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一、露天煤礦開采引發的環境問題
1、露天煤礦開采對土地的破壞
露天煤礦區對土地資源的破壞主要表現在露天采場的直接挖損、外排土場壓占土地和工業廣場的占用等。挖損是對原地表形態、淺部地層、生物種群的直接摧毀，致使原土地不復存在，壓占是挖損過程中產生的廢棄巖土堆置于外排土場上造成原地貌功能的喪失一挖損和壓占等工程活動直接破壞了表層的植被，導致這一區域原先處于相對穩定的系統受到干擾，使區域內的土地利用、植被覆蓋、地貌、保水力等生態因子發生巨大的變化，占用使原有的土地利用類型變為容納廠房、選煤場、運煤鐵路、排土道路、供電線路以及排水管道等工礦用地。
據不全完統計，我國露天開采平均每萬噸煤破壞土地0.24 hm2，其中采場挖損破壞0.08hm2，外排土場壓占0.16hm2。尤其是傾斜煤層的凹陷露天礦因不能內排或內排量較小，剝采區不可能在開采閉坑時恢復為原始地形，剝離廢石外排占用土地量更為巨大。
如撫順西露天礦形成的礦坑東西長6.6km，南北寬2.1km，面積達10.87km2，3個廢棄矸石排土場面積達20.2km2；阜新海州露天礦長4km，寬2km，深350m，面積達8km2，排土場面積達14.7km2。露天開采活動在如此廣大的范圍內延續幾十年至近百年，對生態地質環境的影響之大、危害之多、治理之難可想而知。
2、地表水和地下水污染問題
露天煤礦閉坑后，對地表水和地下水污染最嚴重的是露天煤礦排土場淋溶水。排土場的煤矸石中富含堿金屬、堿土金屬和硫等，大氣降水淋溶了煤矸石中的無機鹽類，含無機鹽類的淋溶水流入地表水體會對地表永體造成污染，滲入地下含水層，也會污染地下永體。阜新新邱露天煤礦排土場附近于家溝地區的地下水體就是由于露天煤礦排土場淋溶水滲入地下使其受到了嚴重的污染而導致不能飲用的。
此外，露天煤礦閉坑后，采場周圍水體和大氣降水匯入采場礦坑，也會由于礦坑積水浸潤采場的殘煤露頭，而使煤層中的硫和重金屬等污染物質溶入水體而使地下水受到污染。
3、大氣染污問題
露天煤礦排土場污染最嚴重的因子為剝采區、排土區和運輸道路兩側一定范圍內的粉塵（TSP）。另外含有因少量煤矸石和殘煤在大氣中慢慢被氧化而可能發生自燃，產生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害氣體，對大氣造成，污染。
對某露天礦區的現場監測結果顯示：大氣污染物主要是總懸浮顆粒物（TsP）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）。研究表明；TSP的含量遠遠超出二級國家環境空氣質量標準，因此為主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交兩個時期會出現兩個污染高峰期，表現出明顯的季節特征，與氣象條件緊密相關；氣體污染物高峰期均處在冬季前后，在每年的夏季濃度最低，CO、SO2的濃度與煙霧出現次數呈正比關系，主要是由于殘煤自燃引起的。
此外，我國露天煤礦排土場大多沒有土地復墾和再植被，每個露天煤礦的外排土場都會形成一個幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地，春秋時節，荒漠化的排土場所產生的揚塵等亦會使周圍大氣造成嚴重的TSP污染。
4、露天礦閉坑后地質環境的變化與環境地質災變發展趨勢
露天礦閉坑后地質環境將發生改變，環境地質災變有進一步發展的趨勢，主要體現在水文地質環境的變化。露天礦閉坑前為維持正常生產與邊坡安全的全套疏干排水系統，在采礦結束后不可長久維持，一旦停止，則地表水、地下水將向礦坑匯集，原來的疏干邊坡（簡稱為干邊坡或干坑）將逐漸充水成為濕邊坡，使邊坡巖體含水量增大，強度大幅下降，地下水水位上升，邊坡穩定性下降，從而發生滑坡、塌陷等地質災害。
許多露天開采的礦山，下部曾由地下開采過，巖體受到擾動、破壞發生沉陷，再在露天開采與地下開采的復合作用下，邊坡巖體被切割、再度破壞與擾動，隨著終采閉坑，邊坡將加陡至最終幫坡角，這樣脆弱的邊坡在自然與人工營力如暴雨。地震或礦震等作用下更易發生滑坡、塌陷。
所以，如不能提前采取合理的治理措施，則露天礦閉坑后地質環境必然惡化，環境地質災害發生的危險性也必然增大。
二、露天煤礦開采引發環境問題的原因
我國露天煤礦開采環境問題復雜、多樣、特殊、敏感，由于特定歷史因素對礦業城市地質環境和生態環境的影響和破壞非常巨大。隨著國家環保意識增強，80年代以來建的新礦區環境狀況有所改善，有的礦區達到了較好水平，如神華集團神東公司的馬家塔露天礦就比較好地解決了露天開采中環境恢復和治理問題。因此總結這方面的經驗教訓意義是重大的，對搞好露天煤礦開采環境問題的防治是非常必要的。
在計劃經濟時期，煤礦企業利潤都上繳國家而很少投人由開采造成的環境問題治理經費。如撫順西露天礦、阜新海州露天礦這樣的國有大型礦山企業，所產煤炭、所創利潤和效益基本上均上繳國家，而幾十年來開采帶來的嚴重的環境危害卻留給了地方，露天煤礦開采初期和中期環境危害的范圍均較小，沒有引起決策者、管理者和采礦者的注意。加上環保意識薄弱而使環境隱患越積越多，幾十年后造成了環境的惡化和災害的發生。無法回避的是，歷史沉淀這些環境問題。只有依靠各級政府加大投入或積極組織才能逐步地治理和恢復。
露天煤礦開采環境問題根本上說是人類采礦工程活動使環境發生變化或惡化。這就需要決策者、管理者、生產者有戰略眼光和戰略胸懷，不僅僅關注自身的、近期的經濟效益和繁榮，還應從保持社會經濟可持續發展、愛護_人類居住的家園的高度去從事露天煤礦開采，主動地、積極地利用開采工程改善、美化周邊環境，變有害為無害。變不利為有利，實現資源開發和環境保護的協調發展。
三、露天煤礦開采環境問題的治理對策
1、區分環境問題歷史舊賬和新賬，從而明確環境恢復治理的主體和責任人。要由目前的礦山企業來承擔歷史遺留的環境問題的治理顯然是不現實的。因此盡早區分歷史舊賬和新賬，是明確環境恢復治理責任、內容、資金來源和實施主體的重要前提。
2、完善、修改的制定包括露天煤礦開采在內的有關標準、規范，使礦山開采的環境管理和治理具有可操作性、規范，使礦山環境管理和治理具有可操作性、針對性和科學性。實現露天煤礦開采從勘查、建設、生產、閉坑全過程的管理和監督有法可依。實現露天煤礦開采環境的改變―破壞一恢復―重建的良陛循環。促進可持續發展。這就從源頭避免、減少了環境問題的危害和地質災害的發生。
3、露天煤礦建設開采的規劃要充分考慮開采至最終境界可能帶來的環境問題和災變。規劃和設計中要充分考慮不要在可能的環境災變區設計民用與工業建筑。這一條對新建露天煤礦是必要的。
4、在地質環境問題較嚴重的露天礦，建立環境地質監測網站和地質災害預警系統。主要針對已經建設和正在生產的露天煤礦且環境災變問題已經存在并影響、危害地面建筑和人民生命財產安全情況下建立。如撫順發電廠及地面興平路等均建有地面變形監測線網，實時監測并預測變形趨勢，為及時采取災害防治措施，避免損失提供依據。
5、老的露天煤礦開采已幾十年，造成的環境地質災害已成事實的情況下，防治對策建議遵循兩條原則：一是避讓原則。不要在災害區內布置工程建設和居民建筑，已有的盡量考慮搬遷？二是針對性治理原則，對不宜搬遷的重要設置和建筑，采取針對性治理措施，如加固、屏蔽、采礦回填、邊坡壓腳等。宣進行幾個方案的技術經濟比較，要綜合考慮技術可行性、經濟臺理性和安壘風險性。
關鍵詞：露天煤礦；電氣系統；事故隱患；安全防護；管理
眾所周知，露天煤礦施工環境十分惡劣且復雜，在開采過程中受到氣溫、降水等外界因素影響很大，而且容易發生各種安全事故，因此，露天煤礦的管理建設工作的重點應全力放在降低安全事故發生率上，更不可忽視電氣系統在露天煤礦中所存在的不安全因素，因為，據不完全統計，露天煤礦在生產作業中所發生的安全事故，百分之六十都是由于電氣系統設備故障造成的。這樣不僅給煤礦開采進度帶來影響，最重要的是對操作人員的生命安全造成威脅。
1 露天煤礦電氣系統存在的事故隱患
由于電氣系統的選型不合適、電纜超載、分斷能力不足等設備或是設施的問題，十分容易引起電氣事故，具體表現在以下方面：
1.1 斷路器、開關遮斷容量不足
斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關合、在規定的時間內承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關裝置。如果斷路器、開關遮斷容量較小時，分段短路電流能力差，可造成因瞬間短路故障增大熱量而使設備或電纜燃燒，發生火災，輕則導致一些礦區停電停產[1]，耽誤工程進展速度，重則造成財產巨大損失以及人員的傷亡。
1.2 雷擊過電壓帶來的事故隱患
