中国煤田地质发展现状及前景

中国煤田地质灾害摘要：地质环境是人类赖以生存的条件,一旦人类栖息地遭到破坏,将会给人民生命财产、国家建设带来巨大灾难,严重阻碍国家经济建设的健康发展,因而备受国民关注。论文介绍了中国煤田地质发展现状及前景。关键词：煤田地质现状灾害防治环境恢复目前,煤田地质行业正在认真贯彻落实党的十六大精神,全面建设小康社会,股份制改造、资产重组、产业结构调整等方式已在煤田地质企业改制中得到充分体现,而改制中安全生产和安全管理工作面临着诸多新的问题,也有许多新的课题有待进一步研究,以提出解决问题的方法与对策。1.我国煤田地质灾害的现状我国地域辽阔,地质条件和地理环境十分复杂,由于山地、高原、丘陵占70%左右,地质构造活动频繁,气象条件在时间、空间上的差异很大,这样的自然条件决定了我国是地质灾害多发国家,而且地质灾害种类多、分布广、危害大。随着我国工业化进程的不断加快,对能源的需求量日益增加,特别是占能源消费总量70%的煤矿,前几年出现了供不应求的情况。在这样一个大环境下,人们逐年增加了对煤矿的开采量,部分企业为了追求高额利润,甚至进行了非法开采。这种肆意开采的情况,对我国的自然生态系统造成严重损害,致使一些地区出现了山体滑坡、地面沉降与塌陷以及泥石流等地质灾害,严重威胁到了人民群众生命财产的安全,同时也对我国的国民经济造成严重损失。在这样的一个形势下,我们必须认真分析煤矿地质灾害的特征,并在此基础上制定一系列防治措施,如此才能够维护生态平衡,实现煤矿企业的可持续发展。全国煤炭资源一半分布在黄河流域,全国所调用煤炭95%左右来自黄河流域。煤炭开采、加工利用过程中将产生含有各种污染物的废水,它们进入河流中将会影响河流水环境的质量。1996年黄河流域煤炭产量2.87亿t,黄河流域煤炭资源开发利用对黄河水质产生的影响不容忽视。黄河流域煤田废水年排放量约8617万t,主要集中在黄河上中游五大煤炭基地。黄河上中游五大煤炭基地1996年煤炭总产量约2.7亿t,排放废水量约8194万t。排放废水量最大的是山西晋中、晋西南煤炭基地,年排废水量达3098万t。其次是晋陕豫接壤区煤炭基地,年排废水量2773万t。第三是内蒙古神府—东胜煤炭基地,年排废水量1080万t。据有关资料统计,近20年内,造成百人以上伤亡的重大地质灾害事故在我国几乎年年发生。最为严重的是1998年,全国共发生滑坡、崩塌、泥石流及突发性地质灾害18万处,规模较大的有447处,造成1157人遇难,1万多人受伤,50多万间房屋被毁,经济损失达270亿元。据专家分析,95%的地质灾害是因为人类活动而诱发的。今后一段时间内,随着更多的基础建设、能源交通项目的启动,以及大型水库和高原铁路的建设,区域内的经济发展与地质灾害的矛盾将会更加突出。过去几十年的经济建设中,由于忽视地质灾害防治与环境保护的专题研究,其教训惨痛。因此,地质灾害防治势在必行。2.煤矿地质灾害的主要类型我国地质条件复杂,因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多,主要有滑坡、地面塌陷、煤与瓦斯突出、矿井突水淹井、井筒破裂及采矿废弃物污染灾害、水土流失等,严重地危及着矿山正常生产和人民生活。2.1山体滑坡就内外应力和人为作用的影响而言，在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区，外界因素和作用，可以使产生滑坡的基本条件发生变化，从而诱发滑坡。主要的诱发因素有：地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡，还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。据不完全统计,每年此类灾害造成的经济损失以数亿元计。滑坡的活动强度，主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲，滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远，则滑坡的活动强度也就越高，危害程度也就越大。山体滑坡不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁。滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等，有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。位于城镇的滑坡常常砸埋房屋，伤亡人畜，毁坏田地，摧毁工厂、学校、机关单位等，并毁坏各种设施，造成停电、停水、停工，有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿区的滑坡，可摧毁矿山设施，伤亡职工，毁坏厂房，使矿山停工停产，常常造成重大损失。2.2地面塌陷地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可能成为一种地质灾害。塌陷会造成矿区土地面积积水,会诱发山体滑坡,还会破坏耕地等等。根据不完全统计,2000年以前,平均每年计划采煤12×108t,塌陷土地面积2.4×104hm2,2000年以后,每年塌陷土地面积将以4%～5%的速度增长。黑龙江鹤岗煤矿开采70多年中，已塌陷41．97km2，塌陷区需搬迁的房屋总建筑面积139．7万m2，仅搬迁费就需4.9亿元，且不断有人员伤亡事故发生。山东省每年因采煤塌陷造成的直接经济损失约5000万元，采煤业不算发达的江苏省每年也造成了不起260万元的损失。经估算采空塌陷每年造成的直接经济损失约为3.17亿元。另外在采矿过程中，还因陷落及冒落也造成很重的损失。据湖南省统计，人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的86.6％，塌坑占总数的99.8％，而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的77.24％。从上述数字及实地调查看出，凡是矿区大强度排水及过量抽汲岩溶地下水的地区，都是岩溶地面塌陷发育强烈及损失惨重的地区，即二者之间是一种正相关关系。人为因素诱发的岩溶塌陷特点是突然，点多，塌坑大小形状不一，小者不足1m，大者达几百m，且发育具有持续性、重复性，发育时间及分布范围也比较集中，因此造成的危害很大。由于过量采煤导致地表塌陷,山东省某采煤塌陷区昔日大片良田如今变为一片汪洋。因地面塌陷,附近已有4个村庄被迫搬迁。地面塌陷面积达4万hm2,治理1hm2塌陷地要花费近90亿元。1994年8月24日,大同县黄土坡煤矿发生一起地面工业广场建筑物塌陷事故,死亡21人,40余人受伤,经济损失1748万元。从这些资料看,煤矿的开采严重威胁着矿区土地资源和人民的生活,这一问题的研究应引起足够的重视。2.3煤与瓦斯突出所谓煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出。据统计,我国在1984—1995年的11年间,煤矿中发生煤与瓦斯突出近10万余次,造成的经济损失约100亿元。1991年4月21日,山西省洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸,死亡147人。2006年8月4日16时左右,忻州市宁武县西马坊乡大灰窑煤矿发生有害气体涌出事故,至今已造成18人遇难。同时大灰窑煤矿范围内发生地面塌陷,造成井下一个永久密闭区被打开,同时产生明火,导致有害气体涌出。无论是从经济效益上看,还是从人民的人身安全来看,灾害的防治都是刻不容缓的。2.4矿井突水及淹井灾害矿井突水又称矿井水灾。在矿井采掘过程中，暴雨、山洪、江河湖水、地下水、老窿水，经井口或岩石裂隙、断层、岩溶洞穴等大量涌入矿井，远远超过矿井正常排水能力，以致淹没井巷，危害矿工生命，破坏资源环境，影响矿井生产的灾害。矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害。主要危害是:淹没井巷和矿山设备，造成人员伤亡和财产损失；影响采矿生产，减少产量；限制矿产资源开发，减少可采储量，缩短矿井有效使用年限；破坏矿区水资源和水环境，常造成地表水干涸、地下水位大幅度下降；有时引起地面塌陷、地面沉降等次生灾害。如1993年1月5日肥城国家庄煤矿突水量3.96×104m3/h,直接经济损失1.35亿元。