煤礦地質(zhì)災(zāi)害與監(jiān)測(cè)預(yù)防探討論文
煤礦地質(zhì)災(zāi)害與監(jiān)測(cè)預(yù)防探討論文
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的目的是及時(shí)掌握災(zāi)害體的變形動(dòng)態(tài)，并分析其穩(wěn)定性，從而超前做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，以防止災(zāi)難發(fā)生，并為災(zāi)難治理工程提供科學(xué)的依據(jù)和相關(guān)資料支持，為社會(huì)提供對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)信息服務(wù)，開(kāi)展對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能最大程度的獲得連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)，將其應(yīng)用防治工程效果評(píng)估中。
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煤礦地質(zhì)災(zāi)害與監(jiān)測(cè)預(yù)防探討
近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)煤炭資源的需要越來(lái)越大，煤炭資源的開(kāi)采規(guī)模和開(kāi)采量也在不斷的擴(kuò)大，而因此所引發(fā)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，因地質(zhì)災(zāi)害而造成的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失也為社會(huì)帶來(lái)了諸多負(fù)面影響，因此加強(qiáng)對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的研究與有效的監(jiān)測(cè)預(yù)防是極其重要的。本文從我國(guó)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的基本類(lèi)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(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，從而提出了具體的監(jiān)測(cè)預(yù)防措施，從而使其有效的預(yù)防煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、以保證煤礦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。
一 我國(guó)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的分類(lèi)及特點(diǎn)
(一) 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的分類(lèi)
煤礦地質(zhì)災(zāi)害是指，在進(jìn)行煤炭開(kāi)采過(guò)程中，受自然因素或是人為因素影響地質(zhì)環(huán)境的平衡被破壞，引發(fā)地質(zhì)環(huán)境變化所產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害及因此而衍生出的次生災(zāi)害，是地質(zhì)環(huán)境對(duì)開(kāi)采行為的一種反饋。而根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害持續(xù)的實(shí)踐及動(dòng)力作用方式我們將它們劃分為以下幾類(lèi)。
首先根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害持續(xù)時(shí)間分類(lèi)：第一，突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。此類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害具有的特點(diǎn)是突發(fā)、高能且危害性較大、持續(xù)時(shí)間短。如井下突水、突泥持續(xù)的時(shí)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(zhì)災(zāi)害。這類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害主要特點(diǎn)是發(fā)生相對(duì)緩慢、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)但危害不是很劇烈。如沙漠化，其年平均增長(zhǎng)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(zhì)災(zāi)害;第三，可突發(fā)也可漸發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害?？赏话l(fā)也可漸發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要是由于地質(zhì)環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性、加上外力地質(zhì)作用的強(qiáng)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(zhì)災(zāi)害類(lèi)型。
其次根據(jù)動(dòng)力作用方式可將煤礦地質(zhì)災(zāi)害劃分為兩大類(lèi)：第一自然動(dòng)力類(lèi)型地質(zhì)災(zāi)害，它包括內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害、內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害所誘發(fā)的災(zāi)害及自然外動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害三個(gè)小類(lèi)，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(dòng)力與自然動(dòng)力復(fù)合類(lèi)型地質(zhì)災(zāi)害，主要包括人為外動(dòng)力與自然外動(dòng)力復(fù)合地質(zhì)災(zāi)害及人為外動(dòng)力與內(nèi)動(dòng)力復(fù)合地質(zhì)災(zāi)害兩個(gè)小類(lèi)，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(zhì)災(zāi)害的主要特點(diǎn)
