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[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-325-1
0引言
中国是世界煤炭生产和消费大国。但是煤炭这种资源属于不可再生能源,如果只注重经济效益,而忽视了生产过程中存在的安全问题及环境问题的话,加上煤矿地质灾害具有群发性、衍生性、区域性、滞后性等特点,导致煤炭开采过程中发生一些地质灾害,对人们的生命财产安全造成极大的威胁。因此我们必须先了解其特征,这样才能做到有效预防。
1诱发煤矿地质灾害的因素
诱发煤矿地质灾害的因素多种多样,它不像水利水电工程建设那样,可以根据地质情况针对灾害可能多发地段,采取避让原则进行事前预防,在大多数情况下不得不在明知条件不好的情况下进行煤矿开采工作,所以易于产生并加剧煤矿地质灾害。
1.1地面塌陷
地面塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。煤矿在开采过程中,由于破坏了矿体周围的原始应力,使应力重新分配,以达到新的平衡,在这个过程中,岩层和地表产生连续的移动、变形及开裂等现象。
1.2滑坡
煤矿开采产生的矸石堆积于地表,破坏了斜坡的原始平衡,以致产生滑坡、崩塌灾害。
资料显示,我国发生滑坡、崩塌等灾害每年接近3万起,平均每年近800人因灾害失去生命,造成直接经济损失超过40亿元人民币。
1.3矿井突水
矿井突水在煤矿生产过程中也较为常见,它直接影响煤矿的生产、效益和安全,具有来势凶猛、瞬间涌水量大、造成损失严重等特点,也成为目前煤矿安全生产的重大灾害之一。
例如:“1・30朱仙庄煤矿突水事件”由于淮北矿业集团及朱仙庄煤矿对水害预防的复杂性认识不足,导致该事故造成7人死亡,7人受伤,直接经济损失1253.34万元;早在1984年开滦范各庄煤矿发生特大型“突水”淹井事故,最大水量高达12318m3/h,直接经济损失高达5亿元以上。
2煤矿地质灾害的预防措施
2.1提高认识,着力抓好煤矿安全生产工作
各级都要从思想上重视煤矿安全生产,要从维护人民群众的根本利益及国家改革发展的大局出发,坚持以人为本,正确处理安全、生产、效益的关系;落实主体责任,改进煤矿安全生产工作,坚持“安全第一,预防为主”的方针,建立安全生产的长效机制。
2.2开展矿区地质情况调查
矿区地质情况是发生各类地质灾害的地质背景,由于开采活动导致灾害加速,导致灾害程度增加。
所以要充分调查矿区内地形地貌、构造特点,了解地质灾害点的分布规律并采取措施,最大限度防患于未然,减少地质灾害的发生。
2.3滑坡、地面塌陷地质灾害的预防措施
滑坡、地面塌陷地质灾害是煤矿重要的地质灾害之一,不容忽视。
因此,针对可能发生的滑坡地质灾害,我们可以构建抗滑工程,利用挡墙、抗滑桩等措施进行预防;同时也要注意排水工程的建设,由于水是形成滑坡及崩塌的重要作用因素,在进行地表排水时,主要以拦截和旁引为主,用截、排水沟将地表水引入天然沟谷。
此外,还要加强地表监测,做好矿区内一些不稳定斜坡的动态监测工作,建立并完善监测制度,切实做好滑坡的预测预报工作,减少滑坡带来的损失。
地面塌陷地质灾害的预防可以说是一项极为复杂的系统工程,一种人为的地质灾害,所涉及的因素很多。所以我们要因地制宜,根据矿区实际情况,制定合理的开采方案和防治方案,通过加强预测预报、采用先进的采煤技术、开展预防地质灾害知识的培训及矿区环境综合治理等,来预防地面塌陷地质灾害的发生。
2.4矿井突水的预防措施
矿井水的主要补给来源是大气降水,必须查清矿区及附近地表水的汇水、渗漏、疏水情况,掌握当地历年的降雨量对矿井充水的影响。
当井口附近或塌陷区内的地表水可能渗入井下时,必须采取措施填堵裂缝和陷坑,以减少地表水渗入井下。
在矿井边界必须留设防隔水煤柱;巷道靠近断层时,要加强观测,坚持“超前探水、边探边掘”,在断层两侧留足断层隔水煤柱;开采到钻孔附近时,应制订预防钻孔通水的措施。
3结束语
煤炭资源对我国经济发展有着非常重要的作用,煤矿在开采过程中,会产生众多类型的地质灾害,对人民群众的生命财产安全造成极大的威胁。
所以,我们要加强对煤矿地质灾害的预防,在制定预防措施时,应遵循经济合理的原则,做到预防与治理相结合,制定一套完善的、科学的制度,采用先进的开采技术是必不可少的。
参考文献
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【关键词】煤矿通防;灾害预警;预控技术
