煤矿边坡坍塌事故常见原因和监测方法

 

煤矿边坡作为煤矿开采过程中的重要组成部分，其稳定性直接关系到煤矿生产的安全与效率。边坡坍塌事故一旦发生，不仅会造成巨大的经济损失，还可能威胁矿工的生命安全。深入了解煤矿边坡坍塌事故的常见原因，并掌握有效的监测方法，是预防此类事故的关键。

 

煤矿边坡坍塌事故常见原因

 

地质条件因素
岩土体性质：煤矿边坡的岩土体类型和性质对边坡稳定性起着决定性作用。如果边坡主要由松散的砂土、粉质土等组成，其抗剪强度较低，容易发生滑动坍塌。例如，在一些煤矿中，边坡土体中含有大量的黏土矿物，遇水后会发生软化，导致土体强度大幅降低，增加了坍塌风险。

 

地质构造：地质构造如断层、节理、裂隙等会破坏岩土体的完整性，为边坡坍塌提供滑动面和渗水通道。当边坡附近存在断层时，断层两侧的岩土体受力状态发生改变，容易产生应力集中，从而引发坍塌。而且，节理和裂隙发育的岩土体，在雨水或地下水的作用下，裂隙会进一步扩展，削弱边坡的稳定性。

 

开采活动影响
不合理的开采方式：过度开采、超挖、掏挖坡脚等不合理的开采方式是导致边坡坍塌的重要原因。一些煤矿为了追求产量，在开采过程中过度挖掘坡脚，使得边坡的支撑力减弱，边坡上部的岩土体失去平衡，进而引发坍塌。

 

爆破震动：煤矿开采过程中，爆破作业产生的震动会对边坡岩土体产生扰动。频繁的爆破震动会使岩土体的结构变得松散，降低其抗剪强度，同时还可能促使原有裂隙进一步发展，增加边坡坍塌的可能性 。

 

外部环境因素
降雨：降雨是诱发煤矿边坡坍塌的常见外部因素。大量雨水渗入边坡岩土体中，会增加岩土体的重量，同时降低其抗剪强度。雨水还会在岩土体中形成渗流，产生动水压力，进一步推动边坡滑动。特别是在暴雨季节，短时间内大量的降水会使边坡稳定性急剧下降，极易引发坍塌事故。

 

地震：地震产生的地震波会对边坡岩土体施加额外的动力荷载，打破边坡原有的平衡状态。地震的强烈震动会使岩土体产生松动、变形，甚至直接导致边坡坍塌。在地震多发地区的煤矿，边坡坍塌事故更容易发生 。

 

风化作用：长期的风化作用会使边坡岩土体的物理力学性质发生改变。岩石经过风化后，会逐渐破碎、剥落，形成松散的碎屑物质，降低边坡的稳定性。尤其是在昼夜温差大、气候干燥的地区，风化作用更为强烈，边坡坍塌的风险也更高 。

 

 

煤矿边坡坍塌事故监测方法

 

传统监测方法
人工巡查：安排专业人员定期对煤矿边坡进行巡查，通过目视观察、简单工具测量等方式，检查边坡是否存在裂缝、变形、松动等异常情况。巡查人员还会记录边坡周边的水文变化、植被生长情况等信息，及时发现潜在的安全隐患。人工巡查虽然直观、简单，但存在效率低、主观性强、难以发现深部隐患等缺点 。

 

仪器测量：
大地测量法：利用全站仪、水准仪等测量仪器，定期对边坡上的监测点进行位移测量。通过测量监测点的平面位置和高程变化，判断边坡是否发生位移变形。大地测量法测量精度较高，但需要人工操作，测量周期较长，难以实现实时监测。

 

应力应变监测：在边坡岩土体中埋设应力计、应变计等传感器，监测岩土体内部的应力、应变变化情况。当边坡岩土体受力发生变化时，传感器会将数据传输到监测系统，通过分析数据可以判断边坡的稳定性 。

 

现代监测技术
卫星遥感监测：利用卫星遥感技术，通过对不同时期的卫星影像进行对比分析，可以获取边坡的地形地貌变化、地表裂缝发育情况等信息。卫星遥感监测具有监测范围广、不受地形限制等优点，能够及时发现大面积边坡的宏观变形迹象，但对于小范围、局部的变形监测精度相对较低 。

 

InSAR技术：合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术是一种基于雷达遥感的监测技术。它通过对不同时间获取的雷达影像进行干涉处理，能够精确测量边坡地表的微小位移变化。InSAR技术具有监测精度高、监测范围大、可实现长时间连续监测等优点，在煤矿边坡监测中得到了广泛应用 。

 

光纤监测技术：光纤监测技术是利用光纤传感器对边坡进行监测。光纤传感器可以感知岩土体的应变、温度等物理量的变化，并将这些变化转化为光信号进行传输和分析。光纤监测技术具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、能够实现分布式监测等优点，可以实时、准确地监测边坡的变形情况 。

 

物联网监测系统：物联网监测系统是将各种传感器（如位移传感器、应力传感器、雨量传感器等）通过网络连接起来，实现对边坡多参数的实时监测。系统可以自动采集、传输和分析数据，并在发现异常情况时及时发出预警。物联网监测系统具有自动化程度高、数据传输快、预警及时等优点，能够为煤矿边坡安全管理提供有力支持 。