煤矿地质灾害特征分析及防治措施研究

文/常然，开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司

1 引言

煤矿地质灾害作为地质灾害的一个分支，是由人类的采煤生产活动而产生的危及人们生命财产安全并破坏地质环境的地质灾害，它是自然灾害的重要组成部分，会给矿区造成重大的经济损失。在煤矿开采过程中，开煤弃石会引起的灾害主要有山体滑坡、地表塌陷，同时，还会加速水土流失；矿区周围的地下水资源由于煤矿的抽排水而日趋枯竭，区域地下水位显著降低。另外，地下开采会引发地面沉陷、地震、瓦斯爆炸、地面开裂、岩爆等灾害；地表环境会由于煤矿剥离堆土、尾矿渣堆积等而被严重污染；泥石流灾害因地表塌陷、地质失稳等而频繁发生。这些灾害均为煤矿地质灾害的主要表现形式。

2 煤矿地质灾害的特征分析

煤矿地质灾害的发生具有不可预见性，其成因也具有多样性。主要一点是煤矿的开采不专业不规范，只顾追求利润和产量的最大化，灾害预防治理工作不到位。煤矿地质灾害主要分为地表灾害和矿井灾害。

地表灾害主要表现为山体滑坡、地面塌陷、地裂缝等，这类灾害发生在矿山开采活动一段时间后逐步显现。山体滑坡的形成原因是由于煤矿开采作业时堆放的矸石，对坡体的原始应力平衡造成了严重的破坏；地面塌陷和沉降是由于开采作业时大量的空区地下水需要排出，造成了地下水分布的不均衡，使空区出现大面积的降落漏斗和水力坡。煤矿开采一定时间后，发生最频繁和最常见的地质灾害为地面沉降及塌陷。采空区围岩的初始应力场在地下开采过程中发生明显的改变，并最终可引起岩石的冒落、破碎甚至地表位移等灾害。另外，采空区与影响区的水力坡、地下水分布可随地下水的大量抽排以及采空区的不断扩大而发生明显的变化，并最终形成地表的沉陷和大面积的降落漏斗。

矿井灾害主要类型为矿井突水、瓦斯突出和机电设备事故，还有火灾、煤尘爆炸和顶板事故等。矿井突水是矿井灾害最常见的类型，灾害发生时涌水量大、水势凶猛并且能造成巨大的损失；瓦斯突出的成因是开采煤矿时，破坏了地下煤层储气密闭系统，使得瓦斯气体不能吸附和游离在煤层缝隙里，在地应力作用下突然释放的结果；机电设备事故的发生是由于采矿的操作和管理不严谨不规范，造成设备机械伤人等现象；顶板事故表现为顶板突然来压，由于采矿作业的影响，破坏了地层的应力平衡，在开采区顶板上方的岩石松动圈不断变大，增加了支架受力，当松动圈大到一定程度时便会塌落，造成冒顶事故。

3 地质灾害防治措施

煤矿地质灾害的防治原则包括：坚持政府统一领导、各部门协调配合、依法管理、分清负责、科学防治原则；坚持谁开发谁保护、谁破坏谁保护、预防为主、治理与避让相结合的原则；坚持地质灾害防治规划与重点建设规划相结合、综合治理与单项治理结合、群众全体参与原则。具体的防治措施如下：

3.1 煤矿地质灾害防范措施

3.1.1 各相关部门和政府部门应高度重视煤矿地质灾害预防工作，并开展多形式的煤矿地质灾害的宣传教育活动，以此提高民众对灾害的防御能力和水平。同时，各行政机关、政府的领导以及相关矿业管理员，应充分了解各项防灾减灾方法，明确地质灾害灾情，积极开展并响应地质灾害防治工作，对地质灾害频发区提出防范措施并开展灾害预测。

3.1.2 遵循保护地质环境和合理开发利用的相关准则、法律，提高人们的环境保护意识，积极开展地质防治管理工作，尽可能地降低煤矿地质灾害发生的概率，或避免煤矿地质灾害的发生。对于稳定性较差、人口密集、建筑群存在风险以及存在生命线工程设施的区域，各级煤矿均应真正做好保安煤柱的科学设置工作。为了防止仅仅确保生产指标的完成、只图经济效益、回采原留保安煤柱等采掘活动的时常发生，各级矿管部门应加强监督和管理。

3.1.3 对于矿区居民建筑的建筑材料，应该在相关科学技术的指导下选择，以显著提高砌筑质量，确保房屋上部结构和地基的稳定性、牢固性。同时，相关部门要对施工负责人因地制宜地进行工程抗灾知识重点培训，加强对建筑队伍的管理，以提高住宅建筑的总体抗震性能。

3.1.4 任何煤矿、煤窑均应严格按照煤矿安全规程的相关规定制订瓦斯检查制度；实施机械通风和上行通风，确保矿区的风量充足；严禁携带点火工具和香烟等下井；采用矿用安全火花型、防爆型等电器设?备。

3.1.5 因地制宜地进行综合防治，并做好防灾减灾工作，查明活动构造和煤矿工程活动，并严格按照规范操作。产生地质灾害的内在驱动力为活动构造，而且人类工程活动可促进灾害的发生，增强其破坏程度。据此，应查明新构造运动的活动程度、范围、性质和特点，并寻找、分析和认识不稳定的复活断裂或活动构造，合理规划煤矿区工程活动。

3.2 煤矿环境生态修复

3.2.1 当前用于防治地质灾害的工程措施在降低灾害的发生频率、减轻其破坏程度方面发挥了一定的效用，并且通常条件下仅仅是对矿山工程的安全运行进行分析和实施。然而考虑到生态环境受到矿山废弃地的破坏作用，对矿山闭坑后的生态环境修复、灾害特定条件以及土地利用类型等相关研究比较少。因此，如何重建和修复矿山废弃山地仍是矿业人员需要考虑的问题。非生物成分的功能恢复是生态系统恢复的根本和重要基础，所以，可构建微生物群落、植被和动物群落等。

3.2.2 突出汛期地质灾害防治工作。汛期地质灾害作为全面地质灾害重点防范期和煤矿地质高发期，各部门应确保落实防灾责任人、灾害监测点，保证防灾责任制度“三落实”工作的顺利进行。

4 结束语

煤矿开采容易发生的各种地质灾害无一不威胁着采矿工人的生命，制约着采矿工作的顺利安全开展。当前我国煤矿企业所面临的一项重要任务就是促进煤炭资源开采的健康安全可持续发展。因此，对于煤矿地质灾害的预防和治理急需重视起来，因地制宜采取综合的防治措施，促进可持续发展。