煤炭是我国目前非常重要的能源物资,煤炭的发展对我国的经济有着很大的影响。在我国已查明的的煤炭有7241多亿吨,而生产利用的却只有1868多亿吨。我国一些偏远城乡或者企业对煤炭的依赖性很强,所以使得煤炭在我国一次性能源的使用中占了约70%,石油、天然气、水电、核电以及其它可再生能源一起仅占约30%,这就促使了一些煤矿产区加大对煤矿的开采。因为开采煤炭有较高的利润,所以涌现出了一批私营开采煤炭的小型矿井,这些小型矿井一般不具备很好的安全措施,而且大多数小型煤矿都是地下开采的,这样的情况及其容易发生意外事故。山西是著名的煤炭大省,而却也是煤矿灾难最多的地方。据数据显示,仅在今年一月份山西全省就发生了5起煤矿安全事故,造成11人死亡,无论是事故起数还是死亡人数都同比增加了150%以上。针对如此高的伤亡率,其主要原因还是在煤炭开采过程中没有做好通防灾害预警预控技术,如果大力推广煤矿通防灾害预警预控技术便可以很好的降低目前我国煤炭开采中造成的伤亡。
1 煤矿通防灾害事故分析
由于我国的煤矿开采深度在逐渐增加,所以煤炭开采的难度也随之增加,另外可能出现的危险事故也变得越来越多[1]。煤矿灾害事故主要包括瓦斯爆炸、煤层爆炸以及矿井火灾等,这些煤矿事故不仅使得开采人员受到较大的伤害,而且还影响了经济的发展。如此多煤矿安全事故的发生使得人们开始关注如何采取方法来预防,只有通过有效的预防才能够使得煤矿安全事故的发生率显著降低。煤矿通防技术则是对于煤矿中瓦斯、煤层以及易燃易爆物质做出灾害预警,其原理就是监控煤矿中这些物质的含量,一旦这些物质的含量超过安全含量就会预警,那么人们就可以及时采取防治措施来降低影响。
煤矿通防事故的发生并不都是偶然发生的,不少煤矿事故都是人为因素或者可控的,如果对于常发生的事故原因进行预防便可以有效的降低煤矿事故的发生率。当然煤矿安全事故的发生还是存在着偶然性的因素,由于开采过程中没有遵循相关的标准就使得危险因素不断积累,那么煤矿事故的发生就变得无法预控。煤矿通防灾害预警预控技术并不是对于所有的煤矿事故都能监测,这在目前技术上是无法实施的,煤矿通防灾害预警预控技术只是通过现代化技术最大化的预测煤矿事故发生的几率,并通过预测来减少煤矿安全事故所导致的危害。煤矿安全事故的发生还具有规律性、因果性以及必然性,首先事故的发生都有必然的原因,但是大多数都是人为因素导致的[2]。对于经常发生的安全事故要弄清楚发生的原因,这样下次类似情况出现的时候就会知道可能会发生安全事故了。而且多种危害因素积聚的话必然也会使得灾害发生的可能性增高,那么煤矿通防灾害预警预控系统就要针对这些安全事故的发生原因来针对性的预防预控,将损失降低到最小。
2 煤矿通防灾害预警技术
煤矿通防灾害预警技术所指的是在灾害发生前期整理相关的灾害资料,然后对于煤矿事故的发生情况进行统计,使得在灾害发生之前就能够预防。预警的方式是通过数学建模对事故发生的数值进行模拟,当达到预警数值的时候就发出预警信号。煤矿通防灾害预警技术主要包括煤矿通防灾害预警准则、煤矿通防灾害预警指标、煤矿通防灾害预警方法以及煤矿通防事故预警信号,下面将进行详述。
2.1 煤矿通防灾害预警准则
煤矿通防灾害预警准则的制定一定要合理,只有合理的灾害预警准则才能够在事故发生之前作出准确的预警。通常所采用的是《煤矿安全规程》,但是还是要依据每个矿井的实际情况来制定预警准则,这样才能够符合实际[3]。对于没有达到预警标准的情况不需要警示,但是要严格进行监控并做好预防措施,如果达到了预警标准那么就需要确定等级。
2.2 煤矿通防灾害预警指标
煤矿通防灾害预警指标的种类较多,通常所采用的是危害气体的浓度,因为危害气体浓度较大就会导致安全事故的发生概率增加。通过对于危害气体浓度的预警可以很好的预防瓦斯保障以及煤层爆炸等安全事故,但是无法预警火灾的发生,火灾所采用的预警指标是利用气体流通系统来确定的,即当气体流通不通畅或受阻时就要警示火灾的发生。
2.3 煤矿通防灾害预警方法
煤矿通防灾害预警方法分为两种,一种是静态预警方法一种是动态预警方法。静态预警方法主要是利用相关数据来进行预防的,这种方法虽然简单易行但是缺乏实际。而动态预警方法则是对矿井中一段时间的气体浓度进行检测,所收集到的是动态数据,所以预警的效果更加良好,目前煤矿通常采用的是两种方法结合。
2.4 煤矿通防事故预警信号
煤矿通防事故有四种种类,分别是红色预警、橙色预警、黄色预警以及蓝色预警,这四种预警信号的分类是依据煤矿事故破坏程度的大小来确定的,红色预警是破坏程度最严重的,蓝色预警信号时破坏程度相对较低的[4]。但是对于蓝色预警信号也要进行及时处理,避免事故的恶化而导致更大的破坏。
3 煤矿通防灾害预控技术
对于可能出现的煤矿通防安全事故要进行相应的预控,这样才能够最大程度的减少煤矿安全事故带来的影响,下面将详述煤矿通防灾害预控技术。
3.1 煤矿通防灾害预控技术概况
煤矿通防灾害预控技术就是在接收到预警信号之后应该采取的措施,以此来控制煤矿灾害的影响程度[5]。煤矿通防灾害预控要针对不同的预警信号来采取相应的措施,通常在发出预警信号之后就要及时采取预控,这样就有可能避免煤矿安全事故的发生,或者能够将安全事故的损失降低到最小。
3.2 煤矿灾害预控对策库
在煤矿灾害预警信号发出后就要采取相应的预控措施,煤矿灾害预控对策库对于不同类型的预警信号都有相对应的预控措施,这样就可以在预警信号发出之后就能够及时处理。煤矿灾害预控对策库的建设主要是依据系统性原则、针对性原则、时效性原则以及可靠性原则,对于预警信号的不同预控对策库都有相对应的预控措施[6]。例如对于一些安全类的预警提示就不需要采取预控措施,对于危险物质浓度上升的情况就要严禁使用易燃易爆原料并及时隔绝火源,在采取相应的预控措施之后还要保持矿井内的通风状况。
