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煤矿灾害预防范文

发布时间:2023-09-26 08:32:07

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煤矿灾害预防

篇1

关键词:煤矿地质灾害;现状;预防

中图分类号:TE08文献标识码: A

引言

我国对煤炭的需求大,造成了过度地采掘煤炭资源现象的出现,非法采掘与技术上的不够先进造成了地质灾害的出现,这严重地威胁与损害了中国人民的生命安全与经济稳定。

一、煤矿地质灾害的特点

(一)群发性

煤矿开采会打破原有地质条件的平衡,产生一系列地质变化,形成地质灾害。而地质灾害一般不是独立存在的,是某一区域内地质条件变化长期积累的结果,所以地质灾害的发生常常会有群发效应,造成严重的灾害后果。例如当煤矿开采引起地面塌陷时,往往不是一处发生塌陷,而是在不同的时间和空间范围内大面积地发生塌陷。

(二)衍生性

煤矿地质灾害的另一重要特点是衍生性。地质灾害的衍生性是指一个地质灾害会引发其它的一系列的次生地质灾害,从而形成具有因果关系的灾害链条。例如,当矿井下发生突水事故时,往往会引发地下水位的大范围下降,这又引起地表沉降和塌陷等地质灾害,从而使地面出现裂缝,破坏耕地和建筑,地面高度的变化又会使地表径流的流向发生改变,这样一系列的次生灾害对于矿区的影响是长久而深远的。

(三)持续时间的多样性

煤矿地质灾害的种类不同,发生持续的时间长短也不一样。例如瓦斯爆炸、顶板冒落等灾害具有突发性,虽然持续时间短,但是强度高,破坏性大。而地面沉降等地质灾害的发生需要较长时间,具有渐发性。其他煤矿地质灾害的发生时间各不相同,具有各自的特点。因此,煤矿地质灾害的发生具有持续时间上的多样性,给防灾工作增加了难度。

(四)不可避免性和可预防性

由于煤矿的开采必然会对岩层的结构产生影响,这种影响积累到一定程度就必然会引发地质灾害。由于科学水平发展程度的限制,在未来很长一段时间内均无法完全避免地质灾害事故的发生。但是由于煤矿的地质灾害发生是有规律可循的;而且地质灾害是在开采活动对岩层影响达到一定程度后才会引发,所以,可以控制开采活动对岩层的影响程度,预防地质灾害的发生。

二、煤矿地质灾害分析

(一)煤矿地质钻探中的深孔问题

煤矿在开采过程中会遇到很多问题,深孔钻孔就是其中之一。很多企业由于缺少实际工作经验,或对工具认识不够全面,因此在施工初期会遇到困难,这对施工造成很多影响。为了能解决这些问题,企业就需对钻探技术、工艺和机具进行分析和研究,进而能找到导致这些机具出现问题的真正原因,然后根据这些原因采取相对应措施,促进开展过程顺利进行。煤矿与其它矿山开采有很大区别,它在开采过程中需高效快速地穿过煤层,在这个过程中,如果停留时间太长,那么很可能会增加工作危险系数,进而使施工更加艰难。在选择开采工具方面,工作人员需根据实际施工情况,在满足施工要求前提下,尽量选择性能优良的工具,并在使用这些工具时,一定要按照施工规范和要求,最大限度减少问题出现。选择钻机时,需留有一定空间。全液压动力头钻机优势虽然十分明显,但在深钻事故处理方面还不够完善,因此在进行深钻孔时,不能选择全液压动力头钻机。

(二)煤矿地质钻探中的瓦斯问题

a) 中国矿山地质结构非常复杂,且大部分为井下开采。瓦斯原本是一种非常重要的能源,是煤矿层中一种气体,其密度相对较小,释放时会产生压力,因此煤矿开采过程中,瓦斯大量释放往往会造成爆炸及火灾等问题。科学开发利用瓦斯不仅有助于解决煤矿安全问题,而且有利于经济发展和环境保护。因此,煤矿地质钻探过程中,我们需加强对人们安全意识的培养,不断引进新的施工技术和防治技术,这是提高瓦斯防治效果的关键所在。

b) 在瓦斯防治技术方面,企业可采取先抽取技术和钻孔抽取技术。它们是分别利用巷道泄压带及瓦斯抽放等来实现瓦斯事故防治。在进行地面钻孔抽取时,由于受到一定因素制约,不能大面积进行抽取,因此可在煤层尚没有开采前进行抽取,这样就能实现边开采边抽取,方便又实惠。

(三)煤矿地质钻探中的塌孔问题

a) 由于重大安全事故多次出现,人们对于煤矿地质钻探中的塌孔问题也越发关注。为了能降低钻探风险,要加大在煤矿地质及水文条件的预测和勘探技术方面的力度,进一步将其完善和提高,这样才能最大限度降低塌孔风险。同时,为能避免因资料不全带来的工程安全隐患,在进行地质钻探过程中,应适当加大工作量。煤矿开采过程中常会遇到很多问题,其中以塌孔最为主要,对工程进步有非常大影响,且塌孔事故所造成影响非常大。

b) 造成塌孔的原因有很多种,主要表现在岩层硬度差异。地质钻探工作过程中,对于不同硬度的岩层,其压力掌握不稳定,如果是相对较软岩层,其钻进速度就会过快,那么当遇到硬度高的岩层时,钻进过程中就会出现掉渣及堵塞现象,以上所述会造成塌孔事故出现,为能最大限度减少塌孔事故,提高钻探工作效率是关键。

c) 在进行钻探过程中,工作人员如果发现有钻机旋转不够,孔内出水,且水的颜色不清,细小石块较多的问题,那么就应考虑是发生了埋钻现象。这时工作人员需马上旋转起钻,当返水逐渐减少、石块减少时,再渐渐下钻。如果旋转还是很费力,就需反复重复上述动作。经过多次反复,如果还是不能缓解现象,那就说明塌孔现象更加严重,这时工作人员需拔钻杆到安全位置,还需要注意简单注浆无法解决塌孔问题。

三、煤矿地质灾害的预防策略

(一)科学地管理煤炭工作

近些年以来,因为不断地出现煤矿地质灾害,有关部门也引起了足够重视和关注,一些煤矿生产企业设置了煤矿生产管理内容,进而增强管理人员的能力,提高预防工作的高效性。各种各样的地质灾害都具备相应的属性,不存在绝对的偶然性与规律性,在日常实际生产中应当认真地遵循煤矿安全生产规章,坚决不允许乱挖和乱采。

(二)做好预测工作 减少矿井煤和瓦斯突出

认真地按照 《煤矿安全规程》 的相关要求采掘煤矿,创建瓦斯检查机制,实时地对瓦斯矿井积存与超限情况进行处理,坚决不允许携带点火工具下井,在瓦斯矿井选择安全火花、防爆型、安全型电器装置,在放炮前后要检测瓦斯。并且应当搞好相应的预防及预测策略:a) 实时关注固有不危险煤层或是威胁煤层发生的危险信号,发现险情需要迅速地将矿井工作者撤出;b) 在井田或煤田搞好煤层突出危险性的评价工作,对能够出现的临界深度进行圈定,对揭开煤层之前采取的危险性进行预测。

(三)注重采掘的合理性与科学性

在具备条件的采掘区,采取边界需要借助充填式的采掘策略进行。采区边界拉伸变形位置有着比较大的变形值,不应当在相同区域布置多煤层采区边界,确保互相错开相应的距离,进而最大程度地降低破坏影响与沉陷变形。倘若不留或少留煤柱,那么不但能够使资源回收效率得以提高,而且还能够使地表的移动变形情况减少。适宜地增加单采工作面使得大面积采掘与多煤层采掘的时空间距延长。

(四)加强宣传 增强广大员工的忧患观念

煤矿的上级主管部门及各地方政府务必大力宣传煤矿地质灾害,让广大煤矿工人宣传预防观念,即使在自己眼前发生灾害,也需要具备足够的心理承受能力。在宣传中提高员工的自身保护技能。另外,煤矿广大员工及各级领导还应当全面地把握自身煤矿特点,并且仔细地了解和认知一系列预防地质灾害的策略和方法。针对一部分经常发生地质灾害的区域,应当组织专家进行考察,进而明确出现灾害的规律,最终更加有效地预防灾害。

结语

综上所述,由于客观因素和主观因素的存在,严重威胁着人民群众的生命财产安全,再加上各个煤矿的地质环境存在差异,所以,在煤矿地质灾害防治工作时,要具体问题具体分析,有针对性地采取防治措施,最大程度地减少或避免煤矿地质灾害的发生。

参考文献:

篇2

中图分类号:TD724 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)17-0165-01

通过保证煤矿井下的通风系统的正常运行,可以有效的预防以及避免安全事故以及灾害的发生,确保煤矿井下工作的安全以及正常运行。井下通风与灾害的发生具有相辅相成且密不可分的关系。在实际的生活中,做好井下通风工作,就可以有效的避免以及预防灾害的发生,从另一方面确保煤矿井下通风的顺利进行。据相关专家的有效统计表明,煤矿事故的发生主要由于井下通风的不良而造成的,所以,良好的通风措施可以预防矿井事故发生,保证煤矿安全运行的重要手段。

1 煤矿井下通风的重要性

井下通风是指将新鲜的空气引进煤矿中,增加煤矿井下的氧气浓度,降低井下有毒、有害气体的含量。煤矿井下通风的主要作用是:给井下提供足够的新鲜空气,满足井下工作人员对氧气的需求;冲淡井下的有毒、有害气体,确保施工的安全进行;调节井下的气候,为井下的工作人员提供良好的工作环境等。经相关实践经验表明,对煤矿矿井进行通风是非常必要,且是安全生产不可或缺的重要组成部分。由于井下工作人员在没有氧气的支持下,随时可能会丧失生命,同时,煤矿进行在进行生产的过程中会产生很多有害气体,如CO、CO2、NO2、HS、CH4等,严重威胁着人们的身体健康以及生命体征,如不及时的排除,不仅会影响正常的生产,而且还危机到人们的生命健康。但煤矿井下受地温等因素的影响,其气候环境非常恶劣,及时的对其进行通风调节,可以进一步确保井下作业人员的工作环境以及生命健康,进而确保煤矿井下作业的安全,如不进行通风就不能保证正常的生产以及生命的安全,所以,煤矿井下进行通风处理是非常必要且重要的环节。

2 煤矿井下通风灾害预防原理分析

有害气体中毒以及瓦斯爆炸是煤矿井下最为常见的生产事故,而有效的矿井通风就可以避免这两种事故的发生,同时,由于井下通风设备以及系统可以通过对井下的风流进行有效的控制,使煤矿井下的风向按照指定的路线流动,有效的将有害气体引进采空区内,随着空气的排除,进而达到预防事故发生的目的。

煤矿井下瓦斯爆炸的三个条件风别是:空气中的氧气浓度大于12%;瓦斯浓度在5%-16%之间;存在可能引发的火源,气温大于650℃。在同时满足三个条件的前提下才能够发生爆炸,所以在实际生产中,只要控制其中的一个影响因素,就能有效的预防并控制瓦斯爆炸事故的发生。但是在实际的运行过程中,由于氧气浓度过低会对井下作业人员的生命健康带来危险,所以在控制以及预防瓦斯爆炸的过程中主要以控制瓦斯浓度以及杜绝火源为主,避免发生瓦斯爆炸事故。在井下作业时,如果通风情况不好,就会造成瓦斯浓度上升,如果通风情况良好,瓦斯浓度就会随着风流而降低浓度,所以,相关工作人员应该时刻做好井下通风工作,最大限度的避免瓦斯浓度升高而发生爆炸。同时,煤矿井下存在有很多的火源,但是对主要的火源加以控制后,就能够有效的避免瓦斯事故的发生。此外,在煤矿井下进行施工作业时,应该尽量避免金属与金属间的摩擦,避免其摩擦产生的火花而引起瓦斯爆炸,除此之外,还应该做好火源的预防以及监测工作,最大限度的减少瓦斯爆炸发生的几率,确保煤矿的正常生产以及正常运营。

