礦井地質(zhì)災(zāi)害及預(yù)防措施

　　引言 

 

　　地質(zhì)災(zāi)害是人類發(fā)展過程中不可抗拒的災(zāi)難性事故，是對自然進(jìn)行過度索取的惡性后果。破壞性地震、滑坡、礦井瓦斯爆炸等對人的生命健康造成巨大的危害，給社會帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，是人類在謀求快速發(fā)展、追求利益過程中不容忽視的客觀威脅。煤礦企業(yè)只有科學(xué)地認(rèn)識各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律，在開采過程中采取綜合有效地預(yù)防措施，才能盡可能的減少不必要的人員和財產(chǎn)損失，提高我國煤炭資源的開采率，促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。 

 

 

　　1.1礦井地質(zhì)災(zāi)害的種類 

 

　　礦井的地質(zhì)構(gòu)造是影響地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵性因素，在礦井的開發(fā)和建設(shè)過程中會打破地下原有的封閉環(huán)境，改變地質(zhì)構(gòu)造，造成安全隱患。地質(zhì)構(gòu)造受外界環(huán)境改變的刺激所產(chǎn)生的變化種類復(fù)雜，后果也不盡相同。以往的研究和實(shí)踐表明，地表移動、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見的礦井地質(zhì)災(zāi)害。 

 

　　1.1.1 地表移動及覆巖破壞 

 

　　較為常見的地下水位下降、地表裂縫和開采沉降均歸因于地下開采面積過大，在礦區(qū)范圍內(nèi)，尤其是煤層淺埋區(qū)，大面積的煤層開采形成采場空間，會引起圍巖的原始應(yīng)力變化，當(dāng)圍巖所承受的應(yīng)力超過它的極限強(qiáng)度時，就會發(fā)生位移、開裂甚至斷裂，造成覆巖破壞、產(chǎn)生地表裂縫等。雖然煤礦企業(yè)會對裂縫地區(qū)采取回填、土地復(fù)墾等措施，但很難恢復(fù)到地質(zhì)構(gòu)造變化前的效果，這不僅涉及到生態(tài)環(huán)境的破壞，更為地表水滲透提供了通道，埋下了安全隱患。 

 

　　1.1.2 瓦斯與煤塵爆炸 

 

　　礦井瓦斯是煤的生成和變質(zhì)過程中伴隨產(chǎn)生的氣體，由以甲烷為主的各種有害氣體構(gòu)成。瓦斯爆炸是一定濃度的瓦斯在引火源的作用下與一定濃度的氧氣發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng)。瓦斯?jié)舛�、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個條件，但三者的臨界值并不是固定不變的，受壓力及煤塵、混合氣體濃度和惰性氣體混入等影響，情況通常較為復(fù)雜。更為重要的是爆炸產(chǎn)生的高溫高壓，會促使附近的氣體產(chǎn)生極大的沖擊力，造成人員傷亡和巷道、器材破壞，其揚(yáng)起的煤塵使之參與爆炸，形成連續(xù)爆炸，破壞力驟然提升。 

 

　　煤塵爆炸是指煤礦生產(chǎn)中的各種礦物細(xì)微顆粒在一定條件下發(fā)生的燃燒或爆炸反應(yīng)，在此過程中產(chǎn)生的CO等有毒氣體能導(dǎo)致人員窒息身亡。2014年遼寧省阜新礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司恒大煤業(yè)公司“11？26”重大煤塵爆炸燃燒事故即為慘痛的典型案例。 

 

　　1.1.3 礦井水害 

 

　　透水事故在近期發(fā)生的礦井災(zāi)害中所占的比例有所提高，以礦井涌水和老空透水為主的水害事故不容忽視。大多數(shù)地方的煤礦均在煤層淺部開采，將井筒建在老空區(qū)或周圍有老空區(qū)的現(xiàn)象普遍存在，古老煤礦形成的老空區(qū)積水量很難預(yù)測，開采范圍也難以確定，極易引發(fā)透水事故。 

 

　　1.2 礦井地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn) 

 

　　充分地掌握礦井地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)對有效預(yù)防事故發(fā)生、及時減小災(zāi)害損失起到關(guān)鍵性作用。綜合來看，我國的礦井地質(zhì)災(zāi)害主要有連發(fā)、區(qū)域性強(qiáng)、可預(yù)測性等特征。 

 

　�。�1）連發(fā)性。生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的聯(lián)動性，牽一發(fā)而動全身，某一方面出現(xiàn)變動必然會引發(fā)其他自然因素的改變，這個道理同樣適用于煤礦開采的過程中。當(dāng)?shù)V井的地下構(gòu)造因開采而發(fā)生改變時，就會引發(fā)其他地質(zhì)要素發(fā)生某種程度上的改變或破壞，這種連鎖式的改變達(dá)到一定程度后就會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，且災(zāi)害的種類極可能具有非唯一性，產(chǎn)生復(fù)雜的、連發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害。 

 

　�。�2）區(qū)域性。幾乎每個不同的區(qū)域都具有獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造特征，其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別，因此，不同區(qū)域的礦井面臨的地質(zhì)災(zāi)害威脅不盡相同，由地區(qū)特性決定。 

 

