煤礦地質災害與監(jiān)測預防探討論文
煤礦地質災害與監(jiān)測預防探討論文
地質災害監(jiān)測的目的是及時掌握災害體的變形動態(tài)，并分析其穩(wěn)定性，從而超前做出預測預報，以防止災難發(fā)生，并為災難治理工程提供科學的依據(jù)和相關資料支持，為社會提供對地質災害的監(jiān)測信息服務，開展對地質災害的監(jiān)測能最大程度的獲得連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)，將其應用防治工程效果評估中。
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煤礦地質災害與監(jiān)測預防探討
近年來，隨著我國國民經濟的不斷發(fā)展，對煤炭資源的需要越來越大，煤炭資源的開采規(guī)模和開采量也在不斷的擴大，而因此所引發(fā)的煤礦地質災害問題也越來越嚴重，因地質災害而造成的人員傷亡、經濟損失也為社會帶來了諸多負面影響，因此加強對煤礦地質災害的研究與有效的監(jiān)測預防是極其重要的。本文從我國煤礦地質災害的基本類型和發(fā)生的主要原因出發(fā)，研究分析了現(xiàn)今煤礦地質災害的監(jiān)測方法和技術發(fā)展的現(xiàn)狀，從而提出了具體的監(jiān)測預防措施，從而使其有效的預防煤礦地質災害的發(fā)生、以保證煤礦生產的安全性和穩(wěn)定性。
一 我國煤礦地質災害的分類及特點
(一) 煤礦地質災害的分類
煤礦地質災害是指，在進行煤炭開采過程中，受自然因素或是人為因素影響地質環(huán)境的平衡被破壞，引發(fā)地質環(huán)境變化所產生的地質災害及因此而衍生出的次生災害，是地質環(huán)境對開采行為的一種反饋。而根據(jù)地質災害持續(xù)的實踐及動力作用方式我們將它們劃分為以下幾類。
首先根據(jù)地質災害持續(xù)時間分類：第一，突發(fā)性地質災害。此類地質災害具有的特點是突發(fā)、高能且危害性較大、持續(xù)時間短。如井下突水、突泥持續(xù)的時間大概是數(shù)分鐘～數(shù)天，瓦斯和煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等只有數(shù)秒鐘;第二，漸發(fā)性地質災害。這類地質災害主要特點是發(fā)生相對緩慢、持續(xù)時間較長但危害不是很劇烈。如沙漠化，其年平均增長率保持在<1～<3%之間，而地面沉降每年大致在數(shù)毫米～數(shù)厘米之間，土地鹽漬化和地方病的形成也要數(shù)年～數(shù)百年之間，而煤層及煤矸石自燃也屬于漸發(fā)式地質災害;第三，可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害?？赏话l(fā)也可漸發(fā)的地質災害主要是由于地質環(huán)境的多樣性和復雜性、加上外力地質作用的強弱變化造成的，如滑坡其發(fā)生可數(shù)秒～數(shù)百年不等，地裂縫也可數(shù)分鐘～數(shù)十年不等，巖溶塌陷和岸邊塌陷也屬于可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害類型。
其次根據(jù)動力作用方式可將煤礦地質災害劃分為兩大類：第一自然動力類型地質災害，它包括內動力地質災害、內動力地質災害所誘發(fā)的災害及自然外動力地質災害三個小類，如地裂縫、巖溶塌陷、井下突水突砂、泥石流、水污染和大氣污染等;第二是指人為外動力與自然動力復合類型地質災害，主要包括人為外動力與自然外動力復合地質災害及人為外動力與內動力復合地質災害兩個小類，如水污染、大氣污染、水土流失及鹽漬化、地裂縫、煤層及煤矸石自燃等。
