非煤礦山建設(shè)工程點(diǎn)多線長(zhǎng)，不同地點(diǎn)的地形地貌、氣象水文、地質(zhì)構(gòu)造、巖性巖相、巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、植被類(lèi)型及覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度和人類(lèi)工程活動(dòng)強(qiáng)度等地質(zhì)環(huán)境條件差異較大。環(huán)境保護(hù)和災(zāi)害的防治等有關(guān)問(wèn)題愈加突出，甚至直接影響和制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如果對(duì)地質(zhì)問(wèn)題沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，就不可能真正實(shí)現(xiàn)非煤礦山安全生產(chǎn)的目的。如何能有效的反映非煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特征、災(zāi)害的誘發(fā)因素及如何防治非煤礦山地質(zhì)災(zāi)害，是目前較為突出的一個(gè)研究問(wèn)題。
一、非煤礦地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的主要特點(diǎn) 非煤礦山有兩種致災(zāi)因素，地面工程引發(fā)或加劇的地面地質(zhì)災(zāi)害、井下工程引發(fā)或加劇的地面地質(zhì)災(zāi)害和井下災(zāi)害。這兩種致災(zāi)因素相互作用，互相激發(fā)，特別是井下工程引發(fā)或加劇的地面地質(zhì)災(zāi)害尤為突出。 1、災(zāi)害重復(fù)產(chǎn)生，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)隨工作面的推進(jìn)不斷移動(dòng)、發(fā)生，不同地點(diǎn)的災(zāi)種、危害程度不同。剖面上當(dāng)有兩層以上的可采非煤層時(shí)，上層非煤層開(kāi)采時(shí)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害在下層非煤層開(kāi)采時(shí)將重復(fù)發(fā)生，可采非煤層越多，重復(fù)發(fā)生的次數(shù)越多，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。 2、災(zāi)害分布集中，危險(xiǎn)性大 井工非煤礦引發(fā)或加劇、遭受的地質(zhì)災(zāi)害集中分布在開(kāi)采移動(dòng)角的范圍內(nèi)，對(duì)地面的村莊、水源、耕地等對(duì)象造成的危害程度大，危險(xiǎn)性大。 3、多種災(zāi)害交織在一起，評(píng)估工作難度大 在評(píng)估工作中，對(duì)已有地面地質(zhì)災(zāi)害需要調(diào)查與評(píng)估，預(yù)測(cè)地面建設(shè)工程引發(fā)或加劇、遭受的地質(zhì)災(zāi)害，更為重要的是預(yù)測(cè)井下采掘工程引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害，這種地面與井下引發(fā)或加劇的災(zāi)害相互交織，已有災(zāi)害與潛在災(zāi)害相互交織的局面，給評(píng)估工作帶來(lái)了很大的難度。 二、非煤礦地質(zhì)巖層的結(jié)構(gòu)與特征分析 大多數(shù)非煤礦山都產(chǎn)生于大斷裂帶的邊緣地帶，因?yàn)橘Y源是由遠(yuǎn)古時(shí)期的植物腐枝葉在地下發(fā)醇而成的。而大斷裂帶的邊緣大多屬于丘陵地貌，適合植物的生長(zhǎng)；而且這些地方的土質(zhì)很松，容易出現(xiàn)滑坡和泥石流，利于腐植質(zhì)的發(fā)醇，容易形成肥沃的土壤�；谝陨系恼J(rèn)識(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，非煤礦大多數(shù)是沉積巖，多是斷層、褶曲發(fā)育地質(zhì)構(gòu)造。因此，通常非煤礦地質(zhì)巖層的結(jié)構(gòu)與特征就是沉積巖的結(jié)構(gòu)及特征。 沉積巖是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一，另外兩種巖石是巖漿巖和變質(zhì)巖。是在地表不是太深的地方，將其他巖石的風(fēng)化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物，經(jīng)過(guò)水流或冰川的搬運(yùn)、沉積、成巖作用才形成的巖石。因此也稱(chēng)為水成巖。在地球地表，有80％的巖石是沉積巖，但如果從地球表面到17公里深的整個(gè)巖石圈算，沉積巖只占10％。沉積巖主要有石灰?guī)r、砂巖、頁(yè)巖等組成。沉積巖中所含有的礦產(chǎn)，占全部世界礦產(chǎn)蘊(yùn)藏量的85％。 沉積巖的基本特點(diǎn)：首先是層理構(gòu)造顯著；其次是沉積巖中常含古代生物遺跡，經(jīng)石化作用即成化石；最后有的沉積巖具有干裂、孔隙、結(jié)核等。常見(jiàn)的沉積巖有：直徑大于4毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質(zhì)膠結(jié)而形成的礫巖，由3毫米到0.06毫米直徑的砂粒膠結(jié)而成的砂巖，由顆粒細(xì)小的粘土礦物組成的頁(yè)巖，由方解石為其主要成分，硬度不大的石灰?guī)r等。 三、礦井地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響分析 1、巖層裂隙常常成為事故的隱患 頂板中出現(xiàn)裂隙的多少直接反映頂板整體性和堅(jiān)固性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在不穩(wěn)定煤層頂板中，裂隙間距在0.3m以下的占70％以上，所以裂隙越發(fā)育，密度越大，即它們的間距越小，頂板的穩(wěn)定性就越差，冒落的可能性就越大。