煤矿地质灾害及防治措施研究

（山西晋煤集团沁秀煤业有限公司 山西 048000）

前言

多年来，随着中国经济的快速发展，煤矿的开采规模也不断扩大。煤矿地质灾害的相应隐患逐渐增加。在经济利益的驱动下，许多煤矿企业忽略了安全和生产过程中的环境问题。煤矿地质灾害具有群体性，区域性和持续时间多样性等特征，对人们的生命财产，企业的生产都会造成严重破坏。因此，为了实现资源和环境的可持续发展，必须采取有效措施，防止和减少煤矿地质灾害造成的破坏，减少污染，防止灾害的再次发生。

1.煤矿地质灾害特点

(1)群体性

煤矿地质环境的反应通常在特定时间段内成组发生，形成灾害群。

(2)区域性

地质灾害的发生有很明显的区域性，并且与诸如区域结构条件，测煤岩石科学的综合特征以及煤转化条件等因素有关。地下岩层的应力逐渐变化，煤矿附近的岩层逐渐被破坏，随着实际工作量的增加，破坏程度也逐渐增加。

(3)持续时间多样性

地质灾害的持续时间各不相同，有些灾害发生缓慢且持续时间长，而另一些则突然发生且持续时间短。例如：山体滑坡和坍塌等地质灾害具有突发性，持续时间较短；地面沉降等地质灾害发生缓慢，持续时间较长。

(4)衍生性

与锁链反应类似，一次煤矿地质灾害经常会引发一系列有因果关系的二级地质环境灾害。

(5)危害性巨大

煤矿地质灾害对社会各方面都有很大的危害，例如煤矿工作人员的直接伤亡，个人、企业财产的损失，对工作人员的心理压力，对地区、企业的经济发展的负面影响，对当地环境的巨大破坏等。

(6)可预防性

煤矿地质灾害发生有一定的的规律，在目前的技术水平上无法完全避免，但是可以利用这些规律，以减少灾害发生的频率，并最大化的减少灾害带来的损失。

2.煤矿地质灾害成因

(1)客观原因

煤矿地质灾害的客观原因是岩石和地壳的拆卸和开挖的连续过程，而这种人工开挖活动会导致煤炭生产过程中原始地壳变得不平衡，区域性地壳变得不稳定，地质灾害发生几率随之增高。在煤矿开采进程中，采空区在不断增加，开采的深度和面积也在逐渐增加。由于开采活动，开采环境破坏了煤矿岩层的原始状态，而原始岩石的应力破坏了上、下部岩层，从而导致了地质灾害，例如地表沉陷和边坡失稳。采矿活动使地下水位发生了显著变化，并且还会导致地表渗漏。

(2)主观原因

煤矿经营者和工作人员缺乏安全意识，技术应用不当以及操作过程中的不规范经营。生产前煤层的分布特征并未得到煤矿生产部门的足够重视，没有采取有效的防范措施，极易引发各种地质灾害。

3.煤矿地质灾害类型

(1)山体滑坡

图1 山体滑坡现场

随着人类对煤矿的开采，使其形成大量的采空区，它们的承载力不足，在某些情况下，极易发生滑坡和坍塌。但是，滑坡和塌方的发生不仅影响随后的煤炭资源开采，而且还改变了该地区的原始地质和地形，从而导致了该地区的自然生态失衡。

(2)地面沉降与塌陷

煤矿开采活动中破碎煤层区域内的岩石时，它会干扰煤层周围岩石的初始应力场，因此与其他区域不同。相比之下，岩石被破坏时安全带容易发生地面沉降和塌陷。煤炭资源的开采逐渐扩大了地下矿区的面积，并严重破坏了周围的初始应力场和地下水位，降落漏斗的行程以及矿区山脉的陡峭斜坡对整个矿区造成沉降和坍塌的威胁。

图2 地面沉降

(3)煤与瓦斯突出

地质结构经常因煤矿区域而异，如果该区域的岩石结构相对封闭，吸附、游历在煤层缝隙中的瓦斯较多，在煤炭生产过程中会积累大量的瓦斯，当煤矿的开采导致地下应力的局部变化时，将破坏最初的封闭系统，泄漏在该地区累积的瓦斯，最终导致发生瓦斯爆炸等一系列灾害。

图3 煤与瓦斯突出

4.煤矿地质灾害防治措施

(1)检测预警建设

建立煤矿预警系统最重要的是增加对技术，资金，设备和人员的投资，使预警系统可以实时监测煤矿的生产，及时发现灾害并立即将灾害信息反馈给各级部门。当预警系统发布灾难信息时，应急响应机制需要快速响应并处理。

图4 实时展示矿山形状及状态

(2)提高煤矿员工的意识

地方政府和煤矿高级主管部门要加强安全意识的普及，以预防和管理煤矿地质灾害，敦促煤矿雇员尽早切实意识到防灾的重要性，当他们面临灾难时，需要保持良好的心理素质。也要注意提高雇员在灾难中的自保能力。煤矿公司的领导和雇员都要充分认识煤矿地质灾害的主要特征，掌握各种防灾方法和对策。对于经常发生煤矿地质灾害的矿区，需要组建专家队伍，以了解煤矿地质灾害的规律，提高监测和预防煤矿地质灾害的能力。

(3)加强地质勘探

由于地质条件对防灾措施的制定有重要影响，因此在设计和建造矿井之前，应详细研究矿井范围内的地质结构的性质，特征，活动水平和范围，并研究其被破坏的结构，分析了各种地质结构的成因及分布规律，并将其用作合理规划工程活动的基础。在煤矿开采活动之前，有关部门应开展煤矿地质灾害风险评估，并针对不同的可能发生的灾害类型制定详细的预防和应对计划，以促进预防和管理煤矿地质灾害。

(4)完善通风系统

通风系统可以实时监控煤矿开采过程中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过安全范围时，将警报信息共享给煤矿预警系统，通知有关部门和各级岗位提前做好应对措施，以此高效、安全的来预防和控制瓦斯。

(5)加大生态治理，提升矿区整体环境

在煤矿开采过程中，破坏了矿区的生态环境，使生态系统失衡。此外，地质灾害的预防和管理主要是针对矿区的安全运行，并未考虑矿区的生态环境和土地的恢复方式。因此，需要重建和维护废弃的矿区，恢复当地生态系统的功能，促进植被绿化和生物保护，努力建立一个相对和谐稳定的矿区，防止因生态条件变化而导致灾难。

5.结语

煤矿地质灾害是影响煤矿企业的重要因素，对人们的生命财产，企业的生产都会造成严重破坏。要实现安全、高效作业，就必须对煤矿地质灾害有高度的重视，有必要建设良好的预警系统，全面实施安全培训，提高人员的安全意识，促进煤矿企业的可持续发展。由于地质灾害的不可避免和突然性，因此必须通过防灾措施才能最大程度的减少人员伤亡和财产损失，上级部门和煤矿企业应齐心协力，共同应对煤矿地质灾害，为煤矿的安全生产提供保障。