谈煤矿地质灾害特性及预防措施

摘要：基于煤矿生产过程中地表沉陷、透水、瓦斯等地质灾害频繁发生，不仅造成煤矿产生重大经济损失，而且严重威胁着煤矿安全生产；对此，山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司通过技术研究，对煤矿地质灾害特性进行分析，并提出了若干项预防措施，避免煤矿重大地质灾害事故发生，保证煤矿安全可持续发展。

关键词：煤矿；地质灾害；灾害特性；预防措施

随着我国煤矿生产技术水平提高，煤矿不断开拓延伸，矿井生产能力也随之增大，但是在实际煤矿生产过程中，由于煤矿企业对地质灾害预防力度不够，以及地质灾害治理费用投入不足，导致矿井生产过程中地质灾害频繁发生，煤矿常见的地质灾害主要有水害、瓦斯爆炸、顶板垮落、滑坡、地表沉陷、泥石流等，地质灾害不仅造成煤矿重大经济损失，甚至发生重大人员伤亡事故[1]；所以，煤矿在生产时必须合理确定生产区域可能存在的地质灾害类型，分析地质灾害特性，并根据煤矿实际生产情况采取合理有效的预防措施，这有这样才能保证煤矿安全高效生产。

1地质灾害原因分析

（1）水害事故发生：由于煤矿在生产过程中对开采区域水文地质资料掌握不够，或在明确水文地质条件下，未采取合理有效防治水技术措施，如未设置放水闸门、未设置防隔水煤柱或者探放水施工设计不到位等，从而导致生产期间发生水害事故[2]。（2）瓦斯爆炸：由于煤矿井下通风系统紊乱，通风设施老化等不能满足煤矿生产需求，随着煤矿不断开拓延伸，矿井采掘工作面数量增加，从而造成工作面不足现象，风流无法排除瓦斯，导致工作面瓦斯积聚现象，当瓦斯积聚浓度达5%~16%时会发生瓦斯爆炸事故。（3）顶板垮落：由于工作面采掘工作中在过地质构造如断层、陷落柱等，未及时采取合理有效的围岩控制措施，造成构造带处支护不足现象，受构造应力及回采应力影响，出现顶板垮落事故。（4）滑坡、泥石流：由于煤矿开采过程中煤矸石堆积地表，以及矿井内污水排至地面，导致矿区地表生态植被破坏严重，当出现雨季时矿区地表蓄水能力差，造成滑坡、泥石流等事故发生[3]。

2地质灾害特性分析

2.1群发性

群发性是以往发生地质灾害的明显特点。由于地下开采会对原来的地质构造造成较大的破坏，特别是开采深度越深，使得原来稳定的内应力发生移位，对周围岩石的稳定性破坏越大，而且随着开采工作面的不断向前推进，会扩大地质构造的破坏范围，最终导致连续大范围地质构造破坏，这就是群发性。继发性很容易导致开采区域内的地表大范围开裂、下沉，在不同地点，不同时间多次出现，对周边作业环境造成严重的影响[4]。

2.2灾害强度大

由于煤矿地质灾害发生后很难控制，如重大煤矿地质灾害如水、火、瓦斯等一旦发生后对矿井重要设施产生严重破坏作用，造成设施很难二次修复或修复周期长、难度大，地质灾害发生后很难在短时间进行控制，灾害强度大。

2.3不可避免性

随着开采技术及工艺的不断提升，对矿井地质灾害的控制及防范措施不断加强，然而很难在短时间内完全控制地质灾害。通过研究发现，地质灾难都是危险因素达到一定条件才会发生的。所以在矿井开采时能够制定出一套合理有效的应对方案，即使不能杜绝地质灾害的发生，也能提前做好地质灾害的防御工作[5]。

3地质灾害防治措施

3.1防治私挖乱采现象

（1）根据之前发生的地质灾害分析可以发现地质灾害都具有不科学、不合理开采等共性，这些都是造成地质灾害发生的根本原因。为了避免私挖乱采现象的发生，相关工作人员要制定规范有效的防治措施，安排工作人员严密排查私挖乱采现象，并对各个矿井的开采过程进行巡查，并用制度及措施去规范矿井的开采作业。（2）为了全面了解矿井的地质构造，需安排专业的技术人员对矿井区域那个地质构造进行分析。首先要分析矿井开采的安全性，其次要结合矿井周围的地质环境，分析推测最容易发生的地质灾害，并根据分析结果制定出相应的措施，同时要对井下工作面的开采方式进行规范，确保能够有效预防矿井地质灾害。

3.2强化煤矿通风管理

（1）通风是井下工作面开采中最重要的工作。通风系统能够随时监测井下瓦斯浓度并将井下瓦斯排出，能够在瓦斯浓度抄写之前做好预防和处理，避免了瓦斯超限事故引起的灾害。因此相关技术人员需对矿井的通风系统进行升级，定期对矿井通风阻力、风量进行监测，保证矿井通风系统稳定[6]。（2）对于综采工作面上隅角、掘进巷道回风流中应加强瓦斯监测力度，通过安装远程瓦斯监控系统、巷道瓦斯联锁控制系统等对采掘工作面瓦斯浓度、瓦斯积聚情况进行实时监测，杜绝工作面瓦斯超限、积聚现象。（3）煤矿企业应定期对煤矿风门、调节、监控系统、通风机等进行检修维护，保证通风设施、瓦斯监控设施安全稳定运行。

