煤矿地质灾害特征及防治措施研究
缪喜 南雄 吴学松 田文辉 李小刚 魏永锋 张海风 马明东
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缪喜 南雄 吴学松 田文辉 李小刚 魏永锋 张海风 马明东 ,. 煤矿地质灾害特征及防治措施研究[J]. 煤炭技术研究,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157429.
摘要:
时代的快速发展使得煤炭资源的使用量越来越大,而随着煤炭资源用量的增加相关的开采工作规模也不断增加,在煤矿开采中地质灾害是影响开采人员生命财产安全的重大隐患,并且地质灾害还会对煤矿开采场所周边的地质环境带来不好影响,使周边的环境发生改变。因此本文就以煤矿地质灾害特征及防治措施为关键点展开相关研究,通过煤矿地质灾害特征、煤矿地质灾害类型、煤矿地质灾害的具体预防措施展开详细说明,以期推动煤矿地质灾害防治工作的良好发展。
关键词: 煤矿;地质灾害;地质灾害防治措施
DOI:10.12721/ccn.2024.157429
基金资助:

引言:煤矿地质灾害对煤矿开采工作影响巨大,因此在煤矿开采过程中需要对煤矿地质灾害进行好的预防,要能通过预先措施的制定使得地质灾害发生的几率降低,进而不断提升煤矿开采的安全性。

一、煤矿地质灾害特征

第一、群发性。地下煤层的开采会改变煤层附近的原有的岩层的平衡状态,岩层内的应力逐渐发生转移,进而导致煤层附近的岩层逐渐发生破坏,随着破坏不断加剧,进而就会引发群发效应的地质灾害产生,例如煤层开采所引发的地表下沉和地表开裂问题就是群发性效应,因为这样的地表问题不只在一处出现。第二、衍生性。衍生性是指一个灾害的发生导致其他次生灾害的出现,例如在煤矿渗水事故的发生不仅会导致大量的水涌入坑道,还会造成相关的岩层出现下沉和破坏,导致地表发生下陷和开裂情况。第三、多样性。煤矿地质灾害的灾害类型较为多样,且形式表现也有着较大的差别。例如瓦斯爆炸和顶板破碎等都属于突发性灾害,持续时间较短但破坏强度大,而塌陷灾害或者土地盐渍化灾害等是渐发性的,持续时间较长。第四、防御性。当前受到科技水平的限制我国的煤炭地质灾害防治工作还存在较多问题,但是针对常见的煤矿地质灾害可采取相应的预防措施,从而对这些地质灾害进行防御,使其可以得到好的控制,不发生安全事故[1]

二、煤矿地质灾害的常见类型

1.地质滑坡

煤炭在开采过程中会产生数量庞大的煤矸石,煤矸石的堆积会对山体的原有梯度张力进行破坏,从而使煤矿开采山体出现地质滑坡灾害。同时,煤矿开采工作对于土壤中的含水量进行影响,使土壤的倾斜应力改变,进而造成坍塌或者山体滑坡灾害出现。该种灾害较容易出现在雨季,当雨水渗透到土壤中后,会逐渐减小斜坡的阻力,使其出现滑坡。

2.地质塌陷

在开采地下煤矿后,被采空的区域土壤应力平衡状态发生变化,开采位置极易出现地质结构的下沉和坍塌。同时,矿洞周边地质结构将根据当前结构条件重新分配和调整地面应力,进而使开采区域周围的岩石层内部或者表面出现裂缝,小块岩石会脱落。如果采空的区域未能及时释放积水则会使地下水平衡被破坏,会造成水力斜率增加,出现漏斗现象和土壤凹陷问题。

3.瓦斯爆炸引起的地质灾害

正常情况下,煤层间都会有缝隙,这些缝隙中大多存在瓦斯气体,在开采后瓦斯气体原有的储气空间被破坏,使得游离的气体被释放出来,如处理不当就会造成采矿人员的中毒,严重时会引发瓦斯爆炸,威胁煤矿工人的生命安全。

3.水溢出引起的地质灾害

矿井水溢出是引发矿区地质灾害的常见原因之一,矿井水溢出有着水势强、水量涌入大等特点,其破坏程度非常严重,一旦发生水溢出问题会对矿区和周围环境造成严重影响,引发各类灾害问题。

三、煤矿地质灾害的具体预防措施

1.各类地质灾害的预防

1.1山体滑坡和塌方的预防

在煤矿地质灾害预防中需要对固态废料进行科学及时的处理,如煤矸石等,需要能有序进行堆放,并且对其进行分层处理,在废料堆放外围建立围挡,如果是在缓坡上进行堆放需要能有一定的支撑使其整体结构更为稳定。在开采过程中需要能对山体岩石等进行维护,对已经发生的滑坡进行及时处理,可以在开采前对周边的岩石组成成分进行科学检验分析,进而合理的选择预防方法,可采用稳定的方法或是结构支撑方法,也可以对危险岩石进行提前结构稳定,如围网、支撑等,使其结构可以保持长期稳定[2]

