煤矿安全生产过程中煤矿地质测量的重要性

范新安

摘 要：地下煤矿生产过程中，掘进和回采作业会对局部地质条件产生较大的影响，而缺乏对地质结构的准确测量数据极容易由于各种安全防护措施如支护等的不足而导致坍塌、冒顶片帮等事故，造成煤矿地下开采作业存在极大的事故风险和隐患。

关键词：煤矿；安全；地质测量；掘进作业；坍塌事故

中图分类号：TD163.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0168-02

我国煤矿行业已经发展得非常成熟，各项工艺控制技术已经达到世界领先的水平，在陕西内蒙交界的神府煤炭已经建成了带三代绿色矿井，矿井的能力均达千万吨级、陕西的彬长公司建成了无人的自动化工作面，地面控制井下的所有设备的运转。然而，近年来在老矿区煤炭资源日益枯竭、开采条件不利的背景下，地下煤矿开采逐渐向技术要求尖端化、生产作业困难化发展，这就使得地下煤矿开采在作业过程中存在着不可预测性，也使得当前的煤矿开采作业存在有巨大的风险与事故隐患。

1 地下煤矿开采作业事故隐患类型及其发生原因

新中国以来，我国地下煤矿开采作业中，常出现的地质事故类型主要有冒顶片帮、坍塌等，造成事故发生的原因是多方面的，有开采作业方式的问题，如部分煤矿采用的掘进作业依然是大负荷不受限的爆破、冲击破碎作业等；有安全防护不足的问题，如部分煤矿地下掘进和回采作业中缺乏足够的支护作业或支护强度不够；再有就是地下地质条件勘测不准的问题，由于勘测数据的失误导致地下开采作业缺乏对坍塌事故的防护控制技术手段，导致事故的频发。

2 地质勘测对地下煤矿生产的重要性与必要性

2.1 地质勘测对煤矿安全生产的作用

地下煤矿的地质勘测一方面能够大致的确定煤矿矿脉的走向、标高、储量等数据，帮助煤矿生产确定合适的资金投入，特别是对于部分地质条件相对恶劣的地下煤炭资源，准确的地质勘测能够为是否有价值进行投资生产提供专业的技术支撑。

另一方面，地质勘测数据能够为地下煤矿生产方式的选择提供最有利的技术支撑。如地下河流的分布、地下地质岩层岩性、断裂层构造以及走向等地质信息的收集能够直观的为考量煤矿生产是否选用爆破作业、选用多大量的爆破作业、在什么区域进行爆破作业提供技术参考，从而保证生产作业的可行性与可靠性。

2.2 地质勘测对煤矿安全的作用

下文主要分地下煤矿开采设计、地下开采进行、地下开采完结三方面讨论地质勘测数据对煤矿安全的影响。

2.2.1 地下煤矿开采设计阶段

地质勘测数据的不准确对煤矿生产的安全与持续性是极大的威胁，这是由于基于地质勘测数据而进行的地下煤矿生产方案设计与安全设施设计会在与实际生产情况不符合的情况下引发安全设施设计失灵等后果，最终导致可怕的地质事故。

如对地下河流标高与流向、区域岩性、断裂带构造的勘测数据的不准确有可能在实际的生产作业过程中由于大量爆破作业的冲击下导致地下河流的改向，或者造成地下岩层间发生细微的错动而导致巷道内渗水，在长期水流的侵蚀作用下巷道两侧及顶部岩层自然脱落，引发冒顶片帮事故，而随着岩层脱落的扩大，加之地下结构随着开采作业的进行而引发的局部应力失衡极容易导致大范围地质坍塌事故的发生。