(二) 煤礦地質災害的主要特點
煤礦地質災害的主要特點大致包括以下幾個方面，分別是群發(fā)性、衍生性、區(qū)域性、持續(xù)時間的多樣性、不可避免性和可防御性、影響的多面性。
首先群發(fā)性是指在煤炭開采過程中，地質環(huán)境的平衡性被破壞，所引起反饋行為所造成的災害并不是鼓勵的，會在同一地區(qū)或是某一時段集中發(fā)生形成災害群，如煤層自燃、井下突水、塌陷災害等;其次衍生性是指由于煤礦開采造成的環(huán)境影響是連鎖性的，如煤矸石山自然會引起礦區(qū)的大氣污染，而大氣污染會引發(fā)礦區(qū)居民的空氣質量，造成呼吸道疾病甚至是肺癌?；蛴泻ΦV井水排放沒有經過科學處理造成水體污染并影響到了土壤質量，使得有害元素進入到農作物，人體長期食用，引發(fā)地方病;
第三地質災害的區(qū)域性是指，災害發(fā)生是受一定的區(qū)域條件影響控制的，像煤礦區(qū)巖溶塌陷和礦井突水災害，就主要發(fā)生在巖溶發(fā)育區(qū)域和石灰?guī)r廣布地區(qū);第四災難持續(xù)時間的多樣性是指煤礦地質災害其發(fā)災所持續(xù)的時間是不同的，如煤與瓦斯突出、煤塵爆炸等發(fā)災時間較短，而采煤塌陷、地方病等持續(xù)時間較長;第五，煤礦地質災害的不可避免和可防御性是指，煤礦地質災害在現(xiàn)今的經濟技術條件下，都是不可完全避免的，但可以依靠科技技術去積極預防的，從而減少災難的發(fā)生并減輕災害的損失;最后說其影響的多面性是指，煤礦地質災害不僅關系著煤礦企業(yè)的經濟利益、社會形象，更關乎眾多礦工的生命安全和礦工家庭的幸福，還影響到該地區(qū)的經濟效益與環(huán)境效益。
二 造成煤礦地質災害發(fā)生的原因分析
(一) 客觀因素
首先在進行煤礦開采活動之前地球表面與巖石圈是平衡的，那在采礦的過程中，實際上我們是從地殼內部通過各種技術如鉆采、坑采或是露天開采、液采等把礦石和巖石開采出來的，我們這個開采過程實際上就類似一個把地殼肢解的過程，使原本平衡、自然的地殼，出現(xiàn)了空洞變得不自然協(xié)調和平衡，從而造成了地殼物質環(huán)境的不穩(wěn)定，從而誘發(fā)了煤礦地質災害發(fā)生，這也是其本質原因。
其次，在煤礦開采中尤其是地下采礦需要排凈礦坑下的積水且對地層漏水做處理，而這一行為會影響到地下水的平衡，造成地層的不穩(wěn)定和不協(xié)調性。而如果在煤礦開采過程中還不按照科學的方式進行，亂挖濫采還會造成礦坑突水、瓦斯爆炸、冒頂?shù)让旱V地質災害的發(fā)生。
第三，我們說礦業(yè)活動并不是單一的煤礦開采，它還包括選礦和冶煉加工等，但是這些工序需要用到火與水進行相應的技術處理，并產生廢氣、廢水、廢渣等，這三廢的排放、堆積、處理問題也是較為嚴重的，農田、森林、地下水等等，可以說對周圍的環(huán)境會有嚴重的危害，使居住環(huán)境質量下降，影響到人類的健康，
(二) 主觀因素
首先，由于對于煤礦經營企業(yè)的把關不嚴格，一些地方和民營的小煤礦發(fā)展迅速，他們的煤礦開采不講科學，開采方式過于粗暴，與國營煤礦企業(yè)爭奪礦產資源，甚至一些民營小煤礦寄生在國營礦山上，直接在國營大礦山上挖洞，造成瓦斯泄露、透水等事故的發(fā)生。