1.2泥石流的预防

在泥石流灾害预防方面需要能积极处理煤矿废料,建立优质护坡,让矿井结构可以保持稳定。如果开采现场不具备放置废料的条件应及时将废料转移,以防形成泥石流。在泥石流灾害区应采取相应的防治方法,及时消除源头,可通过固化工作、完善排水系统、在沟槽中构建屏障等方式避免泥石流的出现。

1.3瓦斯爆炸的预防

瓦斯爆炸会造成严重的事故出现,因此在开采中需要谨慎对瓦斯气体进行处理,应根据相关规定进行规范操作,对瓦斯气体进行合理处置,严格控制瓦斯的含量,防止瓦斯泄露,应派专业人员进行处置和控制。此外,相关企业应有效实施运行通风系统,定期维护通风系统,使煤炭开发环境更为良好的同时,也有效降低因瓦斯泄露所造成的危险出现。

2.做好地质勘查工作

地质调查是有效预防地质灾害的基础,在煤矿开采前需要能低开采地的地质条件等环境因素进行详细的调查,展开科学的分析,以科学的调查数据为基础展开煤矿的合理开发,尽量避开人口密集地区和建筑密集区,做好采煤规划,注意保护周边地质环境,避免地质灾害的发生。煤矿企业要能重视地质勘查工作,在开发前、开发中、开发后都需要能积极展开地质研究,以便更好地让地质灾害出现的几率降低。同时,煤矿企业还需要能展开地质灾害的相关会议,要能对可能发生的地质灾害进行预估,探讨并确定全面完整的地质灾害预防措施,做好相应的准备,从而让开采工作可以更为安全。

3.建立风险预警系统

在煤矿开采过程中需要能根据具体情况建立地质灾害预警系统,可针对不同类型的灾害做以预防,积极利用先进科学技术手段提升地质灾害的防治水平。煤矿预警系统可对采煤过程中所引起的自然环境变化进行提醒,可根据实时的监测数据展开人为的地质灾害预防,对出现的问题及时进行处理,将可能发生的地质灾害消灭在萌芽阶段,从而让煤矿开采工作可以更为安全。同时,煤矿企业还可以通过风险预警系统中的监测功能对煤矿区周边的地质环境进行检查,防止出现滑坡等问题,可根据实际情况展开预防措施的调整或者优化,以便使地质灾害预防措施更为有效。最后,可展开排水作业的严格监控,科学地对积水等情况进行分析处理,使地表沉降问题发生几率降低。

4.科学展开煤矿开采

传统的煤炭开采方式较为简单简易,较容易造成危险出现,因此在新时代背景下,煤矿开采工作要能更为科学合理,更好地保障煤矿工人的人身安全和周边环境的良好,通过科学先进的技术方法使用使得煤矿开采效率更高的同时,也让其安全性更高。首先,煤矿企业要能更为重视煤矿地质灾害的防治,给予更多的支持,引进新的理念和技术以及设备,让煤矿地质灾害可以得到好的防治,让煤矿开采工作的安全性得到更好的提升[3]。同时矿区管理人员需要能对煤矿地质灾害进行全面了解,可组织相关专家血脂进行现场调查,协助煤矿企业展开地质灾害防治工作,提升地质灾害防治工作的有效性。其次,煤矿企业需要能加强地质灾害防治的宣传,尤其是矿区的采矿人员,需要能让其了解各类煤矿地质灾害,并学习相应的处理技巧和保护技巧,让其可以在工作中更好地及时发现问题,及时进行处理汇报。此外,需要对煤矿人员展开培训,使其可以规范进行煤矿开采,不出现人为问题,避免因人为问题导致灾害的发生。

结束语

总而言之,在煤矿开采中地质灾害的防治是非常重要的,因此煤矿企业应通过做好地质勘查工作、建立风险预警系统、科学展开煤矿开采等多种措施让煤矿开采工作可以更为安全,让地质灾害的发生几率降低,从而更好地使周边环境得到好的保护,让煤矿经济得到不断提升。

参考文献

[1] 王韶伟, 袁鹏举. 煤矿地质灾害的特征及防治策略探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2022(003):042.

[2] 王贵成, 陈伟, 赵振见. 煤矿地质灾害特征及防治措施的探讨[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(6):2.

[3] 隋成禹. 我国煤矿地质灾害特征分析及防治研究[J]. 哈尔滨职业技术学院学报, 2021, 000(004):76-78.

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