发布时间:2023-09-26 08:32:35
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中图分类号: TD712 文献标识码: A 文章编号:
煤矿生产过程中的瓦斯灾害预防和治理,需要从人为因素和自然因素多方面来综合预防和治理,重点放在采掘工作面。当井下采掘工作面进行采掘活动时,其瓦斯会涌出到生产巷道的空间内,对井下生产活动安全造成严重威胁。无论瓦斯涌出量多少,它一直都是矿井生产中的主要危险源。因此,煤矿瓦斯灾害的防治就成为矿井安全生产的最根本、最重要的任务。切实搞好矿井瓦斯防治工作,首先要提高人们对瓦斯灾害的认识,其次是要落实好瓦斯灾害预防和治理的四道防线建设。
一、提高瓦斯灾害防治思想认识
对于瓦斯灾害的预防,需要提高人们的思想认识,也就是说要通过学习、培训等手段,努力提高每一名井下员工对瓦斯的认识,特别是对瓦斯危险性的认识。要充分掌握瓦斯的物理性质、化学性质、瓦斯爆炸的三个基本条件和机理;掌握瓦斯事故前的预兆、特点和规律,掌握灾害预防、事故抢险、矿山救护的基本知识和一般技能,增强安全意识和自主保安能力。通过学习、培训教育,提高人们的认识,树立正确的安全生产指导思想,并处理好安全与生产的关系;同时,要始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针,做到“先抽厚采、监测监控、以风定产”,努力构建“十六字”的煤矿瓦斯综合治理工作体系。全面优化矿井生产布局,在确保安全的前提下,合理组织生产,切实保障煤矿安全生产秩序的持续进行。
二、筑好瓦斯灾害防治的四道防线
1、强化瓦斯抽放与通风管理
1)搞好瓦斯抽放管理。对于矿井瓦斯的抽放,它是消除煤矿重大瓦斯灾害事故的治本措施,不仅可以减少和消除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁,而且还能帮助解决矿井仅靠通风难以解决的问题,从而减少矿井通风的负担,这也是保证矿井安全生产的预防性措施。处理这些问题上,一是要根据采掘工作面煤层的瓦斯参数,选择科学合理的瓦斯抽放方法;二是依据煤层瓦斯参数和抽放方法,科学、合理的编制瓦斯抽放措施,以指导安全生产;三是做好井下瓦斯管路、抽放钻场等检查维护管理工作,并定期进行抽放瓦斯计量的测定,以提高瓦斯抽放率,确保安全生产。
2)加强通风管理。有效通风是排除瓦斯的最主要手段。对于井下所有采掘工作面、峒室等巷道都必须保障足够的风量和风速,以满足《煤矿安全规程》规定的稀释瓦斯界限,杜绝瓦斯超限及其事故的发生。对此,一是采煤工作面应预防上隅角的瓦斯超限,保证工作面的风量。采煤工作面多为负压通风,合理的通风系统是保证工作面风量的基础。整个矿井的生产和通风系统是相匹配的,为了避免采掘工作面的风量供给不足,应该保证采掘平衡,不要将矿井的采掘活动的安排过于集中;另一点是各采区在开拓工作面时,应该先掘中部车场,避免造成掘进与工作面的串联通风及掘进工作面之间的串联通风。再一点就是加强掘进工作面通风管理。因为掘进工作面通风是煤矿井下最容易出现安全问题的地点,特别是在更换、检修局部通风机或风机停止运转时,更应加强管理。通风部门与机电部门要协调工作,保证工作的顺利进行和恢复生产时的安全。对高瓦斯矿井,为防止局部通风机停风造成的瓦斯积聚,局部通风机必须实行“三专”(专用变压器、专用供电线路和专用开关)“、两闭锁(”风电闭锁、瓦斯电闭锁)管理,并要挂牌指定专人管理,严禁非专门人员操作局部通风机或随意开停局部通风机;在停风前,必须先撤出掘进工作面的人员才切断电源。在通风设施管理上,一定要实行动态化,避免通风设施跑风、漏风等影响;再者是搞好盲巷、密闭等的动、静态化管理,尤其是要抓好通风设施的工程质量,实现标准化,确保通风系统完善、合理可靠,并便于调量,保障把瓦斯浓度控制在安全值以下。