雷擊過電壓是指，當帶有負電荷的云層在物體上空時，由于電容效應，地面物體朝向云層的表面將聚集相應的異性電荷。當云層的電荷與其他物體或云層發生閃電或雷擊后，云層內負電荷迅速消失，電容效應也立即消失，聚集在物體表面的正電荷也立即流向大地，由于電流較大，會在流動的路徑上由于電阻的原因產生很大的電壓。雷電災害作為大自然災害的重要組成部分[2]，其危害無可厚非，特別是夏季，雷雨交加季節，如果由于雷擊過電壓、電流產生火花或是擊穿電纜設備，出現短路問題，電流產生的火花甚至短路問題帶來的火源再將油污、電纜等易燃物品點燃，會直接引起火災，這時配電室內沒有充足的滅火設備或是沒有及時安裝通風排煙設備，會導致火災很難控制，甚至可能引起事故范圍不斷擴大，停電、停產、人員傷及在所難免。
1.3 主變壓器容量不足，電源線路強度不夠
露天煤礦存在一個非常嚴重的問題，主變壓器容量不夠，事故一旦發起，直接導致其他的變壓器供電能力大大減弱。而且電源線路缺少強度保證，導致電源線路一旦遇到大雪、大風、冰雹等惡劣天氣的影響，很容易造成塔桿倒下、電源線路斷掉，最終停止開采工作，容易給露天煤礦的施工人員帶來生命危險，造成人身財產安全惡劣后果。
1.4 機電保護設備質量不過關
由于露天煤礦疏于管理，采購人員在采購時由于各種原因，采買一些不合格淘汰產品，如果繼電保護裝置存在缺陷[3]，常出現閘口越級跳閘、無故停電，進而事故范圍與影響力不斷擴大。
1.5 露天煤礦電氣設備不完善，造成火花事故
近年來，露天煤礦由于電氣設備不完善，頻頻發生火花事故，據調查得知，引起火花事故的原因有以下幾點：
首先，露天煤礦的電氣設備安裝、維修不當[4]，導致在開關觸點分-合時產生電火花，直接帶來安全隱患問題。
其次，露天煤礦帶電電纜由于外力原因拉脫、破損、電纜絕緣下降容易造成系統短路、接地，引發電氣火花。
最后，露天煤礦電氣設備保護失靈，當出現過流、短路、接地等電氣事故時拒動，使設備、電纜過載、過熱印發電氣火花。
1.6 開關柜閉鎖帶來的事故
煤礦開關柜閉鎖忘記安裝或失靈的情況下，操作人員會進行錯誤操作，工人在帶電狀態下進入開關內部，后果不堪設想，人員會發生觸電，造成人員的傷亡。
1.7 露天煤礦電氣系統大范圍停電事故
第一，在安裝電纜時，不小心出現磨損、破皮等問題，雷雨天地面潮濕，容易引起失火現象，最終可造成電氣系統大范圍停電；第二，由于電纜、電氣系統短路，在操作時電氣裝置不受用，可造成越級跳閘[5]，引起大范圍停電事故；第三，不該用單回路供電設備時用了單回路供電。
2 露天煤礦電氣系統實際管理現狀
新形勢下，煤礦安全事故一方面給施工作業進度帶來影響，另一方面，給人身財產安全帶來威脅，因此，露天開采單位必須要加強對開采現場電氣設備的有效管理、科學使用，進而提高開采效率，保證生產安全，提高國家、社會的經濟利益。
2.1 露天煤礦電氣設備的購買受資金等因素的制約性較大
露天煤礦主要依靠機械的全面自動化生產，多年以來已經形成了主要趨勢，很多大型電氣設備也得到了廣泛使用，從而極大的提高開采效率。但是，人們加大對電氣設備所帶來的經濟效益的同時，很多露天煤礦受到資金的限制[6]，購買回來的電氣設備一般都存在購買價格低、質量不合格等問題，這在一定程度上十分容易引起電纜失火等問題的發生。
2.2 露天煤礦電氣設備質量較差
電氣設備在露天煤礦作業中占有重要地位，由于露天煤礦開采環境的復雜性，對電氣設備的質量要求非常嚴格，但受到經濟利益影響較大，國內很多煤礦企業中所使用的電氣設備存在價格低廉、質量差等問題。同時由于露天煤礦沒有配備相關的檢測設備，在安全性能上沒有太多的保障，電氣設備在運行中，本應配備一些大型設備和監控設備，但由于長期缺乏管理，導致配備不齊全，在一些安全保護裝置上也存在相應的問題[7]，大部分設備處于一種“病態”，最終使得電氣設備在運行中漏洞百出，安全事故隱患也蘊藏于此。
2.3 露天煤礦電氣設備缺乏維修養護意識
有的煤礦企業單純追求經濟利益，過分的注重眼前的產量，嚴重缺乏對電氣設備的維修養護意識，沒有專門管理部門的管理，單方面存在一種機器壞的時候再去維修的思想，只能等到機器設備不能用時才去報修，很多機器設備由于常年不進行維修護理，在出現問題的時候，進行維修工作是有難度的，有的甚至不能進行二次使用，需要更換新機器設備，這樣極大影響工作進程，阻礙相關管理制度的完善，甚至造成的損失都無法挽回。
2.4 露天煤礦電氣設備管理人員專業素質低
露天煤礦電氣設備的管理工作繁雜，需要有專業人員的有效管理方可有所建樹，對管理人員的職業素養要求較高，但是目前情況來看[8]，我國露天煤礦電氣設備管理人員幾乎沒有專業的學習、培訓，實踐經驗更是少之又少。煤礦開采作業環境差，危險指數高，在機器投放使用上，很多電氣設備都在超負荷作業，出現機械故障的情況時有發生，并且使用的機器設備種類繁多，因此，管理人員的管理范圍較廣泛，這就更要求管理者全面提高自身的專業素養，繼續忽視管理工作的進行，生產作業中出現的問題也會隨之增多。
2.5 露天煤礦電氣設備管理機構不完善
露天煤礦企業的電氣設備管理機構不完善，缺乏合理的管理體系。例如在日常工作中，電氣設備的維修與養護工作只是依賴電工負責，而在實際操作過程中，電工的主要精力都放在生產上，幾乎忽視了電氣設備的管理工作。而且，露天煤礦企業的領導者對電氣設備的管理也不太重視，沒有完善的電氣設備專業的管理組織，管理工作思想極為落后，有的甚至是供電系統都沒有按照設計進行相應的施工，只是依靠電工工作者僅有的工作經驗而進行工作[9]，也沒有依照要求檢測電氣設備的性能與儀器儀表等。總之，露天煤礦電氣系統設備的管理機構存在著很大的問題，急需解決。
3 露天煤礦電氣系統存在事故隱患的解決措施
露天煤礦電氣系統存在的安全隱患雖然得到一定的改善，但很多現實問題仍得不到解決，如果不及時制止煤礦電氣事故的發生，給國家、給社會帶來的財產、人員傷亡不可設想，通過調查研究，給出以下改善事故發生的方法：（1）開關遮斷容量不足，有的是可以修復的，例如：更換新的滅弧介質。重合容量不足的開關應停用重合閘，可以通過調整運行方式，降低系統的短路電流，滿足開關的滅弧能力，或是更換新的開關。這段容量嚴重不足時，應改為“非自動”，作為負荷開關或隔離開關使用。（2）露天煤礦防雷工作必不可少，首先，露天煤礦企業要嚴格按照國家、地方法律法規以及防雷技術規范要求，認真排查地理、地質、氣候、環境、土壤等開采條件和雷電活動規律，然后根據露天煤礦特點設計安裝相匹配的防雷裝置，達到安全可靠、經濟合理以及技術先進等目標；其次，建議換成組合式過電壓保護器，換成相吻合的避雷器；最后，可以進行二次繼電保護工作，在繼電保護調試中模擬煤礦電站短路情況，可以靠近電站的過留速斷跳開[10]，因其對保護斷電系統具有可靠性，而且在輸電線路時，降低了雷電對段桿塔的襲擊，提高了雷擊桿塔的抗雷作用。（3）每年要全面加強統計用電負荷，跟進系統追蹤，一旦發生變化時，要及時計算短路電流，找到繼電保護的核算、實驗所要的科學準確的依據。增大容量負荷的使用時，要重新整改，并反復試驗。（4）露天煤礦電纜在連接固定時，一定要仔細多遍做好固定措施，并經常進行檢測、試驗、完善檢查制度。對電氣系統設備加大絕緣性能的測試，及時更換破損、掉皮的電纜線源，一旦發現其損壞現象，要及時停止使用，進行檢修，防止出現漏電而產生火花事故。（5）露天煤礦企業應該依據自身實際狀況，及時制定出完善的、合理的、可實施性的安全管理制度。如電氣設備的采買標準制度、電氣設備的安檢與維修制度、電氣設備進庫出庫的管理制度等，積極落實執行國家以及上級頒布的規章制度。（6）露天煤礦企業要不斷完善電氣供電系統反送電的規章制度和方法，減少反送電所帶來的觸電事故。對供電設備、開關柜號碼給予明確標記[11]，防止操作人員錯誤操作。同時，做好地面輸入電路電纜、變電系統的防雷裝置的安裝工作，在雨季來臨前，全面仔細的進行檢查測試，不能遺落每個細節。（7）露天煤礦企業要定期測試電網電容量的標準，如有超標現象要及時采取限制電容量的措施，防止全礦停電、停產。（8）加大露天煤礦視頻監控系統的安裝。隨著科技的飛速發展，視頻監控水平的進步，可以采取有效的安裝視頻監控系統來提高開采作業，特別是在露天煤礦中，安裝監控系統是對煤礦高效益、高產量、高安全性能的重要保障[12]，因此，安裝電氣系統的監控設備越來越成為露天煤礦管理中的一項重要內容，對露天煤礦電氣系統的安全作業提供保障，為露天煤礦開采提供有效的指導，同時還可以在事故中發揮及其重要的作用。（9）努力創新電氣設備維修模式。在過去的電氣設備管理中，機器設備只有在出現大故障時才可以報修，耽誤生產進度，但是在新形勢下，想要提高電氣設備管理水平就必須改掉傳統的管理模式，創新維修模式，做出規定，定期對電氣設備進行檢修，合理安排檢修時間、檢修負責人以及檢修機器數量等。一些陳舊的機器設備[13]，性能較低，出現故障率較高，因此，可以成立管理檢修小組，進行深入分析其運行狀態，對設備進行實時控制，加大檢修力度，確保降低成本的同時，提高機器設備的安全性。（10）加強人才培養，加大培訓力度。目前，露天煤礦電氣系統設備管理人才隊伍薄弱，普遍存在管理人員專業素養不高的問題，針對在崗人員應該進行定期的培訓，從而提高管理人員的專業素養，或是通過技術比練和崗位競爭等方式，增強工作人員的安全意識，調動工作的積極性。依照不同崗位進行相應的培訓，通過對技能知識的講解與技能實際操作，全面提高工作人員的專業素質[14]，為培養全能型的技術人才。（11）加大外委單位的監督管理。我國很多露天煤礦在維修電氣設備時都采取外委維修模式，為了提高設備維修質量，應加大外委單位監督管理。
