摘要：矿产资源的开发与利用是我国获取能源的主要途径，然而随着大面积的开采，部分煤矿形成了大面积的采空区。对我国资源整合煤矿采空区灾害事故分析和采空区灾害类型分析，研究了采空区灾害的特点，提出了防治对策及建议。结果表明: 按致灾形式划分，我国资源整合煤矿采空区分为废弃老采空区透水、采空区火灾、采空区有毒有害气体涌出、采空区诱发的不良地质异常灾害等提出了资源整合煤矿采空区灾害防治。
关键词：煤矿整合；采空区；灾害
前言：对煤矿采空区灾害，一些专家学者从采空区煤柱与顶板失稳机理、采空区地基稳定性及安全评价、采空区地球物理探测技术、采空区灾害综合防治技术等方面开展了不少研究，但对我国资源整合煤矿采空区灾害的类型、特点及防治对策还缺少系统分析。通过在全国资源整合煤矿采空区灾害事故分析和灾害类型分析的基础上，探讨采空区灾害发生的特点，提出消除或减少采空区灾害发生的对策和建议。
1资源整合煤矿采空区灾害特点
1.1老采空区分布、情况不明
由于兼并整合的小煤矿乱采乱挖，缺乏历史开采资料，使得这些老采空区位置分布不明、内部情况不清、形态杂乱无章，成为今后附近区域煤层开采的重大安全隐患。
1.2采空区灾害种类多样
煤矿采空区灾害事故的发生，是开采、地质、管理等多种因素共同作用的结果，即便同一矿区的采空区灾害类型也不尽相同。煤矿大小的不同，造成的采空区也有一定的地质差异，形成的地表变形也有其特征所在。大中型煤矿采空区地表变形主要是地表移动盆地、地表裂缝、台阶状塌陷盆地、塌陷坑。小型煤窑采空区地表仅产生裂缝、塌陷坑，而没有移动盆地出现。此外，在发生采空区灾害的同时还会伴生其他类型的灾害，如水害、火灾等。
1.3灾害具有隐蔽性和突发性
煤矿采空区灾害的典型特点是具有极强的隐蔽性。一般来说，除非地表发生塌陷或出现地表裂缝，井下发生动载矿压、瓦斯浓度异常、涌水异常等，采空区灾害往往难以预见。煤矿采空区灾害的显著特点是具有突发性。调查表明，采空区灾害特别是井下老采空区突水、有毒有害气体涌出等大都是突发性的灾害，事故前几乎无征兆或征兆不明显，人员往往猝不及防。
2采空区灾害防治对策及建议
近年来，开展了市区范围内的采空区普查工作，取得了显著效果，在我国资源整合煤矿采空区灾害防治方面具有借鉴意义。其防治对策及建议主要包括以下方面。
2.1地面普查先行
我国资源整合煤矿老采空区大都无法进入，除邻近在用巷道的老采空区采用井下超前探或钻探方法外，对于资料不详、位置不清、内部情况不明的采空区，采用地面普查是最适合的方式。采空区地面普查工作流程主要包括勘查区资料收集整理分析、与煤矿技术人员交流、野外现场踏勘与调查 、划定物探区域、确定物探方法并编制勘查方案、物探数据采集、物探数据处理解释、钻探验证及物探数据再解释、编写勘查报告、与煤矿技术人员回访勘查成果、修改完善勘查报告、提交最终勘查成果。采空区地面物探适用的方法主要有: 高密度电法、瞬变电磁法、浅层地震法、可控源音频大地电磁法、EH4 大地电磁法等。
2.2井下勘查跟进
对于资源整合煤矿，特别是受采空区透水灾害威胁的煤矿，建议借鉴“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的探放水原则，把井下勘查作为资源整合煤矿的常态技术手段，有效避免老采空区透水事故的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆掘进头超前探测主要适用于探测掘进头前方老采空区及积水分布情况、断层、陷落柱等构造异常发育情况。常用的物探勘查方法有: 矿井瞬变电磁法、矿井直流电法、矿井地震法等。工作面内部探测主要适用于探测工作面内部断层、陷落柱等构造异常及评价构造含水性。常用的物探勘查方法有: 直流电透视法( 音频电透视或电阻率CT 法) 、无线电波透视法( 电磁波CT 法) 、矿井地震法( 发射波法、槽波地震探测法) 等。顶底板探测主要适用于探测巷道或工作面顶底板含水层、隔水层分布、导水通道、灰岩岩溶及发育情况、顶底板断层及裂隙发育带高度等。常用的物探勘查方法有: 矿井瞬变电磁法、电测深与电剖面法、高密度电阻率法、矿井地震法。
