- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:矿山井下作业环境复杂,地质条件的复杂多变是诱发矿山灾害、制约应急救援开展的核心因素之一。岩体结构、地层稳定性、水文条件、地质构造等天然地质状态,直接影响矿山事故发生概率、灾害扩散速度与现场救援推进效率。矿山突发坍塌、透水、片帮、瓦斯溢出等事故,大多与区域地质缺陷存在直接关联。复杂地质环境会压缩救援作业空间、阻碍救援通道贯通、增加现场处置风险,大幅提升应急救援的难度与不确定性。本文结合矿山井下作业特点,梳理各类地质因素对矿山应急救援工作的实际影响,分析地质条件带来的救援难点与安全隐患,贴合矿山现场作业实际提出针对性应对措施,优化矿山应急处置体系,提升矿山灾害救援的安全性与实效性。
关键词:地质因素;矿山开采;应急救援;灾害处置;安全防控
矿山应急救援是灾害发生后控制险情、减少人员伤亡、降低工程损失的最后保障。地质条件的优劣直接影响救援通道开拓、险情控制、人员搜救与灾后处置全过程。稳定的地质环境能够为救援工作提供基础作业条件,而破碎、含水、构造复杂的地质环境会持续放大灾害风险,阻碍救援作业有序推进。厘清各类地质因素对矿山应急救援的影响规律,建立适配复杂地质条件的应急处置机制,是提升矿山安全管理水平、强化灾害防控能力的关键。
1影响矿山应急救援的核心地质因素
1.1岩体结构破碎,围岩稳定性较差
部分矿山岩层风化程度高、岩体完整性差,岩层内部裂隙、节理发育密集,整体结构松散脆弱。井下开采作业会打破原始地层应力平衡,引发围岩松动、顶板脱落、巷壁片帮等问题。灾害发生后,破碎岩体的稳定性会进一步下降,极易出现二次垮塌、顶板掉落等次生灾害。不稳定的围岩环境会压缩救援作业空间,威胁救援人员人身安全,导致巷道清理、通道开拓、被困人员搜救等基础工作无法顺利推进,大幅延缓救援进度。
1.2水文地质复杂,透水风险突出
矿区地下水分布、含水层厚度、裂隙水系发育情况,是影响井下救援的重要水文地质条件。部分矿区地下暗河、积水采空区、断层含水带分布密集,隐蔽性极强。开采扰动容易突破隔水岩层,引发突发透水、涌水、积水倒灌等灾害。透水事故发生后,井下积水会淹没作业巷道、封堵逃生通道、稀释井下空气环境,增加被困人员窒息风险。同时积水会软化围岩、加剧岩层破碎,诱发连续垮塌险情,让救援现场长期处于动态危险状态,提升应急处置难度。
1.3地质构造发育,灾害连锁性强
断层、褶皱、陷落柱等地质构造区域,是矿山灾害的高发区域。这类区域岩层错位、结构紊乱、应力集中明显,岩层承载力弱、稳定性差,受开采扰动后极易诱发垮塌、瓦斯异常涌出、岩层错动等灾害。地质构造带的灾害具备连锁性、突发性特征,单一灾害发生后,容易接连诱发次生险情。复杂构造区域巷道变形快、隐患点位多,救援现场风险辨识难度大,常规救援方案难以适配动态变化的现场工况,救援工作可控性大幅降低。
2地质因素对矿山应急救援工作的主要影响
2.1造成救援通道堵塞,延误搜救时效
复杂地质条件引发的垮塌、片帮、落石等险情,会直接封堵井下巷道与逃生通道,切断救援人员与被困区域的连通路径。破碎岩层垮塌堆积体量较大,堆积结构杂乱,人工清理与机械掘进难度高。救援通道开拓需要逐层清理堆积体、加固围岩、防控二次垮塌,工序繁琐、作业周期长,无法实现快速搜救。救援时效被大幅压缩,直接影响被困人员生存概率,降低应急救援成功率。
2.2诱发次生灾害,扩大现场风险范围
地质环境的不稳定性让矿山灾害现场具备极强的动态风险。救援作业中的破拆、掘进、通风等操作,会进一步扰动原本脆弱的岩层结构,诱发二次垮塌、突水、气体溢出等次生灾害。各类灾害相互叠加、连锁发生,让救援现场风险持续升级,不仅威胁被困人员安全,还会造成救援人员伤亡,扩大事故损失,让整体救援工作陷入被动局面。