煤礦地質(zhì)災(zāi)害的主要特點(diǎn)大致包括以下幾個(gè)方面，分別是群發(fā)性、衍生性、區(qū)域性、持續(xù)時(shí)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(kāi)采過(guò)程中，地質(zhì)環(huán)境的平衡性被破壞，所引起反饋行為所造成的災(zāi)害并不是鼓勵(lì)的，會(huì)在同一地區(qū)或是某一時(shí)段集中發(fā)生形成災(zāi)害群，如煤層自燃、井下突水、塌陷災(zāi)害等;其次衍生性是指由于煤礦開(kāi)采造成的環(huán)境影響是連鎖性的，如煤矸石山自然會(huì)引起礦區(qū)的大氣污染，而大氣污染會(huì)引發(fā)礦區(qū)居民的空氣質(zhì)量，造成呼吸道疾病甚至是肺癌。或有害礦井水排放沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)處理造成水體污染并影響到了土壤質(zhì)量，使得有害元素進(jìn)入到農(nóng)作物，人體長(zhǎng)期食用，引發(fā)地方病;
第三地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性是指，災(zāi)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(zāi)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(zāi)難持續(xù)時(shí)間的多樣性是指煤礦地質(zhì)災(zāi)害其發(fā)災(zāi)所持續(xù)的時(shí)間是不同的，如煤與瓦斯突出、煤塵爆炸等發(fā)災(zāi)時(shí)間較短，而采煤塌陷、地方病等持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng);第五，煤礦地質(zhì)災(zāi)害的不可避免和可防御性是指，煤礦地質(zhì)災(zāi)害在現(xiàn)今的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，都是不可完全避免的，但可以依靠科技技術(shù)去積極預(yù)防的，從而減少災(zāi)難的發(fā)生并減輕災(zāi)害的損失;最后說(shuō)其影響的多面性是指，煤礦地質(zhì)災(zāi)害不僅關(guān)系著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)形象，更關(guān)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(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。
二 造成煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因分析
(一) 客觀因素
首先在進(jìn)行煤礦開(kāi)采活動(dòng)之前地球表面與巖石圈是平衡的，那在采礦的過(guò)程中，實(shí)際上我們是從地殼內(nèi)部通過(guò)各種技術(shù)如鉆采、坑采或是露天開(kāi)采、液采等把礦石和巖石開(kāi)采出來(lái)的，我們這個(gè)開(kāi)采過(guò)程實(shí)際上就類(lèi)似一個(gè)把地殼肢解的過(guò)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(diào)和平衡，從而造成了地殼物質(zhì)環(huán)境的不穩(wěn)定，從而誘發(fā)了煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，這也是其本質(zhì)原因。
其次，在煤礦開(kāi)采中尤其是地下采礦需要排凈礦坑下的積水且對(duì)地層漏水做處理，而這一行為會(huì)影響到地下水的平衡，造成地層的不穩(wěn)定和不協(xié)調(diào)性。而如果在煤礦開(kāi)采過(guò)程中還不按照科學(xué)的方式進(jìn)行，亂挖濫采還會(huì)造成礦坑突水、瓦斯爆炸、冒頂?shù)让旱V地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
第三，我們說(shuō)礦業(yè)活動(dòng)并不是單一的煤礦開(kāi)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(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，并產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣等，這三廢的排放、堆積、處理問(wèn)題也是較為嚴(yán)重的，農(nóng)田、森林、地下水等等，可以說(shuō)對(duì)周?chē)沫h(huán)境會(huì)有嚴(yán)重的危害，使居住環(huán)境質(zhì)量下降，影響到人類(lèi)的健康，
(二) 主觀因素