3 煤矿井下通风系统的优化措施

近年来,为了能够很好的适应机械化采煤的要求,煤炭企业管理部门在借鉴国外先进技术的基础上,颁布关于煤矿发展的相关技术要求的标准,并严格执行,将其作为建设新井、改造矿井技术以及开拓深延为基础依据。为了能够有效的避免煤矿生产集约化、开采深度增加、瓦斯大量涌出等问题,遵循节能减风、综合治疗、对症下药的指导方针,对传统的煤矿通风设备以及系统进行优化设置以及改造,大力配合煤矿进行改进工作,其具体的实施优化方案可以总结概括为以下内容。

3.1 引进新的通风设备

1)为了适应煤矿井下通风系统的优化以及生产集约化的相关要求,1980年末,我国相继引进2K60和GAF系列的轴流式风机、G4-73和K4-73系列的离心式等风机。20世纪90年代初,依据国家的八五关项目,研发出FD型的对旋式风机。该系列的通风机具有低耗能、高效率等优点,被广泛的应用在我国各大煤矿企业中。

2)研制出离心式风机的调速装置,引进可控硅调速、液力、液力偶合器和变频调速装置。

3)加强通风机以及其相关的附属装置的管理工作,减少风硐、风机内部以及扩散塔的阻力损失和漏风,提高通风机运行效率。在对煤矿中老旧机进行优化改造中,应该查明通风机特性与通风网络风阻特性匹配差,使风机长期处于低效区运行等问题,提出一整套风机经济运行的办法,对老、旧风机进行多种方法的技术改造,如采取更换机芯、改造叶轮和叶片等办法提高风机运行效率。

3.2 采区通风系统优化布置

优化采区和工作面的通风布置,有效提高通风能力和排出瓦斯的效果。随着集约化生产和矿井向深部发展,采区和采煤工作面的绝对瓦斯涌出量剧增,要求采区和采煤工作面的通风能力迅速增大。在采区的通风系统布置方面,出现3条上山的布置方式,采区内有了独立的进风和回风上山,利于采区内采煤工作面和掘进工作面的独立通风,提高采区的通风能力和风流的稳定性,也为保证采区的局部反风和作业人员的安全脱险提供有利条件。在采煤工作面的通风布置方面,在常规的U型通风布置的基础上,提出了U+L型方式,改变了采空区的流场分布,有效地防止采煤工作面隅角瓦斯积聚,促进采空区瓦斯的排放。为了防止专用瓦斯排放巷瓦斯超限,又提出和采用了Y型的通风布置方式,单独供应新鲜风流直接稀释采空区涌出的瓦斯。此外,还采用了W型和Z型等布置方式,在适宜条件下均取得较理想的通风效果,改善采煤工作面的通风条件,保证安全回采。

总而言之,随着科学技术的不断更新,煤矿通风系统的提升引起越来越多的重视和关注,但是其中存在的问题也日益彰显,给煤矿的正常生产带来严重的影响,要想改变这种现状,就应该注意文中提到的几点内容,如引进新的通风设备、采区通风系统优化布置等措施,提高煤矿井下通风效率,避免事故的发生,最大限度的保证煤矿企业的安全运作,减少井下安全事故的发生。

参考文献

篇3

娄底市煤炭资源分布广泛,享有“江南煤海”之美誉,约占湖南省煤炭总储量的三分之一,2011年全市煤矿开采企业全年产原煤1375.3 万吨,首次突破原煤销售产值百亿元大关,采煤业的持续发展,为娄底市经济建设做出了巨大的贡献。目前娄底市保留矿井248对,近年来,随着社会、经济的发展,社会需求对煤炭资源依赖程度越来越高,由于娄底市多年来的粗放性、高强度开采、生态保护却未同步进行,导致生态破坏严重,打破了地质环境的原有平衡, 使地质环境所受影响和压力日渐明显, 环境保护和灾害的防治等有关问题愈加突出,引发了一系列社会问题和其它环境问题[1]。煤矿地质环境灾害的多发性是制约娄底市经济建设的主要因素之一, 如何能有效地反映娄底市煤矿地质灾害特征、灾害的诱发因素及如何防治娄底市煤矿地质灾害, 是目前地质工作者较为突出的一个研究课题。

1 娄底市煤矿地质灾害类型

娄底煤矿地质条件复杂, 因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多, 主要有开采沉陷地质灾害、滑坡、瓦斯爆炸、瓦斯突出、矿井突水、采矿废弃物污染和水土流失等, 严重的危及到矿山正常生产和人民生活。

1.1 开采沉陷地质灾害

开采沉陷是指地下有用矿物采出后,开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏,应力重新分布,以达到新的平衡,在此过程中,岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象。

在娄底丘陵山区,开采沉陷导致地表塌陷和裂缝,将诱发山体滑坡。而在村庄下方采煤,由于地面不均匀沉降,致使民房出现不同程度的裂缝、倾斜,甚至倒塌,从而危及村庄居民的生命和财产安全。同时,开采沉陷会破坏地下水源,这表现在两个方面:一是为了防止矿坑涌水而进行的顶、底板疏水,使顶、底板承压水减少,地下水位下降;二是开采后采空区塌落,使上覆地层产生位移,产生导水裂隙,破坏各隔水层。据有关资料统计,娄底市因地下开采诱发的地面变形极为严重,截至2011 年底,全市共产生塌洞(坑)约15000 处(个),全市采煤塌陷地面积累计达到5200余亩,地裂缝22 条,地面沉降现象极为普遍。煤矿地面变形以冷水江、涟源及娄星地段最为集中,双峰、新化局部发育。据统计,冷水江市共有采空区17500 公顷,占全市总面积的三分之一,其中采空区地面塌陷有4000 多处,受损面积2900 公顷,造成1500 多栋房屋开裂,受灾人口达7000 余人[2-3]。

1.2 滑坡

煤矿的开采、矸石的堆放破坏了斜坡的原始平衡,是产生大量的滑坡、崩塌灾害的重要诱导因素。据不完全统计,娄底市每年此类灾害造成的经济损失以数百万元计。如冷水江市城西南约1.5km 处的浪石滩滑坡,1987年以来,浪石滩之上的侯家岭山体向南东(资水河床) 缓慢运动。同时,伴生地陷裂形变滑坡后缘形成一条长约2000m,宽5~100m,可见深度5~12m的大规模地陷裂带;严重危及冷水江市的安全,并对数家大中型厂矿和湘黔铁路构成威胁。

地面的塌陷不仅破坏了城镇和乡村建筑物、交通和水利工程设施等,而且改变了土地条件及其资源价值,使得大面积的土地丧失使用性。如新化县温塘崩岩山1942 年由于采煤活动淘空坡脚,使斜坡失稳,悬崖崩落造成12 人死亡和20 间民房全毁;煤矿排放的废渣常堆积在山坡或沟谷内,这些松散物质在暴雨诱发下,极易发生水土流失。煤矿开采引起的塌陷区改变了区域的地表水系格局,破坏地表覆盖和山体,加剧水土流失,大量破坏了地表植被和坡面山体,和松动的土壤、岩屑极易遭受侵蚀,因此造成的土地破坏、农田被压、河流淤塞和交通受阻等问题突出。全市各类煤矿造成水土流失面积约10667 公顷,水土流失总量约64 万m3,其中农地流失占28%,林草荒地占72%。

1.3 瓦斯爆炸与瓦斯突出

煤矿瓦斯是在煤炭开采过程中,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。瓦斯爆炸是一定浓度的沼气在引火源的作用下产生的激烈氧化反应,爆炸产生的高温、高压气体可以造成人员伤亡和井巷、设备的严重破坏,并会扬起煤尘,形成连续爆炸,随之产生大量的一氧化碳,引发人员的继续伤亡,是煤矿事故中破坏性很强的重大灾害事故,如娄底市1993年晏家煤矿发生一起瓦斯爆炸事故,死亡22人,巷道摧毁严重,现场惨不忍睹。

另外娄底市保留248对矿井中,突出矿井128对,占矿井总数51.6%,灾害非常严重,可以说瓦斯突出事故娄底市煤矿“第一杀手”,如2005年资江煤矿发生一起特大煤与瓦斯突出事故,死亡40多人,突出煤量达1000多吨。随着娄底市煤矿开采深度的增加,采掘强度的加大,突出灾害程度越来越大。无论是从经济上看,还是从人民的人身安全来看,瓦斯灾害的防治都是刻不容缓的[4]。

1.4 矿井突水

煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的, 并且直接影响煤矿的生产、效益和安全,具有来势迅猛、瞬时涌水量大、损失巨大的特点,目前已经成为影响娄底市煤矿安全生产的重大关键问题之一。如2008年冷水江市金胜煤矿突发涌水,死亡6人,事故非常惨重;另外娄底市晏家铺矿区一些煤矿井下存在大量溶洞水,且矿井大都是带压开采,严重制约煤矿安全发展。

1.5 其他灾害

煤矿生产中的大量废弃物,如煤矸石、矿井废水的排放等也对周围的环境造成了严重污染。还有抽放瓦斯、燃烟煤气和烟尘污染等对井筒破裂所造成的损失是不容忽视的。由于煤矿地质灾害诱发因素各不相同, 有些是开采过程中难以避免的, 如开采深度的增加, 使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、底鼓; 有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的, 如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、乱挖乱采等, 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害; 有的煤矿片面追求利润或为摆脱一时的经营危机, 摈弃常规, 如开采保安煤柱、求近避远, 结果会为后期发展埋下灾害隐患。

2 预防对策

2.1 高度认识煤矿安全生产的重要性

各级党委和政府要从思想上高度重视煤矿安全生产工作,要从维护人民群众根本利益和改革发展稳定的大局出发,坚持以人为本,认真落实科学发展观,正确处理安全与生产、安全与效益、当前与长远关系, 牢固树立安全第一和关爱职工生命的理念,真正把安全工作纳入经济社会发展的总体布局和政府工作的重要日程,进一步加强领导,落实责任,切实加强和改进煤矿安全生产工作。要坚持“安全第一、预防为主”的方针,逐步建立起安全生产的长效机制。

2.2 加强查明矿区地质状况预防

地质状况是产生各种地质灾害的地质背景,人类采掘活动使致灾速度加快,致灾程度更为严重。因此,应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度,寻找出活动构造或不稳定的复活断裂,分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律,合理规划煤矿区工程活动。认真开展矿区地质灾害危险性评价,按地质灾害类型谋划未来可能发生的事故,并做好灾害预测,制定防治方案,切实做好减灾防灾工作。

2.3 加强地质灾害监测预防

地质灾害监测的主要任务是监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等,最大程度地获取连续的空间变形数据,应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。随着科学技术发展,监测技术日趋成熟,设备精度、设备性能都具有很高的水平,而地质灾害的位移监测方法均可进行毫米级监测,高精度位移监测方法可以实现0.1mm精度。监测的方法也呈现出多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比检核,以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络,使得综合判别能力加强,对促进煤矿地质灾害防治能力有很大的促进作用[5]。

