地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法研究

白金燕，齊慶杰，，王安虎

（1.中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司，北京 100013；2.煤炭科學(xué)研究總院有限公司 應(yīng)急科學(xué)研究院，北京 100013）

煤炭開(kāi)采是受地震災(zāi)害影響較為嚴(yán)重的安全生產(chǎn)行業(yè)之一[1-3]。1976 年“7.28”唐山大地震造成開(kāi)灤煤礦井下工程受到不同程度破壞，礦井涌水量大幅增加[4-5]；2008 年“5.12”汶川大地震造成川煤集團(tuán)礦井涌水量急劇上升[6]，1903 年日本伊豆群島地震、1932年內(nèi)華達(dá)州地震、1952 年南加州地震等多起地震活動(dòng)后，強(qiáng)震震中區(qū)礦山及橫切地震作用斷層的礦山均遭受?chē)?yán)重破壞，如支架破壞、頂板垮落、井壁塌落、礦山淹井等。

煤礦遭受的地震災(zāi)害包括天然地震、采礦誘發(fā)的礦震和巖爆3 種類(lèi)型[7]。天然地震因其突發(fā)性和巨大破壞力被列為自然災(zāi)害之首，是地殼快速釋放能量過(guò)程中造成振動(dòng)的1 種自然現(xiàn)象。采礦誘發(fā)的地震，是因地下開(kāi)挖活動(dòng)形成大面積空洞,于局部地帶形成高應(yīng)力集中區(qū)，在一定的誘發(fā)條件下，能量急劇猛烈地釋放引起強(qiáng)烈地面晃動(dòng)和搖動(dòng)的現(xiàn)象[8]。巖爆，也稱(chēng)沖擊地壓，是一種巖體中聚積的彈性變形勢(shì)能在-定條件下突然猛烈釋放，導(dǎo)致巖石爆裂并彈射出來(lái)的現(xiàn)象。

地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害理論研究與防治實(shí)踐方面，陳波等[9-10]通過(guò)研究我國(guó)煤礦災(zāi)害事故及地震活動(dòng)的時(shí)空分布特征，揭示了煤礦災(zāi)害事故叢集發(fā)生及其與地震活動(dòng)伴隨是我國(guó)煤礦災(zāi)害時(shí)空分布的基本特征；謝小建等[11]通過(guò)對(duì)地震活動(dòng)與煤礦災(zāi)害事故關(guān)系進(jìn)行研究，得到了地震活動(dòng)在一定程度上控制煤礦災(zāi)害事故，地震活動(dòng)對(duì)煤礦事故的影響范圍比造成地面損失的范圍要多；李鐵等[12]提出了地震誘發(fā)煤礦瓦斯災(zāi)害的成核機(jī)理，認(rèn)為地震能量具備導(dǎo)致煤礦瓦斯災(zāi)害成核的可能性，地震震中與含瓦斯礦井間需要有活動(dòng)構(gòu)造作為能量傳遞的通道。GB 50011—2010《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》[13]對(duì)場(chǎng)地、工業(yè)廠(chǎng)房、房屋等建構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了規(guī)范，GB 51185—2016《煤炭工業(yè)礦井抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]針對(duì)礦井、選煤廠(chǎng)工程等抗震設(shè)防要求進(jìn)行了明確。

地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查與精準(zhǔn)致災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估是提高安全基礎(chǔ)保障能力重要途徑之一[15]。在地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查方面，2020 年開(kāi)展的第1 次全國(guó)自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查對(duì)煤礦地震災(zāi)害承災(zāi)體現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查。齊慶杰等[16]研究構(gòu)建了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系；李爽等[17]針對(duì)隱患排查，提出圍繞政府監(jiān)察監(jiān)管部門(mén)、煤礦領(lǐng)導(dǎo)、機(jī)制建設(shè)人員、煤礦從業(yè)人員角度推進(jìn)雙重預(yù)防機(jī)制建設(shè)；王語(yǔ)萌[18]針對(duì)煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)，提出了涵蓋隱患排查治理的煤礦雙重預(yù)防機(jī)制，并給出了隱患排查治理對(duì)策。地震災(zāi)害致災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估方面，美國(guó)于20 世紀(jì)90 年代針對(duì)地震災(zāi)害損失評(píng)估開(kāi)發(fā)了HAZUS 系統(tǒng)[19]；在澳大利亞，災(zāi)害評(píng)估工具（EMA）可以評(píng)估災(zāi)后的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失[20-21]；在意大利，實(shí)現(xiàn)了地震發(fā)生后數(shù)分鐘內(nèi)地震模擬與應(yīng)急評(píng)估、10 min～2 h 內(nèi)動(dòng)態(tài)評(píng)估、人員到達(dá)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查評(píng)估等3 個(gè)階段的評(píng)估工作[22]。

