采矿工程中的矿山灾害预防与应急响应策略

引言

从矿业企业的角度分析，采矿过程中产生的地质灾害会严重影响生产效率，也会增加安全事故的发生概率，严重的会产生塌井事故。这些灾害一旦发生，不仅危及矿工生命安全，还会造成重大经济损失与生态破坏。制定科学有效的矿山灾害预防与应急响应策略，是保障矿业可持续发展、践行安全生产理念的必然要求。

一、采矿工程中主要矿山灾害类型与特点

1.1 地质灾害的致灾机理与特征

地质灾害是采矿工程的常见风险，主要包括顶板坍塌、岩爆、地表塌陷等。其致灾机理源于采矿活动对原始地质应力平衡的破坏，当采掘作业改变岩体结构与应力分布时，若未及时支护或支护强度不足，极易引发顶板垮落；深部开采中的高地应力环境，则可能诱发岩爆灾害，造成设备损毁与人员伤亡。地质灾害具有突发性强、破坏力大的特点，且受地质构造、开采深度与方法的多重影响。例如，在断层、破碎带等不良地质区域开采，灾害发生概率显著增加；而地下开采形成的采空区若未妥善处理，将导致地表塌陷，威胁周边建筑与生态安全。其隐蔽性特征使灾害前期征兆难以察觉，增加了防控难度。

1.2 瓦斯与火灾灾害的风险特性

瓦斯与火灾灾害相互关联，是矿山安全的重大隐患。瓦斯灾害主要表现为瓦斯爆炸与突出，瓦斯积聚达到爆炸浓度后，遇火源即会引发剧烈爆炸；而瓦斯突出则是在高瓦斯压力与地应力作用下，瓦斯与煤体突然喷出，破坏巷道设施并引发窒息危险。火灾灾害多由电气故障、明火管理不当或煤炭自燃引发，井下通风不畅会加速火势蔓延，同时产生大量有毒有害气体。这两类灾害具有连锁反应特性，瓦斯爆炸可能引发火灾，而火灾又会加速瓦斯释放，形成恶性循环。

1.3 水害与尾矿库灾害的潜在威胁

水害主要包括透水、突水等，其成因涵盖地表水渗透、老空区积水、含水层破坏等。当采掘作业接近水体边界或揭露导水通道时，大量水涌入井下，会瞬间淹没巷道，造成人员溺亡与设备损坏。水害具有隐蔽性与突发性，地下含水层分布复杂，难以精准预判突水位置与水量。尾矿库灾害则涉及溃坝、渗漏等风险，尾矿堆积体若设计不合理、管理不善，在暴雨、地震等外部诱因下，可能发生溃坝事故，尾矿携带的有害物质将污染周边土壤与水体，引发生态灾难。两类灾害均对周边环境与公共安全构成长期威胁，且灾害后果修复难度大、周期长。

二、矿山灾害的系统性预防策略

2.1 工程技术层面的灾害防控措施

工程技术防控是灾害预防的基础手段。在地质灾害防治方面，采用先进的支护技术，如锚杆锚索联合支护、液压支架支撑等，增强巷道与采场稳定性；通过充填采矿法、崩落法等合理规划开采顺序，控制地压活动。针对瓦斯灾害，实施瓦斯抽采技术，利用地面钻井、井下钻孔等方式降低煤层瓦斯含量；优化通风系统，确保工作面风量充足、风流稳定。火灾防控则需加强电气设备防爆管理，采用阻燃材料与隔爆设施，同时建立火灾监测系统，实时监控井下温度与烟雾浓度。水害防治可通过超前钻探、物探等手段探查水文地质条件，设置防水闸门、排水系统等设施。这些技术措施需结合矿山实际条件，进行动态优化与综合应用，形成立体防控体系。

