APP下载

煤矿地质灾害的特征及防治工作探讨

2015-10-09尹正伟

科技资讯 2015年17期
关键词:山体瓦斯滑坡

尹正伟

摘 要:我国作为一个能源丰富的国家,煤炭资源在我国生产生活中发挥着重要的作用。随着社会经济的不断发展,进行煤矿开采成了我国能源开发的重要方式之一。对煤矿资源进行大规模的开采,在一定程度上引起了一系列煤矿地质灾害的产生,对我国人民的生产生活产生了重要影响。该文从我国煤矿地质灾害的现状出发,阐述了煤矿地质灾害的主要表现,并分析了煤矿地质灾害的特征以及灾害形成的原因,为如何进行灾害防治提供了有效建议,在一定程度上为降低煤炭地质灾害的产生并减少经济损失提供了理论依据。

关键词:煤矿 地质灾害 特征 防治

中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)06(b)-0139-02

随着我国经济的快速发展,工业在我国的产业结构中占据了重大比例,因此对于能源的需求也在不断增加,尤其是煤炭成为我国工业发展中的重要资源。由于我国煤炭资源蕴含量巨大,占所有能源总量的70%,在人们对煤炭资源需求量日益增长的情况下,对于煤矿开采的次数也在逐渐增加。一些煤矿开采公司为了获取高额利润甚至进行非法开采,不仅对我国的生态环境造成了严重的影响,同时也致使山体滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害产生,给我国经济带来了巨大的损失,另外也威胁到了人民的人身安全。因此,在此基础上对我国的煤矿地质灾害进行分析,探讨我国煤矿地质灾害的特征以及产生的原因,并针对这些灾害采取一定的防治手段,对于维护生态环境稳定、减少经济损失、促进人与自然的和谐相处具有重要的积极意义。

1 煤矿地质灾害的概念

煤矿地质灾害,简而言之就是指在进行煤矿开采工作时所引起的地质灾害现象,是煤矿灾害最易发生的种类之一。煤矿地质灾害可以被归结于自然灾害,不仅会对我国经济带来巨大的损失,同时也会污染生态环境,影响人民的生命财产安全。一般而言,煤矿地质灾害包括以下几个内容:山体滑坡、地面塌陷、泥石流;由于开采煤矿造成的地下水污染、地下水位下降等;开采过程中引起的瓦斯突出、矿井突水等现象。这些灾害的产生会带来严重的不良影响,因此对煤矿地质灾害进行防治势在必行,只有这样才能减小灾害产生的可能性,还人民一个安全健康的生产生活状态。

2 我国煤矿地质灾害的现状

我国在生产生活中所使用的能源有70%以上都依赖于煤炭,可以说煤炭在我国的生产生活中占有重要的位置,因此一些煤炭开采企业开始发展起来,增加了我国煤炭开采的数量。另外,煤炭开采次数的增多导致我国的煤炭地质灾害现象频频发生,不仅制约了煤炭行业的发展,同时也给我国的国民经济造成了巨大的损失。据资料统计,煤炭行业所发生的地质灾害占我国地质灾害的主要地位,不管是从灾害所带来的经济损失来看,还是灾害所造成的死亡人数来看,煤炭地质灾害无疑已成为威胁我国煤炭行业发展的重要原因,所以国家和有关部门应当引起充分重视。2015年4月21日,山西姜家湾煤矿透水事故造成了21人死亡;2015年5月30日,湖南邵阳一煤矿发生瓦斯突出事故,造成4人死亡;2013年3月29日,吉林八宝煤矿因瓦斯爆炸造成35人死亡,16人受伤,11人失踪。煤炭行业所发生的灾害事故占我国灾害事故总量的10%。这些触目惊心的数据无一不给我们带来了沉重的教训,敦促我们加强对煤矿地质灾害的预防治理。

3 煤矿地质灾害的表现

和水利工程建设不同,煤矿开产并不能预先对地质情况进行预测和预防,避免对易产生的事故地段进行开产。受经济利益的诱惑,一些不法企业以及不法分子明明知道地质情况不适合煤矿开采仍然一意孤行,最终导致煤矿地质灾害的产生,影响了人民的生命财产安全。具体而言,煤矿地质灾害主要有以下几个表现。