首先，由于對(duì)于煤礦經(jīng)營(yíng)企業(yè)的把關(guān)不嚴(yán)格，一些地方和民營(yíng)的小煤礦發(fā)展迅速，他們的煤礦開(kāi)采不講科學(xué)，開(kāi)采方式過(guò)于粗暴，與國(guó)營(yíng)煤礦企業(yè)爭(zhēng)奪礦產(chǎn)資源，甚至一些民營(yíng)小煤礦寄生在國(guó)營(yíng)礦山上，直接在國(guó)營(yíng)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(yán)重，一些國(guó)營(yíng)礦山被轉(zhuǎn)為私人承包，一些煤礦老板只注重煤礦開(kāi)采量和不斷增產(chǎn)，對(duì)安全生產(chǎn)忽視，對(duì)礦工的生命安全于不顧，用錢(qián)收買(mǎi)上邊領(lǐng)導(dǎo)，對(duì)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(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)難，只滿足自己私欲的經(jīng)營(yíng)方式，造成煤礦地質(zhì)災(zāi)難頻繁。 第三，國(guó)家的煤礦安全生產(chǎn)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(chǎn)規(guī)則，執(zhí)行力度不強(qiáng)硬，一些檢查人員易受利益驅(qū)使，降低檢查標(biāo)準(zhǔn)。還有則是黑煤礦的存在現(xiàn)象依舊很?chē)?yán)重，他們?yōu)榱艘患核嚼米蚤_(kāi)設(shè)煤礦，管理混亂，技術(shù)水平低，只注重經(jīng)濟(jì)所得，不顧災(zāi)難的預(yù)防和環(huán)境的綜合治理。
三 地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法概述
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的目的是及時(shí)掌握災(zāi)害體的變形動(dòng)態(tài)，并分析其穩(wěn)定性，從而超前做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，以防止災(zāi)難發(fā)生，并為災(zāi)難治理工程提供科學(xué)的依據(jù)和相關(guān)資料支持，為社會(huì)提供對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)信息服務(wù)，開(kāi)展對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能最大程度的獲得連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)，將其應(yīng)用防治工程效果評(píng)估中。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是集地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理、時(shí)空技術(shù)、監(jiān)測(cè)儀器和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)于一身的綜合技術(shù)，其方法大致可分為以下四大類(lèi)。
(一) 變形監(jiān)測(cè)
變形監(jiān)測(cè)是指通過(guò)測(cè)量位移形變信息為主的監(jiān)測(cè)方法，比如說(shuō)地表相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)和地表絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)，此類(lèi)監(jiān)測(cè)技術(shù)已發(fā)展較成熟，有著較高的精準(zhǔn)度，是一種常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)，能獲得直觀的災(zāi)害體位移形變信息，因此通常是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的主要依據(jù)。
(二) 物理與化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)
比如說(shuō)應(yīng)力監(jiān)測(cè)、放射元素監(jiān)測(cè)、地聲監(jiān)測(cè)、地球化學(xué)方法及地脈動(dòng)測(cè)量等，都屬于監(jiān)測(cè)災(zāi)害體物理與化學(xué)場(chǎng)等變化信息的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，因?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害的物理和化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化，常常與同災(zāi)害體的變形破壞有著重要聯(lián)系，因此此類(lèi)監(jiān)測(cè)方法較變形監(jiān)測(cè)具有一定的超前性。
(三) 地下水監(jiān)測(cè)
很多地質(zhì)災(zāi)害的形成或是發(fā)展都與災(zāi)害體內(nèi)部或是周?chē)牡叵滤顒?dòng)有著密切的關(guān)系，因此對(duì)于地下水的監(jiān)測(cè)是很重要的。地下水監(jiān)測(cè)如其名，以監(jiān)測(cè)水質(zhì)特征為主要內(nèi)容，包括地下水水位監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)以及地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。
(四) 誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)
此類(lèi)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法主要是對(duì)造成地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比如說(shuō)氣象監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、人類(lèi)工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等等。降水和地下水活動(dòng)是造成地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素，因此對(duì)于降水的時(shí)空分布特征和降水量的大小是對(duì)區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)的主要判斷指標(biāo)，而人類(lèi)工程活動(dòng)作為現(xiàn)今地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素，其監(jiān)測(cè)也是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容。