2.4 加强开采沉陷地质灾害预防

矿区开采沉陷地质灾害是相当严重的, 必须采取一些措施使开采沉陷地质灾害减小到最低程度,达到预防减灾的目的。矿区开采沉陷分布规律与许多地质采矿因素有关, 如煤层倾角、开采厚度、开采深度、采区尺寸、采煤方法、松散层厚度等。不同矿区的地质采矿条件往往差异较大, 开采沉陷分布规律亦有区别。因此, 各矿区应积极进行开采沉陷预测预报,在已开采区域科学布设地表移动观测站, 定期、重复地测定观测路线在不同时期内空间位置的变化,并对观测数据及时整理和分析,总结出所在矿区开采沉陷导致地表移动和变形的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的规律, 从而有效地预计、预报开采区域的地面塌陷状况及设施的破坏程度。根据待采区域开采沉陷预计数据及其破坏程度,可综合采用减缓地表沉降技术来减轻地表下沉和破坏。减轻地表下沉的有效开采技术主要有大条带协调式全采法、冒落条带法、充填条带法、水砂充填法等, 同时地表有建筑物的可辅以地面建筑物维修加固。

随着矿区煤炭开采范围的不断扩大,塌陷、破坏的土地日益增多,矿区土地的大面积塌陷,不但给矿区带来严重的环境灾害,而且使农田荒芜,农民少地或无地,因此必须对采煤塌陷区域进行全面治理。治理时应根据现场的塌陷状况及当地的自然生产条件对塌陷区域进行全面规划,因地制宜,采用科学的治理措施。

2.5 加强瓦斯爆炸与瓦斯突出预防

为了防止瓦斯聚集引起的爆炸,首先要加强通风管理,增加有效风量,“以风定产”,降低瓦斯浓度,避免其达到某一浓度时引起的爆炸,各采区和各工作面都应该有独立的进回风系统;其次应该建立健全瓦斯检查制度,树立瓦斯超限就是事故;对于井下使用的机械设备、电气设备等还应符合《煤矿安全规程》的要求。

对于瓦斯突出的预防,矿井要严格执行“煤与瓦斯防治突出管理规定”,加强两个“四位一体”综合防突措施,优先开采保护层,强化“预测预报、抽采达标、管理有效”的瓦斯防治体系。

2.6 加强矿井水害预防

矿井水害主要指的是矿井涌水和老空透水,是煤矿重要的灾害之一,不容忽视。因此对其预防要做到详细调查、充分准备、细心观察、坚决处理。首先要对井田周围的老窑及采空区进行详细的调查,将获得的开采范围、积水量、警戒线等数据准确地标注在图纸上;其次要注意出水的征兆,当发现煤层发暗发潮、工作面温度降低、巷道出现雾气等出水征兆时,要及时采取措施转移工作人员;第三在对井筒的位置选择上要避开河床及受洪水影响的地段,为了防止河流及洪水灌入井下,要在工业广场设置挡水墙、构筑防洪沟等设施。

3 结束语

煤炭作为娄底市的主要能源,随着娄底市经济的进一步发展和需要,资源需求越来越大,煤炭资源的开采向深一步发展,由此带来的地质灾害也将越来越严重。因此,我们必须充分认识到煤矿地质灾害的危害性,采取有效措施对其进行预防和防治,保证娄底市经济的可持续发展。

参考文献:

[1] 刘梅,曾勇. 矿区开采沉陷地质灾害与防治对策研究[J].江苏环境科技,2005,18(3):29-32.

[2] 国家环保总局.关于建设项目环境保护设施竣工验收监测管理有关问题的通知[Z]. 2000.2.24.

篇4

中图分类号:C35 文献标识码: A

Is shallow to talk to blow up to leak to press the technique manages coal mine impact in the prevention ground press disaster in of application

Wang Ji Bin

(Medium coal five set up a 49th project office, Han Dan in Hebei 056003)

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引 言

冲击地压是采场周围煤岩体,在其力学平衡状态破坏时,由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象;其发生突然剧烈,冲击波力量巨大,瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备,伤击人员。据统计,山东省从1996年至2005年3月份,先后有13处煤矿发生冲击地压灾害,发生破坏性冲击地压353次,死亡28人,重伤65人,摧毁巷道8 000余米。

近年来,随着矿井开采深度的不断增加和开采条件的日趋复杂,兖州矿区厚煤层开采的大部分矿井相继发生冲击地压或矿震事故,对矿井安全生产构成了严重威胁。赵楼煤矿为新建矿井,虽然尚未发生过冲击地压或矿震现象,但是赵楼煤矿开采深度大,地应力高,老顶中砂岩岩层厚度较大,3煤由北京煤科院开采研究所鉴定具有强冲击倾向性且因火成岩侵入导致局部变质影响,区域内断层构造发育,1302运顺在掘进期间,已经发生了多次强矿压显现,对矿井的安全生产造成了严重威胁,因此,加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。

1 冲击地压发生的原因

冲击地压发生原因有内因、外因2种因素:内因包括煤层本身的物理属性、煤层原岩应力状态;外因包括采深、采动集中应力放炮诱发等。

1.1 冲击地压发生的内因

(1)煤层具有冲击倾向性

冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤科总院北京开采所岩石力学实验室对赵楼煤矿3#煤层冲击倾向性试验结果表明,赵楼煤矿3#煤层具有强烈冲击倾向性,其直接顶具有中等冲击倾向性。

(2)砾岩活动是发生冲击地压的主要力源

赵楼煤矿3#煤层上方基本顶为30余米厚的砂岩层,随着工作面的推进周期性跨落;再上部500~800 m的巨厚砾岩层,砾岩层完整性较强,抗压及抗拉强度均较大,采后不易冒落下沉,导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。随着采空面积的加大,巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁,砾岩层原来的应力状态发生改变,从而增加了未采3煤层的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后,开始缓慢下沉并周期性断裂跨落,砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷,从而加剧了3层煤工作面煤体的应力集中程度,导致3#煤层工作面冲击危险增强,因此,巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。

1.2 冲击地压发生外因

(1)采深大应力高

赵楼煤矿首次冲击地压发生在-538m水平,垂深为668 m,即冲击地压发生临界深度为668m,开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前3煤层工作面开采深度已达940m,已远远超过该深度。随着工作面采深的加大,自重应力已超过3层煤的抗压强度,较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。

(2)工作面采动集中应力和周期来压的影响

观测结果表明, 3层煤工作面超前支承压力集中范围为5~35m,应力集中系数为2.5,但上方砾岩层的超前压力影响范围达120m。因此, 3层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。3煤层分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510 kn/m2,来压较为强烈。据统计, 3煤层冲击地压80%发生在顶板来压期间,且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。

(3)工作面推采速度的影响

回采工作面推采过大后,工作面煤体集中应力得不到及时释放,容易造成应力集中,因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。

(4)放炮诱发

回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放,因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序,据统计,赵楼煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。

2 冲击地压的分类

冲击地压是一种复杂的矿山动力现象,其生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样,以及它的显现强度和所造成的破坏程度相差很大。

目前主要的、最有价值的分类方法有以下几种:

(一)根据冲击地压的物理特征,按发生原因分(分为三类)

1.压力型冲击地压

其发生时,煤柱和岩石将产生爆炸式破坏,如同坚硬的岩样在试验机上加载至强度极限后发生爆炸式破坏一样。

2.突发型冲击地压

其发生原因是突然加载。是矿层上伏的厚而坚硬的老顶悬伸在矿柱上,先是夹紧矿柱并对它加载。当达到一定跨度时发生折断和垮落,同时产生压力波,造成处于极限应力状态的矿柱发生瞬时破坏。

3.爆裂型冲击地压

其发生原因是在直接顶上部或直接底板下部存在塑性夹层。例如,在刚性岩层之间的粘土夹层,一旦条件适当被挤压出来,造成顶底板刚性岩层以冲击形式爆裂。

(二)根据冲击地压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分五个等级,表1-1)。

表1-1 按能量特征分类表

1. 微冲击

表现为小范围岩石抛出和矿体微震动,包括射落和微震。射落是表面的局部破坏,表现为单个煤(岩)块弹出,并伴有射击的声响。微震是母体深部不产生粉碎和抛出的局部破坏,常伴有声响和岩体微震动。

2. 弱冲击

少量煤(岩)抛出的局部破坏,伴有明显的声响和地震效应,但不造成严重损害。

3. 中等冲击

急剧的脆性破坏,抛出大量岩石,形成气浪,造成几米长的巷道支架损坏和垮落,推移或损坏机电设备。

4. 强烈冲击

使长达几十米的巷道支架破坏的垮落,损坏机电设备,需要大量的修复工作。

5. 灾害性冲击

使整个采区或一个水平内的巷道发生垮落。个别情况下波及全矿,造成整个矿井报废。

(三)根据参与冲击的岩体类别分(分为二类)

1.煤层冲击(煤爆)

产生于煤体―围岩力学系统中的冲击地压,是煤矿冲击地压的主要显现形式。

2.岩层冲击(岩爆)

高强度脆性岩石瞬间释放弹性能,岩块从母体急剧、猛烈地抛出。对煤矿,是顶底板岩层内弹性能的突然释放,又称围岩冲击。按冲击位置又分顶板冲击和底板冲击。顶板冲击按显现形式又可分成典型的顶板冲击和致密顶板岩层突然折断形成的冲击矿压,后者往往伴生强烈的煤层冲击与底板冲击。

3 冲击地压灾害预测预报及治理

3.1 冲击地压灾害预测方法

(1)经验类比法

经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前,利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分,采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位,应优先进行防冲治理。

(2)煤粉监测法

煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法:使用MSZ 12电煤钻、Φ42套节麻花钎子配Φ42钻头打眼,从孔口开始每米收集1次煤粉,并用弹簧秤称其重量记录在记录表上,每打完1个孔,必须立即将结果填入记录表,当监测煤粉量超过危险煤粉量时,预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测,当两种监测手段均有冲击危险时,应及时实施卸压爆破,炮后再打1~2个煤粉监测孔,校验卸压效果,如不能消除冲击危险,必须继续实施卸压爆破,直至消除冲击危险。

(3)工作面矿压监测法

每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测,找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数,确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区,测区间距20m,每个测区包括2个支架,重点对工作面支架阻力进行循环监测,然后画出监测曲线,预测工作面顶板来压情况,结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表,一方面可以对支架初撑力进行监控,另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。

(4)钻孔应力计监测法

在工作面上、下平巷超前100 m均匀埋设钻孔应力计,对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮,孔口距底板0. 5m,沿煤层倾角布置,孔距20 m,孔深10 m。每小班监测2次,画出每台应力计的监测结果,找出应力集中地点及集中范围,配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报。

3.2 冲击地压灾害治理

卸压爆破是对已形成冲击危险的煤体,用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。实施卸压爆破应采取深孔爆破方法,孔深应达到支承压力峰值区。装药位置越靠近峰值区,炸药威力越大,爆破解除煤层应力的效果越好。

卸压爆破能同时局部解除冲击地压发生的强度条件和能量条件。即在有冲击危险的工作面卸压和在近煤壁一定宽度的条带内破坏煤的结构(但不落煤),使它不能积聚弹性能或达不到威胁安全的程度。这样在工作面前方形成一条卸压保护带,如图5-9所示,隔绝了工作空间与处于煤层深处的高应力区。显然,从防治冲击地压的角度看,用适量的炸药,爆破出尽量宽的保护带为好。根据多年的观测实践证明,如果能保证在工作面前方和巷道两帮始终保持一个宽为5~10m的保护带,就能防止冲击地压的危害。