4 結束語
露天煤礦開采工程越來越受到全社會的廣泛關注，煤礦電氣系統的安全問題在改革中不斷進步，加強注重人力、物力的投入時，更要針對發展現狀，努力改善煤礦開采中存在的問題，全面推動電氣設備管理工作進程，從而提高管理水平，促進我國露天煤礦事業的發展。
參考文獻
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[12]馬風虎.淺談露天煤礦安全管理措施[J].科技創新與應用，2016（6）：97-101.
(一)對土地的破壞
露天煤礦區對土地資源的破壞主要表現在露天采場的直接挖損、外排土場壓占土地和工業廣場的占用等。挖損是對原地表形態、淺部地層、生物種群的直接摧毀,致使原土地不復存在,壓占是挖損過程中產生的廢棄巖土堆置于外排土場上造成原地貌功能的喪失。挖損和壓占等工程活動直接破壞了表層的植被,導致這一區域原先處于相對穩定的系統受到干擾,使區域內的土地利用、植被覆蓋、地貌、保水力等生態因子發生巨大的變化。
(二)水污染問題
露天煤礦開采對地表水和地下水污染最嚴重的是煤礦排土場淋溶水。排土場的煤矸石中富含堿金屬、堿土金屬和硫等,大氣降水淋溶了煤矸石中的無機鹽類,含無機鹽類的淋溶水流入地表水體會對地表永體造成污染,滲入地下含水層,也會污染地下水體。此外,采場周圍水體和大氣降水匯入采場礦坑,也會由于礦坑積水浸潤采場的殘煤露頭,而使煤層中的硫和重金屬等污染物質溶入水體而使地下水受到污染。
(三)空氣染污問題
露天煤礦排土場污染最嚴重的因子為剝采區、排土區和運輸道路兩側一定范圍內的粉塵。此外,露天煤礦排土場大多沒有土地復墾和再植被,每個露天煤礦的外排土場都會形成一個幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地,春秋時節,荒漠化的排土場所產生的揚塵等亦會使周圍大氣造成嚴重的污染。
(四)環境地質問題
露天采礦形成的礦坑邊坡及排土場邊坡,由于地質構造、邊坡巖體、地表水及地下水作用、采礦工程活動等原因誘發一系列諸如滑坡、塌陷、泥石流等突發性或緩變性地質災害,危及該地區周邊工業企業與民居建筑的安全,造成人員傷亡及巨大的經濟損失。因此,滑坡、塌陷等地質災害貫穿于露天礦開采的始終,并有可能延續到閉坑后。
二、露天煤礦開采引發環境問題的防治對策
(一)土地破壞的防治措施
1、耕作層土壤和表層土壤是經過多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤,是深層生土所不能替代的,對于植物種子萌發和幼苗生長有著重要作用。應對礦區擬破壞的露天采礦場熟化的表土進行剝離,用汽車運輸到指定表土堆放場堆存,閉礦后直接作為露天采礦場復墾用土。
2、修建運輸道路時,要充分利用已有礦山運輸道路、鄉村道路,不占或少占耕地、林地。避開土壤狀況良好、植被生態復雜地段,減少對礦區植被和土壤的破壞。
3、采用機械、人工等方式對采場邊坡進行清理,清除松動、凸起的碎(塊)石。對平臺進行人工、機械平整,清除場地內較大石塊;休息室、表土堆放場建筑進行拆除、平整;區內道路進行平整、回填;平整后場地坡度要滿足復墾場地需求。
4、對平整后的平臺場地穴狀坑及采場邊坡平臺進行覆土,覆土來源為礦山開拓時剝離堆存于表土堆放場的表土。采用機械、人工等方式,剩余的表土采取就近的原則平覆于擬復墾林地的場地,覆土平均厚度≥0、5米。
5、礦區復墾土壤以生土為主,土壤養分含量和地力不足,恢復待復墾土地的肥力和生物生產效能,就必須采取恢復土壤、肥化土壤的措施。因此復墾的地塊根據當地情況增施農家肥與生物菌,林木落葉留底以提高土壤的有機物含量,改良土壤結構,改善土壤理化性狀,增加土壤肥力。
(二)空氣污染的防治措施
1、施工揚塵防治措施。土石方開挖避免在大風天氣進行,完工后及時回填、平整場地;工業場地輔助配套工程施工,首先做好路面硬覆蓋;易產生揚塵的建筑材料采用封閉車輛運輸;設置圍布、擋板,禁止高空拋撒建筑垃圾和起塵的料、渣土的 外溢;施工揚塵防治關鍵要加強施工管理,管理到位,可以有效減輕對環境的影響。
2、運營期地面運輸系統的防塵措施。輸煤系統帶式輸送機棧橋露天部分均加設皮帶罩棚,篩上設布袋除塵器集塵;在其周圍設置彩色防風擋板,阻擋煤塵的擴散。儲煤設施應采用圓筒倉儲煤方式;轉載點、原煤卸載站設置通風除塵裝置和噴霧灑水裝置。
3、采場、排土場揚塵治理。對采掘工作面,合理布置炮孔,正確選擇爆破參數和加強裝藥、 沖填等作業的管理,爆破前向巖體注射高壓水,或利用灑水裝置;鉆機設袋式集塵器,爆破后灑水降塵;配備灑水車往返于坑內外道路,對排土場工作面及其與采掘場之間的道路進行經常性地灑水,以增加路面、 作業面積塵濕度。排土場定期碾壓,降低起塵。對已經結束排棄的排土場平臺,在不影響整個露天礦排土作業的條件下及時覆土綠化;沿固定幫坡種植防風林帶。
(三)邊坡防治措施
1、高度重視露天礦邊坡管理工作,建立健全邊坡安全管理機構制度,剝采生產應嚴格按照設計給出的邊坡角、平臺進行留設,嚴禁越采超挖。
2、采用邊坡穩定性雷達或邊坡監測機器人加強邊坡變形監測工作,及時掌握邊坡變形的動態情況和規律,對于出現的任何局部、小規模的邊坡坍塌滑落還要進行專門的分析和治理方案設計。
3、露天礦地下水豐富,建議建立完善的疏干排水系統,在采場發現出水點,詳查后打水平孔,釋放靜水壓力,夏季暴雨會給采場邊坡穩定性帶來威脅,此時要加強疏干,特別是斷裂帶和煤層頂底板的弱層,一定要詳查,做到“有疑必探,先探后采”。
4、建立日常的巡查監測制度,特別是春季解凍期、雨季或坡面上出現沉陷裂縫時更要加強巡查監測,一旦發現異常情況(如邊坡有明顯失穩先兆)及時預警避讓,或采取防治工程措施。
5、抗滑樁是穿過滑坡體深入于滑床的樁柱,用以支擋滑體的滑動力,起穩定邊坡的作用,適用于淺層和中厚層的滑坡,是一種抗滑處理的主要措施。
(四)水污染的防治措施
1、修筑截礦山排水溝渠。礦山排水溝渠溝建于礦場四周,當雨季降水量大,既起到阻擋作用,而且還起到梳流作用。
2、河流改道。針對穿過礦區的河流,必須對河流進行改道遷徙,路線改道應選擇短,地勢平緩弱滲水地段。同時還要考慮礦山的發展前景,避免二次分流。新河道的起點應該在河床沖刷易發區進行選擇,并與原有的河道河勢想適應。
3、調洪水庫。季節性的地表水流橫穿開采境界時,除采取改道措施外,須在礦區上游修筑調洪水庫截流和貯存洪水。
4、修筑攔河堤。當露天開采和附近的河流周圍地面水平的境界,湖白的岸邊標高相差較小,甚至低于岸邊地形時,應該修建岸邊護堤堰。防止河水漫灌到采礦場。
5、防滲帷幕。防滲帷幕防水是在露天礦開采境界以外,在地下水涌人采場的通道上,設定若干一定距離的注漿鉆孔,并依靠漿料在裂縫中的擴散,凝結組成一道擋水隔墻,所謂防滲帷幕就是指由若干個注漿鉆孔所組成的擋水隔墻。
關鍵字：煤礦；地質災害；防治策略
Abstract: Ccoal mining is one of the effect on geological environment serious human engineering activities. The human in the development and utilization of coal resources and change or destroy the geological environment of the mining area, resulting in many geological hazards, has seriously affected the survival of mankind. Practice has proved, a country or region's ecological destruction and environmental pollution, consistent development level in a certain extent and mineral resources. This paper introduces the main types of geological hazards in China due to coal mining caused and the control strategies.