对于煤矿通防灾害的控制,采取预警预控技术是非常有必要的,而且煤矿通防灾害预警预控技术可以有效的降低安全事故的发生。
【参考文献】
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目前,我国按照矿井设计生产能力,将矿井划分为大型、中型、小型三种类型,其中0.3mt/a及以下的矿井称为小型矿井,俗称“小煤矿”。与大型煤矿相比,小煤矿多地处煤层稀薄地带,尤其当小煤矿在急倾斜煤层开采或开采工艺不合理时,易引起地表沉陷、开裂破坏,严重时出现突陷,造成采空区内大批的建筑物等设施遭到严重破坏,严重影响矿区经济的可持续发展。但随着我国煤炭事业的发展,大型煤矿开采后的剩余煤炭量逐渐增加,剩余煤炭同样影响国家煤炭的储量。若因煤层垮落而不将其开采出来,势必会造成煤炭资源的浪费,因此小型煤矿的存在具有其必要性。本文研究区地处原有老矿区,以采老矿区边角煤为主,采区范围内存在有大矿老采空区,采动会引起老采空区“二次沉陷”问题。
1 九二煤矿开采区概况
1.1 地质概况
九二煤矿位于淮南市大通区九龙岗镇境内,区内有小煤矿九龙岗二公司,属淮南矿区煤层赋存边缘地带。经几十年的开采沉陷,矿区及周边地形有了很大变化,塌陷不断形成许多塌陷区。该矿井田东部有断层f7、f8,煤层平均厚度3.5m,煤层倾角平均为70°,为急倾斜煤层。
1.2 开采概况
经过整合技改后的九二煤矿主要可采煤层有7层,目前主采n3和s6煤层,煤层平均厚度分别为4m,煤层倾角平均为70°,为急倾斜煤层,采用小碴假顶采煤法,工作面用风镐和手镐落煤,人工攉煤,根据煤层厚度不同工作面分别采用木支柱和摩擦支柱铰接顶梁支护,机械回柱,全部陷落法管理顶板。
2 房屋地质灾害特征分析
通过走访采空影响区周边居民,拍照、测量和填表等方式获得房屋受损资料,经过统计分析,对照国家煤炭工业局2000年5月26日颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》划分出开采影响区房屋受损程度。
根据采空影响区135户房屋受本文由收集整理损情况调查整理和分类显示,位于采动区盆地边缘的居民房屋出现了不同程度的损毁,涉及面积为118448m2,主要表现为沿煤层开采方向的房屋和地表裂缝发育明显。以九龙岗镇利民村的房屋为例:受拉伸变形影响显著的有65户,受压缩变形影响显著的有42户,受拉伸和挤压变形显著的有28户,大致的点位分布范围是向西为受压变形显著,向东受拉变形显著,于两者之间的房屋是受拉和受压都比较显著的,房屋破坏比较严重。房屋墙体裂缝主要为“东西走向”,地面裂缝主要为“南北走向”,且大致为“南偏西45°”,这与煤层开采方向相吻合。其中,有部分房屋出现“正(倒)八字”现象,房梁与墙体分离现象,这些现象多出现在门头,窗台;房屋墙体呈“菱形”等现象,大部分裂缝及裂隙从地基发育,经墙体、窗口门洞延伸至房顶。由于压缩引起地面鼓起,拉伸引起地基出现裂缝。
从受损建筑物和地裂缝产生的时间上来看,由于该矿区历史开采时间比较久远,存在有老采空区,建筑物和地面有老裂缝存在。但大多数裂缝是近半年时间产生的,这与该矿的井下开采时间和烈度是一致的,所以可以判定为新裂缝是由井下煤层开采引起的。
3 煤矿采动因素分析
由于在急倾斜煤层开采条件下,开采沉陷将引起地表形成塌陷槽和大面积的地表沉陷、开裂破坏,严重时会出现突陷,会造成区内的建(构)筑物设施遭到严重破坏。所以针对急倾斜煤层开采的九二公司矿井,在缺少地面实际监测资料情况下,采用开采沉陷预计方法对已按计划开采的采掘工作面,根据其地质采矿条件,选用适当的预计函数、参数,预计出受此开采影响的地表移动和变形,定量分析采空区地表及建筑物是否受九二公司井下开采沉陷影响及影响程度。
3.1 开采沉陷预计
依据井下测绘及调查结果,对目前采掘工作面迎头位置最靠近矿井东边界,同时也是有可能造成地面建筑物损害的的n3槽煤层-195m水平(240m水平)上三道采场,采用概率积分法进行沉陷预计。预计结果显示:井下开采所引起的地面沉陷涉及面积为118448m2,其最大下沉值为1.6m。沉陷过程中的最大拉伸变形值为+5.12mm/m,地面最大水平移动为+240mm,最小水平移动为-203mm,走向主断面上的最大正曲率变形值为+0.14mm/m2、最大负曲率为-0.26mm/m2,倾斜方向的最大拉伸水平变形值为+2.4mm/m,压缩水平变形值为-1.2mm/m。综合地面显现特征调查结果,参照《规程》中对砖混、土筑的建筑物破坏等级标准,对建筑物受损的数量和损害程度进行分类统计,见表1。
4 其他地质灾害因素分析
4.1 九二矿区区域构造因素