图5-9 卸压爆破示意图

卸压爆破属于内部爆破,主要物理作用是使煤层产生大量裂隙。试验表明,爆破使炮孔周围形成破碎区和裂隙区,破碎区远小于裂隙区。径向裂隙穿过切向裂隙,说明径向裂隙扩展在前,切向裂隙形成在后,如图5-10所示。爆破后,冲击波首先使煤体破裂,继之爆生气体进一步使煤体破裂,在气体压力作用下,煤体沿径向移动,形成切向拉应力,产生径向拉破裂。随着裂隙的扩展,气体通过裂隙扩散到煤体中,与煤体产生热交换,同时气体的体积增大,而温度和压力下降。当裂隙前端的应力强度因子小于断裂韧性时,裂隙停止扩展。当压力小于临界值时,因原先受压贮存在煤体中的弹性能释放,使煤体向炮孔中心移动,在煤体中产生径向拉伸作用,导致切向破裂。但径向裂隙的扩展远大于切向裂隙。造成煤层性质变化的主要因素是径向裂隙。

图5-10 实验室装置和裂隙分布

a―爆破试验装置;b―裂隙分布

根据弹塑性理论,把采煤工作面简化为平面应变的力学模型。以鲍店矿为例的计算结果表明,卸压爆破使煤壁前方的支承压力重新分布,应力梯度变小,峰值压力移往煤体深部7m以远,如图5-11所示。屈服区比爆破前增加近一倍,能量密度明显减小。

图5-11 支承压力分布曲线

说明:实线为爆破前,虚线为爆破后。

综上所述,卸压爆破在煤体中产生大量裂隙,使煤体的力学性质发生变化,弹性模量减小,强度降低,弹性能减少,破坏了冲击地压发生的强度条件和能量条件。由于煤体内裂隙的长度和密度增加,按照失稳理论,还具有致稳作用和止裂作用,防止了冲击地压的发生。

实施卸压爆破前必须先进行钻屑法检测,确认有冲击危险时才进行卸压爆破,爆破后还要用钻屑法检查卸压效果。如果在实施范围内仍有高应力存在,则应进行第二次爆破,直至解除冲击危险为止。

为了安全生产,通过卸压爆破在工作面前方和巷道两帮形成一个有足够宽度(大于3倍采高)的卸压保护带。所以卸压爆破的深度,对巷道两帮应等于保护带宽度,对采煤工作面应等于保护带宽度加上工作面进度。

爆破孔的孔深取决于卸压深度,一般要求等于或大于整个应力集中区的宽度。由于孔深药量多,为保证殉爆可用导爆索连接加强引爆。为使药卷能装到孔底,可先把药卷装在软管里或用非金属材料绑扎后进行装药,如图5-12所示。

1―弯曲的炮泥卷;2―钻孔(直径50mm);3―带滑动保护罩的侧翼炮泥;4―药卷软管;5一导爆索;6一引爆线;

爆破孔布置方式应根据具体条件确定。通常用煤电钻打眼,孔径50~55mm,孔间距4~10m,每孔装药量按不超过孔深一半计算,一般为1.5~3.0kg。钻孔不装药部分必须填满水炮泥或粘土炮泥。躲炮距离150m,躲炮时间30~40min以上。

总 论:当监测到有冲击危险后,应立即实施卸压爆破。卸压孔深7~10m,孔间距不>5 m,每次引爆4~5个卸压孔,以提高卸压效果。采用顶板爆破预防措施时,应首先考虑本工作面爆破为下一临近工作面预防冲击的措施。爆破前必须摸清顶板岩性及结构,明确爆破的层位,选择合理的爆破参数,实践证爆破泄压技术在预防治理煤矿冲击地压灾害应用中是一种行之有效的技术手段。

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我国目前的煤矿开采的地质条件不容乐观,很多地域的围岩散热量在增大,矿井热害问题严重影响了事故发生时工作人员的逃生,对事故避难硐室的周围温度带来了很大影响,而避难硐室是相关作业人员在事故发生的生命防护所,在避难硐室的选址地质上不充分考量其降温的性质,其会带来严重的后果。

1.1 围岩散热对避难硐室的影响

原始岩温的温度是随着向地底深入而加大的,地心向外散发的热流在很多矿井的工作区域中都是相当稳定的,但是也并不是恒定不变的。由于热流的传导性和变动性很大,会通过围岩自身或者是裂缝水在工作井巷中传递热流,因此一旦发生矿难事故,特别是瓦斯爆炸等高危险事故,会加速热流的传递,以至于避难硐室四周温度上升。

1.2 矿物氧化热对避难硐室的影响

在矿井工作中,有部分矿石由于被开采而暴露于空气中,会迅速发生氧化反应,甚至到发热自然的地步,是整个工作中矿内氧化发热的主要热源。因此一旦遇到矿石发热自然的现象,再加上可燃物和热流的助推,就会造成煤矿安全事故,从而对避难硐室产生影响。

2 煤矿地质灾害的gis、遥感预测方法

gis既为地学信息系统,是信息技术在地学上的一种应用系统,它能一定程度上预防地质灾害的发生,其遥感预测的方法大致有以下几种:

2.1 gis图形处理

gis具有图形处理的功能,在其功能中,会将所施工区域的立体地图如实反映出来,给工作者展示出一个视觉可见的矿井结本文由收集整理构,系统会通过图中物质的属性和空间系数会有效分析,为预防地质灾害的发生提供决策数据。

2.2 数据库

强大的数据库上包含有:地质灾害的预测、处理方法的数据库、法律数据库、事故案例数据库、各自救援数据库等等。这些颇为全面而又强大的数据库的建立,能为预测以及救援措施都提供有效的帮助。

2.3 远程预测功能

gis也提供远程预测功能,其是避免数据库中数据有些僵化,对实际情况不太灵活分析的现象发生。远程预测功能就可以有效补缺这一点,通过远程功能,我们可以咨询相关的地质专家,通过他们的分析而使预测信息共享,对进一步完善gis系统有所裨益。

2.4 动态预测

动态预测是指模拟矿井动态过程所产生的后果预测,例如危险源动态预测、瓦斯灾害预测、热害预测等动态数据的分析,在地质活动的动态基础上,通过模拟出相关的技术环节,实行动态模拟计算,从分析数据上有效得出预防地质灾害的措施。

2.5 数据连接

通过visualbasic6.0调用super map objects5.0开发平台提供的组件,运用super map objects对象和其他vb对象的方法和属性完成将gis与井下重大危险源及应急救援数据库连接;实现了井下重大危险源分布在地图上的显示功能,并能动态模拟各区域相应灾害的避灾路线、影响范围及灾害处理措施,引导人员及时逃生,同时指导救援人员及时展开救援工作,这为减少和预防煤矿灾害事故提供有力的科学依据,并能进行有效的救援。

3 浅谈煤矿安全生产过程煤矿地质测量的作用

地质测量是指利用地质勘测设备,对目标区域进行详细勘测,通过勘测的方法完成目标区域地质数据的统计,以及绘制出相关数据反映的平面图。地质测量不仅是地质学系统分支,也是煤矿施工进行前的必要步骤,更是矿床勘探的基本技术之一,其目的是运用勘测设备对矿区的规律进行测量分析,其规律主要表现在位置、矿产量及矿产前景,是节省人力、物力的重要技术之一。而从煤矿工作的角度看,煤矿工作是一项具有高危险性的工作,因此这个行业对于相关安全的要求也很高,要保证煤矿工作的安全,应进行严密的地质测量工作。作为地质测量,在煤矿生产工作中有着至关重要的作用。

3.1 为煤矿工作提供资料来源

首先,在煤矿开采前会进行地质测量,在测量后得出的数据资料,是重要的信息来源,它不仅可以反映出煤矿的分布规律,也可以反映出矿产形成的规律和历史,对煤矿的远景工作有很大帮助;其次,作为煤矿开采这种深井作业的工作,各个区域的地质条件和环境都会有所区别,非恒定性因素的存在常常会造成预料之外的事情发生,从而引发出严重的后果,给煤矿的安全生产问题带来不少负担;因此,在进行煤矿地质测量的时候,应充分测量出岩石构造和地质条件,对矿井的构造规律要有系统的指导数据分析,通过详细测量而绘制出的高质量数据图,不仅是反映矿产规律的表现,也是防止工作人员知悉地质条件不详而盲目开采引发严重后果,从而为煤矿工作提供有效可靠的资料来源。

3.2 保障煤矿生产安全

在煤矿勘测的时候,其对勘测的数据要求很高,即使很小的误差也有可能导致煤矿整个工作的中止,其最为相关的具体细节是在高程点和下导线点的测量上,如果不仔细对这两方面的测量,会引发严重后果。因此相关测量人员因在高程点和下导线点上进行细致测量,通过细致测量得出精确数据。只有拥有精确数据来源才能进行合理实际的施工分析,让相关工作人员充分认识到地质环境和矿井构造,从最大程度上避免施工过程中遇到各种情况,防止安全事故发生。

3.3 地质测量是重要手段

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中图分类号 TD76 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)11-0107-02

煤矿开采工程是保证国家工业、农业经济发展,很多地方需要用煤,是必备燃料的一门重要工作,但在实际操作过程中,由于煤矿安全因素的不稳定性,对矿井员工及经济方面都受其影响。煤矿工程在施工时,必须对通防灾害预警预防等具体管理措施进行研究和加强应用,用以减少煤矿灾害对煤矿开采工作安全性、工程进度、质量等带来的不良影响。煤矿的开采难度大,其在煤矿开采过程中,合理规避风险是满足安全施工及降低成本的重要指数。

1 煤矿开采工程

煤矿因矿在很深的地方,有不同的作业面,有露天煤矿开采,需要一定的煤层赋存条件,如煤层要厚一些,埋深要小一些,需要煤矿开采的单位或个人有充足的初期投入资金等,如不能满足这些条件,一般采用井工煤矿开采,按两个以上的井筒,找到煤层后,在煤层或煤层附近的岩层中掘进巷道,形成生产、通风、运输等系统,然后进行生产。因为在系统形成的过程中可以出一部分煤,这样矿井就可以滚动发展。井工煤矿开采的煤矿较露天煤矿初期投入少,但安全管理难度大,生产条件差,生产规模也要小很多。煤矿开采主要依赖于煤矿的勘测和开发,通过预计煤矿开采的可行度,在开发中进行煤矿开采,可以获得更大的经济收益。

煤矿开采工程是一项极其复杂的工程。开采矿井,因受深度因素、地质因素、压力因素、井程需求因素等等复杂因素的影响,煤矿开采过程也有着各种相当错综复杂风险因素,导致煤矿工程一直都是高风险行业工程。煤矿工程配套设施和建造方案比较成熟。但是对于新进入这个行业的,没有经验丰富的施工人员,往往会因为方案的失误和配套设施的不完善,导致设备风险隐患的发生率增加。

2 煤矿灾害

煤矿作业区是比较恶劣的环境,地下空气不流通是很显著的一个环境灾害,并且不流通的空气会积累一定程度的危险气体,瓦斯是一种煤矿最常见可燃气体,浓度达到一定程度(和气压等因素有关)遇到火源就会发生爆炸;再就就是煤尘,有很大一部分,在空气中达到一定条件(浓度等因素)会发生粉尘爆炸,同时煤尘又是引起煤矽肺这种职业病的罪魁祸首;火灾能够引起瓦斯煤尘爆炸,同时消耗氧气产生一氧化碳、二氧化碳引起人员中毒、窒息。煤矿开采过程中因客观上的因素,导致煤矿开采过程产生危险的情况发生,使操作过程中可能发生操作人员或设施设备出现安全事故,这是煤矿开采工程在操作过程中必须面对的一个现实问题。煤矿开采工程安全风险因素是客观存在的,面对煤矿开采工程风险只有采取有效措施来降低灾害。

煤矿开采工程风险既有客观的原因,也有主观的原因,而且不同的煤矿开采风险形成的具体原因也不尽相同。煤矿开采工程环境复杂多变,对煤矿开采风险系数的增加产生重大的影响。在现实工作中,许多操作人员甚至管理人员都缺乏安全意识。安全意识的淡漠是煤矿开采工程风险产生的重要原因之一。煤矿开采工程中的风险不可避免,要有备无患的意识到。科学化、系统化、连续化地密切监视风险,做到煤矿开采工程风险发生时减少损失。

