文/韓利廷

受開采方式不合理、治理手段缺失等因素的制約，煤炭開采極易對地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)安全造成影響。由于礦山開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞后，未及時采取有效措施，最終造成事故案例舉不勝舉。因此，煤炭企業(yè)要高度重視煤炭開采過程對地質(zhì)帶來的影響，有必要針對煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全的影響進行分析、預測及評價，同時采取措施積極應(yīng)對，如此方可避免釀成事故，保證安全生產(chǎn)。

一、煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全影響的表現(xiàn)

煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及安全的影響，體現(xiàn)在可能導致地面塌陷、地裂縫等方面。

1.地面塌陷

煤炭開采對地質(zhì)安全所造成的影響中，地面塌陷出現(xiàn)的頻率較高，常見有波浪狀地面、階梯狀地面、塌陷積水等。如礦區(qū)周圍存在建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施，則會導致基礎(chǔ)設(shè)施受損、坍塌，進而使地質(zhì)安全性下降。

2.地裂縫

煤炭開采可導致地面出現(xiàn)裂縫，常見的裂縫包括位移型、組合型等。裂縫多呈“I”或“V”型。從垂直方向觀察，可見土層上下位移。

3.滑坡

在開采過程中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也會被破壞，導致應(yīng)力失衡，進而導致在采空區(qū)形成滑坡。

4.水影響

煤炭開采可導致地表水系與地下水系遭到破壞，從而引發(fā)突水、水污染等。就地表水而言，開采過程可能導致水污染，產(chǎn)生洗煤水、塌陷坑水。就地下水而言，開采可導致飲用水污染。礦坑所排出的水，同樣會導致污染產(chǎn)生。

二、煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全影響的評價與預測

因煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)安全影響嚴重，故需要對其進行評價以及預測，確保能夠在發(fā)生風險之前進行預防。

1.評價

針對煤礦開采影響的評價，需要借助相應(yīng)模型來進行。具體包括四大環(huán)節(jié)：初步嘗試—廣泛探索—全面發(fā)展—定量評價。需評價的內(nèi)容主要包括環(huán)境承載力、生態(tài)彈性兩方面。所謂環(huán)境承載力，指的是礦區(qū)環(huán)境所能夠承受的最大限度的影響；所謂生態(tài)彈性，指的是當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的恢復能力，恢復能力越強，則彈性越大。具體評價方法如下。

（1）初步嘗試。礦區(qū)需要對開采期間所涉及的資料進行收集，包括但不限于開采方式、礦區(qū)地質(zhì)情況、周圍基礎(chǔ)設(shè)施等，然后進行分類整理和分析。

（2）廣泛探索。礦區(qū)需確立地質(zhì)環(huán)境評價體系，結(jié)合當?shù)氐沫h(huán)境承載力、生態(tài)彈性，對開采過程中可能對當?shù)氐刭|(zhì)情況造成影響的因素進行分析。

（3）全面發(fā)展。以減小煤炭開采對區(qū)域的影響、促進礦區(qū)全面發(fā)展為目的，完成評價過程。

（4）定量評價。分析煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)安全所造成的影響，將影響分為嚴重、一般、輕微三個等級，實現(xiàn)定量評價。針對嚴重影響，應(yīng)當重點采取措施予以預防，確保煤炭開采安全。

2.預測

通過煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全影響的預測，了解導致各類風險發(fā)生的因素，為風險的規(guī)避以及處理提供保證。

（1）從水資源的角度進行分析。煤炭開采期間，如開采過程所施加的力超過巖體所能夠承受的極限，巖體則會出現(xiàn)變形，最終被破壞。巖體破壞后，導水性有所提升，此時地下水將會受到影響。因此，在預測的過程中，需要分析煤炭開采對地下水造成影響的可能性。根據(jù)預測結(jié)果實現(xiàn)對水源的保護。

（2）從沉陷的角度進行分析。煤炭開采期間，可導致地面出現(xiàn)塌陷以及裂縫。礦區(qū)需要了解當?shù)氐牡刭|(zhì)特征以及類型，預測開采可能導致的沉陷風險的表現(xiàn)，了解可能出現(xiàn)沉陷的區(qū)域以及程度，從而及早采取措施預防。

（3）從固體廢棄物的角度分析。煤炭開采可產(chǎn)生部分固體廢棄物，影響當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境，因此同樣需將此因素納入預測過程中。

三、煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全影響的應(yīng)對

1.污水處理

針對煤炭開采期間所導致的污水，需予以處理，確保當?shù)丨h(huán)境得到保護。煤炭開采對水資源的影響，包括地下水與地表水兩種，需結(jié)合不同水源的特征進行處理。

