煤矿地质灾害灾害
⑴ 什么是矿山地质灾害
因矿山建设及生产活动而引发的崩塌、滑坡、泥（渣）石流、地面塌陷（采空塌陷、岩溶塌陷）、地裂缝和地面沉降等灾害。
⑵ 采矿会不会引发地质灾害，有哪些解决办法
矿山地质灾害又称矿井地质灾害、采矿地质灾害、矿区地质灾害等是指在矿床开采活动中，因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产的灾害。
防治方法：
(1) 建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估，并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估，开产中积极防范，开采后积极恢复，把矿山地质环境恢复与土地复恳纳入法规，强制推行。
(2) 加强宣传，普及矿山地质灾害防治知识，提高矿山开采人员素质，增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段，强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。
(3) 开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段，对矿山地质进行严密监测（威海晶合），对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测，建立矿山地质灾害监测系统，实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系，避免重大人员财产损失。
(4) 加强矿坑、矿井边坡设计，进行边坡监测，坚固挡墙稳固边坡地质构造，开挖后如果出现开裂变形，及时做地质勘察，并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝，形成稳定矿场与尾矿库，降低滑坡和塌方风险。
⑶ 矿山地质灾害治理措施
（一）地面沉降及塌陷的防治措施
西南地区矿山地面沉降和塌陷的治理措施，主要是采用避让和填埋。
1）居民点搬迁；
2）房屋、建筑物加固；
3）对重要建筑群、道路及不适合搬迁的居民点、城镇、工业区预留安全矿柱，划定禁采边界；
4）对已形成的沉陷区、裂缝进行综合治理，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧，因地制宜开展土地复垦工作。
（二）泥石流的防治措施
西南地区矿山泥石流主要分布在矿业开发程度较高的能源、金属、非金属矿山。如贵州务川汞矿区、汪家寨煤矿区、开阳磷矿区、四川泸沽铁矿区、石棉矿区、大树硫铁矿区、重庆狮子山煤矿区、云南东川铜矿区、易门铜矿区、石缸河锡矿区等，主要措施是：
1.合理堆放废渣，减少泥石流的发生几率
矿山废石废渣排放，采取合理勘察选址、集中有序堆放；现有废石、渣堆进行覆土，并植树种草绿化，坡脚砌筑挡土墙坝，防止废石、渣滚落，坡面修筑浆砌石护坡或进行其他固化措施，防止雨水冲刷；对占用主要行洪通道如河谷、沟谷的废石废渣，进行清理或修建行洪渠或管道，保证洪水的顺利通过，截断泥石流形成的物源条件。
2.新建尾矿库严格设计程序，防止新的泥石流产生
新建尾矿库必须由国内有相应资质的专业单位按照国家相关规范进行选址、评估、勘察、设计、施工及监理。严禁无勘测、无设计、无监理进行施工。尾矿库上游必须保证汇水面积小，下游无重要建筑交通线、工矿企业、居民点等设施。坝体内各项设施齐全，并达到国家规定相应的防洪、抗震标准。正在使用的尾矿库必须按照设计使用要求，进行坝体、库内设施的监测维护、加固。坝面应随坝体的逐步升高进行浆砌块石固化或绿化，防止雨水冲刷。达到设计使用年限、设计库容的尾矿库，应立即停用，启动闭库程序，严禁超设计能力使用。同时，对已闭库的尾矿库和正在使用的尾矿库，设专职人员对其进行监测，并制定相应的预警、应急防灾措施，防止尾矿库溃决事故而引发泥石流地质灾害。
3.禁止乱挖滥采，随意堆放弃渣，从源头上防止泥石流的产生
在各矿区内禁止大矿小开、乱采滥挖、随意弃置废石、尾矿等现象，对地质环境造成极大破坏的个体私营矿点进行清理、关闭整顿，恢复矿业秩序，保护地质环境。
（三）崩塌、滑坡的防治措施
崩塌、滑坡是采矿工程活动易引发的地质灾害。主要表现在煤矿、铝土矿、磷矿、汞矿等能源、金属、非金属矿山。近年来，西南地区针对矿山开采引发的崩塌、滑坡地质灾害采取的防治措施主要如下：
1）加强监测；
2）采用科学合理的开采布局，如：露采矿山严格按照设计的剥采比进行台阶式开采，放缓采面、坡面，限制采面、坡面高度等；
3）对危险地段修建防护面，并采取削方减载、减少振动、坡脚堆载、抗滑桩支挡措施等。
防治对象主要针对威胁矿山企业自身工作面、采场的灾害隐患点以及部分对周围居民点存在较大威胁的隐患点。如重庆市天府矿务局一井矸石山治理工程位于天府镇南1km东山脚下，20世纪50～80年代开采煤矿，倾倒弃渣厚5～30m，顺坡向堆积，由于长年累月冲刷侵蚀，在岩面附近地下水富集、饱和形成滑带，给坡下厂房、民舍带来安全隐患。为防止地质灾害的发生，治理工程内容如下：矸石山西侧坡脚布9根1m×1m抗滑桩；在西侧、西南侧布设条石护坡挡墙、片石挡墙，支挡松散弃渣下滑；钢筋格构砼，位于斜坡中上部，2.5m×2.5m格距，呈菱形展布护坡地梁；格构内植树绿化；条石挡墙外侧修排水沟，沟底宽600mm，高900mm，1∶0.25梯形放坡，抗滑桩外侧沟底修底宽400mm，高900mm的截水沟；为方便群众，治理环境，在条石挡墙外侧修便道，以及运输材料的通行便道。治理后，原有的矸石山边坡得到稳定，潜在滑坡安全隐患得以消除，保证了坡下厂房和民舍的安全。
