煤矿地质灾害特征分析及预测措施研究

煤矿地质灾害特征分析及预测措施研究

龙旭

西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司  云南省  昆明市  650217

摘要：煤炭属于我国经济发展过程中必不可少的能源之一，开采量呈现逐年增加趋势，随之而来的是各种地质灾害频发。近年发生的灾害事故，给国家和人民造成的生命财产损失巨大。随着国家煤矿行业快速发展和应急管理意识强化，煤矿安全生产状况有很大改观，安全生产总体情况持续好转，但形势依然严峻，各类生产安全事故仍时有发生。

关键词：煤矿；地质灾害特征；预测措施

引言

中国煤矿大多是地下开采，在开采过程中，由于地质条件具有不确定性，很容易发生一些地质灾害。随着中国煤矿开采进入深部开采，地质灾害发生的频率大幅度增加。地质灾害的发生不仅会给煤矿企业带来巨大的经济损失，有时还会造成重大的人员伤亡。在很多情况下，煤矿地质灾害的发生与一些异常地质构造有关，因此，预防煤矿地质灾害需要做好煤矿地质勘查工作。

1煤矿地质灾害特征分析

1.1山体滑坡

现大多数煤矿都是井下开采模式，易造成地质环境破坏，采空区的形成不仅能引起地面塌陷，还能引发山体滑坡、崩塌等地质灾害，加之矸石的随意排放，堆积至斜坡易发生滑坡，随意排放至沟道易为泥石流提供物源，发生泥石流灾害。山体滑坡很容易威胁到作业人员的生命安全。煤炭开采过程会有很多煤矸石产生，这些煤矸石的长时间堆积造成山体原始应力被破坏，导致煤矿开采区域发生山体滑坡事故。同时在开采煤炭资源时,地表土质疏松,当遇到雨水天气时，雨水渗入土壤，增大了山体滑坡的概率，严重影响周围的环境安全。

1.2地面塌陷

煤矿开采工作中另外一类不可避免的地质灾害就是地面塌陷灾害，随着我国对于煤炭资源需求的不断增加，采煤量和采煤规模也在逐年增大，地面塌陷灾害也随之扩大塌陷面积。尤其在我国某些地区，煤层比较厚，埋深浅，因此经常发生大面积的塌陷灾害，且严重破坏煤矿周围地质环境和生态环境，影响周边居民的正常生产生活。

1.3泥石流

由于煤矸石随意排放至沟道，发生泥石流等灾害的概率相对较高。如果泥石流规模相对较大，不仅会影响煤矿开采施工，也会对周边居民的生活产生影响，甚至会破坏自然环境。由于各个区域地质结构的差异性，并不是所有的地质结构都能够支撑煤矿施工作业，如果没有第一时间排出施工产生的废弃物，也在无形中为煤矿施工作业带来风险与隐患，这也是出现泥石流事故的主要原因。为此，需要相关领导者与政府部门加强重视，用完善的规划确保煤矿施工整体的安全性。

2煤矿地质灾害预测措施

2.1构建地质应急救援信息系统

煤矿地质灾害事故发生后，进行有效救援是降低人员伤亡率的关键，确定事故原因是有效救援的基础。涉及地质灾害时，事故原因分析更为复杂和紧迫。井上下三维（地质）模型是立体、生动展示地质、煤层特征和采掘、安全系统布置的重要方式，能进行多源数据的汇集与处理，快速调取、查看地质资料，为地质灾害事故分析和救援提供有效支持。有人员被困的灾害事故中，事故应急救援分析是对科学救援进行辅助决策的重要方式，其中事故模拟可判断事故的影响范围；逃生路线分析对人员施救提供重要参考，是减少生命财产安全的重要方法；生命救援钻孔是人员被困井下时重要应急救援方案之一，救援钻孔分析通过提供钻孔预想柱状和基本参数，对制定钻探方案和快速打通生命救援钻孔尤为重要。高效运转的煤矿地质应急救援指挥系统是提高科学救援效率的重要方式之一。在煤矿事故发生后，地质单位往往以地质、物探、钻探、测绘、水文等专业的人力物力有序快速投入救援工作。确保救援人员快速响应的方式是在科学合理的应急响应预案基础上，通过信息系统实现一键自动响应和执行。综上所述，地质应急救援系统应具备矿井三维分析、应急救援分析、应急救援指挥等核心功能，和地质数据管理、用户权限管理等基础功能。