九二矿原有的区域构造形态对采空区沉陷有直接影响。淮南煤田位于秦岭纬向构造带南亚带的北缘,东与新华夏系郯城一庐江断裂反接,西连周口凹陷,北接蚌埠隆起,南邻合肥凹陷。由于原九龙岗矿开采下部a、b、c组煤层,经几十年的开采塌陷,地形有了很大变化,因此会不断塌陷形成许多塌陷区。
4.2 矿区老采空区因素
现有九二矿的采煤工作面是在原有工作面的基础上二次开掘形成的。原采煤工作面在开掘的过程中已经对当地的地质构造造成破坏,形成塌陷区。二次开掘使得原来已经稳定的塌陷区的地质构造再次发生破坏,形成二次塌陷,因此现有的塌陷区面积较广,破坏程度较严重。
4.3 房屋建筑结构和地基稳定性因素
由于九二煤矿地处原报废矿区,当地大多数房屋采用“砖木”结构建造,并且多建造于上个世纪五十年代。“砖木”结构建筑成本较低,但稳定性较差。采煤工作面进行作业时,地下的扰动会延伸至地表,不稳定的“砖木”结构对此反应灵敏,主要表现为房屋地基开裂,裂缝穿过墙体延伸至屋顶,或者墙体呈“拉扯”状裂缝。
从区域地质资料可知,调查区内地质构造较简单;调查区内地基土组成较简单,从本次钻探揭示岩土层可以看出,场地内上部松散层主要由粘性土(上部杂填土除外)组成,下部为二叠系煤系地层(煤岩、粘土岩、砂岩等),整体看土层分布稳定。松散层成因上主要为冲洪积成因,主要为更新统临泉组粘性土,其强度高(fak=240~280 kpa),变形性较小(es=14.0~16.0mpa),作为建筑场地是适宜的,正常情况下不会对上部建筑稳定造成明显影响。
4.4 边坡稳定性因素
在研究区西侧由于采空塌陷形成东高西低的地形特点,人为形成一个边坡,据现场测绘的沉陷区剖面图量算,塌陷坑边坡坡度大约在5°左右。依据《工程地质手册》中土质边坡稳定性分析计算方法,对于土质边坡允许坡度值如表2:
从研究区边坡坡度及场地内地基岩土组成及其物理、力学性质特点可知:研究区内边坡坡度较小(小于5°),且地基土主要为强度高(с值为70kpa、ф值为28°)、压缩性低的老粘土,经分析计算,塌陷坑边坡是稳定的,正常情况下不会造成其上建筑物产生拉裂变形。但随着采空塌陷进一步发展,坡度逐渐变大,同时由于地表水下渗会对岩土体产生软化作用,一定程度上会造成岩土体发生侧向蠕变。
4.5 熔岩构造因素
由于在研究区内不存在明显的碳酸盐岩,且上部松散层厚度较大(通常大于20m),调查区内不存在岩溶塌陷的危险性。同时由于岩土体赋水性较差,且由于煤矿长期疏干水,地下水位较低,不会产生地面沉降的危险。
5 结束语
关键词:煤矿瓦斯;问题;利用;预防措施
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。
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[关键词]煤矿;地质灾害;特征分析
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0046-02
煤矿地质灾害是导致煤矿安全事故的主要原因,对地质灾害的成因及特征分析对煤矿地质灾害的防治具有积极的作用,现阶段,煤矿企业的工作人员必须将地质灾害的防治工作作为各项工作的重点,对施工过程中的开采行为进行反思,为施工安全着想,对地质灾害进行预防和治理,避免施工中出现安全事故。
1、煤矿地质灾害的特征分析
1.1 山体滑坡
开采过程中没有及时对坡体的应力进行分析,与原有的应力进行必要的对比,煤矿开采时产生的大量煤矸石堆砌后破坏了坡体原有的应力,打破了应力平衡,造成煤矿坍塌、山体滑坡。我国每年因山体滑坡而遭受的经济损失达到数亿元,造成的人身安全事故更为严重,例如重庆某煤矿煤矸石倒坍,大量煤矸石沿着坡面推移500m,把14户住房夷为平地,导致3人死亡、18人失踪、24人掩埋、1人生还的严重后果[1]。
1.2 地面沉降
地下煤矿被大量开采后,地下几乎成为中空的结构,导致地面沉降或塌陷现象,导致这种灾害的原因是开采作业破坏了地应力平衡,影响了地质结构,地应力再次分布时使矿井地下围岩层或周围地表开裂移动,最终导致岩石破碎。
若在煤矿开采的过程中,没有及时排除采空区的地下水,那么地下水格局将受到破坏,水土结构发生变化,出现大范围的漏斗现象与地表凹陷现象。地面一旦坍塌或沉降,将会出现非常严重的后果,地质灾害的破坏力也会加强,采矿区出现重叠[2]。
1.3 瓦斯突出
在煤矿开采之前,瓦斯以游离的状态吸附在煤炭表面或煤层的缝隙之间,达到相对稳定的状态,煤炭开采之后,开采区和周围地方的地应力受到影响,瓦斯储气封闭系统的平衡能力被破坏,瓦斯的相对稳定状态也被破坏,吸附在煤层之间的瓦斯释放出来,在自然环境或人为因素的作用下,常常发生爆炸,引发火灾、中毒等严重灾害。
1.4 矿井突水
在煤矿开采过程中,常发生矿井突水事故,矿井突水是由于地下水的整体结构被破坏,地质结构的稳定性受到影响造成的,这一现象势必会阻碍矿井内的正常生产。水势猛、涌水量大是矿井突水的主要特点,造成的损失也较大。目前,矿井突水事故已成为矿井安全的重要威胁因素。
1.5 矿井闭坑
地质灾害具有不可预见的特点,矿区灾害的防治措施具有较短的时效性,所以在矿井闭坑后会遗留安全隐患。