贵州省务川汞矿由于30多年的矿山开采，致使矿区发生了地面塌陷、地裂缝、滑坡、泥石流、尾矿库坝坡失稳、渗漏、翻坝等环境地质问题，使矿区生态环境破坏、水环境恶化。务川汞矿山地质环境治理恢复工程有针对性地采取了下述治理措施：尾矿库坝坡失稳的治理措施是设有反滤层的块石压坡工程、排渗井系统工程、排洪区工程及监测工程；地面塌陷、地裂缝的治理措施是塌陷坑填埋工程、监测系统及警示系统工程；同时对塌陷区、尾矿库库区及矿区的房前屋后进行了植树种草绿化。
经过对务川汞矿矿山地质环境治理恢复工程使矿山环境地质问题得到改善，居民的生存质量得到提高。
⑷ 矿山地质灾害现状
（一）矿山地质灾害灾种和规模
西南地区矿山地质灾害类型复杂多样。主要灾种有滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂缝、煤矸石自燃、土地沙化、尾矿库溃坝、矿井突水等矿山地质灾害（图3-1）。据不完全统计，各类矿山地质灾害共计达2061次（表3-10），其中滑坡432次，占总灾数的20.9%；泥石流175次，占总灾数的8.4%；地面塌陷和沉降527次，占总灾数的25.5%；崩塌316次，占总灾数的15.3%；地裂缝484处，占总灾数的23.5%；矿坑突水121处，占总灾数的5.87%；其他矿山地质灾害6次，占0.51%。上述矿山地质灾害中，以地面塌陷和地裂缝居多，滑坡、崩塌次之。
表3-10 西南地区矿山地质灾害统计 单位：次
注：其他地质灾害包括煤矸石自燃、尾矿库溃坝等。
根据全国矿山地质环境调查与评估实施细则（中国地质环境监测院，2002）对矿山地质灾害规模的划分标准（表3-11），将西南地区矿山地质灾害划分为大、中、小3类。其中大型矿山地质灾害58次，占总灾数的2.81%；中型147次，占总灾数的7.13%；小型1856次，占总灾数的90.06%（表3-12）。
表3-11 常见地质灾害规模等级划分
备注：只要其中一项指标符合即可。
表3-12 西南地区矿山地质灾害规模
西南地区矿山地质灾害以云南省发生的次数最多，为694次（表3-12），占总灾数的33.67%。其次是四川省586次，占总灾数的28.43%；再次是贵州481次，占总灾数的23.34%；重庆市254次，占总灾数的12.32%；西藏发生矿山地质灾害次数最少，为46次，占总灾数的2.23%。
1.云南省矿山地质灾害灾种和规模
该省矿山地质灾害694次，主要发生在有色金属矿山。据不完全统计，云南省有采矿场（坑）3065处，选矿厂1000余处，废渣堆2912处，尾矿库（堆）544年（表3-13）。形成各类矿山地质灾害灾种有滑坡171处（大型14处、中型23处、小型134处），崩塌56处（中型6处、小型50处），泥石流78处（大型4处、中型12处、小型71处），地面塌陷169处（大型3处、中型19处、小型153处），矿坑涌水41处，地裂缝179处，疏干泉点100个。以滑坡、地裂缝和地面塌陷矿山地质灾害灾种较多，其他类型较少。
2.贵州省矿山地质灾害灾种和规模
贵州省矿山地质灾害主要发生在煤矿山，其次是有金属矿山，各类矿山地质灾害481次。其中大型8处，占总灾数的1.66%；中型12处，占总灾数的2.50%；小型461处，占总灾数的95.84%。滑坡62处，大型2处，中型5处，小型55处；崩塌57次，大型1次，中型2次，小型54次；泥石流12次，大型1次，中型2次，小型9次；地面沉降55次，中型1次，小型54次；地面塌陷106次，大型1次，中型1次，小型104次；地裂缝161次，大型1处，中型1处，小型159处；矿坑突水28次，大型2次，小型26次（表3-14）。
3.四川省矿山地质灾害灾种和规模
四川省发生各类矿山地质灾害的次数仅少于云南省，为586次。其中滑坡130次，占四川总灾数的22.9%；泥石流78次，占四川总灾数的13.3%；地面塌陷147次，占四川总灾数的25.1%；崩塌的102次，占四川总灾数的16.9%；地裂缝87处，占四川总灾数的14.8%；矿坑突水37次，占四川总灾数的6.3%；其他矿山地质灾害5次。各种矿山地质灾害中，大型21次，占总灾数的3.6%；中型53次，占总灾数的9.1%；小型512次，占总灾数的87.4%。
表3-13 云南省主要矿山环境地质问题
表3-14 贵州省矿山地质灾害类型规模及危害程度统计
4.重庆市矿山地质灾害灾种和规模
重庆市矿山地质灾害亦比较严重，主要发生在煤矿山。据不完全统计，各类矿山地质灾害254次。其中滑坡69处，占27.1%；泥石流6次，占2.4%；地面塌陷39处，占15.3%；崩塌87次，占34.2%；地裂缝37处，占14.6%；矿坑突水15次，占5.9%；其他矿山地质灾害1次。各矿山地质灾害大型6次，占2.30%；中型18次，占7.09%；小型230次，占90.55%。
5.西藏自治区矿山地质灾害
西藏矿产开发尚时间较短，规模不大，矿山地质灾害问题尚不突出。据西藏地质环境监测总站不完全统计，西藏矿山地质灾害有46次。其中崩塌14次，地裂缝20次，地面塌陷11次，泥石流1次。西藏矿山地质灾害主要发生在罗布莎铬铁矿山、朗县铬铁矿山，其次是玉龙铜矿矿山等。
（二）矿山地质灾害危害性
西南地区矿山地质灾害危害性相当严重，造成直接经济损失25.62亿元，死亡人数1982人。从经济损失来看，以贵州省最为严重，直接经济损失15.80亿元，占西南地区损失总数的61.67%；其次是重庆市，直接经济损失3.83亿元，占西南地区损失总数的15.34%；再次云南省，直接经济3.07亿元，占西南地区损失总数的11.90%；四川直接经济损失2.90亿元，占西南地区损失总数的11.31%；西藏矿山地质灾害直接经济损失最少，为0.0178亿元。贵州省和重庆市造成直接经济损失大的原因，与煤矿山发生的泥石流和矿坑突水灾种有关。
从矿山地质灾害死亡人数看，云南省死亡人数最多，为1203人，占西南地区矿山地质灾害死亡总人数的60.70%；其次是四川省，死亡人数358人，占西南地区矿山灾害死亡总人数的18.06%；再次是贵州省，死亡288人，占西南地区死亡总人数的14.53%；重庆市死亡130人，占西南地区矿山灾害死亡总人数的12.32%；西藏矿山地质灾害死亡人数最少，为3人，占西南地区矿山地质灾害死亡总人数的0.15%。云南省矿山地质灾害死亡人数多的原因，与有色金属矿山形成的突发性泥石流和滑坡灾种有关。贵州省经济损失最大的矿山地质灾害是地面沉降。
