孫偉兵

山西華晉韓咀煤業(yè)有限責(zé)任公司

煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測方法探討

孫偉兵

山西華晉韓咀煤業(yè)有限責(zé)任公司

在我國的地質(zhì)災(zāi)害中，非常重要的一個分支就是煤礦地質(zhì)災(zāi)害，該災(zāi)害主要是因為人類在采礦過程中造成了地質(zhì)環(huán)境的破壞，并且對人們的財產(chǎn)與安全造成了危害。在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源占據(jù)了非常大的比重，但是隨著煤礦資源的不斷開采，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的也越來越頻繁，這就使得人們越來越重視煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征與預(yù)測方法。因此，通過對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究，詳細(xì)地分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測方法。

煤礦地質(zhì)；地質(zhì)災(zāi)害；特征；預(yù)測方法

1 煤礦開采過程中潛在地質(zhì)災(zāi)害的特征分析

1.1 地面沉降和地面塌陷

在煤礦開采過程中，地面沉降和地面塌陷狀況時有發(fā)生。具體來說，煤礦開采使采空區(qū)圍巖的最初應(yīng)力場遭到了破壞，進(jìn)而出現(xiàn)巖石破碎、冒落或地表位移的狀況；煤礦開采改變地下水的分布面貌，水力坡加大，大面積降落漏斗由此出現(xiàn)，進(jìn)而造成地表沉陷。地面沉降的后果不同設(shè)想，一方面，這使得煤礦地質(zhì)災(zāi)害的程度有所增加；另一方面，開采影響疊加區(qū)的產(chǎn)生，使得開采賠償問題更難解決，易導(dǎo)致各種糾紛和矛盾。

1.2 山體滑坡

在煤礦開掘、矸石堆放過程中，坡體喪失了其原初應(yīng)力的平衡性，這就容易造成滑坡崩塌這一嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。相關(guān)資料顯示，由煤礦開采造成的山體滑坡不僅使環(huán)境遭受破壞，其經(jīng)濟(jì)損失也相當(dāng)嚴(yán)重。以撫順西露天礦為例，該煤礦所處的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，其滑坡災(zāi)害發(fā)生率較為頻繁，從民國初期至今，在百年左右的時間里，已經(jīng)出現(xiàn)過許多次嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害，記錄在冊的災(zāi)害數(shù)目就50余次，其中，最嚴(yán)重的一次塌方量為129萬立方米。

1.3 礦井突水

煤礦開采過程中，突水事件也時有發(fā)生，對煤礦的安全、生產(chǎn)和效益造成了較大威脅。我國的大多數(shù)煤礦處于季風(fēng)氣候區(qū)，夏季易暴雨頻發(fā)，這成為山體邊坡崩塌、滑坡的最大誘因，繼而出現(xiàn)泥石流，使得溝谷堵塞，當(dāng)?shù)V井被洪水沖入，就會出現(xiàn)煤礦的大面積沖淤，這不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還將嚴(yán)重威脅煤礦工作人員以及周邊人們的生命安全。

1.4 瓦斯突出

瓦斯能夠以游離或吸附的形式在儲氣封閉系統(tǒng)中停留在煤層裂縫等孔隙內(nèi)，在地應(yīng)力進(jìn)行局部平衡調(diào)節(jié)的時候，儲氣封閉系統(tǒng)會因之遭到破壞，蓄積的氣體會隨之釋放出來。在其他外力作用下，容易產(chǎn)生瓦斯突出爆炸、人員中毒等事故。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，僅上世紀(jì)80年代中期至90年代中期，就有近十萬次煤礦瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生，導(dǎo)致了百億元以上的經(jīng)濟(jì)損失。