2、加强防火管理
井下严禁火种进入,严格控制火源的产生。有效预防机械着火,主要是加强机械保护投入和日常管理,重点防范摩擦起火,并提高机械检修质量,加强,杜绝设备不完好形式的运转;对托辊、堆煤保护和机电设施无油化运转等方面的摩擦起火要重点防范和控制。预防各类电气着火,对各种电气设备保护设施(如接地保护、过载保护、短路保护等)必须齐全、灵敏、可靠;对用电设施和线路的过流保护,继电器要整定的恰当、合理,确保非正常状态下能有效动作保护;加强各种电气设备的防爆管理,杜绝失爆现象;井下设置和布局消防系统、消防材料与消防设施,都应规范齐全、完好,满足消防标准要求。
3、强化瓦斯监测监控管理
对于井下的瓦斯监测,均应定点、不定点的连续监测,使瓦斯的状态形成一个可视网。一旦出现异常时能及时被发现,并迅速采取有效的措施,防止瓦斯超限和灾害事故的发生。瓦斯监测监控系统大体可分静态和动态两种。静态监测监控的重点是管好、用好现有安全监测监控,利用现有的科技手段,对风量、风速、瓦斯及一氧化碳等有害气体进行监测和监控;利用瓦斯断电报警仪、三专两闭锁等设施,解决瓦斯超限时的断电停机、瓦斯超限报警、停风就断电的问题。与此同时,监测人员通过监视屏幕,不间断监视瓦斯动态情况。动态监测监控的重点是光学瓦检仪、便警仪的管理和使用。对于瓦检人员来说,要按规定要求检查、测试瓦斯等气体。专职瓦检员、班组长、跟班干部、下井领导都应参与瓦斯检查,坚持现场管理,在这方面,关键是抓好包括静态设施设备在内的各类仪表、传感器的定期检查、校验工作,保证灵敏度、可靠性。安全监测监控系统和设施还要不断改进,把井下各类风门的开闭状态都纳入监测监控管理范围。在瓦斯监测监控管理上,应积极推广运用新工艺、新技术,依靠先进的监测监视设施实现全方位的动态化管理。
4、打造一支高素质的瓦斯管理队伍
煤矿日常瓦斯管理工作,需要有一支业务技术熟练、过硬的职工管理队伍。此管理队伍建设应抓好以下几个方面的内容:一是健全机构。从人员上要不断充实,目的是健全和加强管理;二是有敬业精神。培养爱岗敬业人员,加强安全教育,提高从业人员的安全意识和岗位责任意识,此是搞好思想建设的重点内容;三是加强业务技术培训,职工培训是队伍建设的基础,尤其是特殊岗位人员(如监测工、瓦检员、测风员等)应进行业务技术培训,提高业务管理水平。坚持结合装备、现场管理等实地培训,常抓不懈,建立有一支高素质的瓦斯管理队伍。
三、结语
煤矿瓦斯灾害预防,一是要按照“管理、装备、培训并重”原则,坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针持续进行;二是不断优化矿井生产布局,合理组织生产,积极推广应用新技术、新工艺、新装备,加强对瓦斯的综合治理,只要按照上述两条方法持续开展,就能科学、有效地防治各类瓦斯事故的发生,持续保障矿井安全高效生产秩序的进行。
参考文献:
[1]蔚远江,杨起.我国煤层气储层研究现状及发展趋势[J].地质科技情报,2001,20(1):56-60.