1.云南省矿山地质灾害危害性
云南省矿山地质灾害累计造成直接经济损失3.07亿元，死亡1203人。该省历年来矿山地质灾害至少破坏或威胁200余条公路、500余个村庄安全，掩埋耕地4000余hm2。其中滑坡和崩塌（227次）危害性最严重，影响和破坏土地面积2163.36hm2、各种建筑物120×104m2、公路100余条，直接经济损失1.41亿元，死亡729人；泥石流78次，造成直接经济损失0.79亿元，死亡362人；地面塌陷169处，塌陷面积994.54hm2，单个面积0.1～64hm2，以中、小型规模为主，形态以圆形、半圆形和长条状为主，塌陷深度0.3～10m，影响和破坏公路近100条，150多个村寨房屋开裂，造成直接经济损失0.63亿元，死亡15人；地裂缝179处，常与矿山采空区相伴产生，呈群带状分布，单缝宽1cm至数米，长数米至2000余m，主要危害是损坏民房，破坏耕地，威胁矿区安全生产等，造成直接经济损失0.024亿元；矿坑突水41次，主要是由于开采地下水位以下的矿体时，掘穿隔水底板或打通原采矿老硐，或主平坑位于河流附近，受断层破碎带影响及支护不力导致顶板隔水层变形、冒落而引起河流漏水等因素而致。矿坑突水的主要危害是淹井，影响矿区生产，威胁井下人员安全，有些场合还会造成地表河流断流。如玉溪煤矿矿坑突水淹没矿井长380m，造成龙潭断流，北衙金矿矿坑突水停产40天等。
2.贵州省矿山地质灾害危害性
贵州省各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失15.41亿元，间接经济损失22.48亿元，死亡288人。其中滑坡62次，以浅层松散层滑坡为主，岩质滑坡较少，造成直接经济损失2.16亿元，间接经济损失4.11亿元，死亡48人；崩塌是贵州省常见也是威胁最大的一个灾种，突发性强，不易防范，危害性大，崩塌57处造成死亡84人，威胁房屋12061间，威胁人口12516人，威胁公路117.5km，毁坏耕地22.0hm2，毁坏房屋15间，直接经济损失1.25亿元，间接经济损失3.79亿元；泥石流12处，死亡27人，破坏土地87.85hm2，直接经济损失4.15亿元，间接经济损失6.73亿元；地面塌陷106处，塌陷坑直径一般2～30m，最大120m，最小1.5m，深一般0.5～3m，最深15m，面积最大0.4km2，形态大多呈竖井状或巨形锅底状。附近伴生有较多地裂缝和大面积沉降，地裂缝长10～100m，宽0.2～6m。塌陷展布受采空区控制，两者分布基本一致。其危害破坏耕地、林地501.67hm2，破坏公路150余条，100多个村寨房屋开裂，直接经济损失约0.05亿元；地裂缝161处，常与采空区伴生，少数因地下水位下降形成，成群出现，裂缝间距0.2～1.5m，延伸一般20～200m，少量达500～800m，个别长1000m，裂宽一般0.2～1.5m，少量2～5m，个别6～9m，裂深一般0.4～5.5m，个别达100m（从地表可见100m以下开采坑道冒出热气），单个裂缝群分布面积一般100～1000m2，少数1～2km2。如六盘水市钟山区汪家寨铜厂坡地裂缝群分布面积为2km2。其危害造成直接经济损失0.03亿元，100多户民房、仓库、学校墙体撕裂、垮塌，耕地漏水荒芜，坑道渗水淹没，牲畜滑进裂缝致死，仅大河—纳福一带毁坏耕地5km2；地面沉降55处，主要分布在煤矿山，如六盘水市19个矿山采空区造成地面沉降破坏耕地2850hm2，林地436.3hm2，破坏各类公路418km，310多个村寨房屋开裂，直接经济损失约5.78亿元，为贵州省经济损失最大的矿山地质灾害；矿坑突水28处，死亡53人，直接经济损失近亿元。
3.四川省矿山地质灾害危害性
四川省各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失2.90亿元，死亡358人，影响范围51352.59hm2。其中滑坡130次，直接经济损失1.4亿元，死亡88人，间接经济损失近3亿元；泥石流78次，直接经济损失0.2亿元，死亡168人；地面塌陷147处，陷坑直径5～10m，坑深6m，呈漏斗状，仅宝顶地区煤矿采空区塌陷变形面积达15.79km2，地面塌陷造成直接经济损失0.82亿元，死亡36人；地裂缝87处，缝深一般0.5～3m，最深5m，宽0.05～0.4m，最宽1m，长十几米至数百米，最长达1000m，主裂缝间距3～5m，造成直接经济损失0.03亿元，死亡8人；崩塌102处，造成直接经济损失0.02亿元，死亡48人。
4.重庆市矿山地质灾害危害性
重庆市各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失3.83亿元，死亡130人，影响范围9375.78hm2。其中崩塌死亡人数最多，为58人，占死亡总数的44.61%，如1973年5月22日合川市康佳乡鸡公咀发生崩塌死亡42人，1994年4月30日武隆县鸡冠岭发生崩塌死亡16人。崩塌造成直接经济损失1亿元，间接经济损失7亿元；矸石山滑坡死亡22人，占死亡人口总数的16.91%，直接经济损失0.25亿元；矿坑突水是重庆市直接经济损失最大的矿山地质灾害，为2.4亿元，占直接经济损失总数的65.28%，死亡21人，如2003年9月10日秀山县涌洞乡川河煤矿发生特大穿水事故，造成18人死亡。
重庆市发生的各类矿山地质灾害以能源矿山（煤矿）造成的危害最大，其中死亡118人，直接经济损失3.68亿元，占总损失的96.08%；金属矿山（主要是锰矿）造成的危害次之，死亡8人，直接经济损失0.08亿元，占总损失的2.09%；非金属矿山4人死亡，直接经济损失0.07亿元，占总损失的1.83%。
5.西藏自治区矿山地质灾害危害性