瓦斯气是煤层的伴生气体,只要达到一定的条件就会发生爆炸。其他金属、非金属矿山内瓦斯几乎没有,就不会发生瓦斯爆炸。瓦斯爆炸界限为5%~16%;当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。但是,煤矿井下浓度永远大于12%,否则人根本没法作业。煤的生成过程中会有瓦斯产生,所以煤矿一般要投入大量资金、采取大量措施治理瓦斯,确保瓦斯浓度在1%以下。井下有大量的机电设备,稍有不慎,都能充作爆炸能量源。所以,防止瓦斯爆炸是煤矿安全工作的重中之重。

3 煤矿通防灾害预警预防技术的应用

安全高于一切,首先,煤矿开采设备属于特种设备,其安全应用设备教育能够提高煤矿开采设备安全,和管理人员及作业人员的责任感和自觉性,是提高煤矿开采设备安全,管理人员及作业人员素质、保证安全生产的重要手段。其次,煤矿开采设备安全培训教育能够增强安全管理人员及作业人员的安全知识和技能。搞好煤矿安全生产工作对于巩固社会的安定,为国家的经济建设提供重要的稳定政治环境具有现实的意义。

防止瓦斯的积聚,防止点火源的出现,加强瓦斯的检查和监测,要做好通风、换气、严禁烟火。煤矿井下条件复杂,尤其是一些高瓦斯矿井或者瓦斯矿井的瓦斯异常区,管理难度大;煤矿管理难度大,井下作业现场面临的条件复杂,操作人员素质低,煤矿由于行业的原因,劳动强度大,技术工人流失严重,普通操作人员文化水平、业务素质低,对矿井面临的水、火、顶板、通防等灾害往往“无知者无畏”,不能严格执行相关的操作规程和安全技术措施。

3.1 严格O计加强安全方案

首先就要看采煤工作面的通风状况是否达到施工组织设计的要求,比如工作面的高度,采空区落矸后与煤壁形成的宽度是否符合工作面通风断面积要求。其次,三防检查中的防火检查,主要检查采空区是否有自燃的征兆,检查方式是在回风巷道内查看或检测一氧化碳浓度是否超过0.0024%;防尘方面主要看是否采取相应的降尘措施(如湿式打眼、煤壁预注水、喷雾降尘、净化风流等措施)以及降尘效果;防瓦斯:主要检查瓦斯的抽放情况,是否有瓦斯超限或局部超限现象,每班的瓦斯检查是否到位,是否存在瓦斯超限作业等。

3.2 加强宣传教育,强化安全意识

做好矿井通防灾害预警预控技术工作,要提高认识,在思想上引起高度重视,把矿井通风质量标准化摆在突出位置,建立健全矿井通风质量管理体系,并充分发挥其作用。通过通防灾害预警预控技术的培训教育和安全技术水平的提高,能使煤矿开采从业人员掌握各种伤害事故发生发展的客观规律,提高安全操作设备技术水平,减少设备的失误,从而达到确保煤矿开采设备使用安全,保护自身和他人人身安全的目的。加强特殊工种管理人员和职工安全思想、业务培训教育,提高全体人员综合素质。

3.3 煤矿安全监测监控系统

煤矿安全监测监控系统是由监控传感器、井下监测器、信息传送器以及地面监控四大部分构成,具备防爆、防水、防尘、红外夜视、低照度、高清晰等特点。可以用来测量煤矿中设备设施以及空气成分的监测,以及报警。传感器一般监控内容为瓦斯、一氧化碳、氧气、温度、风速、压力、压差、烟雾等指数,并将该信息及时反馈到地面监控,接受地面控制命令,该系统改变了传统中煤矿行业盲人摸象的被动局面,很好地避免了可能的煤矿灾害,是目前广泛应用的先进技术。

4 结论

随着煤矿开采技术的发展和国家对煤矿安全的重视,尽可能避免危险的事故的发生。现在国家相关管理部门提出了更高的煤矿的安全和环保的要求,加强要求对煤矿通防灾害预警预控技术加大应用,煤矿灾害风险系数则不会增加,可见研究煤矿通防灾害预警预控技术对煤矿的安全工作具有重大意义。

参考文献

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一、 煤炭的地位和煤炭生产的基本特点

(1)煤炭工业是资源性行业,煤炭是不可再生的资源。煤炭企业的寿命取决于其拥有的资源量,煤矿的安全生产状况受其资源条件的制约。由于资源条件差别很大,煤矿发展不平衡性在行业中十分突出。

(2)煤炭是我国重要的基础能源和重要原料。在未来相当长的时间内,我国以能源为主的产业结构不会改变,煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业,它支撑着我国经济、社会的持续发展。

(3)我国的煤矿种类多、分布广,在我国所有省、市、自治区,1264个县均有分布。

(4)煤炭工业是高危险行业。我国煤矿以井工矿为主,煤矿的生产系统在地下数百米,甚至上千米,且呈管网式布置,半封闭式结构,瓦斯、煤尘等多种有毒有害、易燃易爆的致灾因子共存于同一环境,使煤矿容易发生多种灾害事故。煤矿作业场所又处于移动和变化之中,不断有新情况、新问题的出现,随着开采深度的增加,生产条件和灾害的复杂程度也随之增大。因此,在各工业部门中,煤矿的事故发生率高,伤亡最为严重。

二、煤矿的主要灾害及灾害事故现状

2.1 煤矿的主要灾害

(1)我国煤矿均为有瓦斯涌出的矿井,全国煤矿的年瓦斯涌出量在100亿m3以上。高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的产量占全国总产量的1/3。国有重点煤矿中,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井数量占49.8%,煤炭产量占42%。煤与瓦斯突出是我国煤矿灾害中危害最大的自然灾害之一。所以,我国是世界上煤与瓦斯突出很严重的国家。

(2)我国煤炭资源的埋藏条件复杂。大中型煤矿中,地质构造复杂程度属于复杂或较复杂的煤矿占33.09%。开采深度也大,2005年,平均开采深度约为430~450m,而且每年平均增加10~20m。这种复杂的煤田地质条件给煤矿安全生产带来了严重的自然灾害和事故隐患。多年的生产实践表明,我国煤矿的主要灾害有瓦斯、水灾、火灾、尘害、热害、煤岩动力灾害等。

(3)我国绝大多数煤矿的煤尘具有爆炸性。国有重点煤矿中,87.37%的煤矿存在煤尘爆炸危险,而且60%左右的矿井的煤尘爆炸性强烈。1960年,山西省大同老白洞煤矿发生的纯煤尘爆炸事故,死亡684人,矿井被毁。2005年,黑龙江省七台河东风煤矿的“11·27”矿难,死亡171人,也是煤尘爆炸所致。

(4)从我国煤矿主要灾害的变化态势可以看出,随着开采强度加大、开采深度逐年延伸,煤矿的开采条件呈现出逐渐恶化之势,自然灾害的威胁也呈加剧之势,对灾害和隐患的治理难度在加大,对需要的防灾技术手段提出了更高的要求。

(5)我国大中型煤矿中,煤炭自然发火严重或较严重的占72.86%。国有重点煤矿中,具有自然发火危险的矿井占51.3%。具有自然发火危险的矿井分布范围较广,几乎所有产煤区都存在,尤其是重点产煤区更为严重。我国煤矿发生的火灾大多为自燃火灾。

2.2 我国煤矿灾害事故现状

(1)我国煤矿各类自然灾害类事故,如瓦斯、火、水、煤岩动力灾害,生产性不安全因素导致的事故,如机械伤害、人员触电、提升运输事故等均有发生。

(2)自然灾害的严重威胁以及对自然灾害的控制能力不足,导致我国煤矿事故频频发生。煤矿安全生产形势在我国工矿商贸企业中最为严峻。煤矿灾害事故起数与死亡人数约分别占全国工矿企业总数的30%和40%,一次死亡10人以上的特大灾害事故占全国工矿企业的80%。

(3)结合我国煤矿安全历史资料分析,可以发现,煤矿的灾害事故呈现一些值得注意的特点。在20世纪,无论在事故起数,还是在死亡人数上,瓦斯事故逐年上升。瓦斯事故的百万吨死亡率由1981年的0.995,上升到2000年的3.135,反映出瓦斯威胁逐年加大。进入21世纪,在政府提出贯彻执行治理瓦斯的“十二字”方针后,瓦斯事故逐年下降,说明技术方针的重要性、贯彻这一方针的重要性以及贯彻这一方针的巨大作用。

三、灾害事故的原因分析

3.1 灾害防治能力不足,煤矿防灾系统不健全

确保安全生产的重要条件之一,是灾害危险与灾害防治能力必须实现动态平衡。在灾害危险程度增大的情况下未能及时调整灾害防治措施,提高防灾治灾能力,就容易发生灾害事故。2003年专家会诊结果表明,我国煤矿的防治系统存在诸多问题,严重制约着对灾害的防治能力。2004年,近18%的国有煤矿存在超通风能力生产。

3.2 煤矿自然条件差,伴生灾害多,容易造成严重灾害事故

我国煤矿以井工矿为主,井下巷道呈管网式的空间布置和多种致灾因素共存在同一环境,一旦发生事故,极易发生各种致灾因素作用的耦合,形成继发性的灾难,波及邻近区域甚至全矿井。这种机构性特点也是煤矿灾害事故严重度高、特大事故多的原因之一。

3.3 安全投入不足,安全欠账巨大

煤矿灾害治理需要技术与装备,技术难题需要科技攻关,这些都要有可靠的资金保障。煤矿经济一直处于低位运行,效率不高,亏损面宽,加上社会负担重,造成煤矿的安全投入不足,近几年来在国民经济快速发展的拉动下,煤矿效益有所提升,在国家的支持下,治理瓦斯等灾害的专项费提取比例也有较大的提高。但是煤矿企业深层次的问题未解决,提取的费用仅能维持当前安全生产的需要。

3.4煤矿职工素质不高,技术人员匮乏,职工的安全意识亟待强化

煤矿职工队伍庞大,素质偏低,且流动性大,不能满足高危行业对人员素质的要求。煤矿灾害防治是技术性很强的工作,一切技术措施和管理必须依靠人来实现。但是,当前不但职工文化程度、整体素质不能满足灾害事故的防治,技术人员也严重不足。初步统计,国有重点煤矿一线主体专业技术人员缺口约7万人,96%的煤矿缺机电专业人才,88%的煤矿缺采矿专业人才。

3.5安全管理水平低,制约机制和责任体系不能适应新形式的要求

我国煤矿发生的灾害事故大多为责任事故,反映出煤矿的安全管理水平低下。现场管理混乱,很多安全技术措施在现场没有落到实处,现场检查发现的隐患未得到及时整改,导致事故不能有效控制。煤矿内部规范有序的安全生产责任体系尚未健全。有些煤矿的安全管理机构和责任体系的建立不适合灾难治理的要求,不能保证安全技术和管理措施落实到位。

参考文献:

[1]国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.煤矿

安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2004.