引言
中国国土面积十分广阔,国家矿产资源也十分丰富,同时中国是世界最大的发展中国家,近几年经济的发展消耗了大量矿产资源。据有关部门统计,当前中国各种大中型采矿工程项目已达到9000多个,资源开采规模居世界第三位。在过去的50a间,由于采矿行业不断发展,促进了中国经济的腾飞,国家经济的发展离不开矿产资源。但随着社会的不断发展,再加上市场经济的影响,采矿工程技术和设备的落后,粗放式的管理模式及相关的法规制度不健全等原因,矿山地质发生灾害的事故越来越多,环境破坏也越来越恶劣,矿山地质灾害成为影响中国经济发展的主要制约因素,每年因矿山地质灾害造成的经济损失达300×108元人民币,不仅给国家带来了极大的经济损失,同时也给周边居民构成了极大的生命财产威胁。因此,矿山地质灾害的研究和防范措施应尽早得到相关部门重视,尽快建立起科学、有效、安全规范的管理制度,以提高对矿山地质灾害的防治能力。
1矿山地质灾害简介
矿山地质灾害又可称之为地质灾害、采矿地质灾害、矿山地质灾害等,主要是指在矿区进行开采活动时,由于开采技术或开采规模引发井巷和岩土体变形及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化,造成开采设备损坏,自然环境遭受极大破坏的情况,严重威胁人们的生命财产安全。矿山地质灾害是严重影响人类生活的主要自然灾害之一,其引发原因主要有自然因素和人为因素两种。矿山地质灾害将对人类造成严重的生命灾害,同时周围地质环境也受到影响。随着中国新一轮经济的快速发展,对矿产资源的需求量将不断提高,这也从侧面加快了矿业的发展,但同时也加大了自然环境的压力。当前中国有多种类型的矿山资源,分布在不同地区,一旦矿山发生地质灾害,其影响力非常巨大,给人们的生命财产安全造成极大的威胁。所以,尽快了解和掌握地质灾害的主要类型,同时结合具体情况,制定出多种预防措施是非常具有现实意义的[1]。
2矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害的类型有许多种,但每种矿山地质灾害都会严重影响人们的生产和生活。非金属矿山开采过程中的地质灾害(主要是指煤矿)主要类型有:煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤层自燃、瓦斯突出、塌陷、地下水位下降、水质恶化,侵占农田造成土壤污染或田地破坏。金属矿山所造成的地质灾害的主要类型有:崩塌、滑坡、地表裂缝、塌陷等。
2.1矿震
矿井地震是采矿活动诱发的地震灾害,一般矿震的震源比较浅,但造成的危害比较大。小型矿震会造成矿井表面及地表发生巨大的变化,例如,辽宁北票煤矿吉井区,1981年8月21日,井区共记录震级MS(面波震级)≥0.5的地震160次,有感地震37次。虽然矿震发生的几率不大,但近几年矿山地质矿震灾害在中国呈现逐年增长的趋势,因此有必要采取相应的预防措施来避免矿震灾害发生。
2.2地表塌陷
地表塌陷是近几年常见的矿山地质灾害类型之一,主要是由于大规模的开采或不按规章制度、乱采滥挖,造成矿区地下空洞,在重力或地表人为活动因素的影响下,发生地表塌陷事故。尤其是采空区面积过大,而预留的支撑柱不够时极易发生地表塌陷事故。
2.3矿井突水
矿井突水主要是人为因素造成的,由于在采矿过程中,人为乱采滥挖,破坏防水煤柱,进入废弃的矿山挖掘,废弃的煤渣堵塞阻断山谷和河流引起。如焦作的马村矿、汉庄矿、王峰矿、冯营矿。矿井突水事故的突发性强、规模大,后果比较严重。矿井突水已成为矿山的一个重要的地质灾害,目前,中国大多数矿山都存在矿井突水的危害。中国有的地质和水文地质情况比较复杂,在开采时,地下水必须排除干净,尽可能避免矿井突水事故发生。
2.4矿体内引发的灾害事故
