煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理關(guān)鍵要素探究

張世偉

摘要：在以往的經(jīng)濟發(fā)展中，煤礦經(jīng)濟是國內(nèi)經(jīng)濟的主要增長點。但在煤礦開采產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的過程中，許多問題也不斷凸顯出來，煤礦多、分散且粗放的開采模式對煤炭開采地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成較大的不良影響，不僅造成較多煤炭資源浪費，而且對生態(tài)環(huán)境造成較大的破壞，嚴重影響到地區(qū)煤炭開采經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展，對之進行有效治理已成為當前亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;地質(zhì)災(zāi)害;治理

1.??? 煤炭開采引發(fā)的主要地質(zhì)災(zāi)害

煤炭資源在長期性開采過程中，對地區(qū)地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境等都造成較大的影響，而在其影響之下，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率也不斷升高，嚴重影響到煤炭開采的安全性。從既往煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害情況來看，其主要包括以下幾種類型：

（1）???? 過度開采引發(fā)地面沉陷

一些煤礦企業(yè)在進行煤炭開采時，主要采用的是長臂采煤工藝，在這種采煤工藝下，礦區(qū)地面通常會覆蓋較多的黃土，且松散度較高。同時，地下煤炭資源在被開采的過程中，原有地應(yīng)力平衡將遭到破壞。在地面壓力增大，地下承載能力降低的雙向作用下，礦區(qū)地下圍巖層便可能出現(xiàn)下沉或開裂的現(xiàn)象，從而造成礦區(qū)地面出現(xiàn)沉降危害。此外，在煤炭資源開采過程中，所采用開采機械設(shè)備也將產(chǎn)生較大的機械振動，這也將對巖層的穩(wěn)定性造成影響，使之出現(xiàn)一定程度的位移或變形，當變形量達到較大值時，便會引發(fā)局部陷坑或大面積地面沉陷，而且在此過程中地面出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象較為常見。

（2）???? 開采引發(fā)礦井突水災(zāi)害

礦井突水主要指發(fā)生在煤礦開采過程中的突然性涌水事故，該類事故有著較高的危害性，通常表現(xiàn)出涌水量大、控制困難、損失較大等特點。由于其具有突發(fā)特性，且發(fā)生在采煤作業(yè)過程中，因此在發(fā)生后通常會對煤炭開采作業(yè)人員的人身安全造成較大的威脅，屬于煤礦企業(yè)重點防控的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。

（3）???? 區(qū)域地下水位降低，地下水受污嚴重

為有效保證煤炭資源開采過程中的安全性，在進行煤炭資源開采之前，通常都會對區(qū)域內(nèi)的地下水資源進行勘測，然后將其中部分地下水抽出，以降低局部區(qū)域地下水水位，避免礦井突水災(zāi)害發(fā)生。而在此抽水降低水位的過程中，不僅造成大量水資源的浪費，而且也影響到區(qū)域內(nèi)地下水結(jié)構(gòu)，使得巖層出現(xiàn)空洞，增大地面塌陷風險。同時，在進行煤炭資源開采的過程中，所進行的一些人為活動，如：放炮工藝、開采廢棄物堆放等，都將會對地下水造成污染。

（4）???? 山體滑坡災(zāi)害

山體滑坡是較為常見的一種地質(zhì)災(zāi)害類型，在進行煤炭開采作業(yè)時，將會產(chǎn)生較多的煤矸石，一些企業(yè)在對其進行堆放時表現(xiàn)出較高的隨意性，且為了降低煤矸石占據(jù)的地面面積，堆放的高度過高，這些都在很大程度上加劇山體滑坡的風險。

（5）???? 瓦斯災(zāi)害

在煤炭未被進行開采之前，煤層之間通常充斥著較多處于游離狀態(tài)的瓦斯氣體。而隨著煤炭開采，煤層原本相對封閉的環(huán)境遭到破壞，煤層中充斥的瓦斯氣體便逐漸釋放出來，如果煤炭開采礦井通風能力不足，便可能造成礦井內(nèi)聚集較多的瓦斯氣體，進而引發(fā)中毒或瓦斯爆炸。

2.??? 治理開采引起地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵措施

煤炭資源開采對地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水資源環(huán)境等造成的影響較大，其中存在著較多類型的地質(zhì)災(zāi)害危險。為有效降低煤炭開采過程中地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率，對相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因展開分析，并據(jù)此控制其中的關(guān)鍵性要素，對煤炭資源安全開采有十分積極的意義。結(jié)合開采實際和地質(zhì)災(zāi)害特點來看，控制開采引起地質(zhì)災(zāi)害，主要可從以下幾方面著手：

（1）???? 采取科學(xué)措施預(yù)防開采沉陷災(zāi)害

地下水位降低、開采擾動過大等都可能引發(fā)開采區(qū)域出現(xiàn)沉陷的災(zāi)害，且所造成的危害較大，屬于煤炭開采引起地質(zhì)災(zāi)害防控重點，在對之進行防控時主要應(yīng)加強災(zāi)害預(yù)測分析，并制定合適的開采方案，從而將存在的開采隱患降到最低。如：開采作業(yè)與地質(zhì)沉陷災(zāi)害通常都有著較為直接的聯(lián)系，且地質(zhì)沉陷災(zāi)害發(fā)生并不是突然發(fā)生的，在之前必然存在一些地質(zhì)信息變動。因此在防控過程中可以加強移動觀測站的設(shè)置，對煤炭開采周邊區(qū)域地質(zhì)變動情況進行實時測量分析，然后基于煤炭開采厚度、深度以及巖石結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能等進行綜合性考慮，從而對沉陷地質(zhì)災(zāi)害做出預(yù)測。當通過預(yù)測分析出現(xiàn)風險預(yù)警時，應(yīng)及時采取結(jié)構(gòu)加固措施，避免開采沉陷災(zāi)害發(fā)生。