　�。�3）可預(yù)測性。隨著科技的進(jìn)步和我國科研能力的提高，相關(guān)部門關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知程度不斷加深，煤礦企業(yè)也從多種渠道獲得了有關(guān)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)兆、形式等有了進(jìn)一步的把握，不再單純憑借以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，地質(zhì)災(zāi)害的可預(yù)測性表現(xiàn)突出。然而，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，現(xiàn)階段仍難以實(shí)現(xiàn)全面的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作。 

 

 

　　2.1 減輕地下開采對地面影響的措施 

 

　　為了降低地下開采對地面造成的不良影響，應(yīng)對開采可能影響到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)力能力進(jìn)行透徹的分析，并采取有針對性的措施加以預(yù)防。當(dāng)?shù)叵麻_采面積達(dá)到一定規(guī)模時會對地面建筑及道路造成不同程度的損壞，也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂縫。 

 

　　對于薄煤層和中厚煤層而言，雖然隨著上覆巖的成分、膨脹系數(shù)等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會不盡相同，但其裂隙高度仍然是有限的。對于厚煤層來講，由于采取與薄煤層不同的開采方式，開采過程對巖層的破壞程度也明顯加強(qiáng)，基本上為開采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達(dá)到不規(guī)則塌陷帶的2倍多，若覆巖層的厚度超過了以上數(shù)據(jù)計(jì)算的破壞影響高度，則地面可以免受波及，幾乎不會產(chǎn)生破壞跡象，否則，要充分考慮應(yīng)對地面破壞的預(yù)防措施。然而，從煤礦企業(yè)的角度出發(fā)，即便是沒有影響，也應(yīng)該制定科學(xué)合理的控制性預(yù)防措施。 

 

　　2.2 預(yù)防瓦斯與煤塵爆炸的措施 

 

　　2.2.1 防止瓦斯爆炸的措施 

 

　　預(yù)防瓦斯爆炸可以從控制爆炸條件入手，防止礦井瓦斯集聚、避免接觸高溫火源。 

 

　　對于預(yù)防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先，要加強(qiáng)礦井的通風(fēng)管理，使瓦斯?jié)舛缺３衷凇睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的濃度以下，在各工作面設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，使瓦斯?jié)舛仍谶M(jìn)風(fēng)風(fēng)流中不超過0.5%，回風(fēng)風(fēng)流中不超過1%，礦井總回風(fēng)流中低于0.75%。其次，要建立健全瓦斯檢查制度，保證檢查的及時性和全面性，利用先進(jìn)的甲烷檢查儀器對各用風(fēng)地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行精準(zhǔn)測量，發(fā)現(xiàn)隱患并及時處理，嚴(yán)禁超限作業(yè)。最后，從降低煤層及采空區(qū)瓦斯產(chǎn)生量的角度減低瓦斯?jié)舛�，采取瓦斯抽放的方式對含量大的煤層進(jìn)行事先處理。 

 

　　2.2.2 防止煤塵爆炸的措施 

 

　　根據(jù)煤塵爆炸發(fā)生的特征，要從防塵和隔絕火源兩方面防止事故的發(fā)生。一是采用靜壓灑水的方式減少礦井中煤塵的懸浮量和產(chǎn)生量；二是采取全方位的火源隔絕措施，堅(jiān)決禁止因摩擦等產(chǎn)生高溫火源。 

 

　　2.3 礦井水害的預(yù)防措施 

 

　　礦井水害不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)的利益和員工安全，更關(guān)系著水資源的合理利用與保護(hù)，要給予足夠的重視。對于預(yù)防礦井水害，企業(yè)管理人員可以從以下幾個方面進(jìn)行：首先，要摒除工作人員的保守思想，充分調(diào)動其工作熱情，灌輸?shù)V井水害的相關(guān)知識，讓他們切身體會到礦井水害的危害，提高警惕。其次，要加強(qiáng)預(yù)先探測，明確分工和工作職責(zé)，對于相關(guān)崗位的工作人員要嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，保證探測工作及時進(jìn)行，同時也要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和探測設(shè)備，確保獲得全面、準(zhǔn)確的高質(zhì)量探測結(jié)果，爭取將礦井水害扼殺在搖籃中。最后，要注意礦井選址和合理改造，在礦井選址的過程中要事先對水害的風(fēng)險進(jìn)行評估，結(jié)合工程的實(shí)際效果進(jìn)行綜合考量，充分降低水害發(fā)生的概率。 

 

 

　　礦井地質(zhì)災(zāi)害具有一定的復(fù)雜性和綜合性，危害等級高、防治較為困難，短時期內(nèi)無法從根本上杜絕此類危害的發(fā)生。因此，煤礦企業(yè)要充分利用現(xiàn)有的科技和設(shè)備做好全面的預(yù)防工作，為辛勤的員工負(fù)責(zé)，為企業(yè)的發(fā)展負(fù)責(zé)，為百姓健康和人民幸福負(fù)責(zé)。 

 

　　參考文獻(xiàn)： 

 

　　[1] 趙益晨.礦井地質(zhì)災(zāi)害及其預(yù)防[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005，15（18）：263-264. 

　　[2] 吳晨升.礦井地質(zhì)災(zāi)害及預(yù)防措施[J].技術(shù)與市場，2014，21（7）：304-305.