矿体内部也极易发生地质灾害事故,主要是由于矿山地质环境改变引发的,有人为因素和自然因素两种。矿体内地质灾害主要有瓦斯爆炸、地热、煤层自燃等,瓦斯爆炸是在煤矿地下开采过程中,从煤壁向采掘工作面瞬间喷出大量煤粉或瓦斯,引发爆炸导致矿山灾害发生。地热是地球内部的一种能量,当温度达到一定程度时,这种热量会渗出地表,引发矿山地质灾害的发生。煤层自燃是暴露在空气中的煤,由于氧化放热或天气干燥温度过高引起的燃烧现象,煤层自燃会引发地表塌陷,或引发大火等灾害[2]。
3矿山地质灾害的主要预防措施
地质灾害防治是一项社会性的系统工程。a)国家必须要高度重视,加强各级政府部门的领导,充分发挥职能部门的作用,调动各方面的积极性;b)矿山生产过程必须严格按照有关法律和法规操作,以防止发生地质灾害发生;c)加强和提高人们的环保意识。
3.1坚持以预防为主
坚持“预防为主、控制与治理相结合”的原则,遵循客观规律,统筹规划,合理布局,综合管理;重点突出,思路清晰,一步一步实施;确保矿产资源开采过程中的科学有序进行。
3.2加强矿山环境的监督管理
在采矿过程中,为了防止出现边开采边破坏的现象,国家国土资源部应向矿产企业实施山区环境保护的强制性措施,加强依法行政,严格落实矿山环境影响评价体系、地质灾害风险评估体系和“三同时”制度。在同一时间内不定期开展地质环境执法检查,向社会公布对矿山生态环境造成严重破坏的个人和企业,并依法追究责任。露天开采面、边坡失稳,废渣、废岩、废石多且随意堆放的,及易发生洪水、滑坡、泥石流等地区,应加强监督管理,一经发现违法违规的要严肃处理,绝不姑息。
3.3地表塌陷的防治措施
矿山开采引起的地表沉降和地表塌陷是国内外开展研究比较少的一个地方,地表塌陷的主要防治措施应从采空区入手。比较常见的采空区处理措施有回填处理,这种方法是将采矿过程中产生的垃圾或矿山周围存在的废弃渣石在开采活动完成后,回填到采空区中。回填法是一种比较环保和无污染的处理方法,同时又能有效避免地表塌陷事故的发生,其经济效益也是最高的,因此也是最常用的一种预防地表塌陷的防治措施[3]。
4结语
随着中国经济的不断发展,对矿产资源的需求量也越来越大。但由于矿产资源在开采技术、管理、效益等方面的原因,中国矿山地质灾害频发。矿山地质灾害的类型有很多,应分析和掌握矿山地质灾害的主要类型,制定科学有效的预防和控制措施,以此来保护人们的生命安全,保障采矿工程安全顺利进行,促使开发资源、优化环境、发展经济三者相互促进,实现人与自然的和谐相处。
参考文献:
[1]李艺,李顺明,庞春勇,等.矿山地质灾害类型及勘查方法[J].矿业安全与环保,2007,34(5):68-70.
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.
1 引言
矿井的五大自然灾害是制约煤矿安全生产的重要因素之一,其中矿井火灾能造成大量的矿物资源和物质财富的损失,并能引起瓦斯、煤尘爆炸,还可以产生“火风压”使风流逆转,造成通风系统紊乱,而且,矿井发生火灾以后,产生大量剧毒的一氧化碳气体,使井下人员中毒伤亡。因此,笔者结合自身的经验和体会,本文主要对矿井火灾的预防作一简要地介绍。
2 矿井火灾的分类
矿井火灾根据不同的分类标准可以有不同的划分,归纳起来主要有以下几种。
矿井火灾根据发生的地点可以分为地面火灾和井下火灾,前者指的是发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场、矸石场、坑木场等处的火灾,而后者指的是发生在井下或发生在地面,但能波及井下的火灾。井下火灾按其发生的地点和对矿井通风的影响大小以及灭火救灾的难易程度,又分为三类:即上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。
