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煤矿开采中工程地质灾害

期刊目录网矿业论文发表2022-05-24 10:07关注(1)

      在煤矿的开采中,因为其矿山地质本身的结构和水文条件以及在煤矿开采中开采的方式等因素,都会导致工程地质条件发生变化,进而引发矿山工程地质的灾害。为了有效地避免工程地质灾害的发生或者降低地质灾害的危害性,需要采取相应的措施。基于此,本文针对煤矿开采中工程地质灾害的发生原因以及灾害链进行了相应的分析,最后对煤矿开采中工程地质灾害的减灾对策进行了详细的阐述。

煤矿开采中工程地质灾害

  关键词:煤矿开采;工程地质;灾害;减灾对策

  引言

  在煤矿开采中,很多矿山的资源都会出现过度开采的情况,在这种情况下导致工程地质灾害的情况频频发生,这不仅会影响到煤矿企业的整体经济效益,还对开采人员的生命财产安全造成严重的威胁。为了有效地防止煤矿开采中工程地质灾害的发生,煤矿企业应该深入地分析工程地质灾害发生的原因,明确灾害链的概念,不断地优化和完善工程地质减灾的对策,使得煤矿开采能够有序的开展工作。

  1.煤矿开采中产生工程地质灾害的原因

  在煤矿开采中工程地质灾害情况有很多种,但是造成不同灾害表现的原因主要有三种类型。(1)矿体本身的原因在工程地质灾害中会发生一些火灾类型的灾害,比如瓦斯爆炸、矿井火灾、地热等,其中瓦斯爆炸的灾害主要是因为矿体内部的通风效果差,开采环境恶劣,因此会导致矿井下边的空气中瓦斯大量的聚集,因此会引起瓦斯爆炸如图1所示。此外由于有一部分煤体的碳化程度比较低,当水分经过慢慢的蒸发之后,就很容易出现自燃的情况,进而引起矿井火灾的发生。其中瓦斯爆炸和矿井火灾会对采矿人员造成致命的伤害,严重危害到采矿生产人员的生命安全。这种类型的灾害中,会引起大量的人员伤亡,因此应该重视这几种灾害,并采取相应的减灾对策。(2)岩体变形在煤矿的开采中工程地质灾害类型还有采空区地面的塌陷以及坑内岩爆等灾害类型,引起这方面灾害的主要原因是因为岩体的变形。其中采空区地面的塌陷灾害是因为矿柱的设置不科学或者在开采煤矿的过程中破坏了矿柱,使得框柱的支撑力降低,进而造成地面的塌陷。地面塌陷会对道路、建筑以及耕地等地表上的资源造成严重的破坏如图2所示,此类灾害的破坏力很强。坑内岩爆灾害,是因为矿坑内部的围岩因为受到一些外力的作用,使得围岩被严重的压缩,当开采中挖空一面之后会出现自由面,这时岩石会释放自身的压力,使岩体本身碎裂成小块,并向矿内进行喷射,形成了岩爆灾害,这种灾害严重地影响煤矿开采的安全生产。(3)水位的改变如果煤矿开采中水位发生变化,会引起矿坑内突水涌水的灾害,这种灾害具有较强的突发性,并且灾害的规模会很大,进而导致灾害的后果也会比较严重。出现矿坑突水涌水灾害的主要原因是在煤矿开采中没有正确地评估矿坑的涌水量,在实际的开采中破坏到整个透水断层,使得大量的地下积水或者地面的水进入到矿井内部淹没井巷,造成人员的伤亡。