1996年8月4日,太原市西山地区连降暴雨,山体边坡产生大量崩塌、滑坡,受洪水夹带形成泥石流,堵塞泄洪沟谷,抬高洪峰,使均匀泄洪变成集中泄洪,下游洪峰高达6m～7m,洪水灌入矿井,导致官地矿和杜儿坪矿大面积冲淤,官地矿546名当班工人被困井下,冲毁桥梁和公共建筑设施,致使太原市区河西下元一带的街道、商店遭到洪水、泥石流的袭击,淤泥深达数十厘米,造成矿工和居民死亡共60人,经济损失达2亿多元。2.5水土流失水土流失是指人类对土地的利用，特别是对水土资源不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭受破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失而至母质流失，终使岩石暴露。。中国的水土流失分布范围广、面积大，根据公布的中国第二次遥感调查结果，中国的水土流失面积达356万k㎡，占国土总面积的37%，其中水力侵蚀面积达165万k㎡，风力侵蚀面积191万k㎡。在水蚀和风蚀面积中，水蚀、风蚀交错面积为26万k㎡，侵蚀形式多样，类型复杂，水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀及滑坡泥石流等重力侵蚀特点各异，相互交错，成因复杂。土壤流失严重，根据统计，中国每年流失的土壤总量达50亿吨。长江流域年土壤流失总量为24亿吨，其中上游地区年土壤流失总量达15.6亿吨，黄河流域、黄土高原区每年进入黄河的泥沙多达16亿吨。3.灾害防治措施3.1加强科学管理并建立科学预报工作各种地质灾害均有其自然属性,其发生发展既有偶然性,又有一定规律可循。煤矿生产要规范化,杜绝私挖乱采现象,合理规划开采范围。在煤矿采掘资料的基础上结合矿区实际情况,建立地质灾害预报制度,并提出相应的防治措施。这是一项长期的、艰苦的工作,只有做好这项工作,才能够做到未雨绸缪,防患于未然,才能彻底减轻灾害带来的损失。3.2加强政府部门对地质灾害防治工作的领导首先,摸清地质灾害底数,基本掌握地质灾害发育分布规律,圈定出地质灾害易发区和危险区,在此基础上拟定防治规划、计划。其次,坚持每年组织有关专家进行汛前、汛期和灾后的检查研究,以防为主,综合治理。第三,加强行政管理执法力度,健全完善5个体系:建立地质灾害防治的法律法规体系;完善政府部门执行法律法规的机构和体系;建立完善的地质灾害监测机构体系;建立一套完善的信息体系,及时掌握地质灾害动态;建立政府发布预测预报体系,分定期、不定期、长期、中期、近期及临灾警报等,对问题严重的要进行通报、曝光。3.3加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识宣传各种地质灾害知识,培养全民灾害意识,可以做到灾前有防,灾中不慌,灾后自救,提高生存能力,减少灾害损失。在广大人民群众中,通过各种途径做好防灾抗灾的宣传教育工作,引起人们对灾害的足够重视,增强人们的防灾意识,达到心中有数、居安思危的效果。3.4因地制宜综合防治各种地质灾害在空间地域分布上具有一定规律,因而不同灾害类型区应制定相应的治理措施和施工标准,增加有形抗灾、防灾能力。工程措施要严格,生物措施也要同步发展,做到以生物措施为根本、以工程措施作先导的综合防治。只有这样,才能达到预期目的。此外,要建立一支快速救援队,对灾区能够提供及时的救助,最大限度地减少灾害损失。同时发扬“一方有难,八方支援”的精神,尽快使灾民脱离险境。援助灾区,恢复生产,也是灾后重建的一条行之有效的途径。参考文献：[1]潘懋,李铁锋.灾害地质学[M].北京:北京大学出版社,2002.[2]殷坤龙,张桂荣.地质灾害风险区划与综合防治对策[J].安全与环境工程,2003,10(1):32-33.程建远石显新.中国煤炭物探技术的现状与发展[J].地球物理学进展,2013,28(4).doi:10.6038/pg20130446.王小玉.浅谈煤田地质预测与存在的问题[J].科技创业家,2012,(1).吴钦宝陈同俊陈凤云.中国东部煤矿深部开采中的地质勘探技术[J].地球物理学进展,2005,20(2)韩德品赵镨李丹.矿井物探技术应用现状与发展展望[J].地球物理学进展,2009,24(5)