3.1 山体滑坡

由于在开采煤矿的过程中对山体坡度原本自由的平衡力造成了破坏,所以导致山体滑坡、泥石流等山体灾害的产生。根据资料统计,近四年我国发生的此类灾害给我国带来了近亿元的损失。以抚顺西露天矿为例,其是山体滑坡灾害的多发区。由于该矿区的地质结构较为浮躁,所以在煤矿开采作用的影响下,造成抚顺西露天矿山体滑坡现象频频发生,甚至在矿区非工作边缘上5.5km的距离内都可以发现滑坡的痕迹。自1953年开始,抚顺西露天矿发生的山体滑坡事故多达50次以上,最大的塌方体积甚至达到了129万m3。其中最为严重的还要数1993年的山体滑坡事故,同时还伴有泥石流的现象产生,一度造成了抚顺西露天矿停产,同时也对附近的企业造成了安全威胁。

3.2 地面下沉和塌陷

地面下沉和塌陷也是一种常见的煤矿地质灾害现象。由于在煤矿开采的过程中对开采区的围岩的初始应力场造成了破坏,所以使开采区的岩石产生破碎、冒落现象,甚至造成地表移位现象的产生。此外,由于对开采区不停地抽除地下水,从而造成了地下水重新分布、水力坡加大,最终形成了漏斗现象,造成了地表塌陷。近几年,我国有关煤矿开采而造成地面下沉和塌陷的新闻屡见不鲜,导致一些附近居民的房屋墙体裂开,严重影响了人们的生活。以1994年的大同黄土坡煤矿事故为例,其造成一附近广场的地面建筑物坍塌,导致21人死亡,40多人受伤,直接造成了1748万元的损失。以上的资料都表明,煤矿地质灾害对人民的生产生活造成了严重的安全威胁和经济损失,不得不引起重视。

3.3 瓦斯突出

一般而言,瓦斯存在于封闭的系统中或者以游离的状态存在于煤矿资源的缝隙之中。由于煤矿开采破坏了瓦斯原有的封闭系统,导致瓦斯气体对外释放造成瓦斯爆炸事故、瓦斯中毒现象或者火灾事故的产生。资料表明,从1984年到1995年,我国在11年间所发生的煤矿瓦斯突出事故高达10万次,造成了近100亿元的经济损失。如1991年的山西三交河煤矿瓦斯爆炸事件,造成了147人死亡;2013年的贵州马场煤矿瓦斯突出事故造成25人死亡;四川沪县的煤矿由于违规开采致使瓦斯溢出,浓度增大,遇到明火产生爆炸现象,最终导致28人遇难,18人受伤。

3.4 矿井突水

在煤矿生产过程中最常见的现象之一就是煤矿突水。煤矿一旦突水会大大降低煤矿的生产量,导致煤矿的效益下降,对煤矿生产的安全性也带来很大的风险。据统计,在1993年的时候,肥城国家庄煤矿发生矿井突水事件,给国家带来1.35亿元的巨额经济损失。随后几年,太原市的西山地区发生持续大降雨的现象,暴雨情况十分严重,导致山体边缘出现崩塌、滑坡,加上暴雨无法及时排出,快速囤积成洪水,最终导致泥石流,所有的沟谷被堵塞住,洪峰被抬高,以前均匀的泄洪转变成集中式的洪泄,下游洪峰高达6-7m,远远高出了矿井的高度,因此,洪水都顺应地势往矿井里流淌,导致管官地矿和杜儿坪矿大面积冲淤,当时正在地矿下面工作的546名工人都被死死困在了井下。由于洪水来势凶猛,大量的桥梁和公共建筑都被毁坏,市区的街道、商店都遭到洪水和泥石流的突然袭击,淤泥有10cm之深,这场灾难最终导致60人失去了生命,当中大都是矿工和居民,给太原市带来2亿多元的经济损失。

