煤矿采空区地质灾害类型分析及治理措施

商培进 张超

摘 要： 伴随着国民经济的飞速发展，煤炭行业也获得了良好的发展契机。随着煤矿开采力度的增大，采空区的数量急剧扩大，这也为地质灾害的发生埋下了祸根，不仅危及到当地的生态环境和经济发展的可持续性，对该地区人民的生产和生活也造成了不利影响。基于此，为了实现对煤矿下采空区地质灾害的防范，在对采空区分布状况进行深入了解的基础上，对地面塌陷的风险进行了综合评估，并在此基础上，提出了科学的预防和治理措施方案。

关键词： 煤矿;采空区;地址;灾害类型

【中图分类号】TD325.3     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.003

引言：对于煤炭地下开采导致较多采空区的出现，其极易导致地面坍塌等地质灾害的发生，其不仅造成生态环境的污染，同时对该地区生活的人民生命财产安全带来很大威胁，给当地生产力的发展带来一定影响。因此，为了防止煤矿下伏采空区地质灾害的发生，全面了解该地区煤矿采空区的分布特点，评估采空塌陷危险性，采取有效的防治措施具有重要意义。

1 项目地质灾害现状

村庄周围有较多的煤矿，煤矿下伏采空区会导致地面坍塌现象，引发该地区地质灾害的发生，不仅影响该地区的生态环境，同时土地资源、水资源等方面也会受到不良影响，给当地的人民群众生活质量与生命财产安全带来很大影响。具体表现在这几个方面：（村庄周边地面出现塌陷现象，大多为圆形、串珠状，破坏面积达1326m2，在没有采取有效治理措施前仍处于不稳定状态。由于该村庄地面出现变形，使得该地区居民建筑物发生变形，受损房屋数达到105户。水资源破坏：村庄周围较多的煤矿，在实施采煤作业时，需要将矿坑的水排出，导致煤层上覆岩层的裂缝变形，煤层上的水层状态处于半疏干，由此破坏了含水层储水结构，使该村庄的人民用水十分紧张。土地资源破坏：频繁的煤矿开采作业中，使得村庄土地出现较多的裂缝，同时该村庄内耕地出现大面积荒芜，加大了土地沙化与水土流失的灾害发生率。

2 常见的灾害类型

2.1 水灾

采空区水对工作的安全回采影响很大，若采空区发生水灾，可能会导致淹井，对于采空区水灾应当采用先隔离后探放的措施。首先应当隔断地表或含水层对采空区的补水，避免采空区积水量增大，同时采用探放水措施降低水压，避免采空区发生突水事故。以某款16613工作面为例，采用在顶板打6个钻孔进行疏水降压，16613工作面采空区进行疏水降压，将采空区中水进行超前排放，避免发生突水事故。通过在顶板施工6个超前钻孔，施工工程量为785.6m，共超前疏水422 745.5m3。

2.2 瓦斯突出

工作面回采后采空区遗留的煤炭及周围煤岩体中瓦斯形成采空区瓦斯，受漏风等影响，采空区瓦斯可能会进入生产巷道，影响工作面的回采安全。对于采空区瓦斯常采用埋管或顶板钻孔方式进行抽采，降低采空区瓦斯浓度，避免工作面发生瓦斯突出事故。以某矿1-203工作面为例，采用顶板钻孔方式抽采采空区瓦斯，通过在顶板布置2组钻场，每组布置4个钻孔抽放瓦斯，工作面采空区采用顶板钻孔瓦斯抽放后，得到每个钻孔抽采量，1-203工作面采空区采用顶板钻孔抽放瓦斯，有效降低了采空区瓦斯浓度，避免工作面发生瓦斯突出事故。

2.3 矿震灾害

矿震是由于工作面回采后造成煤岩体围岩应力重新分布，在某些部位积累的应力超过其强度时突然破裂而产生的。一般来说，岩石坚硬而强度大时，其弹性能量指数和弹性变形能指数等参数高，容易孕育与发生矿震。工作面回采后，受矿压影响，上覆岩层断裂下沉，若顶板岩层强度大，在断裂下沉过程中，顶板岩层断裂产生的震动能与煤岩体的弹性能叠加，当集聚的能力超过岩层所能承载的极限时，顶板岩层垮落释放巨大的能量，发生矿震。对于矿震应当采用顶板预裂钻孔，释放顶板集聚的能量，对顶板进行卸压处理，避免采空区顶板垮落瞬间释放巨大能量诱发矿震。

2.4 坑内岩爆

又称矿山冲击，这是因矿坑周邊和顶底板围岩，在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩，一旦因采掘挖空出现自由面，即有可能产生岩石地应力的骤然释放，导致岩石大量破裂成碎块，并向坑内大量喷射、爆散，给矿山带来危害和灾难。

3 地质灾害防治措施

3.1 地表沉陷与地表开裂的防范措施

小沟矿区内，地表沉陷、地表开裂等地质灾害多集中于矿区西侧的山前倾斜台地区，多发育于耕地中，春耕季节尤为显著。其中对于地表沉陷进行治理时，应当先梳理矿区地表沉陷的诱因、规律及彼此间的相互关系，并以此为依据展开针对性强的防范治理工作。一般而言，较为常见的治理方法有充填复垦法，这种防范是指充分利用矸石、尾矿、煤灰等开采时产生的废弃物对作业采空区实施充填以恢复地表耕地状态;对于地表开裂的治理，则应先对开裂出现的原理及裂隙几何特征等进行分析，随后采取固体回填、灌浆封堵等措施加以治理，同时矿方还应完善对开裂区域的监测工作，布设监测站以便及时了解地表开裂发展趋势。

3.2 山体坍塌滑坡防范措施

山体坍塌滑坡类地质灾害多集中于矿区北部丘陵地区，多是因为石料开采所致，对此矿方应同采石场相互联合对山体状态实施动态监测，以便及时预防和规避可能发生的灾害。其中对于坍塌的防治可通过构建拦挡建筑物、注浆加固山体、锚固山体、开展坡面的防护与支撑、消除陡坡、加固软基等多种手段开展综合防治;对于滑坡的治理则可通过支挡、边坡加固、滑体形态更改、地下水疏排等手段加以防范。

结束语：中国作为传统的多煤、少油、少气国家，煤矿产区在国内各地广泛分布，不仅数量多且规模大小不一，加之矿井技术、管理水平参差不齐，导致由于煤炭资源开采而引发的地质灾害十分普遍，这不仅严重制约矿井经济效益的提升，同时对矿区人民的生命财产安全造成严重威胁。因此，矿井企业必须完善地质灾害检测体系，加强对潜在地质灾害的防范措施，并开展因地制宜的综合化治理，从而为矿区长久稳定发展提供必要基础和重要保障。

参考文献

[1] 尹正伟.煤矿地质灾害的特征及防治工作探讨[J].科技资讯，2015（17）：139-140.

[2] 杨俊瑞.煤矿地质灾害特征及防治措施[J].技术与市场，2014（5）：154.

[3] 常建彪.煤矿地质灾害特征及防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2014（8）：79-80.