煤炭采空区综合地质勘查研究

2016-04-14张庭珊高超

地球 2016年5期

关键词：采空区勘查煤炭

■张庭珊高超

（云南省煤炭地质勘查院云南昆明650218）

煤炭采空区综合地质勘查研究

■张庭珊高超

（云南省煤炭地质勘查院云南昆明650218）

我国对于煤炭采空区的事故分析已经有了很多现实的例子，并且应对煤矿采空区事故，已经有不少技术专家提出了较多的管理勘查手段，本文就煤炭采空区综合地质进行研究分析，应对采空区的相关事故提出预防性建议和措施。

煤矿采空区地质事故预防

最新的针对煤炭采空区的公告有2014年12月的《煤矿采空区岩土工程勘察规范》于今年8月开始执行，对我国大量的煤炭采空区的防治工作进行了规范指导。当前，我国的有关专家已经对采空区的稳定性、安全性、探测技术、灾害防治技术等有了相关分析探索，并提出了一些建设性的管理建议，然而却较少地对煤矿采空区的综合地质勘探和灾害以及其所属类型特征进行细致的研究，因而在事故发生时还缺乏相应的防治策略，基于此，本文将对煤炭采空区的一些特征进行分类解析，根据采空区事故灾害的特征，提出相关解决措施。

1 煤矿采空区的灾害类型

总体来说，我国地质资源差别较大，对于煤矿地区的采空区灾害事故呈现不同的类型，根据灾害形式将采空区的地质灾害归纳为：火灾、井筒透水、毒害气体污染、地下空洞诱发相关地质灾害等。火灾是由于瓦斯爆炸或者煤炭自燃引起的；采空区若没有进行及时加固，会造成地表塌陷，造成坑，从而蓄积大量水；当地下采空区亦会聚集毒害物质污染空气环境。根据实际案例显示，对于那些废弃的采空区最容易引起透水现象，引发相关事故，这是由于对一些矿井进行采掘时，一旦挖掘触及废弃采空区，原有的采空区有积水，此时积水便会奔向采掘点，从而造成水灾。废弃老采空区一般为小型的煤矿，其作业技术以及管理上存在一些问题，导致采空区会有大量水量透入其中，特别是顶板位置是水灾的主要源泉。

2 煤矿采空区的特点

2.1 全国的采空区分布情况不明确

在我国早期的煤炭开采作业中存在很多不规范的操作，全国各地有许多不同程度上的煤炭资源开采作业，有关部门没有对部分乱挖乱采的小煤矿进行详细的管理、资料记录，致使现在的档案资料无法精确统计全国各地老采空区的具体地理位置和相关情况，这为现在以及未来的煤炭采掘带来了一些难题。

2.2 灾害形式多种多样

对于煤矿区的事故历来种类繁多，这是由于各方面原因例如采掘不合理、管理问题或者地质原因造成的，或者是由于多因素导致的结果。这些煤矿事故多发生于采空区，而对于采空区的灾害形式也较为复杂，当由于采空区事故发生时往往会连带其他的灾害性事故的发生，例如爆炸。

2.3 采空区事故隐蔽性极深

对于煤炭采空区来讲，由于历史无法记录明确的采空区分布情况，因而煤矿采空区带有很大的隐蔽性。对于煤矿事故来说，一般要地质塌陷或者裂缝，才会导致矿井发生矿压、水灾、瓦斯异常现象等，而对于无法预见的采空区来讲，其灾害更加难预见，导致了采空区矿难事故会突然间爆发，不能预见，在矿难发生前没有任何征兆。

2.4 难以预测

煤矿采掘分布较广，各地的采空区地质类型各异，而煤炭开采的技术条件也不同，因而采空区事故是没有统一规律的，到目前还很难有对灾害进行预测。虽然已经研发了各种监测手段和先进的管理，但对于老采空区的灾害预测仍是望尘莫及。

3 防治采空区事故建议与措施

在内蒙古、榆林市等地对当地的部分煤矿采空区进行了普查和治理的工作，兹于此，我国对煤炭采空区的防治措施有了一定的经验借鉴，总结顺序如下：

3.1 地表普查

对于历史老采空区来讲，多数无法确定位置和洞内情况时，一般是不能直接进入的，但可以在附近情况明确的采空区进行井下钻探或者超前探技术，而这两项技术手段使用起来较为复杂，那么可以首先采用普查的方法，这样最省钱，且较容易操作。对老采空区进行地表普查时，首先是要搜集整理相关区域的资料，其次与矿区技术员进行交流探讨，然后进行实地现场利用遥感技术进行侦查勘探，以此划分确切的物探区，明确物探方案和方法，最后执行数据采集、处理分析、验证等，再整理成报告资料，联系相关技术员进行回访并修善报告，以便上报提交。

3.2 跟进井下勘查

对于受到积水灾害的煤矿采空区来讲，可以参考山西省对采空区水灾治理的方案来进行，即只要有采掘行动，就必须对透水灾进行预测和预报，采掘前先探，然后再采掘，若探测积水，应按照相关放水原则进行，把勘查放在煤矿采掘的常态技术对待，以有效消除透水灾害。超前探一般用于掘进头前面的废弃老采空区，查勘其积水、陷落柱构造情况。通常会用到的物探法有：直流电法、地震法、瞬变电磁法等方法，对于内部工作面的情况可以用工作面内部探测法，以探测内部陷落柱、断层的构造情况，并提供相关评价，常用法有:透视法和矿井地震法。

3.3 及时评估

煤炭开采的每一个进程中，都带有灾害的未预见性，这包括了地质以及生态环境是动态变化的，采掘程度和强度也是变化的，因而其采空区的灾害不可预见，这需要对煤炭开采进行全过程的评价和评估，以减少因采空区带来的危险操作后果，做到预防为主。这可以采用定性和定量评价相结合，模糊数学、层次、指数等分析分级定量评价法等方法，以划分危险操作的等级程度，以便采取相应的防治方案和措施。

3.4 减灾预案

一旦发生采空区的灾害事故，首先要进行综合治理将灾情最大限度的减小，利用地表普查、评估、井下的勘查等手段要综合利用，并对采掘面进行优化设计，包括了通风、排水、灭火等，尽量采用新技术和工艺进行采掘设计，从而对煤矿采掘进行综合管理，达到减灾。

3.5 监测监控

很多事故的爆发源于没有对其进行合理的监管，我国煤矿普遍对开采的监测和监控力度不足，即使有个别的监控和检测设备，由于其分散凌乱，没有形成监测监控系统，不能有效对采空区进行监管控制。

3.6 安全保障措施

应提高煤矿开采企业的安全保障措施的认识，特别是对采空区有关安全意识的认识，使得企业领导重视采空区事故，从而加大安保措施的投入。