Keywords: Coal mine; geological disaster; prevention strategy
中圖分類號：TD82文獻標識碼A 文章編號
引言
隨著社會經濟的高速發展，人們的生活需求不斷提高，現代人類活動也已經成為強大的地質營力作用到自然地質環境中。自然地質災害和人為造成的地質災害的危害越來越突出，不僅給人們的生活帶來嚴重影響，甚至對社會經濟的發展產生了直接的影響和制約。礦產資源開采中，煤礦開采誘發的地質災害最為嚴重，也是制約經濟的主要因素之一，如何有效地防治煤礦開采導致的地質災害的發生早已成為備受關注的課題。下面重點介紹煤礦的主要地質災害類型及其相應的防治策略。
煤礦開采對礦區環境的影響主要表現在由礦坑疏干排水所造成的地面塌陷，泉水枯竭，河水斷流以及區域地下水位的下降；深井的排水或者注水誘發的地震；地面的開挖和地下的采掘引起的崩塌、滑坡、地面開裂以及沉陷；礦山剝離堆土和礦渣堆積而占用土地以及淤塞河道而導致山洪或礦山泥石流的發生；露天采礦不僅僅會破壞地貌景觀，還經常引起滑坡、滑塌、崩塌以及泥石流等地質災害，形成礦山荒地，加速水土流失。
一、煤礦開采引起的地質災害類型
（一）煤礦開采造成的地面塌陷與地裂縫
采用地下開采的煤礦，由于采空區上覆巖土體冒落或變形而在地表發生大面積變形破壞的過程，為礦區地面變形地質災害。如果地面變形呈現面狀分布，則為地面塌陷；呈現線狀分布，為地裂縫。
地面塌陷與地裂縫不僅破壞土地資源，影響農業生產，還對城鎮建筑物、鐵路、公路和橋梁、水壩等造成不同程度的損壞，影響正常的生產和生活。據初步統計，我國因采礦引起的地面塌陷面積達1150平方千米，近40個城市發生塌陷災害。半個世紀以來，山西省大同煤礦累計形成450m的采空區，在地表形成近百個塌陷坑。河北開灤煤礦累計地面塌陷面積約100m等。
（二）地下開采造成的地壓災害
地下采礦最基本的生產過程就是破碎和挖掘巖石與礦石，同時維護頂板和圍巖穩定。如果對地下洞室不加以支撐和維護，則洞室圍巖就會在地應力的作用下發生變形或遭到破壞。礦井中，由地壓造成的災害主要有頂板下沉和垮塌、底板隆起、采場冒落、煤與瓦斯突出及巖爆等；對于露天煤礦，常常造成滑坡、崩塌、傾倒等邊坡失穩等。
1.煤與瓦斯突出
煤與瓦斯突出是在煤礦地下開采過程中，大量煤粉和瓦斯從煤壁向采掘工作面瞬間突然噴出的現象。煤與瓦斯突出通常是地應力作用的結果，有時會受到瓦斯膨脹力的影響。煤與瓦斯突出不僅可以摧毀井巷設施和通風系統，使井巷充滿瓦斯與煤粉，造成井下礦工窒息或被掩埋，甚至可以引起井下火災或者瓦斯爆炸。
中國屬多瓦斯突出災害的國家之一，在統配煤礦中有煤和瓦斯突出危險的礦井約占47%，發生煤與瓦斯突出的累積次數達8000次以上。迄今為止，發生在我國的最大的一次煤與瓦斯突出事故是1975年8月8日發生在重慶天府礦務局堿匯壩洞主平洞，一次突出巖石1.3×10t，煤8000t，瓦斯140×10m。這次事故是在主平洞揭穿6號煤層放震動炮時發生的。
2.巖爆
巖爆又叫做沖擊地壓，脆性煤、礦體或巖體因承受強大地壓，在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。巖爆發生時，巖石碎塊或煤塊等突然從圍巖中彈出，拋出的巖塊大小不等。大型巖爆通常伴有強烈的氣浪和巨響，甚至使周圍的巖體發生振動。巖爆可使洞室內的采礦設備和支護設施遭到破壞，甚至還會造成人員傷亡。
3.礦井突水
礦井突水是煤礦開采中發生的嚴重并常見的地質災害之一。在煤礦開采過程中，隨著開采深度的加大以及地下水的深降強排，產生巨大的水頭差，使煤層底板受到來自下部灰巖地下水高水壓的威脅，；在構造破碎帶、陷落柱和隔水層薄的地段經常發生突水事故，嚴重影響著煤礦的安全生產和經濟效益。
(三)露天邊坡失穩
露天邊坡是露天礦最主要的結構要素，邊坡的存在貫穿于整個礦山開采過程中。露天礦邊坡穩定性問題是影響礦山生產與安全的重大問題。
撫順西露天礦是中國最早開采的露天煤礦，1945年發生邊坡滑落，移動土石方達750×10m，埋沒了全部采煤工作面，導致兩個大的運輸系統停止運行達12年之久。
煤礦地質災害的防治策略
（一）查明礦區的地質構造，提前做好減災防災工作
各類地質災害都是在一定的地質構造背景下發生的，特別是一些活動構造如斷層等。然而越來越頻繁而無節制的人類工程活動在地質營力的基礎上只會加速地質災害的發生，甚至使災害程度更加嚴重。因此，查明礦區內構造的性質、特點及其活動程度等，尋找出不穩定的活動構造，認識地質災害產生的原因，及時分析出地質災害可能的分布規律，合理規劃煤礦開采活動的進行。提前做好地質構造勘查工作，對礦區井下地質災害危險性評價，做好災害的預測工作，及時做好防災減災工作。
（二）在地下礦井中建立良好的通風系統，以降低瓦斯爆炸的可能性
確保礦井通風是防治礦井內瓦斯聚集的有效預防措施?！睹旱V安全規程》中嚴格規定，所有礦井都應配足風量，實行機械通風、分區通風、上行通風；禁止攜帶火柴、香煙等易燃物品下井，在瓦斯礦井應選取標準規格的、安全型的電器設備，放炮前后進行瓦斯檢測；注意防火；建立瓦斯檢查制度及時處理積存的瓦斯。此外，還要注意防止漏風，主要進出風巷道要密閉，控制風流量的設施要嚴格安標準施工。
（三）邊坡維護與加固
對露天煤礦的邊坡應進行經常性的檢查和維護，以保證邊坡穩定，防治災害的發生。建立一支專業的、專門進行邊坡維護加固的隊伍，加強檢查維修，必要時采取人工植樹、種草措施，砌筑局部擋土墻，預埋木樁等進行人工加固。在邊坡附近進行爆破作業時，應采取減震爆破法等方法，加密孔距，以防治爆破時發生邊坡失穩。
此外，在露天邊坡上還應設置排水或隔水系統，防治雨水沖刷邊坡或者深入到地下侵入軟弱結構體，使邊坡內部結構容質災害防治易遭到破壞。
（四）相關政府部門應加強在地質工作中的領導作用
政府部門作為權威的領導，應發揮好帶頭作用。首先，相關部門應清楚的認識該地區的地質災害狀況，摸清地質災害底數，掌握地質災害分布規律，從而推測該地區哪些地方易發生地質災害以及這些地質災害可能的嚴重性和破壞性，根據這些信息就可以制定初步的防治計劃和措施。第二，政府應堅持每年組織專家組進行災前、災害中和災后的檢查與研究，遵循“以防為主，綜合治理”的原則。最后，政府應完善政府部門執行律法規的機構和體系；建立健全相關法律制度，并加強執法力度；建立并完善該地區地質災害監測機構體系，以及時掌握地質災害動態；加強對各相關部門的監督管理，對存在問題的及時進行糾正，問題嚴重的要加大處分力度，以杜絕對災害防治工作中的疏忽大意等。
（五）在煤礦企業中全面加強地質災害宣傳教育工作，形成全民防災意識
做好煤礦地質災害防治工作，對人們進行防災知識的宣傳教育工作必不可少。煤礦企業應做到廣泛宣傳各種防災抗災知識，通過各種途徑做好教育工作，以提高人們的災害意識，要讓人們對煤礦地質災害有足夠的認識和重視。有效幫助人們做好在前預防，發生災害時不慌亂、及時進行自救，提高生存能力，減少災害損失。
結語
因為煤礦開采活動的大規模進行，已經嚴重影響人們正常的生產和生活，煤礦的安全生產越來越受到國家政府和企業的重視。因此，在煤礦地質災害如此嚴重和頻繁的現狀下，國家政府和企業應首先做好防災減災工作，合理開發礦山資源，加強科學管理，做好煤礦的安全性評價，只有這樣才能保證經濟效益的提高，確保煤礦安全穩定的發展。
參考文獻：
