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煤矿地质灾害风险性评估

2015/09/17 阅读:

由于我国地形具有复杂性多样性,山区面积占三分之二,地势西高东低,温带季风气候,夏季多雨,我国地震频发,这导致我国成为世界上地质灾害多,发生次数较多,灾害损失较大的少数国家之一。地质灾害严重影响了我国经济的持续发展。近年来煤矿地质灾害事故频发,夺去许多人宝贵的生命,给国家造成巨大的损失。因此,煤矿工程必须进行地质灾害风险性评估,对地质环境和地质灾害的影响进行重点评价,并制定切实可行的保护措施。

1煤矿地质灾害的数据采集及其类型的分类

1.1煤矿地质灾害数据采集地质灾害调查首先应利用收集现有的资料,主要包括地质灾害形成条件相关的气象水文、区域构造、地质构造、第四纪地质、地形地貌、水文地质条件、及当地社会经济发展计划等。灾害调查的主要内容包括滑坡、断层、陷落柱、崩塌、矿井突水、井筒破裂、瓦斯与煤尘爆炸、地面塌陷和地裂缝。调查地质灾害时要充分发动群众,做到不放过一个灾害点,进行一点一卡记载,主要要素的描述不得遗漏。

1.2煤矿地质地质灾害类型滑坡:斜坡的局部稳定性受破坏,岩土体或其他碎屑在重力和水流冲刷等外部营力作用下,沿一个或多个破裂滑动面向下做整体滑动的过程与现象。断层:指断裂面两侧的岩石有明显相对位移的断裂构造。陷落柱:又被称为“研子窝”、“无炭柱”,是指地下可溶性煤层,经地下水强烈溶蚀,形成大量溶洞,在上覆岩层重力作用下所产生的塌陷。崩塌:岩土体受重力作用下突然脱离较陡斜坡上母体产生的崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。矿井突水:指在井巷掘进及工作面回采过程中,接近或沟通含水层、被淹巷道、地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然产生的突水事故。瓦斯与煤尘爆炸:煤矿瓦斯是指在煤炭开采过程中,从煤层或围岩中涌出的各种有害气体的总称,其主要成分是沼气,瓦斯与煤尘爆炸就是指一定浓度的沼气在引火源作用下产生的激烈的氧化现象地面塌陷:地表岩、土体在人为或自然因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。地面塌陷主要以采空塌陷为主,即人为型为主。自然型地面塌陷有土洞塌陷、黄土湿陷和溶洞塌陷。地裂缝:地表岩层、土体在自然因素(地壳活动、水的作用等)或人为因素(抽水、灌溉、开挖等)作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。

2煤矿地质灾害风险性评估方法

2.1煤矿地质灾害风险性影响因素有很多因素影响煤矿工程地质灾害风险性,有内在的因素的影响也有外在的因素,煤矿地质灾害的客观诱因是指采煤活动,难以避免的造成地质灾害的因素等因素。通过分析煤矿工程地质灾害风险性影响因素,可以判断煤矿地质灾害的风险性并为煤矿工程地质灾害危险性评价指标体系的建立提供依据。

2.2煤矿地质灾害风险性评价指标建立

2.2.1风险性评价指标的选取原则系统性:系统化煤矿工程地质灾害风险性的评价,对安全意识、技术水平、身体状态、精神状态、作业态度和防护工作等因素进行层次分析,并根据其造成影响的结果划分为不同级别的影响因子并赋予不同的权重。灵活性:既灵活多样又不离根本,在具体的风险性评价指标评价时,对不同区域的地质特点,按实际情况选取风险性评价指标。针对性:在构建风险性评价指标体系时要根据具体的不同区域煤矿地质灾害特点,在确定和选取评价指标时要有针对性,做到客观公正又针对性强。实用性:选取评价指标要考虑实用特点,通过评价分析,评价结果能很好的反映煤矿工程地质灾害风险性的现状并能对煤矿的防护工程提供有效的指导。综合性:在构建风险性评价指标体系时要进行综合分析与考虑,既要系统地考虑各项因子和危险性评价指标,同时又要选取具有综合性的风险性评价指标。

2.2.2危险性评价指标体系建立本文将影响煤矿工程地质灾害风险性的因素分为:安全意识、技术水平、身体状态、精神状态、作业态度和防护工作等六类。并根据其特点和实际运用,构建了由上述六大类因素即共25个风险性评价指标组成风险性评价指标体系。

2.2.3煤矿地质灾害危险性评价指标量化在评价煤矿工程地质灾害风险性时,本文把煤矿工程地质灾害风险程度划分为4个等级,无风险(Ⅰ)、有风险(Ⅱ)、较有风险(Ⅲ)和高风险(Ⅳ)。

2.3煤矿地质灾害风险性的评价指标权重确定由于有多种因素影响煤矿地质灾害风险性,这些因素有主次之分,对煤矿地质灾害影响大小也不同,故在综合评价分析中应该给每个因素按照主次优劣顺序给予不同的权重,本文采取层次分析法。层次分析法判断矩阵:根据风险性评价指标的不同等级和层次,判断矩阵表示针对上一等级层次的指标因子,评定它的下一级等级层次中各评价指标的相对重要性,采用指标重要性判断标度表示。层次单排序:层次单排序的目的是对于上层次中的某一危险性评价指标,确定它下一层次的各危险性评价指标元素之间的相对重要性并按重要性次序进行权重赋值。层次总排序:层次单排序仅仅是对下一级两个危险性指标相对于上一级评价指标的重要性权重值进行两两排序,在此基础上,还需要对本层次所有的指标进行排序,按照从上到下逐层顺序进行层次总排序。一致性检验:为评价层次总排序计算的结果,在单排序一致性检验的基础上还需要进行总排序的一致性检验。

3煤矿地质灾害风险性评价案例分析

本文选取山东某煤矿,运用风险性评价体系和评价理论与方法针对此次滑坡的特点进行整体风险性评价,并确定危险性评价指标及其权重进行评分。

3.1地质情况简介该煤矿地质环境较复杂,地质灾害较频繁,给全征`的安个生产和安全管理工作均带来了较大的影响。通过一调查分析,该矿地质灾害主要分为矿井突水、地裂缝、开采沉陷、滑坡和崩塌、废弃物堆渣五大类。

3.2地质整体风险性评价确定煤矿地质灾害风险性评估的6个因素层的指标权重,运用层次分析法结合实际勘察结果和专家评分计算权重,安全意识0.2150、技术水平0.2260、身体状态0.1277、精神状态0.1393、作业态度0.1140和防护工作0.1780。并经计算关联度数据可知煤矿工程地质灾害危险性等级为无风险等级,评价对象的安全状况良好,保持目前的管理和生产形势将在近期内不会出现危险状况。

4结语

本文分析了煤矿地质灾害风险性影响因素,在此基础上构建了煤矿工程地质灾害风险性评价指标,根据其影响的主次并对各指标运用层次分析法进行量化,构建了煤矿工程地质灾害风险性评价体系。并结合某地煤矿实例进行模拟分析和评估,评估的结果与实际相符。

作者:付文 张潇文 单位:河南神火煤电股份有限公司刘河煤矿 河南神火煤电股份有限公司新庄煤矿

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