西藏各类矿山地质灾害主要发生在铬铁矿山和铜矿山，其次是煤矿山，累计造成的直接经济损失为0.0178亿元，死亡3人。其中崩塌14处，死亡3人，造成经济损失113万元，占总损失的64.04%；其次是地面塌陷11处，塌陷面积约10hm2，直接经济损失60万元，占总损失的33.70%；地裂缝20条，直接经济损失4万元，占总损失的2.24%；泥石流1处，直接经济损失1万元，占总损失的0.06%。
⑸ 矿山地质环境与矿山地质灾害的区别
据了解，这次由国土资源部和中部、中国地质调查局部署组织、中国地质环境检测院承担实施、历时五年的调查研究，是我国首次全面系统开展的矿山地质环境调查预评估。摸清了全国矿山地质环境现状，查明了主要地质环境问题及危害，为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境和开展矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督管理提供了决策依据和建议。
这项调查涉及各类非油气矿山113149个、开采矿种193种，估算年开采矿石总量82.05亿吨。由于长时间、高强度的矿山开采，造成大量土地荒废，生态环境恶化，甚至有的地方发生大范围的地面塌陷等地质灾害。调查统计，到2005年底，全国矿山开采引发地质灾害12379起，造成4251人死亡，直接经济损失161.6亿元。因采矿活动形成的采空区面积80.96万公顷，引发地面塌陷面积35.22万公顷，占用和破坏土地面积143.9万公顷。
采矿留下后遗症
通过对所调查的矿山进行综合研究与分析评估发现，所有矿山活动都对采矿区地质环境造成影响。其中，严重影响的矿山达8457个，影响区域面积约5.3万平方千米，在建矿、采矿过程中强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷，使地下水、地表水渗漏，严重破坏了水资源的均衡和经排条件，导致矿区及周围地下水的水位下降，引起植被枯死等一系列生态环境问题。
采矿形成的矿坑水、选矿废水以及采矿废石、煤矸石、尾矿渣等堆放不当，也构成了矿区水位和土壤的污染源。调查数据显示，全国采矿活动平均每年产生废水、废液约60.89亿吨，排放量47.9亿吨；产生尾矿或固体废弃物约16.73亿吨，排放量14.54亿吨。到2005年底，全国尾矿或固体废弃物累计积存量219.62亿吨。
另据了解，矿山开采已经造成一些城市资源枯竭。今年四月，国家发改委、国土资源部等联合公布了12个首批资源枯竭城市名单，涉及煤炭、石油、有色和黑色冶金等行业，分别是焦作、萍乡、大冶、阜新、伊春、辽源、白山、盘绵、石嘴山、白银、个旧以及大兴安岭。
正待再造绿色矿山
针对我国矿山地质环境面临的严峻形势，最近国家启动了矿山环境治理工程，根据矿山地质环境评估结果划分出矿山地质环境重点治理区73个，面积28.61万平方千米；一般治理区92个，面积81.34万平方千米。全国共规划矿山地质环境治理工程212个，治理矿山总数15678个，其中近期治理矿山7080个。
去年底，国务院发布了《关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》，提出到2010年前，基本解决资源枯竭城市存在的突出矛盾和问题，大多数资源型城市基本建立资源开发补偿和衰退产业转型扶持机制，2015年前这项机制覆盖到全国范围。对确定的首批资源枯竭城市，国家给予各项优惠政策和资金支持，包括连续四年拨付一定数额的财力性转移支付资金；通过补偿和扶持解决资源开发后的矿区治理、矿工安置及经济转型等突出问题；安排专项资金用于环境治理和生态保护等。
记者了解到，近年来全国各地纷纷开展了矿山地质环境恢复治理行动，再造绿色矿山。
大量的调查研究证明，许多地区的贫穷、经济落后、发展缓慢、生态环境恶化等均与矿山地质环境相关。因此，为了保障社会可持续发展，必须防治矿山地质环境的恶化；增大防治力度，则更有利于社会的可持续发展。由此说明，矿山地质环境防治是社会可持续发展事业的一个重要组成部分。
水土流失、土地荒漠化、土地盐渍化、地面沉降、地下水水位下降等，是生态环境恶化的重要原因。从某种意义上讲，生态环境保护与矿山地质环境是密不可分的，因此，防治矿山地质环境的恶化不仅是一个复杂的自然科学问题，也是一个极其严肃的社会科学问题。所以要动员世界各国政府和民众的共同参与，充分发挥科学技术和公共管理的作用，共同防治矿山环境恶化，保护社会可持续发展。而社会的可持续发展，必然使社会财富增多。而且在社会发展过程中，由于矿山生产与开采过程中减弱对环境防治的意识导致环境恶化、灾害丛生，进而成为人为的灾害源，从而又危害了人类与社会。因此，在社会经济可持续发展战略中，防治矿山地质环境恶化，具有重要的地位和作用。
⑹ 煤矿开采过程中的灾害效应有哪些
对两当县西坡煤矿的地质特征,分析了煤炭开采过程中出现的各种地质灾害,并对煤矿地质灾害的特点、形成特点以及煤矿地质灾害的环境效应分析,提出防治措施,
⑺ 矿山与地下工程地质灾害
地下采矿和地下工程开挖，最基本的生产过程就是破碎和挖掘岩石与矿石，同时维护顶板和围岩稳定。如果对地下洞室不加以支撑维护，则洞室围岩在地应力的作用下发生变形或破坏，这种现象在采矿界称为地压显现。由地压造成的灾害，对矿井来说，主要表现为顶板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮帮、支架变形破坏、采场冒落、岩层错动、煤与瓦斯突出及岩爆等。因采空区处理不当而引起的大规模地压灾害在地面表现为地表开裂、地面下沉、建筑物倒塌、水源枯竭等。对于煤矿，尤其是露天煤矿，常常表现为滑坡、崩塌、倾倒等边坡失稳及其引起的地面变形破坏。而煤与瓦斯突出是高瓦斯煤矿开采过程中最常见、危害性最大的地压灾害。这里主要讨论危害大、发生频率高、分布范围广的冒顶垮帮、岩爆、煤与瓦斯突出。
(一)冒顶垮帮
1.冒顶垮帮的特征及其影响因素
