浅析矿山地质灾害及防治措施

刘峰　闫昆鹏

摘 要：矿山是人类工程活动对地质环境影响最为强烈的场所之一。某些自然地质环境变化是由于人们不恰当的开采行为造成的，不仅影响的了我们的正常生活，还对人类的某些生产活动造成一些灾害性的影响。该文重要介绍了几种主要矿山地质灾害的类型、特点，并依次分析了各种灾害的防治措施。

关键词：地质灾害；岩爆；预防措施

矿山地质灾害属于地质灾害，更是自然灾害对重要组成部分。主要是由于对地质环境不正当的开采，从而造成了一系列的对地质环境破坏的现象，不仅对人类生命财产安全构成威胁，并会带来不可想象对经济损失。

1 矿山地质灾害种类

1.1 地表环境

主要地质灾害种类：采空区地面塌陷、山体开裂、崩塌，滑坡，泥石流、水土流失与土地荒漠化、岩溶塌陷、采矿诱发地震。

产生原因：地下采空、地面及边坡开挖、爆破及震动、地下水位降低、废水排放、废渣，尾矿排放、尾矿库溃坝、煤层自燃。

1.2 水环境

主要地质灾害种类：水动力条件改变、井，泉枯竭、海水入侵。

产生原因：地下水位降低、废水排放、废渣，尾矿排放、水质污染。

1.3 采场环境

主要地质灾害种类：粉尘、煤与瓦斯突出、突水，崩泥、岩爆。

产生原因：地下采空、地面及边坡开挖、爆破及震动、地下水位降低、地下热害、坑道变形、露采边坡失稳。

2 矿山与地下工程典型地质灾害

2.1 岩爆

岩爆主要是指矿业生产环境周围的岩体承受巨大的地压时，逐渐聚集了强大的弹性势能，在平衡遭到破坏的条件下，巨大的能量突然释放，从而引起岩石飞溅的现象。

（1）岩爆的类型和特点。围岩表部的岩石破裂引起的岩爆：在深埋隧道或其它类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属于这种。岩爆发生时会伴随一些噼噼啪啪的响声，如同机枪射击一般。这种现象一般发生在新的采掘工作面附近，掘进爆破后2～3h，不仅围岩表部岩石会发出爆破声，同时还会有中间厚、边部薄的不规则片状岩块会从洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆发生前并无明显的预兆。

矿柱围岩破坏引起的岩爆：在埋深较大的矿坑中，由于围岩应力大，常常使矿柱或围岩发生破坏而引起岩爆。事故发生时不仅伴有强烈的冲击波，有可能还会出现地震等现场，对自然环境破坏很大，对采掘工作往往会构成巨大的人身和财产威胁。

断层错动引起的岩爆：当矿业生产中洞室、坑道与潜在的活动断层相交的角度很小时，作用于断层面上的正应力因为生产活动变的很小，因此降低了断面的摩擦阻力，由于断层剧烈活动而引发了岩爆，这类岩爆一般发生在采掘工作面的深矿井中，具有破坏性大等特点。

（2）岩爆的预测及防治。岩爆的监测预报：在实验室内测量煤岩或岩块的力学参数，依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度。

防治措施：1）在施工前，利用现有的勘测资料，首先利用建模工作，通过各类的分析以及模拟工作，一方面确定工作面地应力的数量级，还要找到工作过程中容易发生岩爆现象的部位，为制定采掘工作中防治措施提供初步的数据支持；2）在施工过程中，对地质环境进行超前地质探测，为了及时掌握地应力的大小，以达到提前预报岩爆发生的目的；3）在施工中应加强监测工作，一方面加强支护结构和围岩的就地观察，另一方面利用各种仪器检测洞拱顶下沉度，注意利用多点位移计测量位移变化的趋势，通过以上方式可以预测滞后发生的深部冲击型岩爆，对现有的开挖和支护的施工具有很好的指导意义。

2.2 煤与瓦斯突出

在煤矿地下生产过程中，在较短的时间内由煤体向巷道或采场突然喷出大量的煤炭及涌出大量瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出。

（1）煤与瓦斯突出的预防措施。1）首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层；2）在有突出危险的煤层内通过两种方法使地应力下降、煤层强度增加，一个是均匀布置钻孔，另一个是提前抽放瓦斯以降低瓦斯压力与瓦斯含量，达到降低危险程度的目的；3）使煤层内的瓦斯提前释放，可以通过在工作面前方的煤体内，超前钻探一定数量的大口径钻孔的方法。

2.3 瓦斯爆炸

（1）瓦斯爆炸的三个同时存在基本条件。1）一定的瓦斯浓度。瓦斯浓度不同，产生的威力有很大差异。首先，当瓦斯浓度在5%以内时，遇火不会产生爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层；其次，当瓦斯浓度达到9.5%时，遇到明火后，产生的爆炸威力最大；另外，瓦斯浓度高于6%时，遇火不会产生爆炸，但在空气中遇火仍会燃烧；2）一定的引火温度。点燃瓦斯的条件一是最低温度在650-750℃之间，二是该温度存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期；3）空气中充足的氧气含量。空气中氧气浓度应当高于12%。瓦斯爆炸界限是随着空气中的氧气浓度降低时而缩小的，当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。

（2）瓦斯爆炸的防范措施。首先最重要的是严格杜绝瓦斯浓度提高。为了防止瓦斯瓦斯浓度提高，加强矿井通风管理，利用技术手段杜绝盲巷，设置标志，保证临时停工地点送通风，并加强日常通风系统检修维护，保证系统的安全可靠运行。严格执行瓦斯检查制度，定期对瓦斯浓度进行检测，保证其浓度在安全范围内。

其次是杜绝引火源，应做好以下几项工作：防止明火。防止电火花。防止爆破火焰。深刻查找现场隐患苗头，深入反思事故教训，坚决杜绝松懈麻痹、侥幸厌战思想和各类违章违纪行为。严格遵守各项规章制度，加强防范措施。防止摩擦火花。

3 结束语

及时有效的采取一定的防范措施，不仅能防止造成经济财产损失，更为重要的是保证人们的生命安全。

参考文献：

[1]于石凡，白帆，刘明.煤矿瓦斯防治技术[M].北京：中国经济出版社，1990.

[2]谭以安.岩爆类型与防治[J].现代地质，1991，5（04）：450-456.

[3]张梁.我国矿山生态环境恢复治理现状和对策[J].中国地质矿产经济，2002（04） .endprint