中國煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害與減災(zāi)對策研究

霍東曉

摘 要：通過對煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害及災(zāi)害概念和結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)論述，全面分析了煤礦開發(fā)中工程地質(zhì)的災(zāi)害問題及致災(zāi)特點，并提出了防治對策。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)；災(zāi)害防治

1 煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害鏈分析

煤礦的開發(fā)具有建設(shè)周期長、規(guī)模大、人群集中、配套工程繁雜等特點。隨著煤礦建設(shè)不斷擴大，礦區(qū)工程遍及山野，煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害的影響亦日趨嚴重。其中不合理的工程活動導(dǎo)致的工程地質(zhì)災(zāi)害更為嚴重。煤礦區(qū)工程地質(zhì)災(zāi)害的類型、規(guī)模、分布，發(fā)育程度與災(zāi)害度等，均與礦區(qū)所處的地質(zhì)地貌環(huán)境和人類工程活動有明顯的內(nèi)在關(guān)系。天然地震與活動性斷裂等（內(nèi)力型）對礦區(qū)安全威脅最大，礦區(qū)地表塌陷與環(huán)境污染災(zāi)害是礦區(qū)開發(fā)建設(shè)過程中的直接產(chǎn)物 滑坡、崩塌、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害則多是礦區(qū)開發(fā)建設(shè)過程中直接或間接誘發(fā)產(chǎn)生的，人類工程作用與自然地質(zhì)作用兼而有之，從而構(gòu)成了煤礦區(qū)工程地質(zhì)災(zāi)害鏈，導(dǎo)致礦區(qū)開發(fā)環(huán)境進一步惡化與破壞，甚至對井下工作環(huán)境造成危害。煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害，指發(fā)生在煤礦區(qū)或規(guī)劃區(qū)，由于工程地質(zhì)作用或工程地質(zhì)與自然地質(zhì)作用疊加，致使礦區(qū)開發(fā)建設(shè)環(huán)境和人類生存環(huán)境惡化，直接或間接造成的各類地質(zhì)災(zāi)害事件。煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害鏈，指發(fā)生在煤礦區(qū)或規(guī)劃區(qū)，由于開采或工程設(shè)施的設(shè)立等工程地質(zhì)作用或工程地質(zhì)作用與自然地質(zhì)作用復(fù)臺引起的，危及礦區(qū)人類生存環(huán)境和開發(fā)建設(shè)環(huán)境，造成一定的經(jīng)濟損失或潛在威脅的，在時間、空間上相互制約的一系列有內(nèi)在聯(lián)系的工程地質(zhì)災(zāi)害事件的總和。致災(zāi)則顯示出重疊性、穿插性、一致性及滯后性。它們互為因果，相互控制或在兩種作用疊加下擴大災(zāi)情，最終導(dǎo)致工程地質(zhì)環(huán)境的破壞。借助于煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害鏈，我們可以預(yù)測煤礦工程作用引起的工程地質(zhì)災(zāi)害的類型、形式及破壞程度；研究并預(yù)測礦區(qū)工程穩(wěn)定性和邊坡重力災(zāi)害以及水土流失、誘發(fā)地震等災(zāi)害事件的關(guān)聯(lián)度及災(zāi)害度；研究礦區(qū)純自然地質(zhì)作用與工程地質(zhì)作用的關(guān)系。

2 煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害分析

2.1 地震及活動斷裂

地震是一種潛在的、突發(fā)性和破壞性極大的地質(zhì)災(zāi)害，活動斷裂則與地震有關(guān)活動斷裂帶是現(xiàn)代地殼的不穩(wěn)定區(qū)，對工程建筑、居民村落、甚至對井下開采都有極大影響，是一種嚴重的致災(zāi)因素。就地理分布而言.我國8O%以上的煤礦位于地震區(qū)，而我國又是一個多震國家，如1966年的邢臺地震、l975年的海城地震、1976年的唐山地震，都使震區(qū)煤礦遭受了嚴重的災(zāi)害，造成了巨大的損失。對地震和活動斷裂等自然地質(zhì)災(zāi)害，必須加強基礎(chǔ)地質(zhì)研究，進行危險性和工程穩(wěn)定性評價與預(yù)測。

2.2 地壓

沖擊地壓是自然地質(zhì)作用與開采工程作用共同作用的結(jié)果，是煤礦日常生產(chǎn)中常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，也是煤礦生產(chǎn)中傷亡人數(shù)最多的災(zāi)害。因沖擊地壓的能量釋放是瞬間的，因此常伴有強烈的誘發(fā)地震，可導(dǎo)致頂板冒落、巷道彎曲、工作面堵塞，直接危及礦山生產(chǎn)安全。如1993年9月5日大同礦務(wù)局發(fā)生的頂板冒落，產(chǎn)生里氏2.7級地震，地表產(chǎn)生裂縫34條，受災(zāi)面積3.76km。