地下洞室开挖后，由于卸荷回弹，应力和水分的重新分布常使围岩的性状发生很大变化。如果围岩岩体承受不了回弹应力或重新分布应力的作用，就会发生变形或破坏。围岩岩体变形及破坏的形式和特点，除与岩体内的初始应力状态和洞形有关外，主要取决于围岩的岩性和结构(表92)。
冒顶事故是对矿山工人人身安全威胁大且发生频率最高的矿山地质灾害之一。据不完全统计，我国各种矿山每年工伤死亡人数中有40%死于矿坑冒顶，死亡频率占各种矿山地质灾害之首。
表9-2 围岩的变形破坏形式及其与围岩岩体和结构的关系
续表
(据张倬元等，1994)
湖南锡矿山南矿的开采实践表明，当失去支撑能力的矿柱达到全采场矿柱60%左右时，采空区顶板就可能冒落。而一个采空区的冒落会在相邻采空区引起连锁反应，导致采场地压急剧增大，采场和巷道严重破坏，人员伤亡。美国、英国、日本等国金属矿山冒顶事故死亡人数均占井下事故死亡总人数的1/3～1/2，日本为40.7%，美国为30.2%，英国、俄罗斯、波兰和比利时等国约占30%～50%。
我国冶金矿山顶板冒落及其他地压灾害死亡人数占全部伤亡人数的25%～27%;大中型统配煤矿近年发生的重大死亡事故中，顶板冒落灾害占30%左右。
顶板冒落或侧壁垮帮的征兆有:顶板掉渣由小而大，由稀变密，裂隙数量增多、宽度加大，煤帮煤质在高压下变软，支架压坏、折断，瓦斯涌出量突然增多，淋水量增大等。
2.采空区处理方法
防止采空区大冒落的处理方法可归纳为“充填”、“崩落”、“支撑”、“封闭”8个字(隋鹏程，1998)。
1)充填法:采空场采矿开采完毕后，要及时用碎石、尾矿砂、水沙、混凝土等物质充填采空区，从而起到支撑顶板、减小其承受上覆岩土体压力的作用。如湖南锡矿山南矿在3次大冒落后，新采区地压剧增，地表不断沉陷，为保证安全，对采空区进行了全面充填处理，充填率达90.6%，使地压活动得以缓和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落，充填采空区。
3)支撑法:以矿柱或支架等支撑采空区，防止其发生危险变形。
4)封闭法:常用来处理与主要矿体相距较远、围岩崩落后不会影响主矿体坑道和其他矿体开采的孤立小采空区。封闭这些小采空区的目的主要是防止围岩突然冒落时空气冲击波对人员和设备的危害。
为有效预防冒顶垮帮，还必须采取合理的开采方案，避免片面追求产量而采富弃贫，坚决杜绝开采保护矿柱的乱采行为;采用合理的设计方案，进行科学的顶板管理;根据围岩应力集中大小与分布形式，采用声发射监测技术及其他测定地应力方法，预测预报顶板来压的强度和时间，掌握地压规律，及时采取有效措施;制定科学合理的工作面作业规程、支护规程、采空区处理规程等。
(二)岩爆
岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。
岩爆发生时，岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出，抛出的岩块大小不等，大者直径可达几米甚至几十米，小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响，甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使洞室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏，有时还造成人员伤亡。
1.岩爆的类型和特点
由于发生部位和释放能量的差异，岩爆表现为多种不同的类型，它们的特点也各不相同(张倬元等，1994)。
1)围岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属这种类型。岩爆发生时常发出如机枪射击的噼噼啪啪响声，故被称为岩石射击。一般发生在新开挖的工作面附近，掘进爆破后2～3h，围岩表部岩石发生爆破声，同时有中间厚、边部薄的不规则片状岩块自洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆多发生于表面平整、有硬质结核或软弱面的地方，且多平行于岩壁发生，事前无明显的预兆。
2)矿柱围岩破坏引起的岩爆:在埋深较大的矿坑中，由于围岩应力大，常常使矿柱或围岩发生破坏而引发岩爆。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨响，甚至还伴有周围岩体的强烈振动，破坏力极大，对地下采掘工作常造成严重的危害，被称为矿山打击或冲击地压。在煤矿中，这类岩爆多发生于距坑道壁有一定距离的区域内。四川绵竹天池煤矿就曾多次发生此类岩爆，最大的一次将约20t的煤抛出20m以外。
3)断层错动引起的岩爆:当开挖的洞室或坑道与潜在的活动断层以较小的角度相交时，由于开挖使作用于断层面上的正应力较小，降低了断层面上的摩擦阻力，常引起断层突然活动而形成岩爆。这类岩爆一般发生在活动构造区的深矿井中，破坏性大，影响范围广。
2.岩爆的产生条件与发生机制
岩爆是洞室围岩突然释放大量潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件来看，高储能体的存在及其应力接近于岩体极限强度是产生岩爆的内在条件，而某些因素的触发则是岩爆产生的外因(张倬元等，1994)。
围岩内高储能体的形成必须具备两个条件:①岩体能够储聚较大的弹性应变能;②在岩体内部应力高度集中。弹性岩体具有最大的储能能力，受力变形时所能储聚的弹性应变能非常大，而塑性岩体则无储聚弹性应变能的能力。
从应力条件看，围岩内高应力集中区的形成首先需要有较高的原岩应力。但在构造应力高度集中的地区，岩爆也可以发生在浅部隧洞中，甚至有可能发生在地表的基坑或采石场中。
洞室围岩表部岩爆经常发生在如下一些高压力集中部位:因洞室开挖而形成的最大压应力集中区，围岩表部高变异应力及残余应力分布区以及由岩性条件决定的局部应力集中区，断层、软弱破碎岩墙或岩脉等软弱结构面附近形成的应力集中区。