總結(jié)以上研究成果，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)地震災(zāi)害評(píng)估做了大量的研究工作，構(gòu)建了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系，但對(duì)地震誘發(fā)煤礦災(zāi)害多停留在現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)層面，對(duì)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估還未涉及，地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是重大的現(xiàn)實(shí)需求。為此，基于地震災(zāi)害學(xué)、安全工程學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)等理論，以礦井生命線(xiàn)系統(tǒng)為主線(xiàn)，提出了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法。

1 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系

1.1 主要影響因素

地震災(zāi)害發(fā)生后，地震作用引發(fā)煤礦所在區(qū)域應(yīng)力環(huán)境、自然環(huán)境改變，造成煤礦承災(zāi)體結(jié)構(gòu)損壞或破壞，從而誘發(fā)煤礦產(chǎn)生各種類(lèi)型的次生災(zāi)害。其中對(duì)煤礦影響較為嚴(yán)重的次生災(zāi)害類(lèi)型包含：地震誘發(fā)煤礦次生水害，次生瓦斯災(zāi)害，次生電氣事故，次生提升運(yùn)輸事故，人員傷亡和設(shè)備受損等。

地震發(fā)生后，制約地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害嚴(yán)重程度的主要因素包括煤礦生產(chǎn)建設(shè)必需的地面工程、井巷工程、提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、礦山救護(hù)及消防設(shè)施、輔助設(shè)施（如兼用于應(yīng)急救援系統(tǒng)的壓縮空氣站）等煤礦比較重要的生命線(xiàn)工程，這也是煤礦抵抗地震作用力的主要承災(zāi)體。

煤礦地震災(zāi)害承災(zāi)體是否存在安全隱患，決定了煤礦抗震能力的大小。若煤礦地震災(zāi)害承災(zāi)體沒(méi)有隱患，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害發(fā)生的可能性較低，即使發(fā)生災(zāi)害，災(zāi)害影響程度也會(huì)較小。若承災(zāi)體隱患較多，承災(zāi)體不符合抗震要求，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害發(fā)生的可能性較高，發(fā)生的災(zāi)害影響程度也會(huì)較大，不利于災(zāi)后應(yīng)急救援工作的開(kāi)展及生產(chǎn)工作的恢復(fù)[23]。煤礦主要承災(zāi)體分布示意圖如圖1[16]。

圖1 煤礦主要承災(zāi)體分布示意圖Fig.1 Distribution diagram of main disaster bearing bodies in coal mine

由圖1 可以看出，煤礦主要承災(zāi)體可能存在的隱患：

1）煤礦建設(shè)地面工程。煤礦建設(shè)多處于山區(qū)或緊鄰采空塌陷區(qū)。崩塌、滑坡、泥石流及老采空塌陷區(qū)等不良地質(zhì)體在地震力作用下容易再次塌陷，會(huì)嚴(yán)重影響煤礦建設(shè)場(chǎng)地工程設(shè)施安全。

2）礦井井下工程。井筒破壞、井下涌水量異常在礦井地震后較常見(jiàn)，加強(qiáng)井筒淺部井壁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、礦井主排水抗災(zāi)排水能力對(duì)抵抗地震災(zāi)害破壞程度是非常必要的，可為地震后人員撤離和抗災(zāi)提供寶貴時(shí)間，為快速恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

3）礦井提升、通風(fēng)系統(tǒng)。保障提升、通風(fēng)系統(tǒng)承災(zāi)體震后正常運(yùn)行是保障煤礦工人安全的必要條件。在地震過(guò)程中，提升機(jī)房、通風(fēng)機(jī)房等起重機(jī)容易發(fā)生墜落，具有導(dǎo)致設(shè)備被砸壞、造成人員傷亡的隱患。