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通過筆者不完全的調查，在如今的露天煤礦的開采當中還存在以下幾個方面的主要隱患表現：1）部分開采面的坡度過于的陡峭，還有部分的陰山坎。2）沒有在相應的位置上安裝避炮房、報警裝置等。3）部分開采作業場出現積水過多、材料過于堆積的情況。4）煤礦生產的宕面沒能夠與生產人員居住場所、材料等加工場地隔離出規定距離。5）爆破時候用的導火索沒能達到規范的距離，應該超過1.2 m。6）部分電器設備過于陳舊、線路破舊不堪，在架設線路的時候也沒能夠按照規范進行。7）開采作業當中完全忽視安全生產，經常忘記帶安全帽等。
上述的露天開采的隱患僅僅是一部分，在開采作業當中還需要我們不斷的加強安全生產意識，才能夠有效的防止事故的發生。
2露天煤礦開采中事故發生原因及對策
無論是何種事故和隱患都有它發生與存在的原因。在露天煤礦的開采當中，技術、礦主，從業人員的安全意識淡薄、法制觀念不強、素質不足等都是其中的原因。
2.1技術
露天采礦涉及的工藝較多，包括穿孔、采裝、運輸和排土等四大生產工藝，露天采礦作業圍繞這四大生產工藝的特點，重點放在消除或者減弱安全隱患上，以便采取有效的安全對策措施，并考慮以下幾方面因素。
2.1.1穿孔
1）鉆機沿臺階邊緣行走時，機架實出部分距臺階外緣不得小于5 m。2）鉆車通過高壓線時，鉆機最高部分與高壓線的距離不得小于
5 m。3）鉆車通過坡道時，鉆架必須回位，以防鉆機傾倒。4）鉆孔時，鉆機司機室距崖邊最小距離不得小于1 m。5）落鉆架時，鉆架上下均不能站人。6）機械、電氣、風路系統安全控制裝置失靈，以及除塵裝置發生故障及損壞時，應立即停止作業，及時修理、維護和更換。7）牙輪鉆應配置除塵設施。8）鉆機夜間作業，照明設施要完善。9）鉆機開始運行前，應檢查機械周圍是否有人和障礙物。10）加強操作者的安全技術知識培訓，制定安全技術操作規程，提高操作者識別危險、有害因素的能力和防范突發事故的能力。
2.1.2采裝
1）電鏟調動時應組織專門隊伍專職調鏟。2）采裝工作面出現傘巖時，禁止電鏟正面作業。3）電鏟作業時，按規范操作，作業人員應佩帶個體保護用品。4）當電鏟作業時，任何人不得在電鏟懸臂和鏟斗下面及工作面的底幫附近停留，在任何情況下，鏟斗下都嚴禁站人。5）合理設計旁弓線，避免電鏟作業時鏟斗碰上架空線。6）在電鏟作業時，發現有懸浮巖塊、塌陷征兆、瞎炮，必須停止作業，將電鏟開到安全地帶。7）每臺電鏟都應裝有汽笛或警報器，在電鏟作業時都應發出警告信號。8） 加強工作面的除塵。
2.2管理
2.2.1事故與隱患的原因
1）眼光狹窄。近幾年煤礦企業雖然投入了大量的安全裝備等手段，但過于依懶，卻疏于管理，以致于收效甚微、難以實現煤礦企業的安全發展利益；另外，有的領導為了盡快實現短時間的利益或者是為了自己當前創造更多的政績，盲目的、不切實際的擴大煤礦的生產規模，嚴重的超人員、超能力生產，忽視了可能引發的安全問題；其次，有的領導層沒能夠完全理解清楚安全文化對于一個煤礦企業的長久發展所帶來的意義，沒能長期的、有效的堅持安全文化建設。2）管理局面過于混亂。為了確保煤礦能夠正常的運行和實現安全生產，需要建立一套完善、統一的安全管理制度?？茖W化、合理化、精細化的安全管理制度能夠讓全體人員在煤礦的安全生產以及管理當中做到有章可循，能夠大幅度的降低安全生產帶來的隨意性，將生產中的安全事故降到最低。但是，事實上，部分煤礦企業都是下了大功夫在目前的生產利益上，卻沒有花費很多精力去建立一套完善的、長遠的安全管理保障、措施體系，往往是有管理制度但缺乏系統性、協調性，各管各，造成安全管理混亂。
2.2.2事故與隱患的防止對策
1）完善煤礦企業員工的安全培訓。露天煤礦具有其自身特點，存在復雜的不安環境和不安因素。企業實現安全生產的前提條件是必須對員工展開安全培訓。煤礦企業內的每一個員工都必要充分認識到安全培訓與自身的生命安全有著直接的聯系，關系到企業的安全生產以及發展前途，是企業的大事、要事，不能夠敷衍了事，更不能夠走過場，要牢牢把握安全培訓工作，進行全面的統籌、科學合理的規劃，最終形成一套完善的規章制度。在開展安全培訓時，首先要做的就是全面、仔細地分析各類不同的需求，制定出相應的安全培訓計劃，并針對各類不同的計劃確定出科學合理的安全培訓內容，既要組織專業的、針對同一工種的局部培訓，尤其是要重視生產、業務、安全監測、管理等崗位的技能知識培訓，又要組織專業的、不分工種的全局培訓，不能為了培訓任務而培訓，必須達到規定的培訓時間和目的。2）規范煤礦企業的制度建設。強化管理力度、規范建設制度是企業安全化得以實現的本質保證。要確保煤礦得到規范化的運作，就必須要建立起完整的激勵機制、安全檢查，將檢查活動日?；?、規范化，并有效利用經濟這一杠桿促使責任追究制度和風險抵押制度得到健全，從而提高事故以及違章的代價。只有這樣做，才能夠促使煤礦企業整個的管理制度體系規范運作。因此，煤礦企業在建立各項標準、制度時，需要盡量細化、深入研究，在與煤礦的科學原理相符合的同時，還要避免出現管理漏洞，使標準、制度具備真正的、很強的規范性、可操作性和執行效力，確保每一個員工的每一個行為得到保障，進而在很大程度上做到超前防范，預防煤礦事故。3）武裝煤礦企業的安全科技投入。煤礦事故的物質構成基礎是物的不安全狀態?？v觀歷年來礦難事故發生的原因，幾乎或多或少地都跟安全基礎建設投入不足有關，所以在很大程度上，煤礦的安全投入水平影響著煤礦的安全生產水平。而煤礦安全投入的加強的關鍵點是煤礦安全科研投入的加強。因此，煤礦企業一方面應當積極、主動地爭取社會以及國家對安全技術以及科研創新的大力支持，及時強化自身與高等院校以及科研單位的合作，以地質構造超前探測、煤礦瓦斯區域預測、煤與瓦斯突出和沖擊地壓的預測預報、瓦斯爆炸預警等為中心，突出研究礦井突水、粉塵、火災等災害防治等關鍵的、重要的技術應用，提升企業救災、抗災、防災的能力。煤礦企業另一方面還要積極加大投入的資金量，著重改善煤礦的瓦斯監控、通風設施等安全裝備，同時有效改革采煤的方式方法。另外，煤礦企業還需要加快培養自身的安全隊伍建設，著力培養安全人才（比如利用近年來出現的注冊安全工程師等）建設安全管理信息化網絡，充分利用現代化的科技技術以及管理人才加強煤礦的安全管理。只有這樣，煤礦企業才能夠徹底地改變物的不安全狀態，有效武裝煤礦員工，提供出必要的物質技術基礎以成功預防煤礦的安全事故。
總之，對于開采露天煤礦來說，與開采地下煤礦在安全方面是完全一樣的，都是作業當中的重點與難點。在安全生產的這一個大課題中，減少人員、財產的損失才是第一要素。
參考文獻
[關鍵詞]開采沉降土地復墾沉陷治理環境效益
中圖分類號:TD8文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120085-01
平朔礦區位于山西省朔州市境內,煤炭資源豐富,這里既有安太堡、安家嶺特大型露天煤礦,也有井工開采的中小煤礦。礦區面積大1190km²,地質儲量3000Mt,礦區生產能力達15Mt/a。為國家特大型礦區。開采歷史較長,煤炭的開發為朔州的經濟快速持續發展提供了基本保證,然而煤炭的大規模開采對礦山及其周圍環境造成了嚴重的破壞,每年由于采動造成的地質災害,給當地人民群眾的生命安全和財產安全蒙上陰影,嚴重威脅礦山的正常安全生產。開采沉陷造成的礦區環境災害主要有土地塌陷或積水,農田減產或絕產、道路塌陷、房屋變形破壞等,這都是開采引起的巖層移動,是造成礦區塌陷災害和區域變形的根源,有效控制和減輕地面塌陷程度是解決此問題的根本之路。