可以說(shuō)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)技術(shù)日趨成熟，監(jiān)測(cè)水平和監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度也在不斷提高，監(jiān)測(cè)方法變得多樣化，立體化的監(jiān)測(cè)性網(wǎng)絡(luò)也建設(shè)的頗具規(guī)模，有效加強(qiáng)了地質(zhì)災(zāi)害的綜合判斷能力，從而促進(jìn)了對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的預(yù)防工作的有效性。
四 預(yù)防煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的具體措施
(一) 開(kāi)采沉陷地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防
隨著煤礦開(kāi)采范圍的不斷擴(kuò)大，被破壞的土地和塌陷的土地越來(lái)越多，為礦區(qū)造成了嚴(yán)重的災(zāi)害影響，要及時(shí)采取措施使開(kāi)采沉陷地質(zhì)災(zāi)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(kāi)采技術(shù)如大條帶協(xié)調(diào)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(shí)在地表有建筑物的地區(qū)要對(duì)地面建筑物進(jìn)行一定的維修加固處理。礦區(qū)還應(yīng)積極開(kāi)展開(kāi)采沉陷地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，定期、重復(fù)觀察監(jiān)測(cè)路線的空間位置變化，并有效整合分析資料，尋找規(guī)律，預(yù)測(cè)被破壞程度。從而上報(bào)開(kāi)采區(qū)域的地面塌陷狀況，從而讓負(fù)責(zé)部門(mén)提供相應(yīng)的技術(shù)支持，降低破壞程度減輕災(zāi)害壓力。
(二) 瓦斯與煤塵爆炸的預(yù)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(yù)防工作，減少安全事故的發(fā)生。首先我們要加強(qiáng)采區(qū)的通風(fēng)管理，降低瓦斯?jié)舛?，因此要保證各采區(qū)都有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，從而將瓦斯?jié)舛瓤刂圃诎踩秶鷥?nèi);其次要建立完善的瓦斯檢查制度，嚴(yán)禁礦工在瓦斯超限的情況下作業(yè);第三要加強(qiáng)對(duì)礦工安全意識(shí)的教育宣傳工作，嚴(yán)禁將易燃易爆物帶入井下，尤其是井下吸煙，一定要嚴(yán)格控制，井下使用的機(jī)械、電氣設(shè)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(chǎn)過(guò)程中的煤塵量并消除火源。
(三) 礦井水害預(yù)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(zhì)災(zāi)害的重點(diǎn)防治內(nèi)容之一，絕不可以忽視。因此在開(kāi)展礦井水害的預(yù)防工作時(shí)，我們要做好充足的考慮，進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和細(xì)心的考證，并及時(shí)有效堅(jiān)決的處理。首先對(duì)于礦井周?chē)睦辖押筒煽諈^(qū)要有詳細(xì)的調(diào)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(shí)，要及時(shí)與外界聯(lián)系，并轉(zhuǎn)移工作人員;第三對(duì)井筒的位置選擇要避開(kāi)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(shè)施的建設(shè)。
(四) 煤矸石山自燃預(yù)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于排放量，煤矸石的積存量可以說(shuō)是有增無(wú)減，因此對(duì)于煤矸山的治理工作重點(diǎn)仍是對(duì)煤矸石山自燃現(xiàn)象預(yù)防的有效性。其主要預(yù)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?cè)谶x擇堆放地質(zhì)時(shí)最好應(yīng)選擇緩峽谷，使其回填山谷，從而復(fù)土造田，堆放時(shí)要使裸
露面積降至最低，具有較穩(wěn)的對(duì)方地基，防止滑坡或
開(kāi)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(jīng)濟(jì)效益。第三加大對(duì)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(zhì)災(zāi)害的負(fù)面影響是巨大的，發(fā)生煤礦地質(zhì)災(zāi)害不僅會(huì)使企業(yè)造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于造成傷亡的礦工和礦工家庭而言更是一場(chǎng)災(zāi)難，且對(duì)于煤礦生產(chǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益也有著嚴(yán)重影響，因此我們一定要充分認(rèn)識(shí)到煤礦地質(zhì)災(zāi)害的重大危害性，要重視對(duì)于煤礦地質(zhì)災(zāi)害的檢測(cè)預(yù)防，并提高地質(zhì)災(zāi)害的防治能力，從而采取有效的促使對(duì)煤礦地質(zhì)變化進(jìn)行科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)和防治，以保證煤礦生產(chǎn)的安全，以維護(hù)多方的利益，營(yíng)造較好的社會(huì)形象，并保證國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性。