对地下洞室造成破坏的岩爆主要有三种形式:岩体扩容、岩石突出和振动诱发冒落。岩体扩容是指由于岩石的破碎或结构失稳而使岩体体积增大的现象，如果扩容的幅度很大且过程较为猛烈，就会给洞室造成危害。当远处传来的扰动地震波能量较高时，可直接将洞室围岩碎块以非常快的速度(可达2～3m/s)弹射到洞室中而形成灾害，这就是以岩石突出形式发生的岩爆。振动诱发岩石冒落是当洞室顶部有松动岩块或存在软弱面时，在扰动地震波和巨大重力势能作用下发生垮落的现象。
3.岩爆的预测及防治
(1)岩爆的监测预报
对岩爆灾害的预测包括对岩爆发生强度、时间和地点的预测。由于地下工程开挖和岩爆现象本身的复杂性，岩爆的预测工作需要考虑地质条件、开挖情况以及扰动等许多因素。以往的岩爆记录是预测未来岩爆的重要参考资料。
岩爆的预测预报可以分为两个方面:①在试验室内测量煤岩或岩块的力学参数，依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度;②现场观测，即通过观测声响、震动，在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报。目前国内外常用的岩爆预测预报方法有钻屑法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法和统计方法等(张斌等，1999)。
1)钻屑法或岩心饼化率法:对于强度很高的岩石，若钻孔岩心取出后在地表发生饼化现象则表明地下存在较高的地应力，可根据一定厚度岩心中岩饼数量的相对大小来进行判断。在钻进过程中，还可借助钻孔中的爆裂声、摩擦声和卡钻现象等动力响应进行辅助判断。
2)地震波预测法:利用已发生岩爆(诱发地震)的信息来预测未来开挖过程中的岩爆，并建立岩爆次数、大小、分布及其与地应力场变化的关系，从而预报大中型岩爆的时空位置及数量和大小。此外，还可以利用单道地震仪对掌子面及前方岩体进行监测，如沿水平线每隔1 m逐点测试岩石弹性波速度，采用强度概念推测发生岩爆的可能性等。
3)声发射(A-E)法:声波发射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基于岩石临近破坏前有声发射这一实验检测结果，它是对岩爆孕育过程最直接的监测预报方法。其基本参数是能率和大事件数频度，二者在一定程度上可以反映岩体内部的破裂程度和应力增长速度。岩爆发生前通常有一个能量的积蓄期，这一时期是声发射平静期，可以视为发生岩爆的前兆。这种方法可望在现场对岩爆进行直接的定量定位监测，是一种具有很大发展前景的监测和预报方法。
岩爆预测是地下建筑工程地质勘查的重要任务之一，在总结已有的实践经验和研究成果的基础上，国内外学者目前已建立了一些可行的准则。挪威曾采用巴顿的方法，将岩石单轴抗压强度(Re)与地应力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作为岩爆的判别准则:
1)当α=5～2.5时，有中等岩爆发生;
2)当α＜2.5时，有严重岩爆发生。
我国在一些工程实践中常采用巴顿法进行预测。例如贵州天生桥电站，根据巴顿法判断隧洞施工中可能有中等岩爆发生，工程开挖的实际情况证明预测基本成功(张倬元等，1994)。
此外，由于岩爆属于一种诱发地震，地震震级和发震时间的预报方法可用来预测岩爆的震级和发生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决，但在实践中已摸索出一些较为有效的方法，根据开挖工程的实际情况，可采取不同的防治方法。
1)设计阶段的防治对策:
·洞轴线的选择:人们通常认为洞轴线方向应与最大主应力方向平行，以改善洞室结构的受力条件。然而，使洞室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择，以减少高地应力引发的不利因素。
·洞室断面形状选择:洞室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽度高比等于侧压系数时，可综合考虑各种因素确定洞室断面形状。
2)施工阶段的防治对策:
·超前应力解除法:在高地应力区，洞室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象，可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破，造成围岩表部松动带，可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时，首先开采无冲击地压或一般冲击地压的煤层，作为解放压力层。回采时，要用全面陷落法管理顶板，不要留煤柱;对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
·喷水或钻孔注水促进围岩软化:在洞室的易发生岩爆地段，爆破后立即向工作面新出露围岩喷水，既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低，裂纹扩张传播的可能性减小，裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减少剧烈爆裂的危险性。
·选择合适的开挖方式:岩爆是高压力集中的结果，因此，开挖时可采取分步开挖的方式，人为地给围岩岩体提供一定的变形空间，使其内部的高应力得以缓慢降低，从而达到预防岩爆的目的。
·减少岩体暴露的时间和面积:在短进尺、多循环的施工作业过程中，应及时支护，以尽量减少岩体暴露的时间和面积，防止或减少岩爆发生。
·岩爆发生的处理措施:一旦发生岩爆，应彻底停机、躲避，对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录，仔细检查工作面、边墙或拱顶，及时处理、加固岩爆发生的地段。