4）礦井給排水系統(tǒng)。給排水系統(tǒng)可為減災(zāi)及震后救災(zāi)提供服務(wù)，由于煤炭開(kāi)采容易引起地表沉陷，在遇到地震影響時(shí)沉陷會(huì)更加嚴(yán)重，對(duì)給排水管線(xiàn)的破壞性就會(huì)加大，保持2 條或更多的給供水線(xiàn)路，保障可供生活飲用的水源對(duì)煤礦震災(zāi)恢復(fù)意義重大。

5）重要電力設(shè)施。電力設(shè)施是礦井的生命線(xiàn)，供配電系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備安裝方面應(yīng)加強(qiáng)抗震措施，為災(zāi)后恢復(fù)創(chuàng)造條件。地震后煤礦井下極有可能出現(xiàn)瓦斯、煤塵的異常升高，采用隔爆（或本安型）電氣設(shè)備可降低瓦斯、煤塵爆炸等災(zāi)害發(fā)生的可能性。

1.2 評(píng)估指標(biāo)體系

開(kāi)展地震誘發(fā)次生煤礦災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是提升煤礦抗震設(shè)防能力的基礎(chǔ)，為此構(gòu)建了地震誘發(fā)次生煤礦危險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。評(píng)估指標(biāo)體系分為3 級(jí)：一級(jí)指標(biāo)分為礦井生產(chǎn)與致災(zāi)環(huán)境、礦井承災(zāi)體設(shè)防情況等2 種類(lèi)型；二級(jí)指標(biāo)為礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)、礦井煤層開(kāi)采條件、礦井生命線(xiàn)系統(tǒng)的主要承災(zāi)體等；三級(jí)指標(biāo)是各二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的可用于量化的指標(biāo)，如礦井生產(chǎn)基本情況包含的三級(jí)指標(biāo)為核定產(chǎn)能、員工人數(shù)、固定資產(chǎn)凈值等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況；礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)包含礦井所在區(qū)域地震基本烈度、礦井所在區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度等。地震誘發(fā)礦井次生災(zāi)害評(píng)估指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

表1 地震誘發(fā)礦井次生災(zāi)害評(píng)估指標(biāo)體系Table 1 Evaluation index system of mine secondary disaster induced by earthquake

2 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害評(píng)估方法

地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害影響評(píng)估方法按災(zāi)害客觀(guān)發(fā)展過(guò)程可分為災(zāi)前預(yù)評(píng)估、災(zāi)期跟蹤或監(jiān)測(cè)性評(píng)估、災(zāi)后實(shí)測(cè)評(píng)估等3 種，其中災(zāi)前預(yù)評(píng)估是提高煤礦地震災(zāi)害防治能力的關(guān)鍵[24]。開(kāi)展災(zāi)前預(yù)評(píng)估的需要考慮3 個(gè)關(guān)鍵因素：一是未來(lái)災(zāi)害可能達(dá)到的強(qiáng)度與頻度；二是本區(qū)歷史上的災(zāi)度與成災(zāi)率；三是災(zāi)后影響地區(qū)人口密度、防災(zāi)抗災(zāi)減災(zāi)能力等。以承災(zāi)體易損性評(píng)估為基礎(chǔ)，融合地震發(fā)生可能性等級(jí)、災(zāi)后影響區(qū)人口、可能的經(jīng)濟(jì)損失、抗災(zāi)減災(zāi)能力等關(guān)鍵指標(biāo)，通過(guò)可能性評(píng)估與后果嚴(yán)重性評(píng)估實(shí)現(xiàn)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。

2.1 可能性評(píng)估

地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的可能性分析，考慮的主要因素包括礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)（L1）、地震誘發(fā)礦井災(zāi)害危險(xiǎn)性（L2）、礦井煤層瓦斯賦存致災(zāi)性（L3）、礦井水文地質(zhì)條件致災(zāi)性（L4）地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防達(dá)標(biāo)情況（L5）等5 方面，其中，每種因素對(duì)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的可能性劃分為基本不可能、較不可能、較可能、很可能4 個(gè)等級(jí)，分別賦值1、2、3、4。因此，可能性等級(jí)值的計(jì)算公式如下：