4 煤矿地质灾害的特征以及产生原因

4.1 煤矿地质灾害特征

我国在对矿山灾害进行预防治理时存在许多问题,其中,最为重要的是治理效果十分短暂,并且可预见因素较低,这些都使得矿山闭坑之后仍旧存在大量的安全隐患。不同类型的采场存在隐患也不尽相同。对于露天采场来说,在对其闭坑之后,仍然留下滑坡或崩坍的潜在危险。因为,对于露天采场开采之后周边的坡度较高,只用废弃的石头对坑底作了简单的回填,露采越深这种情况越是严重,高边坡对以后的潜在隐患起到很大的诱发作用。然而对于地下采场来说,在对地下进行大量开采之后,虽然进行了闭坑,仍然存在地面塌陷、地面沉降、地裂缝等潜在的灾害类型。另外,由于地下地形的变化,导致山体开裂,随后带来崩坍、滑坡等自然灾害。然而这些灾害存在严重的滞后性,其发生的可能性是不确定的,可能在开采期间发生,也可能等时机成熟在闭坑之后发生,甚至有时候在采场上方进行复垦之后才爆发破坏性更大的自然灾害。因此,这些灾害带来的损失尤其严重。

4.2 煤矿地质灾害产生的原因

我国采煤历史比较悠久,然而通过长期的采煤工作和大量的采煤经验,对其发生灾害的起因仍找不到确切的诱发因素,追究到底这都是因为在煤矿地质中诱发灾害发生的因素各不相同。在对煤矿进行开采的过程中,有些灾害是难以避免的,伴随着开采深度的增加,地应力也随着增加,这会导致冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害的发生。在开采过程中不加强对灾害的预防或开采的方式不科学、不规范也会引发自然灾害,如采空区不及时充填、乱排放污水、没有充分了解地质构造、巷道偏离、指挥不到位、违规工作等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害。最为常见的是利益熏心,过度追求经济效益而忽视了遵循自然环境的原则,对采场进行频繁开采,不遵循可持续发展的战略性目标,导致自然资源的过度利用,降低了资源的可利用率。

5 煤矿地质灾害的防治措施

5.1 培养员工的防灾意识

政府和煤矿主管部门作为煤矿工作的主要负责人,都要大力宣传煤矿地质灾害带来的严重影响,积极引导广大煤矿工人树立正确的煤矿地质灾害意识,加强他们对预防灾害的理解和认识,在心理上对其进行防灾教育,假设真正遇到灾害,保证人们在心理上有足够的自信去承受现状和战胜灾害。经过一系列的讲解帮助员工提高自身的安全保护意识。另外,不仅是煤矿的领导干部,全体员工都应该对自己所处的煤矿地区有全面详细的掌控,熟练各种防灾办法,确保在遇到危险时能够及时有效脱身。每个矿区都有相应的地区经常爆发灾害,对于这种现象,领导人员要积极进行探讨,根据观察,了解灾害发生的规律性,增强对灾害的预测意识。

5.2 合理对煤矿进行开采

为了获取更好的发展,首先得注意对地质和环境的保护。然而,现在越来越多的开采团队对矿区进行过度开采,破坏了资源的有效循环利用。针对这一现状,颁布了相应的法规《矿产资源法》、《环境保护法》等。明确指出在开采之前,安排专门的部门科学化、合理化、规范化地对开采地区进行分析,开采地区不能选取人口密集或建筑物密集的地方,尽量选择山体稳定性高的地区。在开采过程中将地质环境放在首位,另外时刻做好地质灾害的防御措施,减少地质灾害带来的损失。最关键的是务必设置保安煤柱。

5.3 加强对煤矿的生态环境的保护

近几年,对矿山地区不断地开采,遗留下来大量的废弃矿区,对生态环境带来了很大的破坏,并且存在严重的安全隐患。为了解决这一现状,政府要求各地区加强对矿区地质灾害的研究,找出其特征以及防治的有效途径。然而,经过长期的观察与探究,研究出一系列办法来保障在煤矿地区进行安全生产。目前,尚未找出任何有效办法来恢复生态环境。煤矿地区的生态环境是一个完整的生态系统,从其功能和机能方向着手,能够达到恢复生态环境的目的。