一、露天煤礦邊坡控制技術
采礦工程直接涉及或影響到邊坡巖體的變形破壞特征、失穩模型,因此,對蠕動邊坡變形控制亦應以采礦工程為主要研究內容。
1.依據弱層的蠕變特征設計邊坡。邊坡變形主要由褐色頁巖泥化層控制,其變形特征主要取決于泥化層的流變特征,所以,在設計邊坡時應采用弱層的長期強度來驗算邊坡的穩定性,并以瞬時抗剪強度和長期極限抗剪強度來分析邊坡的變形動態。
2.控制地下水壓變化。地下水壓是影響邊坡變形發展的極敏感因素,疏干減壓是抑制或延緩軟巖邊坡蠕動變形進一步發展的有效措施。實踐證明,設計合理的疏干工程密度是消除或減小變形“階躍”,延緩變形發展的有效措施。
3.協調采礦工程。邊坡的管理和維護是控制邊坡變形的重要環節,應盡量縮短邊坡暴露時間和服務年限。因此,在選擇采礦工藝、采區布置、工作線推進方向和采空區利用等都應與邊坡工程管理結合起來,協調發展,并實施內排土壓腳工程,有效地減小傾倒滑移變。
4.制造人工裂隙,處理煤層含水。因為采煤的降深速度大于煤層疏干的降深速度。不把煤層中的水處理掉,采煤工作受到制約,光靠疏干井降深,時間長,滿足不了采煤降深的要求。找一點煤層底板等高線較低的點,打一口集水井,通過集水井能把這些水很快抽走。
5.做好地面防水工程,最大限度地減少采場匯水量。設排水溝,排水溝與主要泄洪河道貫通。
6.植被保護。礦坑排土場的生態重建工作,臺階平臺、邊坡坡面和塬頂平臺是主要的工程實施對象。排土場的最終平臺主要采用灌草帶狀混交模式,樹草種選擇檸條、羊草和披堿草,形成灌草叢;外排土場永久邊坡經穴狀整地后栽植沙棘,常綠與落葉樹木搭配、喬木與灌木結合、路基邊坡種草,起到生態防護作用的同時,美化環境。
7.土地復墾。土地復墾與露天礦開采計劃相結合,合理安排,實施邊開采、邊復墾、邊利用;土地復墾與當地農業規劃相結合,與氣象、土壤條件相適應,與土地利用總體規劃相協調,與當地的城鎮、道路等建設及生態環境保護統一規劃,進行地區綜合治理,有利于生產、生活,美化環境,促進生態的良性循環。
二、井工開采沉陷的防治技術途徑
沉陷破壞的防治技術途徑可以從兩方面考慮:(1)對開采沉陷的控制,即通過合理選擇采礦方法和工藝、合理布置開采工作面、采取井下充填法、覆巖離層帶空間充填等措施,來減少地表下沉,控制地表下沉速度和范圍,達到保護地表和地面建、構筑物與耕地的目的。(2)開采沉陷破壞的恢復和整治,運用土地復墾技術和建筑物抗采動變形技術,對開采沉陷破壞的土地進行整治和利用。
1.全部充填開采。充分利用洗、選煤場的優勢,將煤泥、矸石等廢料,輸送到井下采空區。煤泥通過管道、鉆孔,充填采空區,此項目已通過工業試驗。矸石經過輔助提升井運到井下,充填采空區。在煤炭采出后頂板尚未冒落之前,用固體材料對采空區進行密實充填,使頂板巖層僅產生少量下沉,以減少地表的下沉和變形,達到保護地面建、構筑物或農田的目的。
2.條帶開采。根據煤層和上覆巖層組合條件,按一定的采留比,在被開采的煤層中采出一條,保留一條。由于條帶開采僅是部分地采出地下煤炭資源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撐上覆巖層。從而減少覆巖移動,控制地表的移動和變形,實現對地面建、構筑物的保護。
3.覆巖離層帶充填。根據采空區上方覆巖移動形成三帶的巖移特性,在煤炭采出后一定時間間隔內,用鉆孔往離層帶空間高壓注漿,充填,加固離層帶空間,將采動的砌體梁結構加固為穩定性較好的連續梁結構,使離層帶的下沉空間不再向地表傳遞,以減少或減緩地表下沉,保護地面建、構筑物或農田。
4.協調開采。厚煤層分層開采時,合理設計各工作面的開采間距,相互位置與開采順序,使開采一個煤層(工作面)所產生的地表變形和開采另一個煤層(工作面)所產生的地表變形相互抵消或抵消一部分,以減少采動引起的地表變形,保護地面建、構筑物。
5.土地復墾。煤矸石充填復墾和粉煤灰充填復墾;平地和修建梯田復墾,對積水沉陷區、潛水位較低的邊坡地帶,可采取平整土地、改造成梯田的方法復墾利用;輸排法復墾開挖排水渠道,將沉陷區淺積水排出,使沉陷水淹地重新得到耕種;固體微生物復墾技術煤矸石添加適量微生物活化劑,經過一個植物生長期,就可建立起穩固的植物生長層,形成熟化的土壤。
三、結束語
開采沉陷是造成礦區環境地質災害的直接原因,有效控制和減輕地面沉陷程度是避免開采沉陷環境災害的基本途徑。充填采煤法是減少地表下沉效果作好的方法,平朔礦區井工煤礦正在做膏體(煤泥水)充填的實驗,這種方法可使采場沒有或減少垮落帶,能更好的減少地表下沉。
參考文獻:
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關鍵詞：煤礦地質學；煤礦安全；礦物；巖石；地質構造；含煤巖系
文獻標識碼：A中圖分類號：TD17 文章編號：1009-2374（2016）11-0145-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.11.071
煤礦地質學是地質學的一個分支，是專門研究煤、煤層和含煤巖系的地質特征及成因、分布規律的科學，主要內容有礦物與巖石、地質構造、煤的形成和含煤巖系、煤田水文地質。煤礦安全是研究煤礦安全生產的一門學科，內容包括煤礦五大自然災害防治：礦井瓦斯防治、礦塵防治、礦井火滅防治、礦井水防治、礦井頂板災害防治等理論知識。下文重點論述煤礦地質對礦井瓦斯、礦井水、頂板管理的影響。
1影響瓦斯含量的地質因素
影響瓦斯含量的地質因素有：（1）煤的變質程度，褐煤沒有產生大量的瓦斯，也不利于保存，瓦斯含量少；長煙煤吸附能力低，最大吸附量為20～30m2/t；無煙煤吸附能力最強，最大吸附量達50～60m2/t。（2）圍巖和煤層的滲透性好，瓦斯溢出，瓦斯含量低；反之，瓦斯含量高。（3）地質構造，斷裂構造，張性斷裂有利于瓦斯的排放，壓性斷裂不利于瓦斯的排放。褶皺構造，頂板為致密并未暴露地表時，瓦斯含量背斜頂部增大，向斜槽部瓦斯含量減小。頂板為脆性巖石且裂隙較多時，瓦斯含量背斜頂部減小，向斜槽部增大。（4）地下水活動，地下水的流動有利于瓦斯的擴散，水大瓦斯小，水小瓦斯大。煤（巖層）表面吸附水分子，減少對瓦斯的吸附。水分子占據了煤（巖層）的孔隙。（5）煤田暴露程度，煤系地層出露地表的程度越高，越利于瓦斯擴散。（6）煤層埋藏深度，瓦斯風化帶以下瓦斯含量、涌出量和瓦斯壓力隨深度增加。影響煤與瓦斯突出的地質因素有：（1）煤層厚度，大于20cm煤層才會突出；煤層厚度增大，突出增大。（2）煤層埋藏深度，深度增加突出次數增多，突出強度增大，突出范圍擴大。（3）地質構造，地質構造帶控制突出范圍。（4）煤的力學性質，軟分層突出可能性大。（5）圍巖性質硬而且厚，突出危險性增大。（6）其他地質因素，巖漿侵入、煤的變質程度高突出易發生，涌水量大突出危險性要小等。
2礦井水文地質對礦井水的影響
煤礦開采中，地下水或地表水進入礦井的過程，稱為礦井充水。充水條件是水源和通道，是煤礦地質研究的內容。
2.1礦井的充水水源