L=ΣkLi·Lii=1，2，…，5 （1）

式中：L 為各因素發(fā)生可能性等級(jí)值，數(shù)值越大，發(fā)生的可能性越大；kLi為各因素所占的權(quán)重值，其中，礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)權(quán)重為kL1，地震誘發(fā)礦井災(zāi)害危險(xiǎn)性權(quán)重為kL2，礦井煤層瓦斯賦存致災(zāi)性權(quán)重為kL3，礦井水文地質(zhì)條件致災(zāi)性權(quán)重為kL4，地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防達(dá)標(biāo)權(quán)重為kL5，kL1+kL2+kL3+kL4+kL5=1；Li為可能性評(píng)估考慮的各因素賦值。

發(fā)生可能性等級(jí)賦值表見(jiàn)表2。

表2 發(fā)生可能性等級(jí)賦值表Table 2 Assignment of occurring probability grade

1）礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)（L1）。主要依據(jù)煤礦所在地區(qū)的區(qū)域地震設(shè)防抗震烈度進(jìn)行評(píng)估，設(shè)防烈度越高，發(fā)生地震等級(jí)越高的可能性越大。通過(guò)對(duì)全國(guó)抗震設(shè)防烈度統(tǒng)計(jì)劃分，確定了依據(jù)地震設(shè)防烈度確定地震發(fā)生可能性等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)。

2）地震誘發(fā)礦井災(zāi)害危險(xiǎn)性（L2）。主要包含煤礦所在地區(qū)歷史上的災(zāi)度與成災(zāi)率2 方面，包含地震災(zāi)害活動(dòng)頻次、煤礦所在區(qū)域地震災(zāi)害單位時(shí)間內(nèi)的災(zāi)害活動(dòng)的次數(shù)。其主要反映某些突發(fā)性災(zāi)害的活動(dòng)程度。通常情況下，歷史發(fā)生災(zāi)害的頻次越高，發(fā)生的可能性越大。通過(guò)對(duì)煤礦遭受地震災(zāi)害影響發(fā)生災(zāi)害頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定了依據(jù)煤礦歷史災(zāi)害發(fā)生次數(shù)判斷發(fā)生可能性的等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)。

3）礦井煤層瓦斯賦存致災(zāi)性（L3）。主要從礦井煤層瓦斯賦存條件得出等級(jí)值。其中煤礦煤層瓦斯含量越高、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量越大，次生瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性發(fā)生的可能性越高。通過(guò)對(duì)礦井煤層瓦斯賦存條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)劃分，確定了礦井煤層瓦斯賦存致災(zāi)性等級(jí)值判定標(biāo)準(zhǔn)。

4）礦井水文地質(zhì)條件致災(zāi)性（L4）。主要從礦井水文地質(zhì)類(lèi)型得出等級(jí)值。水文地質(zhì)條件越復(fù)雜，次生水害危險(xiǎn)性發(fā)生的可能性越高。通過(guò)對(duì)礦井水文地質(zhì)條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)劃分，確定了礦井水文地質(zhì)條件致災(zāi)性等級(jí)值判定標(biāo)準(zhǔn)。

5）地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防達(dá)標(biāo)情況（L5）。主要是針對(duì)工業(yè)場(chǎng)地、選煤廠(chǎng)、給水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、井筒支護(hù)、礦井安全出口、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井瓦斯儲(chǔ)存系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)、礦井主排水系統(tǒng)等礦井生命線(xiàn)系統(tǒng)的脆弱性進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)以上系統(tǒng)設(shè)防水平越高，存在的不達(dá)標(biāo)項(xiàng)越少，災(zāi)害發(fā)生的可能性越低。通過(guò)對(duì)煤礦遭受地震災(zāi)害影響發(fā)生災(zāi)害頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定了依據(jù)地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防達(dá)標(biāo)情況發(fā)生可能性等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 后果嚴(yán)重性評(píng)估

構(gòu)建地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害后果嚴(yán)重度指數(shù)（S），作為評(píng)估煤礦地震后果嚴(yán)重性的指標(biāo)，后果嚴(yán)重度指數(shù)根據(jù)災(zāi)害可能造成的傷亡人數(shù)（S1）、可能造成的經(jīng)濟(jì)損失（S2）、災(zāi)害的社會(huì)影響效應(yīng)（S3）等3項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算生成，各指標(biāo)受地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害影響后果嚴(yán)重性從低到高分為小、一般、大、很大4個(gè)等級(jí)，并分別賦值1、2、3、4。因此，后果嚴(yán)重度指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：S 為后果嚴(yán)重度指數(shù)；kSi為各因素所占的權(quán)重值，kS1+kS2+kS3=1；Si為后果嚴(yán)重性評(píng)估考慮的各方面因素賦值，包含可能造成的人員傷亡、可能造成的經(jīng)濟(jì)損失及災(zāi)害的社會(huì)影響效應(yīng)。