2.2加强矿区地质灾害监测

2.2.1遥感技术

对于遥感技术，其需要采用传感器对目标物进行远距离探测，并获取相关的物电磁辐射信息，在具体分析后得出相应结论。此技术有着周期短、范围广、宏观性强等优势。在地质灾害监测预警中应用遥感技术，可以有效实现动态对比和直接解译，而且还能够判读影像，对地质灾害的发生背景进行调查与分析，从而对其发生可能性加以预测，并采取有效的解决对策，对灾害风险加以评估。

2.2.2地理信息系统

通过应用地理信息系统，可以有效管理与分析相关数据，并无缝衔接多数的地质信息数据，有效集成多元数据，结合实际需求进行专题显示。在地质灾害监测预警中应用地理信息系统，具体包括3个层次，分别为数据层、逻辑层、表示层:①数据层能够输入、管理、存储以及集成地质数据，相关数据的来源十分多样，具体包括文本、图像、空间地图等数据。通过对地理信息数据库加以利用，可以使来源不同的数据得到有效集成，并发挥出各类数据的最大价值；②逻辑层可以融合分析数据层当中的相关数据，并展开空间分析，对各影响因子进行充分考虑，合理构建地质灾害预测模型；③表示层可对用户所显示的专题信息加以利用，并具有历史查询、数据检索、输入以及管理等相关功能，准确分析地质灾害的发生因素，合理构建三维空间模型，直观显示灾害区。

2.3积极落实废弃巷道加固治理工作

煤矿开采结束后，矿区位置通常存在大量的矿井巷道和采掘面，进而形成连片采空区，对后续区域建设以及恢复工作造成一定影响。为进一步提高恢复工作进度，工作人员应针对矿区中遗留的大量废弃矿道进行填埋封堵工作，首先，应针对废弃井下巷道进行填充处理，并根据矿道深度合理进行填埋规划，将煤炭开采废弃物进行最大化利用。在此基础上，技术人员应结合煤矿采空区治理方案分步落实废弃矿道的填埋与加固作业，以此降低区域内采空区的整体规模，从而为后续的环境治理与恢复提供一定的作业平台。另外，针对开采中遗留的各类型废物，则应采取生态化治理手段，将矿采废弃物用于区域建筑材料的混合料使用，对于低价值废弃物则可选择直接回填至矿井采空区，以此消除岩层应力失衡导致的地面塌陷等问题的。煤矿采空区恢复重建工作开展过程中，工作人员要加强对该类方法的重视，合理开展后续各项工作，保障矿区重建质量。

2.4技术升级和保障设备配置

开采技术升级是从技术和装备等硬件设施上提升煤矿开采作业安全性的重要方法，避免因为装备落后和采煤工艺不合理导致的地质破坏。依据煤矿开采地区的实际地质条件和煤层赋存情况，详细分析地质结构的产状及分布情况等，进而选择适合的采煤工艺和机械装备，例如可以安装水害预警监测系统，及时预警可能发生的突水事故；电力系统防范自燃设施，采煤作业通风设备等；通过升级技术与保障设施设备配置，可以在硬件条件方面提升采煤作业安全性，配合加强煤矿工人规范作业和安全培训教育，可以有效降低地质构造对煤矿开采影响。

2.5制订科学防治计划

在煤矿开采施工之前，必须规划好整体的地质灾害防治措施，才能确保煤矿开采的有序推进，取得更理想的开采效果。对煤矿企业而言，科学完善的防治计划，能够有效降低煤矿出现地质灾害的可能性，即使在发生地质灾害的情况下，也能降低造成的破坏与损失。由于成本、经济等因素的影响，部分煤矿企业会选择传统的开采技术，虽然成本相对较低，但也在无形中提高了发生地质灾害的概率。虽然传统的开采技术对工作人员的要求较低，但也产生了安全方面的问题与风险。为此，需要设计好完善的防治计划，在兼顾煤矿企业生产效率与经济效益的同时，针对各种地质灾害采取针对性的防治措施，满足煤矿企业生产与发展的基本需求。另外，煤矿要树立安全开采、绿色开采的思想，科学地设计和规划矿井的开采技术、开采方法，确保安全、绿色开采,从而提高矿井的开采水平，减少煤矿开采过程中地质灾害的发生。

结语

作为我国最主要的消费能源，针对煤矿地质灾害的主要类型及特征，采取有效的预测与防治措施，降低发生地质灾害的概率，保障开采人员的生命安全，进而推动煤矿企业、煤矿事业的可持续发展。

参考文献

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