大氣降水：（1）礦井涌水量隨季節的變化，旱季小，雨季大。涌水量的高峰期常滯后降水一段時間。（2）礦井涌水量的大小與地區有關。南方降雨多，礦井涌水量大；北方降雨少，礦井涌水量少。（3）隨著開采深度的增加，大氣降水對礦井涌水量的影響減少。地表水：（1）距地表水越近，涌水量越大；（2）地表水越大，且是常年性的，涌水量大；（3）季節性地表水由于是地下徑流，仍然對涌水量有影響。地下水按埋藏條件將地下水分為：（1）上層滯水：地表以下局部隔水層以上的水。范圍小，水量小，季節性，對開采影響不大；（2）潛水：地表以下，第一個穩定隔水層以上的水，對建井和露天煤礦影響較大；（3）承壓水：充滿兩個穩定隔水層且有壓力的重力水。煤礦開采水時，如果遇到這樣的水源，就會有大量水涌入，會造成礦井淹緊，如我國華北石炭二疊紀煤系的頂板奧陶系石灰巖水。按含水層性質將地下水分為：（1）孔隙水：松散巖層中的水，對建井和露天煤礦影響較大；（2）裂隙水：巖層裂縫中的水，對煤礦生產影響較大；（3）巖溶水：石灰巖、白云巖等可溶性巖石中的水，對煤礦生產帶來影響。老空水是采空區和廢棄巷道由于長期停止排水積存的水，其特點是：（1）來勢兇猛，短時間水量很大，常伴有有毒有害氣體，帶來惡性事故；（2）老空水是酸性水，腐蝕金屬設備；（3）如果和其他水源無水力聯系，容易疏干，否則不易疏干。
2.2礦井充水的通道
孔隙：如礫石、粗砂巖松散，存在空隙。導通性好，透水性強。采掘遇到涌水量大。裂隙：包括風化裂隙、成巖裂隙、構造裂隙。而最嚴重是構造裂隙，包括節理和斷層。其中斷層破碎帶常是水源的通道和積水區，即可以導水也可以積水。溶隙：石灰巖、白云巖等可溶性巖石被水溶解，形成溶洞，互相導通。人為的充水通道：（1）封閉不良的鉆孔。導通地表水和煤層頂底板含水層水；（2）采礦活動采空區冒落產生的裂隙、煤層底板底鼓產生裂隙。導通地表水和煤層頂底板含水層水；（3）礦井長期排水，形成水位陷落漏斗。向外擴展，到達新的水源，使礦井涌水量增大。
3采煤工作面頂板管理
頂壓是地壓表現的主要形式，頂壓的大小主要取決于頂板巖石的物理力學性質。頂板事故分為掘進工作面頂板事故和采煤工作面的頂板事故。在掘進過程中，如遇到頂板破碎和壓力大，容易發生冒頂。當遇到斷層，褶曲的軸部的頂板破碎易發生冒頂事故，這些都和巖石的性質和地質構造有關，巖石強度低，受壓后易破碎。當臨近斷層由于受地應力的作用，頂板巖層破碎，出現斷層帶。背斜和向斜的軸部由于受地應力的作用，頂板巖層破碎。掘進工程中，由于空頂作業導致頂板冒落，破巖后未及時支護出的頂板，在頂板壓力的作用下就會冒落。采煤過程中，煤層頂板分為偽頂、直接頂、老頂，偽頂隨采隨落，直接頂在回柱或支架前移后垮落，應為煤層采高的2～3倍，冒落后充滿采空區。否則基本頂處于懸空狀態，隨著懸空面積增大，基本頂來壓，發生基本頂冒落。厚層難垮落的頂板，回柱放頂或支架前移，直接頂不冒落，形成大懸頂。到了一定程度，大面積來壓，造成工作面垮面。采煤過程中由于煤層傾角過大，支架會下滑、傾斜，導致冒頂。另外，影響礦塵產生量的地質因素主要有：（1）地質構造：地質構造破壞嚴重的地區，斷層、褶曲比較發育，煤巖較為破碎，礦塵的產生量大；（2）煤層賦存條件：同樣技術條件下，開采厚煤層比開采薄煤層的產塵量大，開采急傾斜煤層比開采緩傾斜煤層的產塵量多；（3）煤巖的物理性質：節理發育、結構疏松、水分低、脆性大的煤巖，開采時產塵量較大，反之則小。影響煤炭自燃的地質因素主要有：（1）煤的化學成分；（2）煤的物理性質；（3）煤層的地質條件。綜上所述，煤礦地質對煤礦安全有極大的影響，因此必須認真細致做好煤礦地質工作，研究影響煤礦安全生產的各種地質因素，為煤礦安全生產服務。
參考文獻
[1]陶昆．煤礦地質[M]．徐州：中國礦業大學出版社，2008．
一、煤礦地質災害的研究意義
煤礦地質災害主要是人們在地下開采時不合理的破壞地質構造，給地面環境及人們生命財產帶來嚴重危協的礦區災害。它主要是自然地質災害的一小部分，也是影響地質構造的最重要的一部分。礦井的采煤及掘進，會不斷的把石塊及煤炭掏空，造成地下水位降底，加速水土流失，給地面帶來埸陷，不僅影響地面農作物的生長，而且嚴重時導致礦區房毀人亡。加速了山體滑坡的概率；同時地下開采也會誘發地震、巖爆、冒頂片幫突水、瓦斯爆炸、礦車脫軌，甚至煤堆滑落都成為事故原因最終奪去礦工生命。以上現象基本都是煤礦地質災害的具體表現。
據有關部門統計國家能源有百分之八十來自煤炭，可見煤炭對我國經濟建設的重要性；雖然煤炭在我國經濟建設占有重要作用，但是因煤礦生產所造成的災害也是相當嚴重的。在一定程度上制約著煤炭行業的發展，更嚴重是地質災害帶來的經濟損失和人員傷亡，從死亡的人數看，因煤礦災害所造成的死亡率占全國的十分之一以上。自1942年我國最嚴重的礦難發生在的日本占領下的中國遼寧（見本溪湖煤礦爆炸），共1549人死亡。近幾年來中國一些地方因為違規開采，經常會出一些大的事故發生。2009年2月22日凌晨2時23分，山西省西山煤電集團屯蘭煤礦南2采區發生瓦斯爆炸事故，當班入井436人，有77人喪生，還有113人本文由收集整理住院觀察，其中21人傷勢較重。同年12月6日山西洪洞105人死亡。瓦斯爆炸，礦方瞞報。不斷發生的瓦斯事故再一次給我們敲晌了災害防治的警鐘。根據國家安監局數字，2012年，全國發生煤礦1120起，全年實際死亡人數1680人，煤炭百萬噸死亡率從2002年的4.97降到2012年的0.56。雖然今年前十月這個比率進一步下降到0.35，但是相對于美國的這一數字高出了10倍，在中國煤礦采掘業仍然是一個高風險行業。
二、煤礦地質災害形成的原因
礦井作業一般都在地下百米千米深進行，它不不像地面水利工程建設那樣，能夠因地制宜，可以利用預防避讓的原則進行避與防。采礦的情況則相反，基本上都是明知道條件不好也得進行采掘。這樣較容易造成各種地質災害。其最主要的特征主要表現在以下幾個方面。
1、在掘進過程中潛在的災害特征
1.1山體滑坡
煤礦的開采、矸石的堆放破壞了坡體的原始應力平衡，是誘導滑坡崩塌災害的重要因素。據不完全統計，每年因山體滑坡所造成的直接經濟損失以數億元計。比如，2011年7月7日經過一整天的緊張救援，山西某一露天煤礦山體滑坡中的5位被困者已不幸。據不完全統計，山西省某煤礦自上個世紀五十年代成立開始，共發生滑坡60多次，其本上每年都會發生一兩次滑坡，其中一次最大的塌方量達到223萬m3，2003年的滑坡還伴有泥石流。露天礦的滑坡不僅造成了停產事故，而且還對附近工廠的安全生產造成嚴重的危協。發生在今年1月11日上午8時20分，云南省鎮雄縣果珠鄉高坡村趙家溝村民組發生特大山體滑坡，46人被山體掩埋。12日確定遇難人數為46人。可見因采煤造成的山體滑坡對人們生命財產安全影響之大。
1.2地面沉降與塌陷
地面沉降與塌陷是煤礦開采后經常出現的一種地質災害。在煤礦的開采過程中，地下開采工程破壞了采空區圍巖的初始應力場及地下水位被人為的大量抽排，造成地下塌陷。由于采掘引起地面不均勻沉降，使水田無法排水、房屋墻體開裂、地基塌落陷洞。
1.3瓦斯突出
瓦斯可以在儲氣封閉系統中，以吸附或游離狀態賦存于煤層的孔隙、裂隙、縫隙之中，當地應力作局部平衡調整時，破壞儲氣封閉系統，使蓄積的氣體外溢釋放。在自然和人為的某種作用下，亦可造成瓦斯突出的爆炸、火災、人員中毒等災害。據統計，我國在1992—2008年的10年，煤礦中發生煤與瓦斯突出近6萬余次。造成的經濟損失約120億元。2005年2月14日遼寧阜心礦業集團孫家灣煤礦發生特別重大瓦斯爆炸事故以來，全國煤礦又接連發生29起瓦斯事故，共造成死亡及下落不明151人，受傷25人。其中瓦斯窒息事故18起，死亡35人，受傷4人；瓦斯爆炸和突出事故11起，死亡94人，下落不明22人，受傷21人。特大事故4起，分別是2月15日16時10分，云南省富源縣竹園鎮松林村一非法小煤礦發生瓦斯爆炸，造成13人死亡，15人受傷，9人下落不明；3月9日18時30分左右，山西呂梁地區交城縣嶺底鄉香源溝煤礦（鄉鎮）發生瓦斯爆炸事故，28人遇難；3月14日11時左右，黑龍江省七臺河礦業精煤（集團）有限責任公司新富煤礦