矿井火灾根据发生的原因可以分为外因火灾和内因火灾,前者指的是由外部高温热源引起可燃物燃烧而造成的火灾;后者指的是由自身发生化学或物理化学变化,积聚热量达到燃烧,由此热源形成的火灾。
除了上述两种常用分类以外,还有按燃烧物、引火性质及火灾发生地点分类。按燃烧物分为:机电设备火灾、炸药燃烧火灾、煤炭自燃火灾、油料火灾、坑木火灾;按引火性质不同分为:原生火灾与次生火灾;按火灾发生位置地点不同分为:井筒火灾、巷道火灾、煤柱火灾、采煤工作面火灾、掘进工作面火灾、采空区火灾、硐室火灾等。
3 矿井火灾的预防
引起火灾的原因不同,火灾所具有的特点以及它所造成的后果也将不同,下面主要谈谈矿井内、外因火灾的预防措施。
3.1 矿井外因火灾的预防
3.1.1 每一入井人员严禁携带烟草和点火用品,严禁穿化纤衣服。
3.1.2 井口房和通风机房附近20m内,不得有明火或用火炉取暖。
3.1.3 井筒、各水平的连接处及井底车场,主要绞车道同主要运输巷和回风巷的连接处,井下机电硐室,主要巷道内的胶带输送机的机头前后两端各20m范围内,都必须用不燃性材料支护。
3.1.4 所有井下工作人员都必须熟悉灭火器材的使用方法,并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。
3.1.5 井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。
3.1.6 井下机电设备严禁超负荷运行,加强机电设备的检查与维护,杜绝机电设备失爆。
3.1.7 加强放炮及火工品管理,严禁使用变质,失效炸药,严禁使用不合格电雷管,母线与脚线之间的接头必须用绝缘胶布包扎,严禁放糊炮和明炮。
3.1.8 井下和井口房不得从事电焊和喷灯焊接等工作,如果必须在井下主要硐室,主要进风井和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接工作,每次都必须制订安全措施,同时还必须严格遵守《煤矿安全规程》规定。
3.1.9 井下和硐室内不准存放汽油、煤油和变压器油,井下使用的油、棉纱、布头和纸等,也必须放在带盖的铁桶内,并由专人定期送地面处理,不准乱放乱扔,严禁将剩油、废油泼洒在井巷和硐室内。
3.1.10 矿井必须在井上、下设置消防材料库,其储存的材料、工具的品种和数量必须满足《矿井灾害预防和处理计划》中的要求,符合《煤矿安全规程》的规定,并备有明细卡,指定专人定期检查和更换,其材料和工具非因处理事故不得使用,因处理事故所消耗的材料,必须及时补齐。
3.1.11 井下爆破材料库、机电硐室、检修硐室、材料库、井底车场、使用胶带输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中,都必须符合《矿井灾害预防和处理计划》中的规定。
3.2 矿井内因火灾的预防
3.2.1 在矿井和新水平的设计中,必须采用综合(包括开拓方式、巷道布置、开采方法、回采工艺、通风方式和通风系统等)以及专项(包括灌浆为主,辅以喷注阻化剂、凝胶、注入惰性气体等)预防煤层自然发火的措施。
3.2.2 提高工作面的推进度,采用性能优越的采煤机和液压支架,优化回采工艺,缩短循环周期。
3.2.3 加强煤炭资源回收,减少遗煤。
3.2.4 适当加大巷道断面,或采用低风阻支护形式,降低矿井通风负压。
3.2.5 及时密闭老空区,并保证密闭质量、减少漏风。
3.2.6 矿井生产中可根据工作面周围巷道情况、通风风流可能的流经路线,采取均压防灭火措施。
3.2.7 由于单产的提高,工作面推进速度明显加快,采煤工作面和工作面上下顺槽煤壁的暴露时间缩短,煤层发火情况得到明显改善。同时,可以通过提高泥浆流速、延长灌浆时间来提高灌浆量。回采工作面采取随采随灌措施时,必须制定严格的技术措施。