  2.灾害链概述

  在煤矿开采的过程中,会使用到配套的工程设施,开采的周期一般比较长,而且人员集中性较强。随着时间的推移,煤矿规模也在不断的扩大,煤矿的开采也会涉及到整个矿区。但是因为人为开采会导致矿区的工程地质发生一些改变,因此这大大地提高了地质灾害的发生率。在煤矿开采的过程中会出现一些不合理的开采活动,从煤矿工程地质灾害的情况进行分析,可以知道人为的影响以及煤矿本身的地质环境会对地质灾害的规模以及类型和灾害的程度有着直接的影响。其中活动性的断裂或者是地震对煤矿开采中工程地质的影响是最大的。在煤矿开采的过程中,势必会造成地表的塌陷(如图3所示)以及对周围的环境造成污染。在煤矿开采中还会改变地表的应力,进而造成水土流失或者滑坡以及崩塌等工程地质灾害的发生,这也不全是因为人为的原因,还有一部分原因是因为自然作用,在人为因素和自然因素的共同作用下,使得矿区地质就形成了矿区地质的灾害链。煤矿开采中发生工程地质灾害使得矿区的发展成为了一个恶性的循环,严重的还会危害到地下矿井的开采和施工。在煤矿开采中,工程地质灾害主要指的是在工程地质的作用下,或者受到自然环境的影响导致矿区的生态环境和开发环境不断的恶化,还会引发各种工程地质灾害,其中地质灾害链指的是在煤矿开采中发生的一系列灾害事件的综合名称。这些工程地质灾害的发生,在时间或者空间上都有一定的制约关系,并且都是受到人为活动和自然环境的影响而导致的灾害的发生。从目前煤矿开采中工程地质的灾害情况进行详细的分析,并对地质灾害发生的时间方面进行深入的研究,会发现煤矿开采的过程中,各种工程地质灾害的时间是相互制约并环环相扣的像链条状的关系,因此在灾害发生的时候会出现重叠性以及滞后性和一致性等特点。每种工程地质灾害是互相制约的,有时候因为空间和时间的原因导致灾害的程度越来越大,进而破坏了整个煤矿开采的工程地质环境。在煤矿开采中工程地质的勘探工作对于灾害的类型以及灾害的程度和破坏力等方面,可以通过灾害链进行相应的分析,并进行灾害的预测,通过研究工程地质的灾害链可以预测出边坡灾害诱发性地震灾害,水土流失(如图4所示)等很多灾害的类型。因此灾害链在工程地质的研究中有着重要的作用,灾害链的使用对煤矿开采中工程地质的减灾有着重要的研究意义和价值。

  3.地质灾害工程地质灾害的减灾对策

  (1)优化煤矿的通风,有效地降低瓦斯的浓度在煤矿开采的过程中,进行瓦斯浓度的检测是开采过程中最基础的工作内容之一,通过检测可以有效的保证矿井内瓦斯的浓度是保持在安全的标准范围之内,如果在检测的过程中发现瓦斯超标的情况,就会及时地进行报警,并采取科学的方式来有效地降低矿井内的瓦斯浓度,进而可以避免矿井内发生瓦斯爆炸的事故。对于瓦斯爆炸事故灾害的预防应该注重管理明火,对于开采人员的安全工作意识也应该进行提升,这样可以有效地防止瓦斯爆炸灾害出现。矿井内的通风系统(如图5所示)可以有效地增强矿井内部的氧气浓度,同时还可以降低矿井内的瓦斯浓度,使得矿井内的工作环境更加安全。因此应该不断地优化和完善矿井内的通风系统,结合实际的开采情况,并使用相应的通风设备来保证矿井内的通风系统能够正常的运行,对于通风系统也要做到定期的维护和检修,可以有效地掌握通风系统的工作状态,及时发现安全隐患,进而可以有效地避免矿井中瓦斯的浓度过高而发生瓦斯爆炸的灾害事故。

  (2)对工程地质的水文地质进行合理的评价在工程地质勘测和设计的工作中,水文地质会对整个煤矿开采的影响力很大,并且水文地质的问题会影响到后期煤矿的安全开采,因此在工程地质的勘测中应该注重水文地质的问题,并采取针对性的措施来应对水文地质问题,进而使得煤矿开采能够有序的开展。对于煤况建设的单位应该结合实际的施工情况,不断地完善水文地质的评价制度,进而可以对工程地质的水文地质进行全面的综合性勘察和分析,将水文地质的问题划分为不同的等级,这样才能保证在煤矿开采中安全性。负责勘察水文地质的人员应该充分地掌握地下水的特征,并结合实际的情况进行综合的分析,进而得出更全面的评价结果,有效降低煤矿开采中工程地质灾害的发生。

  (3)增强工程地质勘察人员的培训在煤矿开采中,工程地质勘察工作非常的重要,勘察人员是直接的参与者,因此,勘察人员勘察的水平和勘查技术会直接影响到工程地质勘察的效果和质量,所以应该不断地强化工程勘察人员的专业勘察水平,加强对勘察人员的培训和教育,使得勘察人员能够学习到更为先进的勘察技术和知识,有效地提高工程地质勘察的结果。同时除了培训之外,还应该为勘察人员提供更多的进修学习的机会,通过不同的培训教育方式来丰富勘察人员的工作经验,并提高勘察人员的职业素养。此外,还应该对勘察人员的工作表现进行全面的评价,使得勘察人员的工作更加的认真和积极,工作效率和质量也会更高,这会从很大程度上降低煤矿开采中工程地质灾害的发生。

  4.结束语

  在煤矿的开采中会发生很多类型的工程地质灾害,这些灾害严重的危害着采矿人员的生命安全,同时也会对煤矿企业造成重大的经济损失,因此应该注重在煤矿的开采中采取相应的减灾措施,进而降低灾害的发生率。

  作者:李显军

  来源于《当代化工研究

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