三區一采區發生爆炸事故，共有16名礦工遇難，2人生死不明；3月17日15時40分，重慶奉節縣竹園鎮新鎮鄉的蘇龍寺煤礦（鄉鎮礦，有證）發生爆炸事故，已發現18人死亡，1人生死不明。
1.4礦井突水
煤礦突水事件在煤礦生產中也是常見的，掘進或采礦過程中當巷道揭穿導水斷裂、富水溶洞、積水老窿，大量地下水突然涌人礦山井巷的現象。礦井突水一般來勢兇猛，常會在短時間內淹沒坑道，給礦山生產帶來危害，造成人員傷亡。在富水的巖溶水充水的礦區及頂底板有較厚高壓含水層分布的礦山區，在構造破碎的地段，常易發生礦井突水。但只要查明水文地質條件，采取措施，礦井突水是可以預防和治理的。當巷道底板下有間接充水層時，便會在地下水壓力和礦山壓力作用下，破壞底板隔水層，形成人工裂隙通道，導致下部高壓地下水涌入井巷造成突水。
三、煤礦地質災害的防治分析
1、煤礦地質災害的防治措施
1.1加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
各級政府和有關部門應對防御煤礦地質災害工作予以高度重視，開展各種形式煤礦地質災害騎治知識的宣傳教育活動，以提高民眾對災害的承受能力，使市、縣（區）鎮、鄉各級領導及礦業管理員詳細了解煤礦地質災害災情和掌握各項防災減災方法，積極主動地開展地質災害防治工作，對可能出現地質災害的煤礦地區。開展災害預測和提出防范措施。
1.2合理開采煤礦資源，保護地質環境
遵循《環境保護法》、《礦產資源法》合理開發利用和保護地質環境的準則，加強地質災害防治管理工作，提高人們的環境意識，避免或減少煤礦地質災害事件發生。各級礦管部門應加強管理和監督，防止只圖經濟效益和生產指標的完成、回采原留保安煤柱的采掘活動。
【關鍵詞】礦產資源 礦山環境 問題 破壞 對策
【中圖分類號】f323.24 【文獻標識碼】a 【文章編號】1673-8209(2010)07-0-02
礦產資源開采點燃了人類文明的燭光,帶來了經濟和社會的繁榮,卻造成了礦山環境的破壞,尤其是部分省、區露天煤礦的開采嚴重破壞了生態環境,造成礦山地質環境惡化,引發了一系列地質災害,束縛了經濟和社會的可持續發展。透視礦產資源開發對礦山環境的破壞問題,旨在樹立和落實科學發展觀,應用生態經濟學原理和循環經濟原理,指導礦產資源綜合開發,促進延伸礦產資源產業鏈,實現固體、液體和氣體廢氣物的零排放,通過長期的礦山環境整治和生態重建進而達到礦產資源開發與礦山環境整治雙贏的目的。
礦山環境問題,是人類工程活動引發的各類環境問題中最重要的類型之一。礦產資源的開發極大地促進了經濟繁榮、社會進步和人類文明,而相伴而生的大量礦山環境問題,不僅嚴重威脅人民的生命財產安全,而且嚴重影響區域乃至全國的經濟社會的全面協調、可持續發展,甚至影響社會安全。
1 礦產資源開采帶來的礦山生態環境問題
目前我國礦山環境問題較多,突出表現在五個方面,即采礦活動破壞了大量耕地和建設用地;采礦誘發地質災害;采礦使礦區水均衡遭受破壞,產生各種水環境問題;礦山開采中廢氣、粉塵、廢渣排放,產生大氣污染和酸雨;采礦破壞自然地貌景觀,影響整個地區環境的完整性。據2004年度《
3 治理礦山環境目前存在的問題
目前,各地國土資源管理部門都積極開展了一些礦山環境治理項目,取得了一定的成績,但還存在著不少亟待解決的問題,主要有以下三個方面:
第一,礦山地質環境問題基礎資料還很欠缺。由于我國的礦山種類比較齊全,礦點分布廣,采礦企業眾多。針對同一礦種,不同地區、不同經濟成分的采礦企業在采礦水平和采礦方式上相差很大,對環境的影響也各不相同,調查難度極大,從而導致對我國礦山地質環境問題的現狀基礎資料還不完善。
第二,礦山恢復治理目前雖然已經形成了多元化的投資格局,但投資主體仍然還是中央財政和各級地方財政,社會資金的投入還有待加強。
第三,在治理項目管理上,除了參照財政部、國土資源部關于《探礦權采礦權使用費和價款使用管理辦法(試行)》規定外,還無其他礦山地質環境治理項目管理辦法出臺,給項目的組織實施帶來一定困難。同時,由于缺乏一套成熟、可行的礦山地質環境治理技術規程和一套適用于礦山地質環境治理工程的預算定額標準,治理項目的質量還有待進一步提高,各項目技術工程手段與費用定額還亟待規范。
4 進一步加強我國礦山環境治理的對策措施
我國礦產資源開采歷史悠久,歷史遺留下的礦山環境問題嚴重,因露天采礦、開挖和各類廢渣、廢石、尾礦堆置等,直接破壞與侵占大量土地;礦山開發誘發的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害有增無減;采礦疏排水破壞了地下水系統,井泉干枯,人畜飲水困難。這些都嚴重影響礦區周圍群眾的正常生活和社會穩定,也使得礦山環境恢復治理工作十分艱巨繁重。同時,我國國民經濟發展正處于快速、持續、穩定的階段,對礦產資源的需要將持續增加,由此引發的礦山環境問題日益嚴重,加強礦山環境的保護和治理已刻不容緩。進一步加強礦山環境治理需要注重以下幾個方面:
第一,貫徹落實《國務院關于落實科學發展觀加強環境保護的決定》以及國家環?？偩帧临Y源部和科技三部委聯合的《礦山生態環境保護與污染防治技術政策》。堅持科學發展觀,大力發展循環經濟,加強礦山廢棄物綜合利用,進一步提高礦山廢棄物資源化水平,努力提高礦山環境治理水平。同時堅持“強化法治,綜合治理,不欠新賬,多還舊賬”的基本原則,“突出預防為主的方針,從源頭防治污染和生態破壞,綜合運用法律、經濟、技術和必要的行政手段解決環境問題”。
第二,加快編制《全國礦山環境保護與治理規劃》。鑒于目前我國礦山生態環境問題日益嚴重的形勢,為科學、合理地指導和有計劃、分步驟地安排全國礦山環境恢復治理工作,必須著手開展全國礦山環境保護與治理規劃編制工作。要根據確定的目標,按輕重緩急提出與治理的主要任務。主要任務包括:對礦山開發建設的生態環境保護、礦山開發利用的“三廢”處理、礦山土地復墾、礦山環境污染和生態破壞的治理及礦山次生地質災害監測與防治等。
第三,明確重點。在目前國家財禮投入有限的情況下實施重點突破以起到示范作用,從而帶動更多的社會資金參與進來。目前,我國礦山環境問題的一大特點是歷史欠賬太多,治理工作要以治理歷史遺留的礦山環境問題為重點,提出具體的包括礦區損毀土地復墾,礦產開發造成的滑坡、泥石流、塌陷等次生地質災害和地下水位下降、邊坡失穩、水土流失等環境問題的防治,礦山廢石、礦渣、尾礦等的無害化處理和資源化利用,以及礦山環境監測等在內的礦山環境恢復治理重點工程。
第四,加快全國范圍的礦山地質環境調查工作,努力摸清我國礦山環境問題的“家底”。
第五,建立礦山環境恢復治理基金和完善礦山環境恢復治理保證金制度,進一步拓寬礦山恢復治理產業化以吸引更多的社會投資。
第六,加快《礦山地質環境治理技術規程》和《礦山地質環境治理工程的預算定額標準》的建設,加強項目管理,提高各個恢復治理項目的工程質量。
解決礦山環境綜合治理問題,必須明確指導思想,積極推進資源利用方式從粗放型向集約型轉變,延伸相對資源產業鏈;全天實行礦山生態經濟管理,運用循環經濟理念指導礦產品綜合開發;要把礦山環境保護納入企業的決策管理,采用清潔生產工藝,最終實現礦山廢渣、廢氣、廢水的零排放;積極進行礦山環境整治,高標準立體式復墾、恢貌、綠化、美化被破壞污染礦山,達到資源開發效益明顯和礦山環境雙贏。