3.2.8 巷道掘进过程中一旦出现高冒点时,施工单位必须及时用不燃性材料充填严实并进行喷注浆处理,同时向矿调度和通风调度汇报,并在现场做好明显标记。通风队负责编号并造册登记,并由通风部门设点检查,挂牌管理,建立高冒处防火台帐,并负责预埋检测导管,每周不少于一次对高冒点内的气体成分及空气温度进行检测,发现问题及时处理和汇报。
3.2.9 高冒处采用外喷内注的方法,将冒落空间充满填实,消除发火隐患。掘进产生的高冒必须在20天内处理完毕。
3.2.10 注氮时,氮气浓度不得低于97%。注浆、注氮时地面建立注浆和注氮台帐。
3.2.11 抽采管路、观察管路内一旦出现一氧化碳,应立即停止抽采。加强一氧化碳气体的检查工作,加强对采空区封闭墙附近及可能造成漏风地点的堵漏、密闭工作。
3.2.12 新施工的采空区封闭墙要及时灌浆,并要灌满。井下所有封闭墙均要定期进行补浆,减少采空区漏风。
3.2.13 采煤工作面回采结束后,必须在一定期限内撤出一切设备、材料,并及时进行永久性封闭。
3.2.14 井下各种防火设施的设置应按有利于防火的原则正确选择位置,严格控制不合理的设施阻力,避免增加采空区、煤壁裂隙、密闭墙等处的漏风。
3.2.15 必须定期检查防火墙内外空气压差以及防火墙墙体的气密性。矿井做大的风量调整时,应测定防火墙内的气体成分和空气温度。
3.2.16 建立完善的矿井和采煤工作面灌浆管路系统。工作面回采前必须接齐灌浆、注氮管路。灌浆、注氮管路和工作面必须同时移交生产,没有灌浆、注氮管路的工作面不得进行调试、生产。
3.2.17 根据需要对采煤面采用老塘预埋管灌浆,在采煤面回采结束后在轨道顺槽和运输顺槽构筑封闭墙,并向采空区内灌浆。
3.2.18 严禁各工作地点CO超限作业,当CO浓度超过24ppm时,必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理;如发现自燃发火征兆(巷道温度、湿度增高,出现雾气,煤壁挂汗,有煤油味、汽油味等)自燃发火隐患或出现高温点(煤体氧化、温度上升至350C)都必须立即停止工作,采取措施进行处理。
4 结束语
中图分类号:TD713.3 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)06-0165-02
据相关资料统计,目前我国高瓦斯和瓦斯突发状况不断涌现,占全部矿井事件的1/2左右,且每年由于瓦斯事故造成的死亡人数占了全部煤矿事故总死亡人数的1/3左右。由此,探索煤矿瓦斯治理中的突发问题,防治瓦斯事故频发,成了煤矿研究者的重要工作之一。治理煤矿瓦斯事故是一项极其复杂而系统的工程,需要同各种自然灾害作斗争,需要相关研究者通过各方面的努力,进行全方位系统性的治理。此外,在治理过程中,要做到有重点、有策略,从根本上治理煤矿瓦斯问题,提高瓦斯治理工作的效率。
1 煤矿瓦斯治理过程中的突出问题
目前,我国加大了对煤矿瓦斯灾害治理方面的投入,也取得了一定的成效,但仍然没有遏制住特大瓦斯事故的爆发,煤矿瓦斯灾害治理工作依旧严峻,需要各方面相关人员进行不断的努力与研究。
①煤层瓦斯压力加大,突出强度增加,瓦斯灾害加剧。随着煤炭资源需求的加大和科学技术的革新,对煤矿开采的深度与强度也逐步提高,这大大增加了瓦斯的含量和压力,提高了煤矿开采过程中的危险系数,为开采工作者造成了巨大的安全隐患。且由于现阶段对瓦斯预防治理技术手段的缺乏,在面对瓦斯突发事故时,往往存在素手无策的情况,使瓦斯灾害频发,加剧了治理瓦斯灾害的难度。