后果嚴(yán)重考慮因素賦值表見(jiàn)表3。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）患者的年齡范圍19～79歲；（2）AMI的診斷參考《急性冠脈綜合征急診快速診療指南》［5］中的標(biāo)準(zhǔn)；（3）根據(jù)心電圖、心電監(jiān)護(hù)結(jié)果，惡性心律失常主要包括室顫、室撲；（4）本研究相關(guān)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)于患者入院后24 h內(nèi)接受檢查；（5）本研究獲得醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的知情同意。

表3 后果嚴(yán)重考慮因素賦值表Table 3 Assignment of serious consequences consideration factors

1）災(zāi)害可能造成的傷亡人數(shù)（S1）。主要指因煤礦受地震災(zāi)害影響可能造成的傷亡人數(shù)，可能造成的傷亡人數(shù)越多，后果嚴(yán)重性越大。參考生產(chǎn)安全事故等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，考慮煤礦作業(yè)人員區(qū)域集中度的影響，確定了依據(jù)地震誘發(fā)礦井次生災(zāi)害可能造成的傷亡人數(shù)判定災(zāi)害后果嚴(yán)重性的等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)。

2）可能造成的經(jīng)濟(jì)損失（S2）。主要指煤礦受地震災(zāi)害影響造成的人身傷受傷、死亡等善后處理支出的費(fèi)用及損壞財(cái)產(chǎn)的價(jià)值?？赡茉斐傻慕?jīng)濟(jì)損失越大，后果嚴(yán)重性越高，后果嚴(yán)重等級(jí)值越高。參考生產(chǎn)事故等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮煤礦固定資產(chǎn)現(xiàn)狀，確定了依據(jù)可能經(jīng)濟(jì)損失判斷災(zāi)害后果嚴(yán)重性的等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)。

3）災(zāi)害的社會(huì)影響效應(yīng)（S3）。主要指災(zāi)害事故對(duì)國(guó)計(jì)民生帶來(lái)的心靈上和物質(zhì)上的社會(huì)性危害，在影響程度上分為一般、惡劣、特別惡劣、極其惡劣等4 個(gè)等級(jí)，相對(duì)應(yīng)的嚴(yán)重性為小、一般、大、很大4個(gè)等級(jí)。

2.3 致災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)

根據(jù)評(píng)估結(jié)果將致災(zāi)危險(xiǎn)性劃分為4 級(jí)：一般（Ⅳ級(jí)）、較大（Ⅲ級(jí)）、重大（Ⅱ級(jí)）、特別重大（Ⅰ級(jí)），致災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)矩陣見(jiàn)表4。

表4 致災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)矩陣Table 4 Hazard level matrix

3 應(yīng)用與驗(yàn)證

利用構(gòu)建的地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法，對(duì)貴州省某市所有煤礦進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查與評(píng)估。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該市地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，比鄰南北地震帶南端東側(cè)，區(qū)域上位于川東斷塊隆起區(qū)、黔中北至渝東中強(qiáng)隆起區(qū)。查閱相關(guān)資料，未發(fā)現(xiàn)震級(jí)＞6 的強(qiáng)震記錄。2010 年以來(lái)，該市區(qū)域內(nèi)發(fā)生2 次有感地震：2015 年6 月26 日，區(qū)內(nèi)發(fā)生3.1 級(jí)地震，震源深度7 km；2014 年2 月17 日，區(qū)內(nèi)發(fā)生2.8 級(jí)地震，震源深度7 km，2 次地震震級(jí)較小，對(duì)煤礦的影響較小，沒(méi)有引起災(zāi)害的發(fā)生。該區(qū)地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)害隱蔽性、突發(fā)性、危害性強(qiáng)，現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)1 425 處，點(diǎn)多面廣且易發(fā)多發(fā)，防范任務(wù)繁重，當(dāng)遇到地震、短時(shí)強(qiáng)降雨等極端氣候時(shí)，易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，期間可能引發(fā)群發(fā)性、突發(fā)性滑坡、崩塌、地面塌陷和泥石流地質(zhì)災(zāi)害，其中滑坡所占比例較大。