[2]国家煤矿安全监察局人事司.全国煤矿特大事故案例选编

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1.新桥煤矿概况

新桥煤矿位于永城市西南部,北邻城郊井田,南与安徽省接壤,井田南北走向长14km,东西倾向宽1.6~4km,井田面积约36km2,主采二2煤层。新桥煤矿井设计生产能力为1.2Mt/a,矿井设计服务年限为56.6a。新桥煤矿采用立井单水平上下山开拓方式,大巷水平标高为-550m。目前矿井开采二2煤层,采煤工作面均采用走向长壁综合机械化采煤。矿井目前采用中央并列式通风系统,副井进风,主井回风。

2.研究背景

随着我国煤矿生产逐渐走向正规化,煤矿的生产规模也进一步扩大,从事煤矿生产的人员越来越多。煤尘危害作为煤矿生产中职业病危害因素中的重要组成部分,越来越受到煤矿企业及各部门的广泛关注。如何最大限度的控制煤矿生产中煤尘的产生量,降低煤尘对人体的危害是每位煤矿工作者应该考虑的问题。新桥煤矿在生产过程针对煤尘产生的原因、主要来源、煤尘对安全生产、对职工身体健康产生的危害及煤尘的物理、化学特性进行了深入细致的研究,最终形成了一套符合新桥煤矿实际的、行之有效的综合防尘技术。本文就新桥煤矿现有的综合防尘措施及防尘降尘效果进行探讨,如有不妥,敬请批评指正。

3.煤尘的危害

煤矿粉尘按其游离二氧化硅的含量分为矽尘与煤尘。根据我国“矽尘作业工人医疗预防措施实施办法”中规定,作业环境粉尘中游离二氧化硅含量在10%以上者称为矽尘,10%以下者称为非矽尘。粉尘中游离二氧化硅的含量越高,引起尘肺病的程度越重,病情发展越快,危害也越大。粉尘还可以吸附有毒气体,如一氧化碳、氮氧化物等,分散度愈高,吸附的量愈多,对人体危害也愈大。呼吸性粉尘的一般含义是“能被吸入人体肺泡的粉尘”,否则为非呼吸性粉尘,呼吸性粉尘是损害劳动者健康的重要职业性有害因素,可能引起多种职业性肺部疾病。

3.1煤肺。长期在单纯有煤尘的环境下作业的工人,他们接触的粉尘主要是煤尘,如果防尘效果不好,就容易患煤肺病。

3.2矽肺。长期从事煤矿岩石掘进工作面作业的工人,他们接触的粉尘主要是含游离SiO2较高的岩尘,如果防尘效果不好,加之个体防护不到位就容易患矽肺病。

3.3煤矽肺。如果煤矿井下工人多数都在有煤尘产生和有岩尘产生的两种作业环境下工作过,他们接触的粉尘既有煤尘也有岩尘。所患的尘肺兼有煤肺和矽肺的病理特征,这类尘肺称煤矽肺。

另外,粉尘沉着于皮肤可能堵塞皮脂腺,容易继发感染而引起接触性皮炎、毛囊炎,疖肿等;进入眼内的粉尘颗粒,可引起结膜炎等。

4.煤尘的产生机理

4.1采煤工作面

目前,综合机械化采煤技术在新桥煤矿得到成熟应用,但工作面煤尘问题也引起较多关注。综采工作面的煤尘主要产生于以下几个生产环节:

①采煤机割煤过程中,煤块与煤墙脱离、采煤机滚筒装煤过程中产生煤尘。

②移动液压支架过程中,支架顶梁上的煤尘随架间缝隙下落,并虽通风系统进入巷道。

③煤在运输过程中经过转载点、破碎机时也会荡起煤尘。

④煤墙片帮,煤快下落时形成煤尘。

4.2巷道掘进

岩巷掘进的粉尘主要产生在放炮、喷浆过程中;煤巷掘进过程中的煤尘主要产生在综掘机割煤及煤炭的运输过程中。

4.3巷道冲尘

巷道在冲尘过程中由于部分煤尘与水没有充分有效混合导致煤尘飞扬。

5.综合防尘措施

综合防尘措施主要是以减少采掘作业时的粉尘发生量为主要目所采取的一系列综合性防尘措施,是矿井尘害防治工作中最为积极有效的技术措施。防尘措施主要包括:改进采掘机械结构及其运行参数减尘、湿式凿岩、水封爆破、添加水泡泥爆破、封闭尘源、捕尘罩等。防尘措施是以预防为主的治本性措施。目前新桥煤矿采用的防尘措施以湿式除尘技术为主。湿式除尘技术是井下矿山应用最普遍的一种方法。一般作业场所的相对湿度达到65%以上就可以大大降低粉尘的浓度。水能湿润粉尘,增加粉尘重力,并且湿式除尘方法设备简单,使用方便,应用与维护费用低,降尘效果明显。喷雾洒水是将压力水通过喷雾器(喷嘴)在旋转或冲击作用下,使水流雾化成细散的水滴在空气中,喷雾雾化效果越好,除尘效果就越好。当采掘工作面出煤、喷浆、放炮时正常开启喷雾,开启后压力水经喷头呈雾状布满整个巷道断面,当煤尘经过水雾断面时,水雾与煤尘相结合,一方面切断煤尘蔓延路径,另一方面水雾与煤尘结合后增加煤岩尘湿度与重量,提高煤尘降落速度,缩短煤尘在空气中的滞留时间。目前新桥煤矿的防尘措施分为以下几种,并达到了良好的防尘效果:

5.1湿式打眼

就是在打眼工作中,通过YTP-26气腿式凿岩机配合中空六角钻杆将压力水送入钻孔并充满孔底水或采用ZMS-127煤电钻配合中空的麻花钻杆将压力水送入钻孔并充满孔底(水压0.6-1.2Mpa)以湿润、冲洗炮眼中的粉尘,使其变成尘浆流出炮眼,这种方法从源头上消灭了打眼时粉尘的产生,将打眼过程中产生的粉尘降低为零,是一种行之有效的防尘措施。

5.2使用水泡泥

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随着经济发展进程的加快,人类对煤炭资源的开采程度不断加大,然而在煤炭的开采过程中伴随的人为或自然因素引起的煤炭地质灾害不断发生,严重影响和制约了煤矿业的发展,给国家经济发展和人民生命安全造成了极大的威胁。如何防治煤炭业的地质灾害成了国家关注的重点问题,本文将详细介绍了煤矿地质灾害发生的特点和类型,并针对煤炭煤矿发生地质灾害的原因做了进一步探讨和研究,提出了相应的防治措施。

1 煤矿地质灾害的特点

1.1 区域性

由于每个地区的地形、地貌、气候、地理位置、地质结构等自然条件的不同,每个地区发生的煤矿地质灾害也不尽相同。因此煤矿地质灾害在分布上具有一定的区域性特点,它是每个特定区域自然现象的反映。例如:煤矿区矿井突发水灾害主要发生在岩溶发育的区域;煤矿区岩溶塌陷主要发生在石灰石广阔的区域。

1.2 群发性

煤矿发生地质灾害是因为人们在开采煤矿的过程中破坏了地质环境的基本平衡,引起地质层的剧烈运动,从而引起的一连串的地质灾害活动。地质灾害并不是独立存在的,总是在同一矿区或同一时间段形成的一个灾害群,一个灾害发生会引起很多灾害发生。例如塌陷灾害、煤层自然灾害、井下突发水灾害等很有可能同时发生。

1.3 衍生性

地质灾害并不是单独孤立存在的,各灾害之间都有着一定的关联性,一旦发生往往会引起一连串的反应,从而诱发一系列的次生灾害,地质灾害的衍生性极大的增强了煤炭地质灾害的严重程度,并且灾害一旦发生,其他环节是不可控制的。比较典型的例子:地面塌陷――地面裂开――破坏地面建筑物等。

2 煤矿地质灾害的类型

2.1 山体滑坡灾害

由于煤矿企业管理不善,在开采过程中随意丢弃废弃的煤矸石等杂物,日积月累,越来越多的杂物堆放在一起使地面支撑的平衡力受到破坏,容易诱发塌陷、滑坡等地质灾害,据煤炭地质灾害研究局统计分析发现,每年,我国因山体滑坡造成的经济损失竟然高达数亿元。

2.2 地面沉降灾害

地面沉降灾害是指地下煤矿被开采之后,原来的实心土地变成了空心,使开采区周围的土地失去了原来的支撑力,这样容易引起矿井周围的地面和地下岩层发生移动、变形,进而造成地面沉降、塌陷灾害等。在我国煤矿区,由地面沉降引起的地质灾害非常严重。

2.3 矿井突水灾害

在煤矿开采过程中,矿井突水造成的灾害是比较普遍的,这是因为在进行井下开采活动时,井下岩层受到破坏,而使周围大量的水受到矿山的压力,通过断层或薄弱层渗入到开采工作区中。水量大、水流快、损失惨重是一般矿井突水灾害的特点,矿井突水灾害已经成为煤炭地质灾害的重大灾害之一。

2.4 煤矿瓦斯爆炸灾害

瓦斯爆炸是煤炭开采过程中发生的最常见最严重的地质灾害。瓦斯是一种无色无味的气体,通常情况下,瓦斯主要吸附或游离在煤层缝隙之间,呈一种封闭的系统存在,稍不小心破坏它的封闭系统就会引起煤炭瓦斯爆炸灾害。在煤矿开采过程中,当煤层周围的地应力受到破坏,煤层发生移动或断层时,就会把瓦斯从煤层中释放出来与空气混合就会引起煤矿瓦斯爆炸。

3 煤矿地质灾害的诱因

煤矿地质灾害的诱因包括很多方面,下面总结了几点:

3.1 很多煤矿企业在煤炭开采、生产过程中,片面的追求经济效益,不顾开采工作工人员的安危,不严格遵循开采规则,采富弃贫、采易弃难,不遵循一定的开采工作顺序,造成了后续煤炭开采工作的困难,甚至无法进行,另外也给后期的煤炭开采工作造成了安全隐患。

3.2 在煤炭开采过程中,开采工作人员不严格按照煤矿企业制定的各项开采规则来进行煤炭开采工作,另外煤炭开采工作人员缺乏对煤矿地质灾害的认识,不清楚煤炭发生地质灾害的严重后果,从而忽视了在煤炭开采过程中的预防工作,由于没有防备心理,极大的增强了煤炭开采过程中煤炭地质灾害发生的机率。例如,很多开采工作人员随着不断增加煤炭的开采深度,只顾开采更深的煤炭,而忽视了煤矿周围地应力的改变,从而没有采取有效措施和手段来处理,最终容易引发大面积的煤炭地质灾害。

3.3 很多煤矿企业在开采过程中,对煤炭开采工作的管理不科学、不合理,使工作人员的开采工作不规范,由于煤炭企业不科学的管理和开采人员不规范的操作,容易引发煤炭地质灾害。例如,煤矿企业在煤矿开采完之后没有对采空区及时进行回填,管理人员不科学的盲目指挥,对生产过程中的废水和废渣没有进行处理随意安放等。

3.4 不同的地区,对于开采煤矿的标准是不一样的,因此,在实际的煤矿开过程中,会出现各种问题,举例来讲,有些地区经常出现农民胡乱开采煤矿的现象。他们在实际的煤矿开采过程中,由于没有安全意识方面的防范,经常会出现一些安全事故与问题。加上他们没有资源与环境保护的意识,在实际的煤矿开采过程中, 很容易出现由于乱采乱开导致地区性的环境与资源破坏,直接给开采地区留下安全性的隐患。

3.5 在实际的煤矿开采过程中,很多煤矿开采企业在管理上存在问题,管理极为不规范,没有形成相应的煤矿开采规章制度,导致后期煤矿事故的发生。举例来讲,有些煤矿开采企业对于地区煤矿开采完之后,没有及时对于煤矿进行填充,加上管理人员盲目管理,盲目指挥,煤矿开导致的一些废水、废气、废渣无法进行排放。加上地质人员对于本地区的地质以及水位条件不甚了解,都是得煤矿灾害的产生埋下了隐患。