針對地下水，礦區(qū)可通過設(shè)置水泵的方式，抽取地下水。在此基礎(chǔ)上，通過凈化的方式，使其得到處理，減小乃至消除污染，確保礦區(qū)周圍居民飲用水安全。

不同礦區(qū)開采規(guī)模不同，因此需水量以及開采所產(chǎn)生的污水總量同樣不同。除了開采所導致的污水外，礦區(qū)工作人員的生活也將產(chǎn)生污水，此部分污水同樣需被有效處理。對此，礦區(qū)可建立污水處理系統(tǒng)，通過設(shè)置人工格柵以及濾網(wǎng)等方式，避免污水中的大體積污染物流向江河，同時保證其中的沉渣等可被過濾，實現(xiàn)對水資源的保護。但上述手段僅適用于處理大體積污染物，針對細微的沙礫以及微生物等無法去除。對此，建議選擇采用水解酸化法對污染物進行處理，進一步實現(xiàn)對礦區(qū)水源的保護。此外，生物過濾法同樣是礦區(qū)常采用的一種污水處理技術(shù)，可達到減小煤炭開采對水源造成影響的目的。

2.沉陷治理

煤炭開采可能導致地面出現(xiàn)沉陷，針對周圍存在公路等基礎(chǔ)設(shè)施的礦區(qū)而言，一旦發(fā)生地面沉陷，基礎(chǔ)設(shè)施會受到影響，甚至被破壞。因此，礦區(qū)在針對該類煤炭資源進行開采時，一般應(yīng)考慮留設(shè)保護煤柱。由于保護煤柱能夠起到支撐保護的作用，故在開采過程中一定程度上可以實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)施的保護，預防塌陷。在留設(shè)保護煤柱的過程中，礦區(qū)可以根據(jù)保護煤柱與工作面的位置關(guān)系，在煤柱線以外提前施工外切巷。待工作面里段采至煤柱線后，將設(shè)備搬至煤柱線以外的外切巷安裝繼續(xù)生產(chǎn)。

如考慮到煤炭資源的回收率，礦區(qū)同樣可以不留保護煤柱。但如采取上述方式進行開采，務(wù)必遵循基礎(chǔ)設(shè)施在開采期間無需使用的前提。開采完成后，礦區(qū)需要立即對因未設(shè)置保護煤柱而導致的基礎(chǔ)設(shè)施的損壞部分進行維護以及修復。采取上述措施具有一定條件限制，但能夠提高資源回收率，并有利于減少工作量，降低成本，提高經(jīng)濟效益。

3.固體廢棄物處理

礦區(qū)需要在開采的過程中對固體廢棄物進行處理，以免固體廢棄物超過當?shù)氐沫h(huán)境承載力，導致環(huán)境難以恢復。

煤炭開采所產(chǎn)生的固體廢棄物，一般以煤矸石為主。煤矸石不僅占用土地資源，并且可對周圍的土壤、地下水等造成影響。在對固體廢棄物進行處理時，可以采取以下措施：一是在堆放的過程中，采取一定措施減小其體積。例如：可以通過分層堆放、逐層推平、不斷壓實的方式進行處理，這樣也有利于避免煤矸石出現(xiàn)自燃的問題。二是針對以往堆放的煤矸石，要予以覆蓋，并通過種植植物的方式進行綠化。三是礦區(qū)可以對廢棄物進行合理利用，使其轉(zhuǎn)換為資源。如可以建立發(fā)電廠，利用煤矸石發(fā)電，實現(xiàn)對廢棄資源的回收利用，達到節(jié)約資源和減輕對礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及安全影響的目的。

4.加強開采管理

礦區(qū)需要加強開采管理，從技術(shù)的選擇、流程的確定等角度入手，避免開采過程對礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及安全造成過于嚴重的影響，確保開采安全。一是需要針對技術(shù)進行合理選擇。對礦區(qū)的地質(zhì)情況進行勘察，通過預測以及評估的方式，了解開采即將對地質(zhì)情況所導致的影響，從而選擇運用合理開采技術(shù)手段。二是在技術(shù)運用期間，同樣需要保證流程合理，確保能夠嚴格控制每一項開采數(shù)據(jù)，避免因開采不利而增加沉陷、污染等情況的發(fā)生。需要注意的是，在煤炭開采過程中，還需要嚴格根據(jù)法律要求以及當?shù)氐囊?guī)定，對礦區(qū)周圍的基礎(chǔ)設(shè)施進行保護。

綜上所述，煤炭開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)安全的影響較為復雜，對于不同地質(zhì)情況而言，其影響存在一定差異。煤炭企業(yè)應(yīng)當充分認識到開采過程所產(chǎn)生的各種不良影響，需提前做好預測工作，最大程度實現(xiàn)對開采過程相應(yīng)事故的預防，積極采取措施予以應(yīng)對，確保開采的安全性。