其次，礦山腐敗現(xiàn)象嚴重，一些國營礦山被轉為私人承包，一些煤礦老板只注重煤礦開采量和不斷增產，對安全生產忽視，對礦工的生命安全于不顧，用錢收買上邊領導，對下面群眾禁止發(fā)聲，這種罔顧礦工生命安全、罔顧造成的環(huán)境問題和地質災難，只滿足自己私欲的經營方式，造成煤礦地質災難頻繁。 第三，國家的煤礦安全生產檢查讓一些煤礦主有漏洞可鉆，光有法律法規(guī)和各種生產規(guī)則，執(zhí)行力度不強硬，一些檢查人員易受利益驅使，降低檢查標準。還有則是黑煤礦的存在現(xiàn)象依舊很嚴重，他們?yōu)榱艘患核嚼米蚤_設煤礦，管理混亂，技術水平低，只注重經濟所得，不顧災難的預防和環(huán)境的綜合治理。
三 地質災害的監(jiān)測技術方法概述
地質災害監(jiān)測的目的是及時掌握災害體的變形動態(tài)，并分析其穩(wěn)定性，從而超前做出預測預報，以防止災難發(fā)生，并為災難治理工程提供科學的依據(jù)和相關資料支持，為社會提供對地質災害的監(jiān)測信息服務，開展對地質災害的監(jiān)測能最大程度的獲得連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)，將其應用防治工程效果評估中。地質災害監(jiān)測是集地質災害形成機理、時空技術、監(jiān)測儀器和預測預報技術于一身的綜合技術，其方法大致可分為以下四大類。
(一) 變形監(jiān)測
變形監(jiān)測是指通過測量位移形變信息為主的監(jiān)測方法，比如說地表相對位移監(jiān)測、深部位移監(jiān)測和地表絕對位移監(jiān)測，此類監(jiān)測技術已發(fā)展較成熟，有著較高的精準度，是一種常規(guī)監(jiān)測技術，能獲得直觀的災害體位移形變信息，因此通常是預測預報的主要依據(jù)。
(二) 物理與化學場監(jiān)測
比如說應力監(jiān)測、放射元素監(jiān)測、地聲監(jiān)測、地球化學方法及地脈動測量等，都屬于監(jiān)測災害體物理與化學場等變化信息的監(jiān)測技術方法，因為地質災害的物理和化學場發(fā)生變化，常常與同災害體的變形破壞有著重要聯(lián)系，因此此類監(jiān)測方法較變形監(jiān)測具有一定的超前性。
(三) 地下水監(jiān)測
很多地質災害的形成或是發(fā)展都與災害體內部或是周圍的地下水活動有著密切的關系，因此對于地下水的監(jiān)測是很重要的。地下水監(jiān)測如其名，以監(jiān)測水質特征為主要內容，包括地下水水位監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測以及地下水質監(jiān)測等。
(四) 誘發(fā)因素監(jiān)測
此類監(jiān)測技術方法主要是對造成地質災害的誘發(fā)因素進行監(jiān)測，比如說氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測、地下水動態(tài)監(jiān)測、人類工程活動監(jiān)測等等。降水和地下水活動是造成地質災害的主要誘發(fā)因素，因此對于降水的時空分布特征和降水量的大小是對區(qū)域性地質災害評價的主要判斷指標，而人類工程活動作為現(xiàn)今地質災害的主要誘發(fā)因素，其監(jiān)測也是地質災害監(jiān)測的重點內容。
可以說地質災害的監(jiān)測技術日趨成熟，監(jiān)測水平和監(jiān)測的精準度也在不斷提高，監(jiān)測方法變得多樣化，立體化的監(jiān)測性網絡也建設的頗具規(guī)模，有效加強了地質災害的綜合判斷能力，從而促進了對地質災害發(fā)生的預防工作的有效性。