2.2.2 地下煤矿开采阶段

在地下煤矿开采作业中必然会由于生产作业的进行而导致局部区域内的地质结构发生重大的变化，特别是掘进作业和回采作业中，大范围、高强度的作业极大地破坏了原本相对完整的地质结构，使得地质结构内部应力发生较大的跃变，原有平衡被打破。尤其在地下局部区域内存在有地下河流或岩间含水量较大的矿区，会由于地下水流的侵蚀而加剧了区域内地质结构内部应力的失衡，造成地质条件发生较大的变化。如地下河流的改道、断裂带的位移、整体地质结构的下陷等。在新的较为平稳、结实的内部应力平衡形成前，地下开采作业实际上处于极大的地质坍塌事故风险隐患中，而此时对煤矿地质条件的监控勘测数据就成为了保障煤矿地下结构稳定性的关键所在，及时发现结构异动区域并立即为新的防护措施的采取提供足够的技术参考，从而保证了煤矿的生产安全条件。

特别是在当前煤矿地下开采作业中依然大范围的采用爆破、破碎冲击等大负荷、高频次作业，极容易破坏在煤炭开采时已经遭受过部分破坏的地质结构稳定性，从而导致大量土石在未受到足够强度的支护下导致滑脱甚而发生大范围的坍塌事故。因而在进行掘进及回采等危险性较大作业时的地质数据监测对煤矿安全生产是极为有必要的。

2.2.3 地下煤矿开采终止阶段

开采作业完结后形成的巨大采空区的安全控制一直是当前煤矿生产的难点所在。而事实上当前很多煤矿发生地表塌陷或大范围巷道坍塌事故均是由于对采空区的安全防护和实时监控不足而导致的。如某地地下煤矿采空区设计采用木方及土石做基础支护，但由于连日的降水导致采空区渗漏入大量的雨水，在水流的侵蚀作用下采空区发生塌陷，从而引起了大范围的地下巷道坍塌，虽然没有造成大的人员伤亡事故但却使得地下煤矿的生产秩序遭受到了巨大的影响。而对采空区实施的地质监测如采空区标高、范围、周边岩层位移偏移量等数据的监控则为第一时间处理采空区的坍塌事故隐患提供了参考资料，也同时为煤矿的生产工作提供了一层坚实的保证。

3 当前地下煤矿地质勘测中存在的问题与注意事项

客观来说，当前条件下地下煤矿地质勘测精确数据的获得是非常困难的。一是在当前煤炭资源日益枯竭的前提下，煤矿开采不得不转向大深度、高地质复杂度的区域进行，而在设计之初的地质勘测对于过深地区、过复杂地质区域的地质勘测往往存在有部分的误差；二是在大量高负荷冲击作业的影响下往往会导致地下地质结构发生意料之外的异变从而导致需要一定周期和工作量进行的地质监测数据无法满足实际的生产需要，从而导致地下煤矿地质坍塌事故的发生。因此，在进行地下煤矿地质勘测中时需要着重注意以下几个方面。

3.1 保证地质勘测数据的准确性

地质勘测数据的准确性是设计、生产控制、采空区控制的关键所在，在缺乏足够详实、准确、科学的数据作为支撑而进行的任何地下采矿作业行为均是存在有巨大安全隐患的。

3.2 保证地质勘测的频次适宜性

由于地质勘测作业的工程量较大，导致矿区范围内一次详实的地质勘测需要有较长的周期，从而使得即时的地质监测工作存在有巨大的困难和不可实现性。而周期范围内的作业则由于临时异变的发生而导致监测的勘测数据出现较大的偏差，因此在进行地质勘测监测时应该以重点区域、重点参数的勘测作为出发点，以满足最重要数据的勘测频次适宜性为地质勘测监测的重点所在。如地下河流流向、地下岩层含水量、巷道位移等。因此，煤矿生产作业前的地质勘测中，要将所需要即时监测的地质数据进行梳理和分类，从而确定优先次序，提高工作效率。

除此以外，还要注意对地质监测数据异常发生时安全技术措施落实的及时性。对地质勘测中发现的地质结构异变，如果没有及时的安全措施落实，往往会导致事故的发生。如巷道内含水量的增加则必然会引起巷道两侧岩体受流水侵蚀下脱落现象加剧，从而导致大范围的冒顶片帮和坍塌事故隐患，而如果没有足够可靠的支护措施的落实，那么坍塌事故的发生便不存在可能与不可能的问题，而只是时间的问题了。

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