通過(guò)對(duì)該區(qū)內(nèi)的29 座煤礦進(jìn)行地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，29 座煤礦的地震次生災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)均為一般（Ⅳ級(jí)），地震危險(xiǎn)性等級(jí)較低。這與該區(qū)域抗震設(shè)防烈度6 度，地震災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)相一致。

在評(píng)估過(guò)程中，該區(qū)域29 座煤礦共查出地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防未達(dá)標(biāo)數(shù)量69 條，主要分布在煤礦的供配電系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、井筒支護(hù)、礦井主排水、選煤廠(chǎng)等。地震災(zāi)害設(shè)防未達(dá)標(biāo)承災(zāi)體類(lèi)型占比如圖2，各類(lèi)未達(dá)標(biāo)的承災(zāi)體中煤礦數(shù)量占比如圖3。

圖2 地震災(zāi)害設(shè)防未達(dá)標(biāo)承災(zāi)體類(lèi)型占比Fig.2 The proportion of under-standard hazard bearing body types in earthquake disaster prevention

圖3 各類(lèi)未達(dá)標(biāo)的承災(zāi)體中煤礦數(shù)量占比Fig.3 The proportion of coal mines in all kinds of under-standard hazard bearing body

由圖2 可知，查出的69 條承災(zāi)體未達(dá)標(biāo)中供配電系統(tǒng)未達(dá)標(biāo)數(shù)量占比38.46%，給水系統(tǒng)未達(dá)標(biāo)數(shù)量占比32.69%，合計(jì)占比高達(dá)71.15%。工業(yè)場(chǎng)地、選煤廠(chǎng)、礦井安全出口、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井瓦斯儲(chǔ)存系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)等承災(zāi)體設(shè)防未達(dá)標(biāo)數(shù)量較少。其中，供配電系統(tǒng)的煤礦電源線(xiàn)路（電纜）路徑、35 kV 及以上電壓等級(jí)變電站未避開(kāi)地質(zhì)影響地段，給水系統(tǒng)主要為礦井生活飲用水水源單一，地面輸水管道路徑未避開(kāi)采煤地面沉陷區(qū)。

由圖3 可知，參與調(diào)查的29 座煤礦中，共有15座煤礦供配電系統(tǒng)承災(zāi)體設(shè)防未達(dá)標(biāo)，占比超過(guò)了1/2 以上，占比51.72%；有8 座煤礦的礦井生活飲用水水源單一，地面輸水管道路徑未避開(kāi)采煤地面沉陷區(qū)，煤礦數(shù)量占比達(dá)到27.59%。煤礦供配電系統(tǒng)、給水系統(tǒng)是該區(qū)煤礦抗震設(shè)防比較薄弱的環(huán)節(jié)，這與該區(qū)地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）提出了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害影響評(píng)估方法，首先從礦井所在區(qū)域地震災(zāi)害等級(jí)、地震誘發(fā)礦井災(zāi)害危險(xiǎn)性、礦井煤層瓦斯賦存致災(zāi)性、礦井水文地質(zhì)條件致災(zāi)性、地震災(zāi)害承災(zāi)體設(shè)防達(dá)標(biāo)情況等對(duì)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的可能性進(jìn)行評(píng)估；其次從人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、災(zāi)害的社會(huì)影響效應(yīng)等3 個(gè)方面對(duì)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的后果嚴(yán)重性進(jìn)行評(píng)估；最后通過(guò)構(gòu)建礦山承災(zāi)體致災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)矩陣，判定地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)。

2）該評(píng)估方法涵蓋了災(zāi)前設(shè)防現(xiàn)狀，災(zāi)時(shí)地震災(zāi)害等級(jí)，災(zāi)后影響程度等多因素，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后所有關(guān)鍵影響因素的全覆蓋。利用本文給出的評(píng)估方法實(shí)現(xiàn)了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害影響評(píng)估的定量化表達(dá)。

3）調(diào)查與評(píng)估案例表明：地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和可操作性，評(píng)估結(jié)果與區(qū)域?qū)嶋H地震災(zāi)害危險(xiǎn)程度基本相符，能夠全面覆蓋煤礦主要地震承災(zāi)體，這對(duì)精準(zhǔn)提升煤礦抗震設(shè)防水平和抗震能力具有重要意義。