地质灾害是山体崩塌,露天开采后,往往出现高边坡,在自然环境的影响下,会出现山体滑坡或山体崩塌。
地质灾害是山体开裂、崩塌或地面裂缝,这些地质灾害在常见于开采较浅的地区,地面受到开采的影响形成一定程度的破坏,在自然环境的影响下,往往会出现泥石流、坍塌、山体滑坡等地质灾害,这些地质灾害有一个共同的特点,即具有明显的滞后性,也就是说这些地质灾害不会发生在开采过程中,而是出现在开采之后的一段时间,灾害发生的诱导因素是外界环境的直接影响[3]。
2、煤矿地质灾害的防止措施
2.1 科学管理生产过程
煤矿地质灾害有其本身的特性,通过对煤矿地质灾害的分析探讨,发现煤矿地质灾害没有绝对的偶然性和规律性,从施工安全出发,为了避免地质灾害引发安全事故,煤矿企业的管理人员必须在煤矿开采前制定相应的生产方案,加强安全生产规章的宣传力度,禁止开采过程中的乱挖乱采。随着煤矿产业的发展和进步,煤矿地质灾害成为有关部门重点关注的内容,煤炭生产企业也开设了安全管理课程,制定了较为完善的安全管理机制,以期提高安全管理水平,做好地质灾害的预防措施,减少安全事故的发生。
2.2 采空区地质调研和应急预案
结合地质灾害的相关特点,可以发现很多地质灾害是由于地质结构的不定向变化造成的。因此在煤矿的开采之前必须做好采矿区的地质调研工作,了解目标区域的地质构造和活动现象,及时找出安全隐患,做好应急预案,最大程度低防患于未然,降低地质灾害的发生频率[4]。
除了做好地质调研工作外,还要做好工程测量工作煤矿测量工作能为煤矿开采提供更精确的施工数据,提供更好的服务。测量工作主要是对每款给所处区域进行测绘和勘探,在进行测量工作的过程中,现对基本的地质参数进行测量,保证施工的精确度,另外必须对可能出现地质灾害的区域进行反复的测量,通过理论数据的对比,实施必要的防范措施,在煤矿开采的过程中不断纠正施工人员的开采方法,及时做好指导监督工作。
2.3 科学开采,制定防治计划
煤矿地质灾害与煤矿的开采方式密切相关,在大多数煤矿企业中,开采工艺缺乏科学系统的指导,依然沿用传统的开采方式,忽视了环境问题和地质灾害问题的控制和掌握,导致在煤矿开采过程中地质灾害频发,煤矿企业的经济利益会受到一定的损害。因此一些煤矿企业的高层管理人员对开采方式和管理方式进行了改革。
煤矿开采作业必须秉持科学发展的观念,对传统的开采方式进行必要的反思,结合现代科学技术对其进行完善。将科学合理的管理策略应用到当今的煤矿管理工作中去,制定出严格的管理制度,对开采方式进行规范,避免盲目开采给生态环境带来的破坏,导致地质结构失衡。应该预先对安全隐患制定必要的防治计划。必须深刻地认识到,煤矿开采给环境带来的破坏,为了降低对自然环境的危害,在煤矿开采之前,必须预测到开采将要带来的后果,制定出防治灾害、恢复自然的计划方案。
2.4 防止瓦斯超标
在煤矿生产中,矿井中的气体大多是烷烃,甲烷占大部分比重,还有少量的乙烷、丙烷、丁烷、硫化氢和氮气等气体,以上气体在遇明火时就可发生爆炸,或者当氧气浓度达到10%,瓦斯浓度在5%-16%之间就会发生爆炸,严重威胁着矿工的生命安全,将此类气体爆炸的危险统称为瓦斯问题,由于关系到工人的生命安全和生产效率,所以瓦斯问题一直都是煤矿开采过程中重点关注的对象,为了降低瓦斯对煤矿开采过程造成的影响,保障施工人员的安全,煤矿企业应从三个方面考虑。
第一要注重开采过程中瓦斯的抽取,瓦斯抽取是煤矿安全生产过程中的重要工作。随着科学技术的不断进步,应善于结合现代电子传感器技术,建立完善的瓦斯抽取系统,另外,在煤矿开采之前进行瓦斯的抽取工作,做好防范措施,保证瓦斯的排放质量。
第二要做好瓦斯超标的防治工作,瓦斯超标的防治必须先建立完善的预警体系,设定瓦斯应急处理机制。在传统的瓦斯检测中常以装有金丝雀的鸟笼放入矿井,一旦瓦斯浓度过高,金丝雀就会昏厥,金丝雀昏厥时的瓦斯浓度还不致对人体造成危害,采用这种方法可以提前撤出矿井,停止生产,待瓦斯浓度降低后再开始工作。随着现代科学技术的进步,必须积极借助现代科技手段进行监测,采用合理可靠的电子报警系统,及时预警,一旦出现瓦斯超标,系统给予准确的报警信号。另外,煤矿企业还必须制定出有效的应急措施,当瓦斯超标时可以在第一时间进行治理,避免瓦斯事故的产生,值得注意的是,在瓦斯治理的过程中,必须控制明火和电火的使用,避免瓦斯爆炸[5]。
第三要不断提高工人的预警及采取措施的能力。瓦斯超标严重威胁着工人的生命安全和煤矿企业的的生产效率,在借助现代先进的科学技术进行及时预警的同时,最重要的是要求煤矿开采工人具备较高的综合素质,煤矿企业可以定期进行技能培训,进行必要的危险救援演练,提高工人应对危险情况的能力。
2.5 加强生态治理,提升矿区环境
结合我国的煤炭开采现状来看,大部分矿区已经打破了原有的地质平衡和生态平衡,导致地质灾害频频出现。针对这种状况,煤矿企业必须对现有的工作内容进行调整,加强对矿区周边生态环境的重视,以科学有效的方法加强生态治理,提升矿区环境。生态治理涉及的内容较多,结合现阶段煤矿企业的发展,矿区的生态治理主要包括周边植被的恢复和地下采空区域的回填,降低环境污染的同时避免地质结构受到严重的破坏从而引发坍塌等事故,降低煤矿地质灾害的发生率。