②少数矿井缺乏完善的必要设施,为瓦斯灾害的发生提供了条件。目前,一些某些黑心企业家为尽快捞取油水,一味的增加新的煤矿开采区,而忽视了对通风、排水等设施的安装。在没有形成完备的采矿系统前,就盲目让其工人下井开采,导致各类瓦斯事故此起彼伏。这种现象在深层采矿区尤为明显。部分矿井虽然提高了深度,但没有改变传统的通风设施,依旧使用中央并列式、浅层风井回风等设施,根本无法达到实际所需要的风速,大大削弱了矿井通风系统的抗灾能力,为瓦斯灾害的发生提供了条件。
③尚未健全瓦斯抽放管理系统。由于各种原因,导致我国现阶段某些煤矿区瓦斯抽放系统管理不健全。管理系统没有真正落实到位,助长了一部分不法企业家的嚣张气焰,使得各种违法违规的采矿区屡见不鲜。同时,没有了相关部门的监管,使企业家和采矿人员降低了警惕心理,对瓦斯抽放工作没有形成足够的认识,也导致矿区内的各项安全防护措施无法真正落实,使得矿区生产无法得到安全的保障。
④缺乏灵活的瓦斯抽放形式。目前,我国各大煤矿开采区普遍采用单一的瓦斯抽放方法——井下抽放。这种抽放方式在无形中增加了采矿过程中的危险性,严重威胁着相关工人的生命安全。其次,瓦斯抽放设备也跟不上时代的发展。现阶段,陈旧的瓦斯抽放设备根本无法满足抽放的需要,大大降低了煤矿采矿的效率,提高了瓦斯灾害的发生率。此外,我国相关专家对瓦斯抽放形式的研究少之又少,使得瓦斯抽放形式缺乏灵活性,间接加剧了瓦斯治理工作的难度。
⑤没有形成完善的监测监控体系。某些煤矿虽然普遍建立了相关安全监控体系,但依旧存在不足:首先,矿井局域联网已经无法适应现在煤矿区的发展速度了,信息化管理和应急处理远远无法满足实际需求。其次,矿区严重缺乏高素质的现场监管与相关技术人员,使得煤矿瓦斯治理系统始终无法得到足够的维护,对矿区出现的突发状况也无法进行及时、有效的解决。最后,现阶段使用的安全监测设备过于简单,无法为大量的矿区提高所需的数据,严重违反了煤炭安全生产的相关法律法规。
⑥缺乏强有力的瓦斯利用政策。目前,国家对煤矿瓦斯治理的相关政策还停留在初级阶段,无法使相关人员树立正确的防范意识和安全理念,也没有建立系统的、完善的处罚措施,致使某些不法人员有机会钻法律的空子,打着开发能源的幌子,进行不法买卖,严重威胁着社会的治安和人民生活的稳定,完全不符合和谐社会的理念。
2 提高对瓦斯的利用
现阶段,我国对瓦斯的综合利用水平远远落后与国际水平,对瓦斯的利用方法也停留在传统形式上。据调查,目前我国瓦斯抽放利用率还不到25%,严重违背了节能节源社会的要求。为此,我国应该加大对提高瓦斯利用率的投入,培养相关领域的研究专家,不断探索新的瓦斯利用途径,真正落实节能节源的基本国策。
①灵活运用煤炭瓦斯。目前,我国煤炭瓦斯以单一的为居民提供能源为主,利用形式落后,利用手段陈旧。为此,应加大开发利用瓦斯,提高瓦斯在发电、化工、燃料等领域的利用价值,增加瓦斯的利用途径,扩大瓦斯的利用范围,灵活运用煤炭瓦斯。例如,将开采的瓦斯用于多孔介质的燃烧,用瓦斯爆炸迸发的能量用于发电,将瓦斯供气技术扩大到城镇居民用电范围等等。如此一来,瓦斯的利用效益将会得到显著的提高,社会的能源利用率也会得到明显的改善,有利于推进可持续发展社会的建设。
②加大对瓦斯相关技术的开发研究。我国矿井瓦斯抽放技术目前还无法提供稳定的抽放量和抽放浓度,对瓦斯的储存技术尚待完善,远距离输送瓦斯的成本较高。为此,相关技术人员应该加大对瓦斯浓缩工艺和储运手段的探究,为加大瓦斯的利用水平,提供可靠的理论基础,从而促进瓦斯利用率的提高,改善目前瓦斯利用不善的困境。
③制定可行的瓦斯推广计划。在提高瓦斯抽放技术、储运手段的同时,相关人员也要做好瓦斯市场推广工作。合理利用瓦斯抽放新技术、新装备,努力用最短的时间研制出最佳的瓦斯抽放工艺,提高瓦斯的浓度和抽放量的稳定性,并制定切实可行的方案,将开采的瓦斯有效的应用于市场,为人民的生活、工作提高便利,促进人民生活质量的提高,促进经济的高速发展。