（2）???? 防治礦井突水災(zāi)害

考慮到礦井突水災(zāi)害的高危害性，在煤炭開采過程中應(yīng)注意做好這方面的防治工作。煤炭企業(yè)在進行開采施工之前，應(yīng)對礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行全面準確的勘測，有效掌握巖層分布結(jié)構(gòu)、地下水分布情況等信息，然后根據(jù)勘測信息繪制對應(yīng)的開采作業(yè)圖紙，要求開采作業(yè)嚴格按照圖紙進行。尤其是其中的巖層斷裂帶應(yīng)做好標記，且在該位置處進行開采作業(yè)時加強監(jiān)管和現(xiàn)場勘測，以便及時發(fā)現(xiàn)異常狀況。

（3）???? 監(jiān)測地下水動態(tài)，科學(xué)應(yīng)用地下水資源

地下水具有較高的變化性，其水位高低受到區(qū)域內(nèi)降水量、使用量的影響。在進行煤炭開采過程中，為保證開采安全性，同時提升企業(yè)經(jīng)濟效益，應(yīng)注意針對礦區(qū)周邊地下水動態(tài)變化展開監(jiān)測，科學(xué)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)地下水資源。如：可于合適區(qū)域建設(shè)水井、井下水倉、調(diào)節(jié)水池，合理應(yīng)用混凝劑、消毒劑，經(jīng)沉淀、過濾等工藝對礦井水進行處理凈化，使之能夠成為人們?nèi)粘Ｉ钣盟?。由此既能夠降低局部地區(qū)地下水位和地下水壓，降低礦井突水災(zāi)害風險，同時又能夠滿足煤礦企業(yè)開采現(xiàn)場用水需求。但在此過程中應(yīng)做好地下水動態(tài)監(jiān)測工作，給予煤炭開采可靠的信息支持，從而降低地下水變化對煤炭開采帶來的不良影響。

（4）???? 治理煤矸石堆放問題

考慮到煤矸石堆放可能引起的地質(zhì)災(zāi)害，主要應(yīng)從煤矸石堆放入手，改變堆放方式，從而達到降低滑坡、泥石流災(zāi)害發(fā)生概率的目的。如：適當降低煤矸石堆放的高度，使其維持在相對安全的范圍內(nèi)。同時在改變煤矸石堆放方式的過程中，還應(yīng)當充分考慮到煤矸石可能產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，可以在完成煤矸石堆放之后，在其上利用黃土進行覆蓋，然后再在其上種植植物。此外，煤矸石也具有較高的應(yīng)用價值，其擁有較高的熱值和較為豐富的礦物質(zhì)成分，可將其應(yīng)用于燃燒發(fā)電、土壤改良等方面。

（5）???? 瓦斯災(zāi)害防治

瓦斯災(zāi)害防治是煤礦開采施工必須重視的問題，在我國出臺的《煤礦安全規(guī)程》中也明確指出瓦斯災(zāi)害防治的一些標準。首先，煤礦開采巷道內(nèi)部必須保證良好的通風效果，需綜合應(yīng)用分區(qū)通風、機械通風、上行通風等措施，良好的通風效果有助于降低煤礦開采巷道內(nèi)的瓦斯含量;其次，應(yīng)加強煤礦施工現(xiàn)場瓦斯含量的檢測力度，并設(shè)定瓦斯含量境界值，當煤礦施工現(xiàn)場瓦斯含量高于某數(shù)值時，應(yīng)立即對施工現(xiàn)場人員進行疏離，待瓦斯含量降低到安全范圍內(nèi)后才允許人員進入;再次，應(yīng)注意明火防范管理。對于礦區(qū)井下工作人員嚴禁攜帶任何點火工具進入，同時對于開采過程中所應(yīng)用到的一些電氣設(shè)備也應(yīng)當做防電火花處理，避免瓦斯在遇明火的情況下發(fā)生燃燒、爆炸。

3.??? 結(jié)語

綜上所述，煤炭開采是一項綜合性較強的施工過程，為有效保障開采的安全性，降低地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生概率，應(yīng)注意在開采技術(shù)、管理技術(shù)上做出提升，嚴格依照國家出臺的《煤礦安全規(guī)程》進行開采施工，同時建立相對完善的風險評估體系、事故應(yīng)急預(yù)案體系，使地質(zhì)災(zāi)害事故能夠得到有效預(yù)防和治理，從而保障煤炭開采安全平穩(wěn)的進行。

參考文獻：

[1]?? 杜學(xué)輝.煤礦建設(shè)對地下水資源的影響及水文地質(zhì)災(zāi)害防范探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（30）：59-60.

[2]?? 劉金陽.煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理關(guān)鍵要素探究[J].中國標準化，2019（18）：110-111.

[3]?? 孫魁，范立民，夏玉成，李成，陳建平，仵撥云，彭捷.基于保水采煤理念的地質(zhì)環(huán)境承載力研究[J].煤炭學(xué)報，2019，44（03）：831-840.