煤矿地质灾害特征及防治措施

1 煤矿地质灾害的特征分析

在煤炭资源开采过程中由地质条件变化引发的安全事故称之为煤矿地质灾害。煤矿地质灾害发生后，煤矿企业会遭受重大经济损失，甚至重大的人员伤亡，因此，必须采取有效的措施防止煤矿地质灾害的发生。总的来说，煤矿地质灾害发生的原因是煤矿开采破坏了原有的岩层平衡状态，在实现新的平衡状态的过程中出现了异常现象。一般可以将煤矿地质灾害分为开采技术因素引起的和地质条件不确定性引起的。下面将分别对这两种煤矿地质灾害的特征进行分析。

1.1 开采技术因素引起的地质灾害的特征

在煤矿开采过程中，很多煤矿地质灾害都是由于开采技术不合理引起的。在开采技术引起的煤矿地质灾害中，最典型的是煤层开采后形成的开采沉陷区。过去，煤矿开采多在一些无人区域进行，人们忽视了开沉陷区，并没有太在意。随着煤矿开采区域穿过一些村庄，人们开始重视开采引起的沉陷区，并将其定义为煤矿地质灾害。开采沉陷是因为过去煤层开采时采用的是垮落法管理顶板，导致岩层的运动传递到地表形成沉陷区。在沉陷区内，地表长期处于不稳定状态，给当地的居民生活带来了巨大的困扰。一方面，一些沉陷区会穿过居民房屋，导致房屋上出现裂缝甚至倒塌[4] ;另一方面，沉陷区内的地下水基本枯竭，这是因为地表沉陷过程中破坏了岩层的隔水层，居民用水困难，而且还会导致农作物大量减产。

此外，由开采技术引起的煤矿地质灾害还有煤矿的冲击地压和突水事故。一些煤矿企业在开采时挑肥拣瘦，导致后来在一些区域开采时形成孤岛工作面，增加发生冲击地压的可能性。有些煤矿在开采时未充分考虑煤层上方的含水层，导致开采时破坏了煤层上方的隔水层，从而诱发了煤矿突水事故。总的来说，由于开采技术不当引起的煤层地质灾害特征在于煤层开采后岩层的运动对安全生产或居民生活不利。

1.2 地质条件不确定性引起的地质灾害的特征

在煤矿开采过程中，也有一些煤矿地质灾害是由于地质条件的不确定性引起的。在煤矿开采前，虽然很多煤矿都进行了地质勘探，但是鉴于勘探技术的局限性，很难保证勘探数据的真实、可靠。在一些未勘探到的地质条件下进行开采，很容易发生煤矿地质灾害，其中最典型的就是煤与瓦斯突出事故。通过大量的实践数据可以发现，在一些小的地质构造区容易发生煤与瓦斯突出事故，例如郑煤集团大平矿“10·20”事故就是掘进到小断层附近发生煤与瓦斯突出诱发了瓦斯爆炸，造成148人死亡。

此外，地质条件不确定性引发的煤矿地质灾害还包括冲击地压。冲击地压是在应力作用下岩体向巷道高速弹出的一种复杂的煤矿动力灾害，其发生机理尚不明确。值得注意的是，随着煤矿开采深度的增加，冲击地压发生的可能性在增加，这严重制约了中国煤矿深矿井的开采安全。

2 煤矿地质灾害的防治措施

2.1 做好煤矿地质勘探工作

很多煤矿地质灾害的发生多由地质资料不准确或不完善引起的，因此，做好煤矿地质勘探工作是防治地质灾害的关键。这就要求在工作面回采时，尽可能采用各种勘探手段获取回采区域的地质情况，包括水文地质和地质构造情况。一些大的地质构造很容易勘探到，而一些小的地质构造不容易勘探到，例如小断层，这需要特别注意。在获得详尽的地质资料后，可以根据实际情况采取相应的安全措施，最大程度保开采安全，从而减少煤矿地质灾害造成的财产损失和人员伤亡。

2.2 采用合理的回采方式

煤矿地质灾害的发生在很大程度上与回采方式不合理有关，因此，应该采用合理的煤矿开采方式。早期，由于很多政策法规不完善，很多煤矿的开采方式并不合理，导致开采时很容易诱发地质灾害，例如孤岛工作面的存在。传统工作面采用的是垮落法管理顶板，这不可避免地会出现开采沉陷区，如今开采沉陷区也被定义为煤矿地质灾害的一种。开采沉陷区是由垮落法管理顶板形成的岩层移动波及到地表形成的，其还会引发其他的环境灾害[5]。为了治理或减少开采沉陷区，一些煤矿采用了绿色采矿技术，其核心原理是采用其他物质来充填采空区，从而实现对岩层移动控制。绿色采矿技术为治理煤矿地质灾害提供了一种新思路，不仅能减少矸石的产生，还能减少开采沉陷引起的环境灾害。绿色采矿技术体系如图 2 所示。

2.3 注重煤层瓦斯的抽采

瓦斯是煤形成过程中产生的一种气体，其主要成分是 CH4，遇到明火容易发生爆炸。瓦斯引发的地质灾害容易造成较大的人员伤亡，因此，必须加大对矿井瓦斯的治理力度。由于瓦斯本身也是一种能源，可以采取适当的方法抽取煤层中的瓦斯。过去人们经常采用改善通风的方法来治理煤层中的瓦斯，但是随着矿井瓦斯涌出量的增加，改善通风的成本越来越高，只能采用抽采瓦斯的方法。值得注意的是，中国煤层的透气性非常差，瓦斯抽采极为困难，需要寻找一些有效的煤层增透方法。人们采用了水力压裂、深孔爆破和水力割缝等措施，但是效果并没有到预期。随着社会经济的发展，中国矿井大多数也已经进入到深部开采阶段，矿井的瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出的可能性都在增加。因此，煤矿企业迫切需要一种能加快抽采煤层中瓦斯的方法，从而保证回采安全。

3 结语

煤矿地质灾害的发生给煤矿企业带来了巨大的经济损失，有时也伴有人员伤亡，因此，必须采取有效的措施来预防煤矿地质灾害。为了更好地防治煤矿地质灾害，分析了煤矿地质灾害的特征。煤矿地质灾害发生的原因是煤矿开采破坏了原有地质体的平衡，在实现新的平衡的过程中出现了异常现象。一般情况下，可以将煤矿地质灾害分为开采技术引起的和地质条件不确定性引起的。要想防止煤矿地质灾害发生，应该从做好煤矿地质勘探工作、采用合理的回采方式以及注重煤层中瓦斯抽采等方面出发。希望文中所述内容可以为人们认识煤矿地质灾害以及防治煤矿地质灾害提供一定的参考。