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      煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法探討

      2016-02-25 12:26:05宋冬梅
      西部探礦工程 2016年5期
      關(guān)鍵詞:突水山體瓦斯

      宋冬梅

      (新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì),新疆昌吉831100)

      煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法探討

      宋冬梅*

      (新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì),新疆昌吉831100)

      在我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害中,非常重要的一個(gè)分支就是煤礦地質(zhì)災(zāi)害,該災(zāi)害主要是因?yàn)槿祟愒诓傻V過(guò)程中造成了地質(zhì)環(huán)境的破壞,并且對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)與安全造成了危害。在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中,煤炭資源占據(jù)了非常大的比重,但是隨著煤礦資源的不斷開(kāi)采,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的也越來(lái)越頻繁,這就使得人們?cè)絹?lái)越重視煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征與預(yù)測(cè)方法。因此,通過(guò)對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究,詳細(xì)地分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及預(yù)測(cè)方法。

      煤礦地質(zhì);地質(zhì)災(zāi)害;特征;預(yù)測(cè)方法

      隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源的開(kāi)采規(guī)模也不斷的擴(kuò)大,人們?cè)谶M(jìn)行煤炭資源的開(kāi)采時(shí),只是考慮到了開(kāi)采的速度和經(jīng)濟(jì)效益,而沒(méi)有重視環(huán)境的保護(hù)與安全的問(wèn)題,這就導(dǎo)致了在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中引發(fā)了很多的地質(zhì)災(zāi)害。煤礦地質(zhì)災(zāi)害影響非常的大,為了及時(shí)地對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防,就需要掌握該地質(zhì)災(zāi)害的特征,根據(jù)這些特征采用合理的預(yù)測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)防。因此,為了有效地減少煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,就需要加強(qiáng)對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征以及預(yù)測(cè)方法的研究,對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。

      1 煤礦地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的特征

      1.1山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的特征

      在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中,可能會(huì)引發(fā)山體滑坡或者煤礦的崩塌等現(xiàn)象,這主要是由于開(kāi)采時(shí)堆砌過(guò)量的煤矸石破壞了煤礦坡體的應(yīng)力產(chǎn)生的。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,我國(guó)的山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失每年多達(dá)幾億元。例如,在2004年,重慶東林煤礦受到暴風(fēng)雨的影響,將煤矸石沖垮,散落的煤矸石沿著山體坡面移動(dòng)了500m,夷平了多戶居民的住房,并且造成了很大的人員傷亡。后據(jù)相關(guān)人員統(tǒng)計(jì),東林煤礦導(dǎo)致的山體滑坡造成了3人死亡、24人被掩埋、18人失蹤、3人生還的慘重后果。

      1.2地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的特征

      地面沉降或者塌陷是煤礦地質(zhì)災(zāi)害中非常重要的一個(gè),在開(kāi)始進(jìn)行地下煤礦開(kāi)采工作時(shí),時(shí)常會(huì)伴隨著地面沉降或者塌陷情況的出現(xiàn)。地面沉降地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的原因主要是在開(kāi)采煤礦資源時(shí),破環(huán)了采空區(qū)的地應(yīng)力平衡,而這個(gè)地區(qū)的地應(yīng)力重新進(jìn)行分布時(shí),就會(huì)引發(fā)周?chē)乇砼c礦井區(qū)地下圍巖層的開(kāi)裂或者移動(dòng),從而出現(xiàn)巖石的破碎或者冒落。除此之外,在開(kāi)采煤礦資源時(shí),采空區(qū)中存在的地下水沒(méi)有被及時(shí)清除,就會(huì)打破原有的地下水格局,導(dǎo)致采空區(qū)中的水力坡變大,很可能會(huì)引發(fā)面積較大的漏斗情況或者出現(xiàn)地表的凹陷等情況。如果煤礦地區(qū)的地面發(fā)生沉降或者塌陷情況時(shí),就會(huì)導(dǎo)致很?chē)?yán)重的后果,對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞,例如,造成采礦重疊區(qū)或者提高地質(zhì)災(zāi)害的破壞力度等。