四 預防煤礦地質災害發(fā)生的具體措施
(一) 開采沉陷地質災害預防
隨著煤礦開采范圍的不斷擴大，被破壞的土地和塌陷的土地越來越多，為礦區(qū)造成了嚴重的災害影響，要及時采取措施使開采沉陷地質災害降到最低程度。首先利用能減輕地表下沉、降低地表破壞的煤礦開采技術如大條帶協(xié)調式全采法、充填條帶法或是冒落條帶法、水砂充填法等，于此同時在地表有建筑物的地區(qū)要對地面建筑物進行一定的維修加固處理。礦區(qū)還應積極開展開采沉陷地質災害的預測預報，定期、重復觀察監(jiān)測路線的空間位置變化，并有效整合分析資料，尋找規(guī)律，預測被破壞程度。從而上報開采區(qū)域的地面塌陷狀況，從而讓負責部門提供相應的技術支持，降低破壞程度減輕災害壓力。
(二) 瓦斯與煤塵爆炸的預防
煤礦瓦斯爆炸的新聞總是很多，因此我們一定要做好瓦斯爆炸的預防工作，減少安全事故的發(fā)生。首先我們要加強采區(qū)的通風管理，降低瓦斯?jié)舛龋虼艘ＷC各采區(qū)都有獨立的進回風系統(tǒng)，從而將瓦斯?jié)舛瓤刂圃诎踩秶鷥?其次要建立完善的瓦斯檢查制度，嚴禁礦工在瓦斯超限的情況下作業(yè);第三要加強對礦工安全意識的教育宣傳工作，嚴禁將易燃易爆物帶入井下，尤其是井下吸煙，一定要嚴格控制，井下使用的機械、電氣設備要符合安全要求。而煤塵引發(fā)的爆炸，我們需要注意的是減少生產過程中的煤塵量并消除火源。
(三) 礦井水害預防
礦井水害具體指的是礦井突水和老井透水，這也是煤礦地質災害的重點防治內容之一，絕不可以忽視。因此在開展礦井水害的預防工作時，我們要做好充足的考慮，進行詳細的調查和細心的考證，并及時有效堅決的處理。首先對于礦井周圍的老窖和采空區(qū)要有詳細的調查，數(shù)據(jù)越詳盡越好;其次在發(fā)現(xiàn)煤層發(fā)暗發(fā)潮、工作面溫度降低等這些出水的征兆時，要及時與外界聯(lián)系，并轉移工作人員;第三對井筒的位置選擇要避開易受洪水影響這一因素，使其能防止河流或是洪水灌入井下，另外要做好擋水墻、防洪溝等防水設施的建設。
(四) 煤矸石山自燃預防
煤矸山的根本出路在于能被綜合利用，但現(xiàn)今其利用量遠遠低于排放量，煤矸石的積存量可以說是有增無減，因此對于煤矸山的治理工作重點仍是對煤矸石山自燃現(xiàn)象預防的有效性。其主要預防措施有以下三種：首先，煤矸石的正確堆放。為了防止煤矸石的自燃我們在選擇堆放地質時最好應選擇緩峽谷，使其回填山谷，從而復土造田，堆放時要使裸
露面積降至最低，具有較穩(wěn)的對方地基，防止滑坡或
開裂;其次，挑選黃鐵礦，消除可燃物。挑選黃鐵礦能降低自燃的幾率，還有一定的經濟效益。第三加大對煤矸石綜合利用的提倡力度，消除煤礦工業(yè)固體廢物是煤矸石的根本出路。
綜上所述，煤礦地質災害的負面影響是巨大的，發(fā)生煤礦地質災害不僅會使企業(yè)造成直接和間接的經濟損失，對于造成傷亡的礦工和礦工家庭而言更是一場災難，且對于煤礦生產地區(qū)的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益也有著嚴重影響，因此我們一定要充分認識到煤礦地質災害的重大危害性，要重視對于煤礦地質災害的檢測預防，并提高地質災害的防治能力，從而采取有效的促使對煤礦地質變化進行科學有效的監(jiān)測和防治，以保證煤礦生產的安全，以維護多方的利益，營造較好的社會形象，并保證國家經濟發(fā)展的可持續(xù)性。