3)合理选择围岩的支护加固措施:使开挖的洞室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态，同时，围岩加固措施还具防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有:①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固;②钢筋网喷混凝土加固;③周边锚杆加固;④格栅钢架加固;⑤必要时可采取超前支护。
(三)煤与瓦斯突出
在煤矿地下开采过程中，从煤(岩石)壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4，CO2)的现象，称为煤与瓦斯突出。大量承压状态下的瓦斯从煤或围岩裂缝中高速喷出的现象称为瓦斯喷出。突出与喷出均是在地应力、瓦斯压力综合作用下产生的伴有声响和猛烈应力释放效应的现象。煤与瓦斯突出可摧毁井巷设施和通风系统，使井巷充满瓦斯与煤粉，造成井下矿工窒息或被掩埋，甚至可引起井下火灾或瓦斯爆炸。因此，煤与瓦斯突出是煤炭行业中的严重矿山地质灾害。
1.煤与瓦斯突出的特征及其影响因素
煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯气体体积膨胀力联合作用的结果，通常以地应力为主，瓦斯膨胀力为辅。煤与瓦斯突出的基本特征是固体煤块(粉)在瓦斯气流作用下发生远距离快速运移，煤、碎块和粉尘呈现分选性堆积，颗粒越小被抛得越远。突出时有大量瓦斯(CH4或CO2)喷出，由于瓦斯压力远大于巷道内通风压力，喷出的瓦斯通常逆风前进;煤与瓦斯突出具有明显的动力效应，可搬运巨石、推翻矿车、毁坏设备、破坏井巷支护设施等。
发生突出的煤层具有瓦斯扩散速度快、湿度小，煤的力学强度低且变化大、透气性差等特点，大多属于遭构造作用严重破坏的“构造煤”。突出的次数和强度随煤层厚度的增加而增多，突出最严重的煤层一般都是最厚的主采煤层。突出的时间多发生在爆破落煤的工序。
煤与瓦斯突出灾害随采掘深度的增加而增加，其主要影响因素有矿区的地质构造条件、地应力分布状况、煤质软硬程度、煤层产状以及厚度和埋深等。一般说来，煤层埋深大，突出的次数多，强度也大。
此外，水力冲孔和震动放炮可使地应力作用下的高压瓦斯煤体在人为控制下发生突出。
2.煤与瓦斯突出的预防措施
预防煤与瓦斯突出的技术措施主要有以下4种:
1)首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层。由于受采动影响，地应力以弹性潜能得以缓慢释放，煤层因卸压而膨胀变形，透气性增大，或者因层间岩石移动形成裂隙与孔道，有突出危险的煤层中瓦斯缓慢排放而使瓦斯压力和瓦斯含量明显下降，从而避免或降低煤与瓦斯突出的危险。
2)在有突出危险的煤层内均匀布置钻孔并预先抽放一定时间的瓦斯，以降低瓦斯压力与瓦斯含量，并使地应力下降、煤层强度增加。
3)在工作面前方一定距离的煤体内，超前钻探一定数量的大口径钻孔，使煤层内的瓦斯得以提前释放。
4)利用封堵、引排、抽放等综合方法处理洞穴内积存的瓦斯。
为防止煤与瓦斯突出造成严重危害，必须加强煤层顶板管理和地应力监测，加强职工安全教育。
⑻ 煤矿地质灾害治理产生的工程煤可以自行处理吗
青东煤业利用塌陷超前复垦式处理煤矸石堆放占污染难题行性研究
摘要 ：煤矿采程引起两环境问题：煤矸石堆积占污染采空区表塌陷问题煤炭企业持续发展亟待解决问题由于新建矿井前期采空区塌陷短期内难形规模造煤矸石处理问题更突本文通塌陷区内进行超前复垦技术煤矸石处理塌陷复垦机结合起赢良经济效益态效益
关键字：煤矸石处理；采空区塌陷；超前复垦；效益；行性研究
abstract: coal mining in the process, can cause two big environment problem: coal gangue piles up the subsidence and covers an area of pollution problem, it is the coal enterprise in the sustainable development of the problem to be solved, because the new mine taxiande mined-out area in the short term to form scale, to deal with problems caused by coal gangue is more prominent. this article through the water reclamation technology advanced, the processing of coal gangue and taxiande reclamation organic unifies in together, and win good economic and ecological benefits.
keyword: coal gangue processing; irregular shape etc; advanced reclamation; benefit; feasibility study
青东煤矿矿井井田及矸石存量、塌陷影响范围概况
青东煤矿简介
青东矿井位于安徽省濉溪县与涡阳县交界处行政区划属于濉溪县(见图1-1)该矿资源条件比较、储量丰富、建设条件优越淮北矿区总体规划10矿井型矿井属家鼓励建设
型现代化矿井青东矿井采用三水平采水平标高-620m二水平标高-920m三水平标高-1200m矿井设计服务限68.7
图1-1青东煤矿矿井理位置
青东矿井及选煤厂由淮北矿业集团限公司投资建设青东矿井属新建煤矿资源发项目设计原煤产能力1.8mt/a;配套坑口选煤厂属新建原煤洗选加工项目设计原煤入选能力1.8mt/a.