2.3 塌陷

煤礦井下開采導(dǎo)致地面塌陷是一種普遍性的工程災(zāi)害問題。據(jù)統(tǒng)計，至1996年底，我國有開采塌陷土地面積約38×10hm，平均每開采1萬t煤，造成塌陷土地0.2hm。隨著采煤量的增加，塌陷面積還將逐年擴大。我國局部礦區(qū)，煤層厚度大、埋深小，上覆為厚層黃土，開采塌陷災(zāi)害幾乎廣布于每個礦區(qū)，直接造成大面積水土流失和沙漠化，同時也誘發(fā)大量滑坡和泥石流災(zāi)害，嚴重破壞了礦區(qū)土地資源和生態(tài)環(huán)境。

2.4 崩塌

由于煤礦開發(fā)建設(shè)周期長、規(guī)模大，人類工程活動強烈，開采引起的地面變形及不合理的工程活動.如削坡、修路、堆矸等破壞了地表斜坡的原始平衡.導(dǎo)致或誘發(fā)了大量滑坡、崩塌災(zāi)害，尤其是南方和西北地區(qū)煤礦分布廣、致災(zāi)重。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年煤炭行業(yè)由于此類災(zāi)害投入的治理費用約在億元以上，造成的經(jīng)濟損失更大。

2.5 其它工程災(zāi)害

除上述災(zāi)害外，煤礦開發(fā)過程中還伴有開采抽排地下水、固體廢棄物外排、危陡邊坡及粉塵污染等災(zāi)害的不斷發(fā)生。我國煤礦區(qū)的大多數(shù)中小城市是以煤礦建設(shè)為基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的，如陽泉、大同、平頂山、石咀山、銅川市等，由于煤礦區(qū)開采長期抽排地下水，引起礦區(qū)地面不同程度的沉降，嚴重制約了城市的發(fā)展，且導(dǎo)致各類災(zāi)害的群發(fā)，構(gòu)成的災(zāi)害損失將是不可估量的。

3 煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害的特點

3.1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生面廣幾乎涉及每一礦區(qū)，災(zāi)害種類多、頻度高、危害大。地震災(zāi)害的潛在威脅最大。地面塌陷、滑坡、崩塌、水土流失等災(zāi)害治理難度大，經(jīng)濟損失額高。

3.2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害是自然地質(zhì)活動與人類工程活動綜合作用的結(jié)果。兩種作用在煤礦開發(fā)中互為因果，彼此疊加，形成工程地質(zhì)災(zāi)害鏈，其特點為致災(zāi)明顯、危害頗大、預(yù)測與治理較難，并以人類工程災(zāi)害為主

3.3 煤礦地質(zhì)災(zāi)害具有瞬時性兼持續(xù)性發(fā)生的特點，因其受人類工程活動因素影響，預(yù)測與治理工作在一定程度上又具有可操作性。

3.4 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的形成、分布與致災(zāi)具有群發(fā)性和多影響因子疊加作用的特點，表現(xiàn)形式具有多重性和關(guān)聯(lián)性。

4 防災(zāi)減災(zāi)對策

4.1 系列煤炭行業(yè)工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防法規(guī)和規(guī)程建立安全檢查制度，建立監(jiān)測網(wǎng)。定期對各類工程災(zāi)害進行安全檢查。廣泛開展礦區(qū)地表穩(wěn)定性評價，減少地表塌碴、滑坡及水土流失等工程地質(zhì)災(zāi)害事件，嚴格控制開采災(zāi)害鏈的發(fā)生。

4.2 煤礦工程災(zāi)害的信息管理和工程技術(shù)管理。全面開發(fā)礦區(qū)工程地質(zhì)的災(zāi)害效應(yīng)研究，確立各類災(zāi)害之間的關(guān)聯(lián)度與災(zāi)害度。結(jié)臺災(zāi)害鏈的構(gòu)成，系統(tǒng)分析礦區(qū)的各種致災(zāi)因素，制定適合礦區(qū)特點的防治對策與措施。

4.3 必要的工程災(zāi)害治理經(jīng)費，促進礦區(qū)災(zāi)害治理工程的實施，嚴格控制礦區(qū)工程災(zāi)害致災(zāi)因素的發(fā)展。

4.4 開展國內(nèi)與國際技術(shù)臺作，開展減災(zāi)培訓(xùn)教育.完善煤礦救援系統(tǒng)，提高防災(zāi)意識，有效地減輕和防止各類災(zāi)害的發(fā)生.控制煤礦區(qū)誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的主體，把災(zāi)害損失降到最低程度。

5 結(jié)束語

煤礦工程地質(zhì)災(zāi)害防治是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。煤礦應(yīng)貫徹以防為主、防治結(jié)合的原則。遵循自然規(guī)律，重視環(huán)境保護，重視人類工程活動所引起或誘發(fā)的各類致災(zāi)因素的變化和由此產(chǎn)生的嚴重后果，合理規(guī)劃人類工程活動。把防災(zāi)、減災(zāi)和開發(fā)建設(shè)與經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來。

參考文獻

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[2]閻樹文.土壤侵蝕與自然環(huán)境.科技導(dǎo)報2010