4 如何防治煤矿地质灾害

4.1 加强科学管理水平

煤矿地质灾害的产生与有关部门的审查与管理力度有着密切的联系,要想提高煤矿地质灾害的预防力度,有关部门必须要做到以身作则,提高对于煤矿地质灾害的预防重视程度,同时采取相应的措施,加强对于煤矿开采的管理力度。煤矿地质灾害的产生是有着一定的规律的,都有着自身的自然属性,同时它还有着偶然性的规律,因此,有关部门在对煤矿地质灾害进行管理的过程中,应该对于这些基本的规律以及性质进行研究与了解。同时,加强煤矿地质灾害的管理力度,严格规范当地有关煤矿开采企业的行为,对于地区性的煤矿进行合理的规划与管理,禁止出现乱采乱挖现象。

4.2 弄清地质构造,健全煤矿通风系统

有些煤矿地质灾害的发生是由于构造的运动引起的,例如断层运动等。因此,查明矿区范围内的构造情况,充分的掌握各种构造的特点、性质及活动的情况,在煤矿开采过程中,对其进行有效的预防,尽最大可能降低灾害的发生。在煤矿生产过程中,无论是个人还是国家、集体的煤矿,都必须严格按照国家的规定,配备有效的通风系统和严格的瓦斯检查制度,禁止工人在矿井中使用明火等,更好的保证矿井的安全生产。因此,做好煤矿地质灾害预防,弄清地质构造,健全煤矿通风系统是极为关键的举措。

5 结语

综上所述,我国在煤矿地质灾害预防方面积累了丰富的经验,取得了重大的进展,但是,在实际的煤矿地质灾害预防过程中,还是存在着很多的问题。作为煤矿开采企业以及有关部门,需要深入研究煤矿地质灾害预防存在的问题,创新煤矿地质灾害预防策略,为我国在煤矿地质灾害预防工作的顺利开展提供借鉴。

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中图分类号:TD322 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0221-01

在我国,煤矿生产安全的现状仍然不容乐观,瓦斯爆炸、顶板灾害、矿井水灾、冲击地压、热害等常见的煤矿灾害所造成的危险依然潜伏在煤矿生产中。而顶板事故是其中主要的灾害事故,对于煤矿安全有着很大的威胁。据分析,2012年在我国发生了489例顶板事故,共造成近700人死亡,在2012年煤矿事故中占据高达47%的比重。可以看出,顶板事故是十分危害煤矿安全的。

1 掘进巷道顶板事故及频发原因

顶板事故,是指在工人对煤矿进行开采的过程中,顶板冒落,致使矿工伤亡、相关设备损坏、开采进程停止的事故。其容易发生事故的原因有以下几点。

1.1 地质构造

中国地域辽阔,地质构造比较复杂,无疑增加了煤矿开采的难度,再者,煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障,危险系数比较高。调查数据显示,我国的主要煤矿中,38%的煤矿处于非常复杂的地质环境中,相对来说地质比较简单的只占据了21%。另外,在煤矿生产中,瓦斯在煤层中的含量较高,稍不注意,就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置,由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起,互相影响碰撞,更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

1.2 采矿方过失

重大煤矿灾害如此多发,煤矿所处地质条件复杂固然是重要原因,但采矿方的过失才是根本原因。例如近日某矿发生的重要顶板灾害事故,9名矿工死亡,开采设备损坏,人力物力损失巨大。究其原因,便是矿工在作业过程中,不间断掘进十多米以后未遵照要求安放锚索,最终导致煤顶与岩层的分离,进而煤顶垮落形成严重顶板事故。而造成这一事故的更深层次原因有以下几个方面:矿方追求生产效益重于生产安全,在管理方面比较松弛,对工人在安全方面没有进行足够的思想教育,导致工人没有强烈的安全意识,不按照要求来进行开采作业,直接导致了这场灾害的发生;矿方安全、生产等部门没有进行有力的监督管理,没能及时发现开采现场的工人违章作业现象并进行制止,也是导致这场事故发生的重要原因;矿方没有对矿工进行严格的技能培训,并且没有科学的下达生产任务的指标及合理的安排劳动组织。同时在技术方面,对于开采过程中所用到的锚索支护技术应用的不够规范和娴熟,没有按照相关规程对作业要求进行修改,这也是造成事故发生的技术漏洞;矿方的相关领导部门没能严格遵守安全生产的要求,在安全防范方面比较重视对瓦斯的管理,而对于顶板灾害的预防没有到位,顾此失彼,也间接造成了此次事故的发生。

2 掘进巷道顶板事故预防措施

2.1 技术方面的预防措施

(1)矿方要制定健全的保证施工质量的体系,在对工程进行验收的时候严格把关,把矿、科、队、人的责任都分配清楚,出了什么问题可以具体到人,一环紧扣一环,把每个班的工程质量都纳入控制范围。

(2)积极联系相关科研院所并进行合作研究,更加深入的对锚杆、锚索支护技术进行研究,力求在开采过程中,针对各矿所处的不同的条件,在作业要求方面作出相应的技术调整,增加锚杆、锚索支护技术的合理性及科学性,进而使开采更加安全可靠。

(3)在开采过程中,对支护质量与顶板的情况进行不间断的监测,及时有效的传达反馈监测信息,并派遣专门人员分析处理监测数据,以做到一发现问题就及时解决。

(4)对开采人员进行严格的安全方面的思想教育和开采方面的技能培训,帮助矿工树立强烈的安全意识和较强的技术能力,生产、安全等部门要健全监督体系,对施工现场进行有效的监督,坚决杜绝违章作业的现象。

2.2 管理方面的预防措施

(1)严格制定管理制度。

矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、《煤矿设计规范》等相关规定,而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验,因为不同条件必须不同对待,务必使作业规程、作业措施等符合规定,更加的具有科学性,能对煤矿生产及安全更有帮。

(2)加强监督管理。

矿方各个相关部门要以严谨的态度做好煤矿生产组织、调度协调和指挥管理工作,切实认真对业务保安责任制进行有效的落实,部门干部更要放下身段,亲自进入生产现场进行观察,对生产过程的每个环节进行了解与监督,对生产过程中有可能出现的问题进行预测,在其出现的时候及时发现并解决,以防更大问题甚至是灾害的发生。

(3)合理分配人员。

矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候,一定要从实际情况出发,进行合理科学的调整并加强管理,使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝,在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

(4)重视安全防范。

矿方领导部门注重生产效益不为过,但在安全方面也要加强防范,生产过程中稳扎稳打,严格贯彻“安全第一”的要求,不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼,在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时,也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

3 结语

煤矿掘进巷道顶板事故,是煤矿生产中容易发生的灾害且会造成煤矿生产中人力物力的巨大损失,它的发生不仅是因为某些矿区地质环境的复杂,更是因为采矿方不科学不合理的操作,因此,采矿方一定要从自身找原因,吸取已发生的事故的经验,对自身从技术和管理方面严格要求,最大限度杜绝此类事故的再发生。

参考文献

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从当前我国煤炭企业在灾害防治能力方面来看,大部分煤炭企业都十分缺乏,而这也是造成煤炭安全事故频发且后果严重的一个主要因素。当灾害事故发生时,不能在其影响范围较小时进行有效的控制,采取有效的政整治措施,进而造成危害事故产生严重后果。通过对大部分煤炭企业发生安全事故的因素进行分析发现,不具备对灾害的防治能力是一个重要的影响因素。

1.2煤矿生产条件较差容易发生伴生灾害

我国大部分煤矿生产都是以井下作业为主,井下巷道通常呈网管式分布,一旦发生灾害,则很容易在各个耦合因素的作用下而导致灾害迅速蔓延,进而形成继发性的灾害,对事故周围的区域甚至是其他矿井产生严重威胁。我国煤炭资源分布不均匀,且地质条件十分复杂,在不同的煤矿生产区域内,有着不同的地质情况。为了在短时间内获得最大效益,有的煤矿企业没有进行详细的勘察就开始煤矿生产,对于地形和地质情况缺乏详细的了解,本身就很容易发生通风不畅、瓦斯抽放不力等问题,且地下矿井作业这种特殊的格局,灾害事故的发生必然会造成较为严重的后果。

1.3煤矿职工素质不高,缺乏技术较强的专业管理人才

煤矿生产工人队伍大多由农民工组成,他们的综合素质相对来说较低,而且具有很大的流动性,对于煤矿生产这种高危行业缺乏必要的认识。由于煤矿开采本身是一项技术性较高的行业,一切的活动过程都需要依靠人来完成,但是由于缺乏专业的基础培训,很多矿工事实上都不具备下井作业的资格,在安全意识方面也容易受到忽略,不仅无法在遇到事故时进行有效的自救,对于安全隐患也熟视无睹,这也是造成煤炭安全事故频发的主要因素之一。初步统计,国有重点煤矿一线主体专业技术人员缺口约7万人,96%的煤矿缺机电专业人才,88%的煤矿缺采矿专业人才。

2煤炭灾害事故的防治措施

2.1促进煤炭生产技术的提高为了有效地预防安全事故的发生,提高生产技术具有十分重要的作用,发展与我国煤矿地质环境相适应的高效采煤技术,能够对当前的煤矿开采条件进行改善,从而使煤炭生产结构与经济发展相适应,将技术落后、生产条件较差的小煤矿进行淘汰。我国虽然煤炭资源十分丰富,但分布不均匀,而且我国地质环境较为复杂,为了适应煤炭开采的需要,必须要对现有的煤矿开采技术进行不断的更新和优化,利用机械化采煤技术代替以往的手工开采,尤其是针对一些地质构造复杂、安全条件落后的小煤矿,必须要坚决取缔。同时,在煤矿的勘测设备和技术方面也要不断更新,才能对复杂的煤矿地质结构有更为全面和准确的勘测数据,以此为煤矿的安全生产提供保障。

2.2加大在煤矿安全设备和技术方面的投入

煤矿事故发生的一个主要因素,就是煤矿生产的监测和技术方面不够科学,无法对煤炭生产过程实施有效的监测,对于煤矿安全事故无法有效的预防。因此,必须要加大在煤矿安全科技和安全基础设施建设方面的投入,将更多的先进设备和技术引入到煤炭生产过程中,如煤矿通风系统的技术改造,煤矿安全生产监控技术的完善等等,尤其是针对瓦斯抽放系统的技术改造,对抽放瓦斯的过程进行实时监控,便能够及时发现问题及时解决。同时在防尘和防火设备方面也需要不断地优化,提高对火灾和粉尘的预防能力,坚持预防为主的原则,才能将事故消灭在萌芽状态,保证煤炭生产的安全进行。

2.3加强对煤炭生产相关制度和规范的落实

对于煤矿安全生产制度要严格落实和执行,尤其是针对相关的行业规范和安全投入方面的制度,必须要坚持严格执行,以此促进煤矿安全体系的建设与完善,提高煤炭企业在安全生产方面的管理效率。通过法律的形式对煤矿安全监察体系进行完善,对事故责任做到落实到人,预防煤炭安全生产管理过程中的权责不清现象,不断强化对煤炭生产安全管理的效率,通过全面的管理保证安全生产的持续进行。

2.4完善煤矿政策和管理制度的改革

为了保证煤炭企业的持续发展,必须要使其与国家相关的煤矿政策和管理制度相适应,并且将其引入到煤炭企业的管理活动中,从安全生产的角度出发,对煤炭企业实施有效的管理,才能保证安全生产的持续进行。近年来,我国煤炭行业呈现出十分迅速的发展趋势,然而煤炭事故的发生率却也不断上升,正是由于对利益的追逐而导致众多不具备生产条件的小企业进入到行业中,而真正的财富仍然集中在几家规模较大的煤炭企业中,针对这一现象,需要在相关的法律和管理制度中进行调整,使煤炭企业具备自身发展能力的同时,不断促进煤炭生产过程中新技术和新设备的投入使用,将地方煤矿的利益格局进行优化,通过方针政策的引导与鼓励,实现对煤炭行业整体的优化管理,通过煤炭管理部门的权限控制,规范煤炭市场的生产秩序,以此促进行业的健康发展。

