煤矿地质灾害特征及预测方法探讨

孙伟兵

山西华晋韩咀煤业有限责任公司

煤矿地质灾害特征及预测方法探讨

孙伟兵

山西华晋韩咀煤业有限责任公司

在我国的地质灾害中，非常重要的一个分支就是煤矿地质灾害，该灾害主要是因为人类在采矿过程中造成了地质环境的破坏，并且对人们的财产与安全造成了危害。在我国的能源结构中，煤炭资源占据了非常大的比重，但是随着煤矿资源的不断开采，地质灾害发生的也越来越频繁，这就使得人们越来越重视煤矿地质灾害的特征与预测方法。因此，通过对煤矿地质灾害的研究，详细地分析了煤矿地质灾害特征及预测方法。

煤矿地质；地质灾害；特征；预测方法

1 煤矿开采过程中潜在地质灾害的特征分析

1.1 地面沉降和地面塌陷

在煤矿开采过程中，地面沉降和地面塌陷状况时有发生。具体来说，煤矿开采使采空区围岩的最初应力场遭到了破坏，进而出现岩石破碎、冒落或地表位移的状况；煤矿开采改变地下水的分布面貌，水力坡加大，大面积降落漏斗由此出现，进而造成地表沉陷。地面沉降的后果不同设想，一方面，这使得煤矿地质灾害的程度有所增加；另一方面，开采影响叠加区的产生，使得开采赔偿问题更难解决，易导致各种纠纷和矛盾。

1.2 山体滑坡

在煤矿开掘、矸石堆放过程中，坡体丧失了其原初应力的平衡性，这就容易造成滑坡崩塌这一严重的地质灾害。相关资料显示，由煤矿开采造成的山体滑坡不仅使环境遭受破坏，其经济损失也相当严重。以抚顺西露天矿为例，该煤矿所处的地质构造复杂，其滑坡灾害发生率较为频繁，从民国初期至今，在百年左右的时间里，已经出现过许多次严重的滑坡灾害，记录在册的灾害数目就50余次，其中，最严重的一次塌方量为129万立方米。

1.3 矿井突水

煤矿开采过程中，突水事件也时有发生，对煤矿的安全、生产和效益造成了较大威胁。我国的大多数煤矿处于季风气候区，夏季易暴雨频发，这成为山体边坡崩塌、滑坡的最大诱因，继而出现泥石流，使得沟谷堵塞，当矿井被洪水冲入，就会出现煤矿的大面积冲淤，这不仅会造成巨大的经济损失，还将严重威胁煤矿工作人员以及周边人们的生命安全。

1.4 瓦斯突出

瓦斯能够以游离或吸附的形式在储气封闭系统中停留在煤层裂缝等孔隙内，在地应力进行局部平衡调节的时候，储气封闭系统会因之遭到破坏，蓄积的气体会随之释放出来。在其他外力作用下，容易产生瓦斯突出爆炸、人员中毒等事故。据相关统计，仅上世纪80年代中期至90年代中期，就有近十万次煤矿瓦斯突出灾害发生，导致了百亿元以上的经济损失。

2 煤矿地质灾害的预测方法

煤矿地质灾害的危害是非常大的，在了解了其地质灾害的特质之后，就需要采用合理的方法对煤矿地质灾害进行预测，主要使用的预测方法就是GIS及遥感预测法。煤矿地质灾害关系到整个煤矿的运营情况，所以，必须对煤矿的地质灾害进行准确的预测，防止地质灾害的突然发生。在进行煤矿地质灾害的预测时，主要包含了2个方面，一方面对煤矿地质灾害出现的可能性进行准确的预测，为煤矿的开采规划提供依据。另一方面就是对煤矿地质灾害发生前的情况进行预报。GIS及遥感预测方法能够针对这2方面的内容对煤矿地质灾害进行准确的预测。在进行煤矿地质灾害的预测时，还应该明确GIS及遥感技术预测的过程，使得预测更加的准确。

在应用GIS及遥感技术进行煤矿地质灾害的预测时，需要先进行预处理，该项操作通常是针对遥感解释结果、地面勘察资料以及实验数据进行处理的。之后还应该对典型的煤矿地质灾害事件进行分析，了解地质灾害出现的机理及主要因素。底板突水是煤矿地质灾害中较为常见的一种，它的形成机理主要包括断裂性结构、岩溶、隔水层以及水压等，在明确其形成机理之后，可以结合以前的煤矿地质灾害因素进行分析，把相关的地质灾害因素进行量化，之后利用遥感对这些量化后的指标进行预测，这样就能够得出每一个因素所带来的空间分析、相关图层配准和初始计算问题等，之后通过GIS及遥感技术的初始模型计算结果与已知的煤矿地质灾害资料进行分析，从而确定煤矿地质灾害预测模型，通过GIS及遥感技术进行准确的煤矿地质灾害的预测。

3 防治煤矿地质灾害的措施

一是对煤矿地质灾害加强宣教以提高防灾意识。各级政府部门应高度重视防治煤矿地质灾害，开展防治煤矿地质灾害的宣教活动，提高对灾害的承受力，使各级领导及矿业管理员对防灾减灾方法加深了解，积极开展防治地质灾害工作，开展灾害预测并提出有针对性地防范措施。二是对煤矿资源合理开采，对地质环境进行保护。遵循合理开发利用和保护地质环境的有关规定，对地质灾害防治加强管理，提高环境保护意识，使煤矿地质灾害得到有效控制。三是建筑物不断提高防灾能力，有效控制煤矿可能发生的地质灾害。不断提高矿区民宅建筑质量，

使地基及建筑物结构提高牢固性，切实提高民宅抗灾性能，整顿管理建筑队伍，对建筑施工企业加强工程抗灾培训。四是建立有效的通风系统，使煤矿减少瓦斯爆炸的可能性。不管是国有煤矿、还是个体小煤窑，都应按照国家有关规定，建立完善的通风及瓦斯检查制度，对超限和瓦斯积存的煤矿及时采取处理措施。下井时不可携带烟火，瓦斯含量较高的煤矿应选矿安全型、矿用防爆型电器设备，放炮前后严格检测瓦斯情况。五是对活动构造查明，加强煤矿防灾减灾。客观评价产生各种煤矿地质灾害的危险性，对各类灾害加强科学预测，制定的防治方案应科学合理。

总而言之，在很长一段时间内，我国的煤矿开采工作都将是一项高风险作业，所以，相关从业人员及单位应当对煤矿的安全开采加以高度重视，以防止煤矿地质灾害的出现，以保障煤矿产业的可持续发展。

[1] 董来启，李峰，武艳丽，张玲.煤矿地质灾害特征及防治措施的探讨[J].科教文汇(下旬刊)，2008(4)：192-193.

[2] 黄健良，韩建光，李德鹏.煤矿地质灾害的地球物理特征及勘查方法[J].山西焦煤科技，2009(7)：21-23.