煤矿地质灾害诱因及预防措施

司金文

（晋能控股煤业集团南河煤矿，山西高平048000）

煤矿在生产过程中对地表生态环境以及地下地质构造产生破坏作用，从而产生煤矿地质灾害事故，这给人类的生存条件及经济都造成了巨大的损失。煤矿地质灾害会导致地下水流失、地面塌陷、地表瓦斯涌出、山体滑坡，同时造成矿井地下水位下降、矿井局部震动、地表开裂、有害气体大量涌出[1]，对地面生物的生命安全造成较大损害。我国能源中73%来源于煤炭，而煤炭开采造成的损害，也制约着我国经济的可持续发展，因此煤矿地质灾害不仅会造成巨大的经济损失，也会在井下发生各种灾害威胁，对工作人员的生命造成威胁。截至2020年为止，矿井地质灾害占全国灾害的1/12以上，矿井发生的瓦斯事故、顶板事故、溺水事故都给全国的安全工作敲响了警钟。

1 煤矿地质灾害类型及诱因

1.1 煤矿地质灾害特征

（1）山体滑坡：煤矿在进行采掘施工时打破了地质构造的应力平衡状态，在构造区产生应力卸压破坏作用，从而产生地质灾害如山体滑坡、透水等。根据数据统计，山体滑坡、透水等地质灾害造成的经济损失每年达数亿元，造成矿井重大经济损失，威胁着生命安全[2]。

（2）地面下沉与塌陷：开采后的煤田会出现地面下沉与塌陷。井下煤田在开采后，煤田采空区会逐渐破坏采空区周围围岩的应力，导致周围围岩的初始应力下降或破碎，甚至导致采空区上部地表发生整体下沉与塌陷，而且煤层在开采时会将原有的水系统破坏，采空区周围的水系统会重新分布，在采空区周围形成大量的降落漏斗，导致地表下沉与塌陷。由于最近几年不法矿井对保安煤柱进行回采，更加加速了地表的下沉，这不仅会进一步加深地质结构的破坏，对回采煤柱的工作人员的生命安全造成较大的伤害。

（3）瓦斯突出：煤层开采前，煤层内瓦斯会游离在煤层的缝隙、孔隙间。煤层在开采时封闭的储气系统被破坏，煤层中瓦斯大量涌出，在相应的条件下会发生瓦斯爆炸、火灾及中毒的情况。

（4）矿井突水：矿井在开采过程中由于受施工技术、开采技术水平、开采设计等影响，破坏了煤田地质构造、采空区等，打破了构造含水层、裂隙含水层以及老空水、老窑水等平衡状态，从而导致煤矿透水、涌水事故发生，造成煤矿重大经济损失。

（5）矿井在开采完毕后存在的潜在威胁：矿井在开采后存在的许多危险因素不能马上暴露出来，这也会给将来留下较大的危害。如露天矿井在开采后产生的坑底与地表存在较大的坡度，虽然废石回填后能够将坡度缓解[3]，但坑底与地表还存在着较大的落差，在后期的自然演变中再次山体滑坡灾害。同样地下采煤会造成地表开裂、地基下沉，甚至造成地表大面积变形而诱发山体滑坡。这些灾难都具有一定的滞后性，在煤层开采时通常都不会发生，经过一段时间后，在某些条件被诱发，进而引起地表变形。

1.2 地质灾害诱因分析

矿井在正常生产时不可避免会发生必要的地质灾害，如随着煤矿不断开拓延伸，导致地表变形、下沉现象严重，同时部分地质灾害是由于管理人员未能开采过程中采取合理有效的防治措施或技术人员设计不合理造成的，如工作人员对煤层开采后的采空区没有回填、矿井抽出的污水随意排放、在没有了解煤层的地质构造的前提下盲目设计、指挥、开采，这都会诱发煤层的地质灾害，甚至有些矿井为了谋求一时的利益，采取采富弃贫、求近避远的方式，给后期的煤层整理造成较大的、无法修复的破坏。

2 煤矿地质灾害防治措施

2.1 加强地质灾害防灾意识

相关政府领导、矿井高层、区队管理人员要提高对地质灾害的认识，通过宣传教育、现身说法、预测预报、干部上讲台等方式现场对各类地质灾害进行讲解，让施工人员对地质灾害有进一步认识，特别是矿井的管理人员在开采过程中，要提前对地质灾害进行预判，在地质灾害发生前及时准确地做出应对措施。

2.2 合理规划矿井设计

按照全国环境保护法及煤矿安全规程上的有关规定合理地对矿井进行开采，进一步加强矿井工作人员的环境保护意识。在地表人口密度大、建筑多、自然灾害多及生命线工程的建设上，要合理设计保安煤柱[4]。各级安全监察单位对矿井的生产资质及开展方式进行审核，避免因设计不合理或只图利益现象的发生。

2.3 提高建筑物防灾能力

在采空区附近的范围内，所有建筑都采用高质量的建筑材料，并通过加深地基及优化结构等方式提高建筑物的抗灾能力。对建筑工人及农民进行专业的建筑培训，能够根据地质现象判断建筑物的抗灾能力。

2.4 改善通风设计

煤矿企业应根据矿井设计生产能力，合理设计通风系统及配风量，保证煤矿井下具有足够的风量及风压；同时煤矿在生产过程中应建立相应的瓦斯检查制度，对瓦斯超限的巷道及时停机进行排风，井下工作人员严禁携带明火下井，井下所有的机械设备均应符合国家要求的本质安全型防爆设备，回风巷严禁安装机电设备。

2.5 准确掌握采区水文地质条件

煤矿在生产前应详细掌握采区内水文地质条件，可采用钻探、物探等技术手段对断层、陷落柱等地质构造布置区域及产状，采空区积水、老空积水分布范围等进行准确探测，从而为后期采掘工作面开采设计提供准确地质依据，保证采掘施工安全顺利开展[5]。

2.6 综合防治技术应用

对矿井的各类地质灾害进行分析，根据每种地质灾害的变化规律制定相应的防治措施及施工工艺。在加强工程措施的基础上，还需进一步发展生物措施，采取工程措施与生物措施相互结合的方式综合采取措施，预防各类地质灾害的发生。

2.7 完善矿区生态恢复制度

由于矿井在开采后会对后期的生态环境造成较长时间的破坏，尽管我国现在已经采取了相应的措施在生产中避免对地质造成的破坏，但这些措施未能设计到后期的生态恢复。因此迫切需要国家制定相应的制度对废旧矿业进行生态重建，从非生物成分的功能入手，通过恢复植被、动物群落及微生物群落开始，逐步恢复废旧矿井的生态系统。我国目前对废旧矿井的恢复还处于初始阶段。

3 结束语

由于我国煤矿分布范围广、数量多且规模多样化，各煤矿在开采过程中会产生不同类型的地质灾害，给矿区生命财产带来重要影响，制约着煤矿安全高效生产，所以煤矿企业在追求利益的同时，必须采取合理有效的技术手段预防地质灾害事故发生，进一步提高职工思想意识，合理进行煤矿开采设计，严禁越层越界超负荷生产，只有这样才能杜绝煤矿地质灾害事故发生，保证煤矿生产财产安全。