5.4 做好防护工作

在煤矿开采地区,之所以发生地质灾害是因为活动构造引发的。因此,要想切实做好减灾、防灾等防护工作最关键的是彻底弄清楚活动构造。在采矿过程中难免会引起活动构造的加速,引发灾害的到来以及速度的增加,导致灾害情况加剧等一系列连锁反应。所以,为了避免这种现象的发生,要及时查明地质构造的特征和活动的规律性,然后合理进行采矿,同时制定好防治灾害的方案,将减灾、防灾工作切实做到位。

5.5 构建通风系统,减少事故发生

在采矿地区良好顺畅的通风系统是进行采矿的必备条件,国家对这方面也提出明确的规定。然而,我国大部分的采矿地区虽然配置良好的通风系统,但在实际运用过程中使用水平较低,对瓦斯的检查力度远远不够,一旦忽视对瓦斯的检查,将会导致地质灾害随时爆发。因此,要建立完善的通风系统,加强对矿区内系统资源的共享,杜绝每个系统相对封闭的状态,实现系统之间的信息共享。综上所述,能够大大减少事故的发生,增强煤矿地区的安全性能。

5.6 对煤炭开采中加强科学化管理

根据相关资料的数据显示发现,在近几年频发的煤矿地质事故中,导致其发生的主要因素是严重忽视了煤炭生产过程中的安全问题。因此,煤矿企业要加强对全体员工的培训,帮助他们树立安全生产的意识,增强对地质灾害的防治措施,提高自身的开采技术,根据地质灾害发生的特征和频率,寻找其存在的规律,有效减少地质灾害的发生。在开采过程中,挖掘机是必不可少的大型使用机器,其对地质的破坏力十分强大,因此,在使用挖掘技术时要及时考虑地层区域的特征,对于容易出现问题的地区减少开采,尽量避免地质灾害的发生。这一系列科学化的管理方式将大大提高开采工作的安全性能。

5.7 因地制宜,将防治工作落实到实处

我国领土幅员辽阔,其中的煤炭资源也十分充足,并且其分布比较广泛,没有集中性。然而,不同地区的地质特征有所不同,因此,制定不同地区的地质灾害防御措施也要结合其实际情况,不能一概而论。对具体某一地区进行开采时,要先弄清楚当地的地区环境和地质特征,对以前发生过的地质灾害进行深入分析,从中找出灾害发生的规律,然后再对该地区进行合理科学的开采。

6 结语

我国地广物博,矿产资源十分丰富,煤炭资源也是如此,并且我国众多地区对煤矿的开采率很高。由于煤矿资源分布比较广泛,且不同矿区的规模不一致,加上每个矿区的地质特征有明显差异,而煤矿企业对不同矿区开采时使用相同的开采技术,导致地质灾害频发。追究原因,人们为了追求更高的经济利益,对矿区进行过度的开采,不仅严重破坏了自然生态的平衡,而且对当地居民造成生命威胁和财产损失。因此,在我国煤炭资源开采过程中,要综合对地质灾害的防治措施,实现煤矿资源有效循环开采。

参考文献

[1] 沈德仁.关于煤矿地质灾害,防治措施迫在眉睫[J].科技与企业,2012(22):160.

[2] 孙娟,贡常青,郝文辉,等.河北唐山开滦赵各庄煤矿采空区地质灾害特征及防治措施[J].中国地质灾害与防治学报,2011(3):49-55.

[3] 吕春霞.如何改进煤矿地质工作之论述[J].科技创新与应用,2014(1):247.

[4] 丁灵灵.浅谈煤矿地质工作方法及措施[J].科技创新与应用,2013(6):93.

[5] 成军.关于如何加强煤矿地质工作预防安全事故的探讨[J].科技创新与应用,2013(16):118.

猜你喜欢

山体瓦斯滑坡
滑坡推力隐式解与显式解对比分析——以河北某膨胀土滑坡为例
11采区永久避难硐室控制瓦斯涌出、防止瓦斯积聚和煤层自燃措施
济南市山体修复中的植物应用与技术——以济南市卧虎山山体公园为例
浅谈公路滑坡治理
高瓦斯矿井防治瓦斯异常涌出措施的应用
基于Fluent的滑坡入水过程数值模拟
“监管滑坡”比“渣土山”滑坡更可怕
瓦斯探钻钻头的一种改进
山体别墅设计分析
城市山体保护规划的实践与探索——以武汉市新洲区山体保护规划为例