斷裂構(gòu)造是地殼最普通的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)之一。煤層斷裂構(gòu)造,是指煤巖體受地應(yīng)力作用后,煤巖體的連續(xù)性和完整性遭受破壞的地質(zhì)構(gòu)造。煤層斷裂會(huì)引發(fā)一系列安全風(fēng)險(xiǎn),必須認(rèn)清看準(zhǔn),采取有效措施嚴(yán)加防范。
結(jié)合工作實(shí)際,筆者總結(jié)了五方面煤層斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
一是影響煤巖體的穩(wěn)定性,導(dǎo)致煤巖體沿?cái)嗔衙婊瑒?dòng)、坍塌。特別是在強(qiáng)降雨等外部條件下,斷裂面上部的煤巖體穩(wěn)定性會(huì)進(jìn)一步降低,可能造成山體滑坡事故。露天煤礦的邊坡受斷裂構(gòu)造影響,在開(kāi)采過(guò)程中容易發(fā)生變形和移動(dòng),造成巖體坍塌。
2023年,內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟新井煤業(yè)有限公司露天煤礦發(fā)生特別重大坍塌事故,事故的直接原因是未按初步設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,隨意合并臺(tái)階,形成超高超陡臺(tái)階,邊幫巖體處于失穩(wěn)狀態(tài),沿?cái)鄬用婧凸?jié)理面滑塌。
二是為礦坑充水提供了條件。斷層破碎帶是地下水的良好通道,地表水、老空水、含水層承壓水往往沿著斷裂面裂隙涌入井下,使礦井涌水量增加。因此,水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井,更容易發(fā)生突水事故。
三是存在瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)。在高瓦斯礦井中,斷層破碎帶附近是瓦斯卸壓區(qū),容易聚積大量瓦斯。如果瓦斯治理方案不完善、抽采不達(dá)標(biāo)、治理不徹底,可能會(huì)造成瓦斯突出事故。
四是存在冒頂風(fēng)險(xiǎn)。斷層如果成組、成群集中出現(xiàn),斷層帶及其附近,由于巖石破碎,容易引起跨落冒頂。采煤工作面容易出現(xiàn)頂部切冒壓架情況,引發(fā)冒頂事故和頂板水害事故。
2016年,陜西省銅川市耀州區(qū)照金煤礦202綜放工作面發(fā)生重大水害事故。專(zhuān)家組在事發(fā)區(qū)域發(fā)現(xiàn)大量未查明、未被重視的小斷層和節(jié)理。在這樣的地質(zhì)構(gòu)造下,如果工作面滯采,會(huì)加速頂部切冒進(jìn)程、增加安全風(fēng)險(xiǎn)。
五是存在沖擊地壓風(fēng)險(xiǎn)。斷層沿?cái)嗔衙姘衙簬r體切斷并上下活動(dòng)產(chǎn)生位移,在斷層面,一種巖石與另一種巖性的巖石接觸。當(dāng)硬巖與軟巖接觸時(shí),軟巖一側(cè)會(huì)將硬巖的應(yīng)力分散,而硬巖一側(cè)應(yīng)力則相對(duì)集中。如果采掘活動(dòng)在硬巖一側(cè)進(jìn)行,會(huì)有較大的沖擊地壓風(fēng)險(xiǎn)。
在煤礦實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,斷裂構(gòu)造安全風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)法避免的,且常常與其他構(gòu)造疊加呈現(xiàn),給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅。因此,我們要結(jié)合實(shí)際,認(rèn)清斷裂構(gòu)造的風(fēng)險(xiǎn)和危害,通過(guò)監(jiān)測(cè)和分析,預(yù)測(cè)評(píng)估災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),并采取相應(yīng)防范措施。
結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),筆者在加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上,提出以下防范措施:
一是在條件允許的情況下,露天煤礦的工作幫盡可能平行于斷層面、節(jié)理面布置。萬(wàn)一發(fā)生滑塌事故,工作幫內(nèi)作業(yè)人員的安全基本不會(huì)受到影響。
二是針對(duì)瓦斯在斷裂破碎帶積聚、應(yīng)力在硬巖一側(cè)集中的情況,要結(jié)合斷裂面延伸方向、長(zhǎng)度等相關(guān)因素,制定專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)和措施,不得以點(diǎn)代面、沿用以前的設(shè)計(jì)和措施。
三是對(duì)于存在頂板水害的礦井,當(dāng)采掘面遇到斷層群、節(jié)理群時(shí),對(duì)相關(guān)巷道要采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施,調(diào)整支護(hù)方式,以主動(dòng)加被動(dòng)的復(fù)合支護(hù)方式,嚴(yán)防巷道頂板長(zhǎng)距離整體垮落。要適當(dāng)降低采高,快速推進(jìn),嚴(yán)防工作面頂板發(fā)生切冒壓架。
四是針對(duì)斷裂構(gòu)造貫穿上下頂?shù)装?、形成承壓含水層的情況,要采取注漿加固、打鉆疏放、分流、截流等措施。
五是斷裂構(gòu)造貫穿上部或相鄰工作面采空區(qū)時(shí),要在留夠隔水煤柱的同時(shí),嚴(yán)格按照老空水害防治“四步工作法”,查全、探清、放凈、驗(yàn)準(zhǔn)水害情況,徹底消除隱患。(作者:國(guó)家礦山安全監(jiān)察局陜西局事故調(diào)查處二級(jí)調(diào)研員 孫即亮)
責(zé)任編輯: 張磊