2.2 管理体系优化与制度保障策略

完善的管理体系与制度是灾害预防的核心保障。企业需建立全员安全生产责任制，明确各岗位在灾害防控中的职责，将安全目标纳入绩效考核。加强安全培训，通过理论教学、实操演练等方式提升员工风险辨识与应急处置能力；建立隐患排查治理制度，定期开展全方位安全检查，对发现的问题实施闭环管理。同时，制定严格的动火作业、爆破作业等审批流程，规范高危作业管理。此外，引入现代化安全管理理念，推行安全标准化建设与风险分级管控，构建双重预防机制，从制度层面消除管理漏洞。通过定期修订与完善制度，确保管理体系适应矿山开采条件变化，实现安全管理的长效化。

2.3 监测预警系统的构建与应用

监测预警系统是灾害预防的 “千里眼” 与 “顺风耳”。利用传感器技术，实时采集井下瓦斯浓度、顶板位移、水文参数、温度等关键数据，通过物联网与大数据平台进行整合分析。采用人工智能算法对数据进行深度挖掘，建立灾害预警模型，一旦监测数据超过阈值，系统自动发出声光报警，并通过短信、APP 推送等方式通知相关人员。例如，基于微震监测技术捕捉岩体破裂信号，预测顶板垮落风险；通过瓦斯浓度动态变化趋势分析，预判突出危险。与此同时，构建可视化监控平台，管理人员可直观掌握井下安全状况，及时调整防控措施。监测预警系统需定期维护与升级，确保数据准确性与系统稳定性，为灾害预防提供科学决策依据。

三、矿山灾害应急响应机制构建

3.1 应急响应组织架构与职责分工

科学的应急响应组织架构是高效救援的前提。矿山企业应成立应急指挥部，由主要负责人担任总指挥，下设抢险救援、医疗救护、技术支持、后勤保障等专业小组。应急指挥部负责统筹协调救援工作，制定救援方案；抢险救援组承担人员搜救、灾害控制任务，需配备专业救援装备与队伍；医疗救护组负责伤员救治与现场急救；技术支持组提供地质、通风等技术分析，辅助决策；后勤保障组保障物资供应、交通通讯等需求。

3.2 灾害救援实施流程与技术支持

灾害救援需遵循科学流程并依托技术支撑。灾害发生后，首先启动应急预案，迅速组织井下人员按逃生路线撤离，同时封锁灾害区域，防止灾情扩大。救援队伍进入现场前，需通过监测数据评估风险，制定安全救援方案。在瓦斯爆炸、火灾等灾害救援中，采用正压通风、惰化灭火等技术，降低救援风险；针对透水事故，利用排水设备强排积水，配合生命探测仪搜寻被困人员。技术支持方面，借助三维建模、虚拟现实技术模拟灾害场景，辅助制定救援路线；利用无人机、机器人等设备进行危险区域侦查，获取实时信息。

3.3 灾后处置与恢复重建策略

灾后处置与恢复重建是减少损失、恢复生产的关键环节。灾害结束后，需对事故原因进行深入调查分析，形成报告并提出整改措施。对受损设备、巷道进行安全评估与修复，确保符合安全生产标准。同时，开展环境治理，如处理火灾后的有毒气体残留、修复透水造成的生态破坏等。在恢复生产阶段，制定分步复产计划，优先恢复通风、排水等关键系统，逐步恢复采矿作业。

四、结论

矿山灾害预防与应急响应是保障采矿工程安全的核心环节。通过系统性预防策略降低灾害发生概率，构建科学的应急响应机制提升救援效能，可有效减少人员伤亡与经济损失。未来需持续推动技术创新、管理优化与体系完善，实现矿山灾害防控能力的全面升级，助力矿业安全可持续发展。

参考文献：

[1]李皓东.甘肃某煤矿采矿活动引发地面塌陷地质灾害预测及防治措施研究[J].四川地质学报，2024，44（02）：267-272.

[2]沈佩霞.矿山地质环境治理工程技术研究[C]//河南地球科学研究进展（2022）.河南省资源环境调查四院;，2023：167-173.

[3]马欣.采矿工程中的地质环境问题及其控制[J].内蒙古煤炭经济，2021，（21）：182-184.