结语
煤矿开采的过程中不仅为环境的治理带来了一定的压力,还严重影响了地质结构的稳定性,致使煤矿地质灾害频频发生,阻碍了国内煤矿产业的发展,为能源的利用带来了影响。在煤矿开采过程中,必须秉持可持续发展的观念,结合地质灾害的特征和诱发原因,对开采方式进行必要的反思,制定科学地质灾害的预防措施,寻找解决地质灾害的方法,维护矿区周边生态环境的同时,提高煤矿的开采质量,为工业生产提供更多的能源。
参考文献
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关键词:安全教育 非煤矿 安全管理
非煤矿企业是一个比较特殊的行业,安全生产是工作的重中之重,由于我国非煤矿山开采技术相对落后,装备水平低;同时,非煤矿业开采秩序混乱,导致大量非煤矿山灾害(隐患)积聚、开采环境恶化,严重的非煤矿山灾害性事故呈上升趋势,而且各类可导致非煤矿山灾害事故的潜在隐患增多,已严重影响我国非煤矿山的安全生产。为此,就加强和创新安全意识教育工作,引导规范职工安全进行粗浅的探讨。
一、加强职工安全信念教育,筑牢安全思想防线
思想是行动的先导。非煤矿事故的发生,都是有内在的必然联系和因果关系,究其根源,是安全思想不牢、意识不强、认识不清、责任不实,干惯、看惯、习惯、马虎、凑合等思想扭曲职工操作行为所致。要清除这些根源和症结,最根本是要靠:安全意识教育。只有解决了思想意识问题,真正使职工干部树立了“安全为天”的思想,才能够抓安全、保安全、更好地维护职工的生命健康权益。为此,教育职工要树立三个安全信念,筑牢安全思想防线。
1.树立“安全第一”的信念
教育引导广大干部职工要把“安全第一”的思想放在安全意识教育工作的首位,通过开展学习安全理念,确立安全远景、举行班前安全宣誓、井口安全验身确认等有效活动形式,感染引导广大职工树立“安全为天”、“安全决定一切”、“安全否定一切”、“安全超越一切”的思想,切实做到“安全第一、生产第二”。
2.树立“隐患就是事故”的信念
强化职工风险意识教育,开展安全评估活动,实施风险超前预控,严格培训考核,规范职工操作行为,提高职工的事前预防认知能力、紧急状态的处置能力和自救互救能力,从而实现安全生产。
3.树立“一切事故皆可预防”的信念
通过开展各种事故分析、反思活动,启发教育职工树立“一切事故皆可预防”的信念,并落实到实际工作中,把好生产环节每一关,做到超前预防,真正变事后被动的“事故追究型”安全管理为“超前的、系统的”事故预防型安全管理。
二、开展安全意识再认识活动,增强职工安全意识
开展“安全、隐患、事故”的关系再认识活动,组织广大干部职工围绕“安全、隐患、事故”三者关系这一主题,开展讨论、演讲、征文活动,使广大职工重新深刻理解安全的内涵,明确安全的对立面不是事故而是隐患和风险,只有实现零隐患,才能实现零事故,才能安全生产。
开展对“本质安全”再认识活动。本质安全就是从根本上安全。只有从意识上实现“要我安全”向“我要安全”转变,从认识上由被动接受向超前预防转变,从行为上由“他律”向“自律”转变,实现自我管理、自我行为规范、自我安全保障,最终才能实现本质安全。让广大职工更进一步认识到,只有从源头上消灭“人、机、料、法、环”各个环节中存在的安全隐患,才能实行本质安全;只有大力研究、推行“手指口述”、“岗位描述”“预防预警”安全操作法和制度,加强管理标准化、质量标准化、操作标准化建设,规范职工操作行为,才能从根本上杜绝生产各个环节中的安全漏洞,从而实现本质安全。
开展对“预防为主”再认识活动。预防是实现安全生产的最好举措,“一切事故皆可预防”。要利用各种形式教育职工,接受各类事故教训,切实从思想上超前预防,要制定实施一系列的隐患排查治理和危险源辨识制度,提高职工对作业环境安全隐患和险情预兆的认识能力,规范职工操作,实行标准化作业。
开展“安全责任”再认识活动。要围绕增强职工的责任意识,开展“安全谁该负责、谁在负责、怎么负责”为主题的安全责任再认识活动,让管理层认识到“创造效益是经营状态,保证安全是必要责任”,把安全放在首位。让职工操作层明确安全生产既是企业创业效益、持续发展的保证,也是个人职业进步的阶梯,只有企业、职工共同承担责任,各负责任,安全生产,才能实行企业职工共同发展,从而调动广大干部职工敢于负责的热情,真正做到“我的责任我知道,我的责任我落实,企业安全我负责”。
三、创新安全意识教育方法,促进职工安全行为养成
就人的普遍性而言,表扬的话听多了,容易出错,因为骄傲;下班的时候容易出错,因为匆忙;工作顺利的时候容易出错,因为大意;情绪不佳的时候容易出错,因为心不在焉;面对新环境、新任务的时候容易出错,因为安全认识较差。