3 煤矿瓦斯灾害的预防措施
煤矿瓦斯事故一旦爆发,就会造成极大的破坏性和危害性,将对相关工作人员和附近居民的生命财产造成严重的威胁。且由此排出的二氧化碳等气体,给周边甚至全球环境造成了严重的影响。为此,我们应该深入研究归纳煤矿瓦斯的特有的规律,尽量减少煤矿瓦斯事故的频发,在总结借鉴外国成功治理煤矿瓦斯灾害案件的基础上,结合我国具体的实际情况,研制出科学的、可行的预防措施,减少我国瓦斯事故的伤亡人数,提高瓦斯开采的安全指数。
①坚持“先抽后采”的基本原则。在瓦斯治理过程中,各个相关工作人员必须严格坚持“先抽后采”的基本原则,在进行采区工作部署和回采前,要善于利用所有有利条件,运用矿井瓦斯专用的抽放系统,将采空区内的瓦斯进行充分抽出,再将抽取的瓦斯加以合理利用或直接排入大气、回风系统中,减少矿井生产过程中瓦斯对相关工作进程和安全性的影响,保证操作人员的生命财产安全。“先抽后采”技术的运用,大大降低了煤层等区域中的瓦斯含量,也减小了相关区域的瓦斯压力,在减弱向开采空间蹦出瓦斯的瓦斯源压强的同时,也降低了瓦斯突发状况的产生,从而有效遏制了因开采空间瓦斯压力过大而造成瓦斯突发的事故,降低了开采过程的危险性。事实证明,“先抽后采”措施是预防瓦斯灾害频发的重要手段之一,是治理瓦斯灾害的关键举措,能够从根本上消除瓦斯突发事件的产生,从根本上保障人民的生命财产安全。
②建立健全相关监测监控体系。健全的、科学的监测监控体系,可以为煤矿瓦斯的治理提供基本的保障,从而增强开采工人的安全性,减少瓦斯突发事故的发生。监测监控体系能够在所控区域瓦斯浓度达到某个临界点时,及时发出报警信号,并切断所控区域全部设备的电源,让操作人员被迫停止生产,从而达到安全生产的标准。同时,监测监控体系的建立健全,还是预防瓦斯事故突发的重要防线,是对目前瓦斯监管制度的关键补充,为矿井监管实现信息化提高重要的基础。此外,相关的监测监控仪器还能将生产过程中重要的监察数据完整的保留存档,为成功治理煤矿瓦斯灾害提供了重要的分析数据,促进灾害治理调查工作的顺利展开,是制定相关煤矿瓦斯治理手册的一手资料,从而为完善瓦斯相关工作的日常管理、维护提供了重要的借鉴范本,有助于处理日后相关治理案件。
③树立“以风定产”的生产理念。“以风定产”是预防瓦斯灾害最根本的管理方法,是消除井下瓦斯积聚的重要前提基础和基本措施。在进行煤矿瓦斯实际生产工作时,相关操作人员必须认真观察开采区实际的供风情况,依据风量、风速的大小制定合理的生产策略。同时,技术人员还应该对矿井实际的煤矿开采量进行严格的控制监管,尽一切可能降低采矿区瓦斯的涌出量,从而减少瓦斯的危害性,实现安全生产的目标。如果相关操作人员没有严格按照“以风定产”的生产理念进行开采,一旦实际通风量无法配合生产能力,矿井中的瓦斯含量积聚到一定浓度,极易造成安全隐患。此时,如果企业不及时增加风量供应,极易出现特大的瓦斯爆炸事故。但盲目的增加风量则会紊乱正常的矿井通风系统,大大降低矿井对灾害的抵抗能力。因此,为了保证企业达到安全生产的目标,提高企业的生产效益,企业各层人员必须坚定不移地树立“以风定产”的生产理念,检查在最安全的状态下进行生产,提高对煤矿瓦斯灾害的预防意识,把相关人员的生命财产安全置于一切工作的首要位置,努力减少煤矿瓦斯灾害事故的发生。
4 结 语
随着煤矿瓦斯开采量的增加,一系列的问题也应运而生。目前,如何提高瓦斯利用率,切实做好煤矿瓦斯灾害的预防工作,已成为了相关技术人员、操作人员、管理人员亟待处理的问题。相关人员必须从思想的层面加大对瓦斯灾害预防工作的重视程度,不断总结相关经验,从根本上减少瓦斯灾害事故。
参考文献:
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