事實(shí)上，很多局部冒頂事故都與裂隙息息相關(guān)。 2、礦層頂板巖性直接關(guān)系到開(kāi)采的安全 巖性是影響礦層頂板穩(wěn)定性及非煤礦開(kāi)采安全的最基本也是最重要的因素。直接頂板巖層的組合形式對(duì)穩(wěn)定性有很大影響，它是反映頂板整體性的最重要因素。如礦層直接頂板薄層狀的泥巖，老頂為細(xì)砂巖，這種的組合形式也叫“復(fù)合頂板”。由于上、下軟硬巖層下沉不同步，軟巖層下降快，而硬巖層下降慢，從而導(dǎo)致軟硬巖層“離層”而發(fā)生頂板事故。 3、傾角變化也是影響開(kāi)采安全的—個(gè)環(huán)節(jié) 頂板巖層傾角的變化程度也反映了頂板破壞程度，—種情況是，傾角相對(duì)變化大的區(qū)域；另一種情況是相鄰控制點(diǎn)傾角相對(duì)變化特別亂、無(wú)規(guī)律的區(qū)域。這兩種情況都反映頂板巖層發(fā)生了斷裂或揉皺，這樣的區(qū)域要特別提防。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，凡傾角變化大，在一塊區(qū)域傾角相差20°以上，其圍巖的裂隙就發(fā)育，該塊段就是一塊不穩(wěn)定頂板易冒落的區(qū)域。 4、不穩(wěn)定礦層也是影響采掘安全的因素 當(dāng)?shù)V層不穩(wěn)定時(shí)，安全技術(shù)措施往往難于落實(shí)。當(dāng)?shù)V層受到構(gòu)造變動(dòng)時(shí)，由于巖層的巖石力學(xué)性質(zhì)的差異，出現(xiàn)不同的形變效應(yīng)，由于構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)的不均衡，現(xiàn)場(chǎng)各礦常遇到的局部礦層變薄、頂板呈現(xiàn)小褶曲等現(xiàn)象，使礦層呈波浪變化，給安全開(kāi)采措施落實(shí)及工人現(xiàn)場(chǎng)操作帶來(lái)極大的困難。 礦層不穩(wěn)定還會(huì)影響到回采循環(huán)作業(yè)。在回采工作面遇到礦包、礦溝及香腸狀礦體時(shí)，難以按照規(guī)程要求的方向進(jìn)行推進(jìn)，更無(wú)法一次性采全厚，使頂板支護(hù)不能到位，支護(hù)質(zhì)量低劣，支柱初撐力不夠，迎山角無(wú)法掌握，造成頂板下沉，切頂棚柱無(wú)法按開(kāi)采的需要進(jìn)行切頂。同時(shí)，礦體整體性差，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量頂板垮落，構(gòu)成極大的威脅。 四、基于地質(zhì)構(gòu)造的非煤礦開(kāi)采地質(zhì)問(wèn)題處理措施分析 1、立足超前查明的原則 1）必須加大超前探查的投入力度；2）地質(zhì)工作必須隨著采掘技術(shù)的發(fā)展，不斷補(bǔ)充、完善、修改和更新，標(biāo)準(zhǔn)必須滿足采掘方法的要求；3）綜采、綜掘工作面必須立足超前查明地質(zhì)情況，應(yīng)把握好“三前”，即：在采區(qū)巷道布置前、綜采工作面安裝前、采礦工作面遇構(gòu)造采取措施前三個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)查明地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)狀（斷層的走向、傾向、傾角、落差和伸展方向、延展長(zhǎng)度等）；4）堅(jiān)持地質(zhì)工作服務(wù)生產(chǎn)的理念，根據(jù)采掘生產(chǎn)接續(xù)，超前安排地質(zhì)工作。 2、優(yōu)化采區(qū)、工作面設(shè)計(jì) 有效避讓地質(zhì)構(gòu)造采區(qū)和工作面設(shè)計(jì)前應(yīng)認(rèn)真分析研究地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)和可靠程度，結(jié)合采掘方法和礦井生產(chǎn)接續(xù)等因素，提出趨利避害的設(shè)計(jì)方案，有效避讓地質(zhì)構(gòu)造。1）設(shè)計(jì)規(guī)程必須有地質(zhì)部門(mén)正式審批的地質(zhì)說(shuō)明書(shū)；2）根據(jù)條帶開(kāi)采的實(shí)際情況，應(yīng)合理安排采掘工作面避開(kāi)斷層構(gòu)造和礦層變薄區(qū)，并針對(duì)探明構(gòu)造的變化情況而重新設(shè)計(jì)、布置；3）對(duì)在開(kāi)采過(guò)程中遇到的斷層等構(gòu)造，要制定具體的實(shí)施方案、措施，進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估和方案比較，做到斷層區(qū)資源回收最大化；4）認(rèn)真進(jìn)行工作面采后總結(jié)，查找安全生產(chǎn)、資源回收等存在的問(wèn)題和不足，積累經(jīng)驗(yàn)。 3、加強(qiáng)工作面過(guò)構(gòu)造的技術(shù)研究 1）加大構(gòu)造探明力度，在一條工作面順槽揭露的斷層，應(yīng)在另一條順槽揭露前超前查明其產(chǎn)狀是否一致，其方法要靠打鉆、巷探等來(lái)實(shí)現(xiàn)；2）加強(qiáng)管理，地測(cè)部門(mén)應(yīng)不間斷的跟蹤地質(zhì)構(gòu)造變化情況，定期不定期的向區(qū)隊(duì)和有關(guān)部門(mén)提供平、剖面圖及預(yù)測(cè)資料，生產(chǎn)部門(mén)要認(rèn)真分析研究過(guò)構(gòu)造的工藝措施，確保各項(xiàng)技術(shù)措施落實(shí)到位；3）積極探索，大膽創(chuàng)新，結(jié)合實(shí)際，探索出一條為非煤礦可持續(xù)發(fā)展的地質(zhì)工作之路。