对此,增强安全意识,提高安全素质,要创新安全意识教育方法,要改变古板生硬乃至训斥的简单做法,要动之以情,晓之以理,增强安全意识教育的亲和力和感染力。当职工违章冒险操作时,给予经济处罚是必要的,但是要采取何种方法,提高其思想觉悟,这才是最重要的。要充分利用大众传媒、文艺演出、心理调适、“三违”帮教、家属联保、群安活动、典型示范、案例警示、安全宣誓、安全讲评及节假日前后的安全波动期、事故发生后的安全被动期、事故易发期、安全敏感期的宣传教育等方式方法,与教育、培训、警示一体,与关心、关怀、帮助同步,做到长期抓、反复抓、超前抓,变单一式意识教育为双项互动式、持续发展式安全教育格局,促使干部职工从思想上渴望安全,从行动上保证安全,增强安全工作的针对性和预防性。
在安全意识教育的定位上,要与借鉴准军事化管理推行的“阳刚文化”所推崇的思想理念融会贯通,强化人的积极主动性、行为的规范性、工作的务实性,进而促进良好习惯的养成。要大力推行安全文化建设和班组安全建设,强化氛围的营造和环境的熏陶,使职工耳濡目染、潜移默化,收到“随风潜入夜,润物细无声”的效果;在安全意识教育的目的性上,要树立“人本思想”,把“安全、幸福”播撒于安全教育之中,充分体现对职工群众生命健康、家庭幸福的人文关怀,警钟长鸣,持之以恒;在构建安全意识教育网络上,要坚持党政工齐抓共管,调动一切力量,构成安全生产宣传教育的“统一战线”。通过有声有色、扎扎实实的安全意识教育工作,营造浓厚的安全舆论氛围,增强职工安全意识,规范职工操作行为,创造良好安全生产环境,从而实现安全生产。
四、结束语
关键词:中小煤矿;浅埋薄基岩;长壁留煤柱
中图分类号:TD323
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)22-0130-03
在煤矿的开采中,顶板的危害是最为严重的。其中中小煤矿在开采过程中发生的顶板垮落是因为薄基岩的整体切落而形成的。其在采空区保留支撑煤柱,由此顶板形成大面积悬露,从而造成顶板的垮落。实践证明,必须对中小煤矿的留煤柱支撑方法进行研究,预防灾变,依据防灾技术,才能防治浅埋薄基岩下开采而形成的灾害。
1 浅埋薄基岩煤层开采的灾害类型
1.1 顶板灾害
由于特殊的埋藏条件,浅埋薄基岩开采与普通埋藏条件的煤层开采相比,有着较大差别的矿压显现规律,其基本特点为:基岩的厚度较薄,工作面上覆岩层只有裂隙带和跨落带。开采煤层之后,顶板岩层形成的破断角非常大,从而引起台阶的下沉,大面积切顶事故也会因此时有发生;作为工作面顶板,一般为单一关键层,如果顶板出现断裂,砌体梁结构就会非常不稳定,易出现动载现象;顶板的破断容易对地表造成影响,其松散的上覆层会形成附加荷载,由于支架受到较大的荷载,因而容易被压垮并造成压塌事故;来压步距非常的小,且强度很大,基岩厚度对来压的影响也较大。
1.2 溃水溃沙灾害
如果矿区的基岩上部为厚松散沙层,且富含潜水,开采煤层后,浅水层就会与水裂隙带相通,破断后的基岩会形成切落并回转,此时水沙流动通道就会有所形成。若潜水顺着通道下流,而松散沙运动正好以此作为自身的动力,就会与覆盖的沙土混合液共同进入工作面,导致溃水溃沙灾害的形成。溃水溃沙灾害的发生因素有:松散沙层有较大含水量,松散沙层位于潜水层下部;开采煤层造成水裂隙带的较高高度,从而与潜水层相通;基岩破断后不易形成稳定结构,基岩厚度对水裂隙带的高度也有一定的影响;含水层的高度会对水流的携沙能力造成影响。
2 长壁留煤柱法的灾害防治机理
2.1 长壁留煤柱法的防灾特征
2.1.1 局部冒顶的预防。保证生产的安全是煤矿采煤方法的重要实践意义,而长壁留煤柱法对长壁布置进行采用,且在作业区有支架设置。没有支护的区域,工人是不得进入的,这也有效地预防了顶板局部的冒落。
2.1.2 跨区域垮落的预防。在煤矿的开采过程中,最重大的灾害为大面积顶板垮落,对小区域隔离进行采用,对大面积顶板垮落进行防治,是目前中小煤矿采煤惯用的方法之一,采出率在小区域内为88.9%,可与长壁的采出率相比。
2.2 长壁留煤柱法的关键技术
长壁留煤柱法的关键技术是对两种性质的煤柱进行的区分,一是区内煤柱,二是区间的隔离煤柱。其中,区域煤柱指小区域开采期间暂时保留的煤柱,对作业区的顶板安全进行了保障;隔离煤柱指小区域内保留的煤柱,对工作区和采空区进行隔离,这样,即使采空区的顶板垮落,也不会对工作区造成任何影响。当一个小区在开采完成之后,在隔离煤柱隔离的情况下,在进行下一个小区的开采时,煤柱在小区内可失稳破坏,即无灾害垮落。整体说来,长壁留煤柱法的关键技术就是对两种煤柱的设计和处理。
3 长壁留煤柱法进行开采时的顶板灾害的力学分析
3.1 开采时围岩运动破坏的分析
3.1.1 在隔离区进行开采时,顶板、煤柱为弹性变形阶段,由于工作的不断推进,顶板的悬露面积会不断增大,煤柱压缩,增大了顶板的下沉量。若工作面推进70m左右时,煤柱下缩1/4,即表明煤柱变形,且超过了一般塑性变形,此时开采区域顶板的裂隙则不断增大。
3.1.2 当煤柱变形增大时,就会增加顶板的下沉量,两者在相互作用的情况下,顶板的裂隙转变为裂缝的贯通,之后形成一个脱离于原岩体的隔离体,即形成六面体,而六面体的形成则是垮落的发生条件。
3.1.3 形成六面体后,其全部重量对支撑它的煤柱群进行作用,增大了煤柱的载荷,使煤柱垮塌,顶板表开始整体垮落,之后,在区域隔离煤柱外进行下一个区域的开采。