2.5加强对人员的技术培训

当前我国大部分的煤矿工人都来自于农村,而煤炭企业的管理人员大多没有经过系统、严格的培训,他们认为煤矿开采工作是一项体力劳动,不需要技术培训,同时在煤矿安全生产与管理方面缺乏正规的学习经验,这也是导致安全事故发生的一个主要因素。因此,必须重视对人员的培训与管理,尤其是针对管理人员,要加大在知识和技能方面的培训力度。只有管理人员的安全意识增强,才能促进安全管理工作的持续进行。另外,要促进煤炭生产工人安全意识的培养,形成自我保护意识,在生产过程中能够正确识别危险源的存在,这样也能够减少事故的发生。同时在政策方面也需要进行调整,对矿工的薪金待遇应当提高,激发人员工作的积极性和主动性,从而促进煤炭生产的有序进行。

2.6增强对安全事故的预防和应对能力

对于煤矿安全事故的预防必须要以完善的管理体系做保障,同时要增强设备和技术的建设,提高煤炭企业对于事故的应对能力,在应急预案的编制和演练方面要不断完善,当发生安全事故时,能够在最短的时间内实施有效的救援,也能够极大地减少经济损失和人员伤亡。煤炭企业应当配备相应的应急救援设备,并且实施有效的管理,从多方面提高煤炭企业抗灾救灾的能力。

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煤矿系高危行业,水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、流沙、煤油气共生等自然灾害伴随着不同煤矿建设、生产的全过程,突发灾害事故时有发生,如何应对突发灾害事件如水害、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、火灾等恶性事故显得十分重要,使用正确、合规、科学的方法和途径是应急管理的核心内容,浅谈自己粗浅的看法。

一、编制科学的突发事件应急预案

以应对各种可能发生的突发事件

1、编制的目的:为了加强煤矿企业应对和防范突发事件的应急能力,最大限度地预防和减少突发事件及其造成的损害,规范煤矿企业对突发事件应急管理的程序,及时、科学有效地协调应急救援工作,促进煤矿企业经济全面、协调和持续安全发展。

2、编制的原则:以人为本,预防为主;统一领导,分级负责;条快结合,属地为主;依法规范,加强管理;快速反应,协同应对;综合信息,科学决策;依靠科技,资源整合。

3、分级编制,分类细化。根据国家自然灾害类、事故灾害类、公共事件类、社会安全类分类规定标准,集团公司、子公司、矿编制各自综合预案,按照公司、矿企业职能部门编制各专业专项应急预案,所属矿还必须编制现场处置方案。门类要做到齐全,灾害种类履盖全。

二、做好预案的评审、备案,根据客观条件变化及时修订预案

1、查清所有灾害,做到有的放矢。预案编制前,要组织本单位的技术专家或借助社会力量,广泛搜集本单位的各种灾害信息和周边企业的资源信息,吃透本单位所有灾害的现状,以及采取的技术措施情况,分专业讨论单个灾害发生时应采取的办法和措施,使预案更加科学、合理、实用。

2、做好评审、拾遗补缺。预案编制完成后,先由本企业组织专家库专家进行内部评估,然后补充完善;按照各级政府主管部门规定,按照企业生产规模、灾害类别报请政府主管部门组织专家评审,评审完成后,进行修改补充,然后填写备案资料向企业上级、政府有关部门备案。

3、根据客观条件变化,适时补充。根据生产建设过程灾害增加的客观条件变化要适时补充,走原有评审渠道重新评审,备案。

三、做好应急储备,以应对突发事件

各种应急预案,都对应急专家、物资、设备储备进行了明确规定,要坚决做到落实到位。特别煤矿对水灾、瓦斯、爆炸、煤尘爆炸灾害事故要做好物资、设备的储备,在现场设置物资、设备仓库;在现场物资、设备储备不足的情况下,可以提前和设备、物资供应商签订协作协议,建立信息库,在急需时联系直接送往现场。也可以向国家设立的救援基地请求救援,以满足应急救援物资、设备的需要。对于救援、救护力量不足的单位必须和当地的救援、救护单位签订协议,以满足应急需要。

四、抓好应急培训演练,提高应对能力

1、抓好宣传。利用各种媒体广泛宣传,增强广大职工预防、避险、自救、互救、减灾等常识。

2、抓好培训。抓好职工上岗前的培训和常规培训,使职工掌握应对突发灾害的能力。

3、抓好演练。每年编制演练计划,按计划结合实际进行桌面演习、单项演练、综合演练。演练要从实战的角度出发,切实提高应急救援能力。

五、应急响应,快速处置

1、现场人员发现灾害,第一时间立即报告信息调度中心(或应急管理中心),最好用井下紧急广播系统通知井下现场人员撤离升井,信息调度中心立即报告矿长。

2、当矿长接到生产建设现场发生突发灾害,按照灾害发生的种类和危害程度,应立即启动预案,通知应急指挥部所有人员现场待命。

3、对周边相邻矿井也要同时通报情况。

4、同时用电话逐级上报企业上级和政府主管部门,以取得上级的最新决定和指示。然后用文字传真、网络补报。向矿山救护单位和医疗救护单位求援,立即赶赴现场,进行救援。煤矿上级企业领导立即赶现场指挥救援。

篇13

[中图分类号] P345 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-3-33-2

自改革开放以来,我国的煤矿行业便步入了高速发展时期。虽然近几年,煤矿行业的发展遇到了极大的瓶颈,但不可否认,煤矿资源依然是我国能源结构中的主要能源,是维持我国经济可持续发展的重要保证。煤矿资源开发效率的高低在一定程度上取决于水文地质工作能否落实到位。就目前我国矿区水文地质工作的发展现状而言,出现了很多不利于煤矿资源开发的现象。比如,部分煤矿企业在利益的驱使下,不再重视煤田水文地质勘查工作,缩减了水文地质工作的勘察程序和时间,盲目开发和生产的现象屡禁不止,煤矿开采事故频发,不仅给职工的生命财产安全构成了严重的威胁,同时还会带给煤矿企业重大的经济损失,严重时还会对当地的环境造成巨大的污染。鉴于此,煤矿企业必须要在煤矿资源开发的过程中高度重视水文地质工作,确保将各项水文地质勘察措施落实到位。本文首先分析了当前我国煤矿水文地质工作的现状,然后对煤矿水文地质灾害的类型以及影响进行了阐述,最后分析了煤矿水文地质灾害的防治措施。期望通过本文的分析,能够让读者对我国煤矿水文地质工作有更加深刻的认识。

1当前我国煤矿水文地质工作的现状

(1)防治工作较为被动

我国国土面积辽阔,水文地质条件十分复杂,不同地区的煤矿,其水文地质灾害也有着一定的差异。鉴于此,煤矿企业就必须要重视水文地质灾害的防范工作,争取将灾害的苗头扑灭在萌芽状态。但是,目前很多煤矿企业存在着严重的“轻防范、重治理”的思想,只重视灾害发生以后的治理工作,而忽略了灾害发生前的防范工作,这显然是不可取的。某些灾害,一旦发生,往往就会是企业致命的打击。总体而言,我国目前在煤矿水文地质工作方面处于被动的状态,灾害不发生就不重视。

(2)防治技术有待提升

随着我国煤矿资源需求量的上升,为了满足社会经济发展的需要,煤矿的开采量也在不断上升,开采面积和深度也在不断扩大,水文地质灾害的威胁程度也在随之加剧。鉴于此,我国煤矿企业就必须要积极采用先进技术处理现阶段的水文地质灾害,以确保防治工作的有效性。但是,就目前的发展情况而言,水文地质灾害的防治技术还极为落后,很多成熟的防治技术未得到有效的推广,很多监测预管手段都没在工作中得到有效的利用。

(3)防治目标不够明确

煤矿水害出现的主要因素有3点:水源、水量和导水通道。在这三大因素中,前两者是比较容易查明的。而导水通道却很难查明,往往很多突水现象的出现就是因为未对导水通道进行预知而造成的。目前,部分煤矿企业在水害防治工作中的目标不明确,往往只是对水源和水量进行监测,而未对导水通道引起足够的重视。

2煤矿水文地质灾害的类型以及影响

(1)矿区水文地质灾害的类型

造成矿井水害的通常有地表水、老空水、孔隙水、裂隙水、岩溶水,这几种水害类型较为常见,影响较大,另外还有一种新型水害类型为离层带水,目前正处于研究阶段。水害类型及其表现如表1所示。

(2)水文地质灾害对矿区的影响

水文地质灾害对矿区的影响是极大的,不但会降低煤矿资源的开发进度,同时还会给工作人员的安全以及煤矿企业的发展构成威胁。

①影响矿山采矿安全

百分之八十以上的矿区安全事故都是因为矿区发生水害,造成淹井、塌井等安全事故或人身伤亡事故的发生。

②影响矿山工程的进度和经济效益

若地下水大量汇集进入采掘工作面,引起工作环境恶化或排水困难,会导致采掘工作很难进行,进而降低了整个矿山工程的进度。

矿山工程进度显然和经济效益是挂钩的,另外地质水害加大了矿井正常生产成本,从企业利润收益来看,这对矿井的经济效益是起负影响的。采矿毕竟是有风险的行业,一旦发生事故,对矿井的设备设施都是毁灭性的。从这些方面来看,矿区水文地质水害严重制约矿区的经济发展。

③影响矿山地区的环境

在岩溶充水矿床地区,若向外排水的时间过长,就会致使大量的颗粒泥沙随水流排出溶洞,溶洞原有的力学平衡被破坏,严重情况下会导致溶洞坍塌。若再遇上强降雨天气,矿井便会被流入的地表水淹没。这不仅破坏了矿山地区的生态环境,同时还会给矿山企业带来极大的损失。

3煤矿水文地质灾害的防治措施

(1)提高安全意识,重视预防工作

在煤矿开采的过程中,必须要重视安全问题。安全生产是保证煤矿企业生产质量和效率的关键,是促进煤矿企业可持续发展的基石。在新时期,在矿区开采煤矿资源的过程中必须坚持“安全第一,预防为主”的生产方针,将工作人员的安全放在首位,加大水文地质工作的落实力度,严格分配防、治水工作的责任,根据当地矿区的地下水特点以及发展趋势和规律,制定适合当地水害治理的防治方案。

(2)强化水文地质工作的基础

在煤矿资源开发的过程中,必须要采用钻探、物探等技术有目的的对井下水以及地面水进行勘探,获取准确的水文地质信息,完善水文地质的观测工作,并严格遵循“预防预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,将水害防治措施落实到煤矿开采的各个环节,并制定出长远的防治水规划,以此确保煤矿资源开采的安全性。

(3)进一步完善井下防治水措施

地下水会随着季节的变化而变化,鉴于此,煤矿企业必须要在不同季节,对矿区水文地质情况进行提前的排查和预防,确保将各种安全隐患消灭在萌芽时期。对于井下工程,必须要编制专门的安全制度,并制定防治措施。在施工现场,必须要配备专业的防治水人才,进行现场盯查,以确保各项工作有序进行。

4结束语

根据上文分析可知,水文地质工作对提高煤矿开采的效率及安全有着非常重要的作用。虽然我国在煤矿水文地质工作方面还存在着很多缺陷,但是只要通过不懈的努力,必定会将水文地质工作的质量和效率逐渐提升,让其为我国煤矿资源的开发做出更大贡献。

参考文献

[1] 缪协兴,王长申,白海波等.神东矿区煤矿水害类型及水文地质特征分析[J].采矿与安全工程学报,2010,27(3):285-291,298.

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