[辽宁省某煤矿地质灾害评估及其防治措施]地质灾害的防治措施

时间：2019-05-26 03:32:07　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要:本文针对矿山开采引发多方面的地质灾害，主要表现在崩塌、滑坡、地面沉陷(矿山采空区沉陷)及泥石流等方面，以一煤矿为例，对其开采引发的地质灾害进行评估，并提出相应的防治措施。
　　关键词：煤矿，地质灾害，防治
　　近年来随着国家经济建设的发展,对矿产资源的需求与日俱增,不同规模的矿山都在进行开发,其中小型矿山占很大比例。矿山开采为国家带来了很大的经济效益的同时,也引发了很多地质灾害，主要表现在崩塌、滑坡、地面沉陷(矿山采空区沉陷)及泥石流等方面。因此,对矿区进行地质灾害的有效预测并根据矿山开采的实际情况提出相应防治措施,在尽最大努力避免和减轻地质灾害造成的损失的同时,更能维护矿区的正常作业、人身和财产安全。
　　1矿区开采现状及地质背景
　　1.1矿区开采现状
　　从解放前至二十世纪九十年代间一直进行生产，采空区大面积存在，标高+30米以上已采空，后因某种原因而停止开采，。
　　该矿山设计开采方式为斜井片盘开拓方式，设计采区回采率80%，主要利用现有两条井筒，一条为主井、一条为副井，主竖井井口标高为+65.69m，井底标高-60m,主要用于提升煤炭、提矸、升降材料和人员、进新鲜风灯；副竖井井口标高为+65.4m，井底标高为-40.0m，为回风井。
　　该井田为斜井片盘开拓方式，主井设提升绞车设备，主要担负提升煤炭、升降材料设备、进新鲜风流。副井井筒为总回风井。矿井通风方式为中央并列抽出式通风。该矿正在做生产准备，对批准可采的3个煤层赋存情况和地质储量，依据以前和现已掌握的地质资料情况，对井田地质储量和煤层情况基本清楚，本次矿井设计生产能力为1.0万吨/年。采煤方法设计为走向长壁和短壁后退式开采，采用打眼放炮、人工攉煤、木支架，全部跨落管理顶板，井下人力推车，绞车提升，机械通风。
　　1.2地质背景
　　该矿区内主要的出露地层有石炭系本溪组、太原组和第四系。
　　矿区范围的北部边缘有一条逆断层，走向近东西向，倾向北，倾角60°～70°断裂性质为压扭性，破碎宽度在10m以上。
　　矿区内岩浆岩不发育，没有发现较大岩浆岩侵入体，局部可见煌斑岩穿插地层间，而规模小，对煤层开采影响较小。
　　评估区域内断裂构造较发育，地质构造条件较复杂。
　　1.3地震
　　根据国家地震局出版的第四代1/400万《中国地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期区划图》，该矿区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度。
　　2地质灾害及其特征
　　该矿区开采时间较早，且企业性质由国企到私营的变换，历经多次开采，地下开采情况复杂，采空区大面积存在，标高+30米以上已采空，现场调查未发现明显的塌陷、沉陷反映，但随时间的推移，依然是安全的隐患。
　　根据现场调查，该矿自建矿以来未发生过井巷坍塌冒顶和矿坑突水等灾害，但该矿区为烟台煤田的老矿区，开采活动强烈，老窑的存在不容忽视，在开采过程中应给与高度重视。
　　3地质灾害发展趋势预测
　　3.1 矿井突水：
　　由于该矿区开采时间较长，历经多次复采、残采，井下情况复杂，其内部可能积水蓄水，本矿在生产过程中，井下涌水量较大，最大涌水量可达12.0m3/h，断裂构造比较发育，若疏于防范、局部遇到断裂带，可能会引发、加剧矿井突水的可能性大，易发程度高，直接威胁矿工安全。
　　该矿区矿体间距为3-6米，，在开采下部矿体时，若不小心打穿顶板，使上部煤层开采留下的老窑积水涌出，可能引发矿井突水事故，威胁矿工生命安全和生产设备的安全，在开采时应给与高度重视，其危险性中等。
　　该煤矿采空区顶板为第四系松散岩类透水性良好，在雨季，大气降水易通过地表进入采空区内，造成采空区积水，通过渗透作用进入矿井小，从而加大矿井的涌水量，若排水不及时或受其他因素影响，也有可能引发矿井突水灾害，其危险性中等。
　　3.2 井巷坍塌、冒顶：
　　井巷坍塌、冒顶一般是由地质条件、生产技术条件、组织管理等多方面的主观和客观因素综合作用的结果。
　　地质条件：矿山开采煤层属于缓倾斜煤层，层数较多，开采厚度较小，煤层顶、底板泥岩、泥质细砂岩，岩层完整性一般，强度较低，稳定性较差，受地压影响，易发生局部坍塌、冒顶。
　　采矿条件：主要采用走向长壁法，顶板管理为自然冒落，势必导致井巷坍塌、冒顶，特别是复采和残采，加剧地面变形，容易导致地面塌（沉）陷。
　　生产管理方面：如果支护不及时、支护间距不合理，支护材料强度低，矿工安全意识淡薄，则更容易造成井巷坍塌、冒顶事故。
　　综上所述，预测矿山开采可能引发、加剧井巷坍塌、冒顶事故，主要是危害井巷内人员、设备等安全，危险性中等。
　　3.3 地面塌（沉）陷、地裂缝：
　　根据本矿条件，开采垂深约120m，开采厚度一般在1.2～2.5m,地表风化岩石移动角为45°，基岩段岩石移动角为75°，根据公式W0＝m·η·cosα,经计算其最大沉降值可达0.85米。采空区顺岩层倾向倾斜向下，开采和残采结果将全部形成采空区，其距离地表垂高范围为80～130m，结合矿床开拓，地下采空区累计开采高度最大约3.2m。煤层顶板随开采工作面的推进而自然冒落，进而形成采空区的垂直“三带”和上覆岩层的移动变形。采空结果随着时间的推移，煤层顶板将出现冒落带、裂隙发育带，其煤层顶板稳定性较差，在岩层自重压力和复采情况下，可能引发、加剧地面塌（沉）陷地质灾害，并伴随有地裂缝的产生。
　　地面移动和变形与采深采厚比有关：本矿山地面标高50～90m，开采深度-60m标高，这样，本矿山已经形成采空区的覆岩厚度为110～150m，开采高度按3.2米估计，a、在覆岩厚度小于96米的条件下，即H/m

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