1.2矸石山存量及产矸石概况
自2004青东煤矿始筹备现矿井采产矸石直未效处理目前青东煤矿矸石总量、矸石山高度偏高、矸石山占面积逐增加（见表1-1及图1-1）些利素能引发矸石山自燃、崩塌等灾害外根据集团公司达近巷道掘进进尺数2012—2016预产矸石量统计（见表2）我矿煤巷、岩巷掘进均产矸石量约45.8万吨,另外按产煤量20%计提矸石青东矿综采产矸石18万吨/进步加剧我矿矸石处理严峻性迫切性
1.3塌陷影响范围概况
青东矿井全井田采结束形沉陷区面积54.20km2其积水区（沉2m）面积20.32 km2其沉深度10.8m根据表变形预测值结表明青东矿井煤矿采引起水平拉伸变形值较般产裂缝等非连续变形首采区全井田采表沉值、表倾斜值、表曲率值、表水平移值表水平变形值见表1-3.
2、超前复垦理析
【1】超前复垦称作预排矸充填复垦技术建井程产初期采空区表预计要发沉区表土取堆放四周按预计沉等值线图矸石预先排放矸石充填预定水平待稳沉与表标高致再堆放四周表土推矸石层覆土形耕种农田实现煤矸石害化处理处置目标
82采区超前复垦具体施工工艺流程效析
2.1.182首采区情况介绍
青东矿82首采区北至-585m等高线东至f11断层西至f6及fs96断层南至fs11-1及fs98断层面积约1.15km282采区表第四系及第三系层覆盖层平均厚约260米面势平坦没河流经工沟渠纵横面村庄罗庄、陈油坊、刘菜园、辛庄及李庙等采面能形塌陷区（见表2-1）由井井照图知82采区内726、728、828及二、三水平综采面采煤总厚度约 7.5—8.5m通采沉陷技术预计沉陷量82采空区平均沉深度5.17m预计复垦标高约5—6m
2.1.2具体施工工艺流程
具体实施阶段：1、根据产技术部测量设计单位提供数据资料选定超前复垦区域（优先选取塌陷区域内村址区域）；2、先表土进行剥离约1m表土、底土等适于植物层物质均应进行保护性堆存利用优先用作塌陷复垦土壤重构用土；3、做矸石山填区域内防渗、集排水措施（【2】采用土工布料作业土工布料种功能产品具排水、滤、隔离、加筋、防渗、防护六功能）防止淋溶水污染表水水；4、矸石运抵填区域进行均匀填埋、层压实操作待堆积高度达设定高度【3】并矸石废弃物引入微物促进植物根瘤菌促进植物迅速、加快固体废弃物风化土待充采稳定超前填区域进行覆土（考虑土壤耕层、作物种类及水土流失素佳复垦土壤部覆盖层厚度600mm）其改造耕种补充用努力形耕——煤矿采煤沉陷——综合治理——形新耕——综合利用占补平衡局面
2.2超前复垦工程结束关遗留问题解决办
由于采空塌陷区沉降速率相比较缓慢免造两三内预排矸石高面定高度局面遇雨水气量矸石淋漓水能周边农田造污染；堆积矸石没采取效加固能造质灾害解决些问题采取周边及修整疏水沟渠解决矸石污水排放问题减少农业产影响填程除堆积矸石进行加固外坝面、坝坡应采取种植植物覆盖等措施防止扬尘、滑坡水土流失待表沉陷稳定区域进行规模平整修复其变永久性用耕
3超前土复垦效益析
3.1经济效益
矿井产煤矿石及运往预塌陷区域既解决煤矸石堆放占问题续土复垦完部工程另面征费用般要超复垦所需费用几倍所进行式土复垦仅利于农业持续且优先解决全局处理煤矸石重难题同企业节省数量观征费用降低原煤产本；并且完土复垦家相关职能部门依据复垦规模质量给予企业相关政策补贴奖励由见超前复垦解决矸石处理难题且给企业带良经济效益
3.2环境态效益
超前复垦环境效益显易见进行超前复垦面矸石山土压占污染另面沉陷区面裂缝、滑坡支离破碎水土流失更加严重矿区态环境遭受严重破坏所煤矿沉陷区矸石山压占土统规划进行复垦实质矿区环境综合治理工程重要组部【4】煤矸石用于沉陷区充填治理仅使采矿破坏土资源重新利用且处置煤矸石既美化环境恢复矿区自态收资源发与保护环境双重效益
3.3社效益析
（1）明显改善矿区态环境减少矸石堆积引起土壤侵蚀气飘尘矿区事产、管理、员提供良态环境空间
（2）采煤沉陷区经覆土造治理改良转变苗圃种植、经济林、水产养殖塘土利用等级提高经济效益比原耕草高
4、结论
论理论依据具体实施程超前复垦案行性值肯定于新建矿井煤矸石处理问题解决积极意义同实现复垦经济效益、社效益态效益统
参考文献
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[2] 王萍 胡振琪. 煤矿区土复垦土工布技术应用浅谈（b）.2008（12）
[3] 范英宏,陆兆华,程建龙,周忠轩,吴钢;煤矿区主要态环境问题及态重建技术[j];态报;200310期
[4] 夏斌土复垦技术淮南矿区推广应用（b）山东煤炭科技 2009第3期
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希望能借鉴
⑼ 矿山开采过程中引起哪些地质灾害
地面矿山地质灾害
主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等专，
井下矿山地质灾害属
主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。狭义的矿山地质灾害是指发生在井下的地质灾害。
在各种矿井中，以煤矿最严重，其矿井地质灾害种类多，发生频率高，分布广，破坏损失最大。除煤矿外，铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿和一些非金属矿也有不同程度的矿山地质灾害。开采放射性矿产，还有放射性灾害。
望采纳