3.3加强顶板安全管理

（1）在采掘工作面施工前应合理分析巷道掘进区域可能存在的地质构造，以及实时掌握顶板岩性变化情况，根据顶板岩性特性采取有效的支护设计，采掘工作面在施工过程中应加强围岩观察力度，可通过安装离层仪、应力监测仪等对顶板变形、下沉、巷道两帮移近量进行监测。（2）采掘工作面在过地质构造、集中应力区、煤岩顶破碎区时，必须合理分析顶板岩性情况，然后采取合理有效的支护措施[7]，如注浆、架棚、注浆锚杆等，提高破碎顶板稳定性，防止顶板受力失稳出现冒顶、垮落事故发生。3.4提高煤矿防治水工作效率（1）煤矿开采前应采用物探、钻探等技术手段对开采区域可能存在的含水层、老空水、老窑水分布进行勘探，准确掌握开采区域水温地质资料，合理分析矿井回采期间可能存在的充水水源及涌水通道，为后期井田开采设计提供依据。（2）采掘工作面在施工过程中应采用超前钻探技术手段对采掘工作面四邻积水情况进行验证，超前钻探施工时钻孔数量、钻孔深度、仰角、钻孔封孔工艺等必须符合设计要求，从而达到完全消除水害的目的。（3）煤矿开采过程中应对矿井盘区、采区建立完善的排水系统，主要包括着水仓、排水管路、排水设施等，并设置防水闸门；每年雨季前必须对矿井排水设施进行一次检修维护[8]。

3.5预防滑坡和地面塌陷

（1）加强矿区地表煤矸石安全管理，煤矿企业可对煤矸石进行二次利用，减少矿区地表煤矸石堆积量；同时煤矿应建立井下污水循环净化系统，如塔山矿设计的污水处理系统，如图1所示，可有效将井下生产污水净化后用于地表植被灌溉等，避免污水直接排至地表污染生态环境。（2）为了有效避免滑坡或者地面塌陷的发生，煤矿企业必须在开采前采取相应的抵抗滑坡措施，如修建挡墙及抗滑桩等，同时煤矿应采用堵截与引流的方式对地表水进行排泄，利用排水沟将这些水排向山沟。（3）通过勘探等技术手段对矿井周围斜坡进行观察分析，对坡度大于30°，高度大于5.0m的裸露山坡，必须人工建立人工防滑坡墙；对采空区上覆地表安装地表沉降监控系统，实时观察地表沉降情况，并建立预防机制。

3.6完善煤地质灾害预体系

（1）企业的管理人员要加大地质构造教育力度，了解地质构造发生的原因及后果，提高作业人员安全隐患意识，掌握工作范围的地质构造及高风险区域。各级管理人员要根据自身工作范围的地质构造特点制定相应的预防措施。（2）煤矿企业在了解地质灾害危害的同时还需加强自身的保护意识及防御能力。针对矿井地质灾难高发区域，需安排专业的技术人员进行勘测分析，同时制定有效的防治措施。（3）煤矿企业应建立地质灾害预警系统，采用先进的信息技术及物力勘查技术相结合，及时有效地监督避免矿井开采中出现各类安全隐患。当矿井地质构造发生变化时能够及时启动预警系统提醒相关管理人员采取有效的防治措施，进一步避免矿井地质灾害事故的发生，有效确保矿井安全生产。

4结束语

煤矿企业在生产过程中只有采取合理有效的预防措施，防止煤矿重大地质灾害事故发生，只有这样才能保证煤矿安全高效生产，避免煤矿重大经济损失以及人员伤亡事故，确保煤矿可持续发展。

参考文献：

[1]白伟.煤矿地质灾害以及防护措施[J].江西化工,2020(3):394-395.

[2]任晓娇.关于中国煤矿地质灾害的分析与防治研究[J].能源与节能,2020(5):12-13.

[3]周志强.煤矿地质灾害特征及防治措施[J].当代化工研究,2020(9):26-27.

[4]杨新武.煤矿地质灾害以及防护措施[J].石化技术,2020(1):264,266.

[5]刘炳宏.关于我国煤矿地质灾害的分析与防治研究[J].矿业装备,2019(5):114-115.

[6]刘宝东.煤矿地质灾害以及防护措施[J].科技创新与应用,2018(12):211-212.

[7]张琳.煤矿开采中工程地质条件变化及灾害防治[J].内蒙古煤炭经济,2017(23):39-40.

[8]于强.昌瑞煤矿矿山地质灾害治理研究[J].国土资源,2017(5):127-128.

作者：梁振宏 单位：山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司