2.3干扰救援研判,降低方案适配性
复杂地质条件隐蔽性强,地下岩层变化、积水分布、气体赋存状态无法直观观测,灾害发生后井下地质情况会持续变动。现场地质信息不完整、动态变化快,容易造成救援研判偏差,难以精准判断垮塌范围、积水体量、隐患点位与风险走势。固定的救援方案无法适配动态变化的地质工况,救援调整难度大,处置精准度不足,影响整体救援成效。
2.4增加救援作业难度,提升处置成本
稳定地质环境可依托常规设备、标准流程开展救援作业,而复杂地质现场对设备、技术、人员、防护标准要求更高。破碎围岩需要持续支护加固,积水区域需要持续排水降压,气体超标区域需要严格通风控源,各类防护处置工序大幅增加作业量。救援周期延长、设备投入增多、人员轮换频繁,整体应急处置成本显著提升,救援工作压力持续加大。
3应对矿山复杂地质条件的应急救援优化措施
3.1强化前期地质勘探,建立动态地质数据库
依托精细化地质勘探技术,全面摸排矿区岩层结构、断层分布、水文特征、气体赋存等基础信息,精准识别破碎带、含水带、构造带等高危区域。完整记录各开采阶段地层变化数据,搭建矿区动态地质信息数据库,实时更新巷道围岩状态、水文变化、气体浓度等关键数据。精准的地质数据能够为风险预判、隐患治理、应急方案编制提供可靠依据,从源头降低地质灾害突发概率,为应急救援预留安全作业空间。
3.2针对性开展地质隐患治理,弱化灾害风险基底
结合矿区地质隐患分布特征,落实分区管控、分级治理。对岩体破碎、围岩松散的巷道,提前开展支护加固、围岩锚固处理,提升巷道整体稳定性。对含水构造、积水采空区,提前完成探水、疏水、堵水作业,消除突水隐患。对气体富集区域,强化通风疏导、瓦斯抽采与浓度监测,避免气体积聚。常态化地质隐患治理能够提前化解不稳定因素,减少灾害发生频次,降低事故发生后的救援处置难度。
3.3优化地质适配型应急救援预案
摒弃通用化救援预案模式,结合矿区不同区域的地质特征编制差异化应急处置方案。针对破碎围岩垮塌、断层区域险情、透水灾害、气体溢出等不同地质灾害类型,细化救援流程、作业标准、防护措施与处置重点。明确复杂地质条件下的通道开拓、围岩加固、排水通风、险情管控等专项流程,规范救援作业细节。依托现场地质工况常态化开展预案演练,提升救援人员对复杂地质险情的适配处置能力,保障灾害发生后能够快速、精准、有序开展救援工作。
3.4强化现场动态监测,提升风险预判能力
在井下高危区域布设围岩位移、应力变化、水位波动、气体浓度等监测设备,实现地质状态与环境参数全天候动态监测。灾害发生后,依托监测数据实时掌握井下岩层变动、积水变化、气体波动情况,精准研判次生灾害风险。动态监测数据能够为现场救援调整、方案优化、作业管控提供实时依据,帮助救援人员规避隐蔽地质风险,保障救援作业全程安全可控。
4结语
地质条件是制约矿山应急救援工作的核心要素,岩体破碎、水文复杂、构造发育、气体赋存等地质特征,会造成救援通道受阻、次生灾害频发、救援研判困难、作业难度提升等诸多问题,直接影响矿山应急救援质量与安全水平。落实精细化地质勘探、常态化隐患治理、差异化预案建设、动态化监测预警、专业化队伍培育,能够有效弱化地质因素带来的救援风险,提升复杂地质场景下的矿山应急处置能力。完善地质风险防控与应急救援体系,可有效提升矿山安全防控水平,减少灾害人员伤亡与经济损失,保障矿山开采作业安全、稳定推进。
参考文献:
[1]马小波.水文地质因素对矿山地质灾害的影响及防治措施[J].工程技术研究,2020,5(23):134-135.
[2]王金安,陈梦雨,周家兴,等.露天矿地质灾害应急救援智能调度系统研究[J].中国安全生产科学技术,2022,18(9):103-110.
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