      1.3瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的特征

      在煤礦地質(zhì)災(zāi)害中,還包括了瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害,該地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的威脅著開(kāi)采人員的生命安全。在沒(méi)有開(kāi)采過(guò)的煤礦之中,瓦斯一般都是吸附在煤層的縫隙之中或者煤炭的表面上,并且瓦斯的狀態(tài)為游離態(tài)。但是,在對(duì)煤礦進(jìn)行開(kāi)采時(shí),就會(huì)破壞煤礦開(kāi)采區(qū)中的每層以及周?chē)鷰r層的地應(yīng)力,與此同時(shí),煤礦的開(kāi)采還會(huì)破壞存在于煤礦中的瓦斯儲(chǔ)氣封閉系統(tǒng),使得瓦斯被釋放出來(lái)。在這樣的情況下,如果受到人為或者自然環(huán)境等因素的影響時(shí),很有可能會(huì)導(dǎo)致瓦斯爆炸,從而威脅煤礦開(kāi)采人員的生命安全,引發(fā)火災(zāi)。因此,瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的破壞力也是非常大的,必須充分地了解該地質(zhì)災(zāi)害的特征,做好相應(yīng)的預(yù)防措施。

      1.4礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征

      在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中,非常常見(jiàn)的一種煤礦地質(zhì)災(zāi)害就是礦井突水地質(zhì)災(zāi)害,該地質(zhì)災(zāi)害對(duì)煤礦開(kāi)采的安全、效益等都有著很大的影響。在出現(xiàn)較嚴(yán)重的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害時(shí),可能會(huì)影響礦井的正常運(yùn)作。礦井突水地質(zhì)災(zāi)害主要的特征就是涌水量大、損失大和水勢(shì)兇猛等。如今,礦井突水地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)被國(guó)家列為了威脅礦井安全的重大地質(zhì)災(zāi)害之一。我國(guó)發(fā)生的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的事件非常的多,例如,1996年太原市西山地區(qū)出現(xiàn)的礦井突水地質(zhì)災(zāi)害事件,主要是由于連續(xù)暴雨導(dǎo)致的山體崩塌,與洪水形成泥石流,將泄洪溝谷堵塞,大量的洪水進(jìn)入礦井中,將546名工人困于礦井之中。只有了解礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征,才能夠做出合理的預(yù)防措施,避免災(zāi)害的出現(xiàn)。

      1.5礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害特征

      煤礦地質(zhì)災(zāi)害中還包括礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害,這樣的地質(zhì)災(zāi)害通常具有一些不可預(yù)見(jiàn)的災(zāi)害特點(diǎn)。除此之外,這樣的地質(zhì)災(zāi)害所采用的防治措施時(shí)效性比較的短,因此,這就導(dǎo)致的礦井閉坑之后會(huì)存在一定的安全隱患。主要的地質(zhì)災(zāi)害形式有2種,一種是山體崩塌。這種地質(zhì)災(zāi)害一般發(fā)生在露天煤礦的開(kāi)采之后,煤礦形成高邊坡,通過(guò)自然環(huán)境的不斷影響,就會(huì)導(dǎo)致山體滑坡或者崩塌災(zāi)害。另一種是山體開(kāi)裂、崩塌或者地面裂縫。這類地質(zhì)災(zāi)害主要出現(xiàn)在開(kāi)采較淺的地區(qū),該地區(qū)的地面受到非常大的破壞,并且逐漸的影響到山體,再受到自然環(huán)境因素的影響時(shí),就會(huì)引發(fā)山體滑坡、泥石流以及坍塌等災(zāi)害。這類的地質(zhì)災(zāi)害所具有的共同特征就是滯后性。這個(gè)特征說(shuō)明該類地質(zhì)災(zāi)害一般不會(huì)發(fā)生在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中,而是歷經(jīng)一段時(shí)間之后,并且受到相關(guān)因素的影響引發(fā)的。

