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煤矿地质灾害特征及预测方法探讨

时间:2022-05-20 11:20:03 浏览次数:

摘要:煤矿资源作为我国普遍应用的一种资源类型,其勘探和开采工作对于资源的有效利用起着关键性的作用,由于煤矿资源属于埋藏于地下的资源类型,因此其开采过程中容易受到来自自然环境和地理环境的影响。煤矿井下作业的性质也意味着其施工作业容易受到地质性灾害的侵害,一旦爆发煤矿开采事故,无论是对施工作业人员本身还是整个团队的管理人员来说,都意味着巨大的经济损失和人身安全威胁。所以,通过科学的预测方式及时地对可能发生的灾害情况进行检测是非常重要的。本文通过分析这类灾害的特征,探讨其合理的预测方式。

关键词:煤矿地质灾害;特征分析;预测方法分析

地质灾害是一种会对周围环境和人身安全造成极大伤害的一种灾害类型,对于煤矿开采工作来说,其地质灾害也有其固有的特点,而这些不同角度的特点,需要利用不同的方式进行预测分析,只有在施工作业开展前期或者灾害爆发前期依据其特点为灾害做出准确的预测,才能及时地采取预防措施。

一、灾害特征的分析研究

煤矿地质灾害本身,由于其影响因素和灾害发生的区域的差异,以不同类型的地质灾害呈现出不同性质的特征,且不同灾害造成危害的严重程度和主要影响范围也有本质上的差异。本文根据不同的地质灾害类型和区域,对其具体的特征进行详细分析阐述。

(一)地表沉陷而发生的地质灾害

从灾害发生的频率来讲,这类地质灾害是煤矿地质灾害中发生频率较高的一类。深入探究造成这类灾害的主要原因,可发现主要的诱因在于施工作业人员对于煤矿资源的过度开采,或者由于开采作业在前期未进行详细的规划分析,导致局部地层的过度挖掘,从而引起地层内部煤矿资源储藏层的顶板结构因被严重破坏而失去平衡[1]。另外,除了在正常的地层结构内实施采煤作业外,当需要在水体层下部实行采煤作业时,施工人员常出现对水体未做到适当处理的问题,使得其流入矿井结构内部,对其内部的岩层结构性质造成破坏。如这种损坏得不到及时处理,则也是造成沉陷问题发生的重要原因。

(二)因瓦斯含量过高而发生的地质灾害

首先,瓦斯是一种蕴含在煤层内部的可引发燃烧和爆炸的气体类型,在日常的煤矿开采作业中,其矿井内部都会有一定量的瓦斯存在。只要这种气体的含量能够控制在一定的含量指标范围内,则不会对人体造成伤害,但如瓦斯浓度过高,则一方面会使得作业人员因过量的吸入瓦斯而引起窒息中毒。一方面会引发伤害性极大的瓦斯爆炸问题。

其次,从瓦斯这种气体形成的聚集的过程的角度来分析。其聚集形式主要有两种。第一,以时间为坐标,通过一段时间的连续排放而形成聚集。这种聚集形成的原因主要有,施工管理人员对日常产生的瓦斯气体的排放没有安排一个合理的出口,且作业环境内部本身的通风效果也不理想[2]。这种伤害是瓦斯的逐步聚集而形成的。第二,短时间内的大量爆发。这种爆发形式主要集中存在于瓦斯含量本身就比较高的矿井内,在施工作业中,这类矿井中含有的瓦斯容易形成喷涌。使局部环境内的瓦斯浓度瞬间增长。引发爆炸事故灾害。

(三)由矿井突水现象引发的地质灾害

首先,这一类型的地质灾害,也由于其爆发频率较高而成为常见的地质灾害之一。且从灾害的影响范围来讲,其也属于影响范围较广的一类灾害类型。突水现象的发生,不仅会对开采工作本身的安全造成威胁。更会给开采工作的进行带来一定的经济损失,影响其后期收益。

其次,从这种类型地质灾害的特征的角度分析,其具有水流涌入量大,整体水势猛烈的特点。因此,其对矿井本身造成的危害程度也是非常大的,且这种灾害的发生,与外部自然环境的变化也有着十分密切的关系,当开采作业区域爆发山洪或暴雨时,大量的水流就会沿着井口向其内部的岩石裂缝流入,这些水分的流入加大的矿井本身的排水难度,过量的水流涌入必然导致排水能力与水量的不匹配,最终引起地质灾害。

二、具体的灾害预测方式探讨

通过上文对不同类型地质灾害的特点和危害的分析,我们可知,地质灾害的發生,从影响范围的角度分析,会对矿井作业本身的进行造成障碍。另外,对从事煤矿开采的工作人员来讲,灾害的发生也会直接威胁到其生命安全。从灾害的引发原因上来讲,也具有一定的复杂性[3]。因此,通过科学的方法做好灾害的前期预测工作,具有非常重要的意义。目前常见的灾害预测方式有GIS预测和遥感法预测,下文就两种常用的预测方法的实施流程进行分析讨论。

(一)预测方法实施的原理

GIS和遥感技术都是能够起到灾害预测作用的先进的专业预测技术。其发挥预测作用的原理在于,这两种方法能够对地质灾害发生的几率进行分析预测。另外,这两种方法还能够针对发生在煤矿开采作业中地质灾害原因的复杂性和多样性,将不同级别、不同成因的灾害进行区分预测。另外,上述的预测技术,还能够发挥对灾害发生前的一些环境变化情况和作业中出现的外部特征表现进行预测分析,从而给施工人员以及时的提示。以便于其根据提示快速地找到引发灾害的因素,通过对施工作业过程及时调整和改善,将灾害可能发生的几率进行减小。另外,其还可以通过尽早的观察判断灾害的现象,尽早采取相应的解决办法。对于一个具有丰富开采工作经验的施工技术人员来说,其还可以通过总结分析,甄别出不同环境变化所对应的地质灾害类型,为应对灾害的发生做好前期的准备。

(二)预测功能的实现

预测功能的实现,主要依靠的是此两种技术的运行平台,计算机平台,当原始的数据资料和信息被输入后,即可在平台系统内完成对不同类型信息的分析和归类工作,从而初步形成一些空间与图层分析的参考资料,再经过进一步的来年规划分析和模型建立,用专业的计算方法将这些因素总结和转化为量化元素进行数据化的计算分析[4]。

三、结束语

总而言之,在煤矿资源的开采中,地质灾害的探测和预防工作时关系到施工作业能否顺利进行以及施工人员的人身安全是否能够得到保障两个重要问题的关键因素。因此,施工技术人员应当重视对地质灾害的探测和预防工作,并积极掌握和应用先进的预测技术和方法,以科学的灾害预测为施工作业的开展提供安全保障。

参考文献:

[1]王鹏举.煤矿地质灾害特征及防治措施研究[J].科技资讯,2016,14(24):27-27.

[2]计划“西部煤炭高强度开采下地质灾害防治与环境保护基础研究”项目组.西部煤炭高强度开采下地质灾害防治理论与方法研究进展[J].煤炭学报,2017,42(2):267-275.

[3]汪培德,吴家杰.煤矿地质灾害及其防治方法探讨[J].低碳世界,2016(25):73-74.

[4]冉俊堂.煤矿地质灾害特征及防治措施的探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(z3):32-32.

(作者单位:四川省德阳市天池集团公司

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