2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測方法

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危害是非常大的，在了解了其地質(zhì)災(zāi)害的特質(zhì)之后，就需要采用合理的方法對煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，主要使用的預(yù)測方法就是GIS及遙感預(yù)測法。煤礦地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系到整個煤礦的運營情況，所以，必須對煤礦的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，防止地質(zhì)災(zāi)害的突然發(fā)生。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測時，主要包含了2個方面，一方面對煤礦地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的可能性進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，為煤礦的開采規(guī)劃提供依據(jù)。另一方面就是對煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的情況進(jìn)行預(yù)報。GIS及遙感預(yù)測方法能夠針對這2方面的內(nèi)容對煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測時，還應(yīng)該明確GIS及遙感技術(shù)預(yù)測的過程，使得預(yù)測更加的準(zhǔn)確。

在應(yīng)用GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測時，需要先進(jìn)行預(yù)處理，該項操作通常是針對遙感解釋結(jié)果、地面勘察資料以及實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的。之后還應(yīng)該對典型的煤礦地質(zhì)災(zāi)害事件進(jìn)行分析，了解地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的機理及主要因素。底板突水是煤礦地質(zhì)災(zāi)害中較為常見的一種，它的形成機理主要包括斷裂性結(jié)構(gòu)、巖溶、隔水層以及水壓等，在明確其形成機理之后，可以結(jié)合以前的煤礦地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行分析，把相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行量化，之后利用遙感對這些量化后的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，這樣就能夠得出每一個因素所帶來的空間分析、相關(guān)圖層配準(zhǔn)和初始計算問題等，之后通過GIS及遙感技術(shù)的初始模型計算結(jié)果與已知的煤礦地質(zhì)災(zāi)害資料進(jìn)行分析，從而確定煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測模型，通過GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測。

3 防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害的措施

一是對煤礦地質(zhì)災(zāi)害加強宣教以提高防災(zāi)意識。各級政府部門應(yīng)高度重視防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害，開展防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害的宣教活動，提高對災(zāi)害的承受力，使各級領(lǐng)導(dǎo)及礦業(yè)管理員對防災(zāi)減災(zāi)方法加深了解，積極開展防治地質(zhì)災(zāi)害工作，開展災(zāi)害預(yù)測并提出有針對性地防范措施。二是對煤礦資源合理開采，對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。遵循合理開發(fā)利用和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的有關(guān)規(guī)定，對地質(zhì)災(zāi)害防治加強管理，提高環(huán)境保護(hù)意識，使煤礦地質(zhì)災(zāi)害得到有效控制。三是建筑物不斷提高防災(zāi)能力，有效控制煤礦可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。不斷提高礦區(qū)民宅建筑質(zhì)量，

使地基及建筑物結(jié)構(gòu)提高牢固性，切實提高民宅抗災(zāi)性能，整頓管理建筑隊伍，對建筑施工企業(yè)加強工程抗災(zāi)培訓(xùn)。四是建立有效的通風(fēng)系統(tǒng)，使煤礦減少瓦斯爆炸的可能性。不管是國有煤礦、還是個體小煤窯，都應(yīng)按照國家有關(guān)規(guī)定，建立完善的通風(fēng)及瓦斯檢查制度，對超限和瓦斯積存的煤礦及時采取處理措施。下井時不可攜帶煙火，瓦斯含量較高的煤礦應(yīng)選礦安全型、礦用防爆型電器設(shè)備，放炮前后嚴(yán)格檢測瓦斯情況。五是對活動構(gòu)造查明，加強煤礦防災(zāi)減災(zāi)?？陀^評價產(chǎn)生各種煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危險性，對各類災(zāi)害加強科學(xué)預(yù)測，制定的防治方案應(yīng)科學(xué)合理。

總而言之，在很長一段時間內(nèi)，我國的煤礦開采工作都將是一項高風(fēng)險作業(yè)，所以，相關(guān)從業(yè)人員及單位應(yīng)當(dāng)對煤礦的安全開采加以高度重視，以防止煤礦地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，以保障煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 董來啟，李峰，武艷麗，張玲.煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施的探討[J].科教文匯(下旬刊)，2008(4)：192-193.

[2] 黃健良，韓建光，李德鵬.煤礦地質(zhì)災(zāi)害的地球物理特征及勘查方法[J].山西焦煤科技，2009(7)：21-23.