      2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)方法

      煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危害是非常大的,在了解了其地質(zhì)災(zāi)害的特質(zhì)之后,就需要采用合理的方法對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè),主要使用的預(yù)測(cè)方法就是GIS及遙感預(yù)測(cè)法。煤礦地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系到整個(gè)煤礦的運(yùn)營(yíng)情況,所以,必須對(duì)煤礦的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),防止地質(zhì)災(zāi)害的突然發(fā)生。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí),主要包含了2個(gè)方面,一方面對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的可能性進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),為煤礦的開(kāi)采規(guī)劃提供依據(jù)。另一方面就是對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的情況進(jìn)行預(yù)報(bào)。GIS及遙感預(yù)測(cè)方法能夠針對(duì)這2方面的內(nèi)容對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。GIS及遙感預(yù)測(cè)能夠?qū)Χ嘁颉⒍嗉?jí)、多時(shí)等特點(diǎn)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。在進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí),還應(yīng)該明確GIS及遙感技術(shù)預(yù)測(cè)的過(guò)程,使得預(yù)測(cè)更加的準(zhǔn)確。

      在應(yīng)用GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)時(shí),需要先進(jìn)行預(yù)處理,該項(xiàng)操作通常是針對(duì)遙感解釋結(jié)果、地面勘察資料以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的。之后還應(yīng)該對(duì)典型的煤礦地質(zhì)災(zāi)害事件進(jìn)行分析,了解地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的機(jī)理及主要因素。底板突水是煤礦地質(zhì)災(zāi)害中較為常見(jiàn)的一種,它的形成機(jī)理主要包括斷裂性結(jié)構(gòu)、巖溶、隔水層以及水壓等,在明確其形成機(jī)理之后,可以結(jié)合以前的煤礦地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行分析,把相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害因素進(jìn)行量化,之后利用遙感對(duì)這些量化后的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè),這樣就能夠得出每一個(gè)因素所帶來(lái)的空間分析、相關(guān)圖層配準(zhǔn)和初始計(jì)算問(wèn)題等,之后通過(guò)GIS及遙感技術(shù)的初始模型計(jì)算結(jié)果與已知的煤礦地質(zhì)災(zāi)害資料進(jìn)行分析,從而確定煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)模型,通過(guò)GIS及遙感技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)。GIS及遙感技術(shù)是煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)方法中非常重要的一種,并且預(yù)測(cè)的結(jié)果非常的準(zhǔn)確。因此,為了避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害給煤礦帶來(lái)的嚴(yán)重影響,就需要采用合理的預(yù)測(cè)方法對(duì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

      3 總結(jié)

      綜上所述,煤礦地質(zhì)災(zāi)害對(duì)煤礦的開(kāi)采生產(chǎn)、效益以及安全等都有著很大的威脅,為了確保煤礦開(kāi)采的安全,保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,就需要對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征與預(yù)測(cè)方法進(jìn)行深入的研究。煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征有很多,主要包括山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的特征、地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的特征、瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害的特征、礦井突水地質(zhì)災(zāi)害的特征以及礦井閉坑之后存在的地質(zhì)災(zāi)害特征。只有明確了煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征,才能夠根據(jù)其特征進(jìn)行災(zāi)害的預(yù)測(cè)及預(yù)防,盡量避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

      [1]董來(lái)啟,李峰,武艷麗,張玲.煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施的探討[J].科教文匯(下旬刊),2008(4):192-193.

      [2]黃健良,韓建光,李德鵬.煤礦地質(zhì)災(zāi)害的地球物理特征及勘查方法[J].山西焦煤科技,2009(7):21-23.

      [3]康高峰,雷學(xué)武,萬(wàn)余慶.遙感技術(shù)在煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì),2000(2):23-25.

      P618

      A

      1004-5716(2016)05-0115-02

      2015-05-11

      宋冬梅(1982-),女(漢族),新疆昌吉人,工程師,現(xiàn)從事地質(zhì)技術(shù)工作。

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