能源的利用帶來了影響。在煤礦開采過程中,必須秉持可持續發展的觀念,結合地質災害的特征和誘發原因,對開采方式進行必要的反思,制定科學地質災害的預防措施,尋找解決地質災害的方法,維護礦區周邊生態環境的同時,提高煤礦的開采質量,為工業生產提供更多的能源。