2.3综合治理减灾
对于废弃老采空区透水、采空区火灾、采空区有毒有害气体涌出等类型的灾害，应在地面普查、井下勘查、评价评估的基础上优化探放水设计、通风设计、灭火设计等，提出采空区灾害治理的新技术、新工艺，最终达到综合治理减灾的目的。对于采空区诱发的不良地质异常灾害( 采空区冒顶、采空区地面塌陷灾害、采空区大面积突然塌陷诱发矿震) 的治理应本着露天剥离优先地表无重要建筑物、埋深小于100 m 、注浆( 采空区地表存在重要建( 构) 筑物) 和顶板崩落( 回采率大于40%或采空区下层煤需开采) 相结合的原则进行治理，鼓励开发新型注浆材料和灭火材料，提高治理减灾的效果。
2.4监测监控到位
我国资源整合煤矿普遍对采空区灾害的监测监控不够，个别煤矿由于采空区灾害的发生而安装了一些监测监控设备，但还远未形成体系。目前我国针对采空区灾害的监测监控主要集中于采空区覆岩破坏位移监测、地表沉陷监测和煤柱稳定性监测等，在局部监测监控中取得了一些效果。目前在采空区监测监控体系方面还缺少区域性的监测技术。可以借鉴在矿震( 冲击地压) 监测方面地震台网的布设经验，矿区内多座煤矿联合起来，大力发展微震监测技术、岩体内部位移自动监测技术、温度在线监测技术等，提高采空区灾害区域监测监控水平。该矿区对上覆房柱式采空区开展了井地联合监测，发展了一套集微震监测、工作面矿压监测、钻孔应力监测、岩体内部位移监测、地面钻孔电视窥视、地表位移监测等多种监测监控手段于一体的技术与方法，为研究房柱式采空区下工作面压架事故及动载矿压的控制提供了技术支撑。另外，伊泰集团还把孔间地震探测技术等纳入到采空区覆岩破坏监测监控体系中。
2.5安全措施保障
我国资源整合煤矿采空区灾害类型多，煤矿企业对采空区灾害的认识水平、重视程度、资金投入、政策落实等方面有很大差异。经验表明，政府主导与配套资金投入，统一组织实施对区域性的采空区灾害防治至关重要，不仅可以提高煤矿企业对采空区灾害的认识水平和重视程度，作为一项“民生工程”，还可以惠及煤矿企业和矿区群众。此外，采空区普查还可使其对辖区内的采空区灾害类型、分布范围与特点、防治措施等进行总体掌握，便于政府制定适合地方特点的相关政策和总体规划，也利于行政安全监管。目前，借鉴多年经验，在开展由政府主导的采空区及积水范围勘查与水害综合防治工作。
结语：
我国资源整合煤矿采空区由于其具有分布情况不明、灾害种类多样、隐蔽性和突发性、难以预测性的特点，注定了采空区灾害防治的长期性和艰巨性。谨希望总结提出的“地面普查先行、井下勘查跟进、综合治理减灾、监测监控到位、安全措施保障”方针，对资源整合煤矿采空区灾害综合防治具有一定的借鉴或指导作用。
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论文作者:魏彦恒
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/24
标签：采空区论文; 灾害论文; 煤矿论文; 地表论文; 物探论文; 资源整合论文; 井下论文; 《防护工程》2018年第28期论文;