3.2 “顶板-煤柱”相互作用下的灾害过程
3.2.1 煤柱体的强度在特定的开采区域内较大,由于煤柱并未被破坏,煤柱支撑的顶板就不会形成六面体,形成几个区域却不会发生垮落,但却有大面积垮落的危险。
3.2.2 若煤柱体强度较小,隔离区开采还未结束时,煤柱支撑的顶板就会形成面积小于隔离区的六面体,对有限煤柱群进行垮压,促成大面积垮落,这样的灾害带来的危害非常严重,在开采区域发生时,还会沿着煤壁切落,对人员的生命安全造成严重威胁。
4 大型顶板事故的防止体系
对于长壁留煤柱开采方法在中小煤矿中的应用,其技术目标是对大型顶板事故的预防,以有效减轻矿区事故的灾害,促使隔离小区域的正常垮落,并有效避免大范围垮落在跨隔离区的形成,来保证采区的正常作业。而矿区灾害防治的关键技术是对不同性质煤柱的合理设计的区分进行识别,只有掌握两种煤柱的设计方案,才能掌控防灾体系的设计核心。通过对长壁留煤柱开采方法在中小型煤矿应用的有效研究,我们可以提出一种有效防治大型顶板事故的防灾体系,即设计、确定、监测、识别、措施。就中小煤矿开采方式的合理选择,可有三种较为适宜的开采方式,其中包括:长壁布置、小区域隔离、在区内实施留煤柱支撑法进行采煤;长壁布置、小区域隔离、实施条带煤柱进行采煤;长壁布置、小区域隔离、实施条带煤柱放顶进行采煤。而这三种方法的有效应用需要关键的技术参数与评价指标作为实施依据,其中包括:区内支撑煤柱参数、破坏适时性评价;开采区域尺寸、生产指标;隔离煤柱的宽度、稳定性;采取“煤柱-顶板”的相互作用;顶板灾害的防治评价。通过各项指标和参数的综合性分析,可促成顶板灾害预计的评价体系。在评价体系当中,最为主要的三方面组成了体系的整体结构,对采取的大面积垮落、冒顶、局部冒顶进行整体评价。另外,要对矿区隔离区内“煤柱-顶板”的变形破坏、顶板破坏隔离体的形成一级顶板垮落的信息必须有所了解,这一信息的重要反馈也是促使矿区对灾害识别的有效手段。从整体而言,中小煤矿的防灾措施一般分为两个内容:一是针对危险性的灾变,实施可行的措施,以有效消除灾变对矿区开采的危害指数;二是难以消除灾变的危害时,应对发生的灾害进行相应措施的处理。但所有步骤的实施还要依据煤层及围岩地质和工程地质的具体调查情况,才能根据相应条件进行合理控制,进而有效促使灾害防治的良好设计,使得灾害得到最大限度的防治。
5 结语
总而言之,对于中小煤矿在浅埋薄基岩下的开采,长壁留煤柱法的开采是比较适用的。其中不同性质煤柱的区分是长壁留煤柱采煤法的关键技术,这当中包括区内和区域间的隔离煤柱。而针对浅埋薄基岩下进行开采而形成的灾害防治,则需有效技术措施的设计、选择、处理、运用,构建防止大型顶板事故的有效体系,才能促进煤矿开采灾害的有效预防。
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关键词:地质灾害 煤矿安全 防治措施
地质环境是人类赖以生存的条件,一旦人类栖息地遭到破坏,将会给人民生命财产、国家建设带来巨大灾难,严重阻碍国家经济建设的健康发展,因而备受国民关注。在煤矿生产实际中,经常会遇到各种地质构造,而这些构造往往对安全生产有着重大的影响。矿井地质工作是煤矿生产技术工作的基础。对于地质、水文、瓦斯及其他相关资料的收集、整理、总结,能够保证为生产环节的多个侧面提供基础参数,从而实现安全指导生产。优化矿井地质工作,可以有效地避免多类事故的发生,对促进煤矿的安全生产具有极其重要的意义。
1、煤矿地质灾害的主要类型
我国地质条件复杂,因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多,主要有地表沉陷、煤与瓦斯突出、矿井突水淹井、井筒破裂及采矿废弃物污染灾害、水土流失等,严重地危及着矿山正常生产和人民生活。
1.1 地表沉陷
这是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。由地下采空区顶板的冒落所造成的地面变形。在长期承载过程中,采空区矿柱系统中一些最薄弱部位往往会因风化、地震等作用而首先破坏。局部破坏的累积,最终波及整个系统。一般当矿柱的破坏率超过60%时,采空区顶板就要发生冒落,并或多或少地波及到地表。大范围的采空区顶板冒落通常是突发性的,往往伴随有强烈的气浪冲击,且多引起地表沉陷和张裂,造成地上或井下建筑物的破坏。有时,沉陷中形成的裂缝还可使地表水或地下水大量流入井下,直接威胁采矿工作的安全。如湖南锡矿山南矿就曾多次发生大规模的采空区冒落。最大一次冒落面积达34000平方米,使地表产生急剧的下沉和张裂,最大下沉量达1.075米,下沉范围近96000平方米,致使地表的一些井架和烟囱偏斜和弯曲。通常,地表沉陷的范围大于采空区。沉陷洼地的边界与采空区边界连线的倾角称移动角,是预测沉陷范围的重要数据。
1.2 煤与瓦斯突出
地质构造往往是造成同一矿区内瓦斯含量不同的主要因素。通常,张性断层是通达地表的张性断层,有利于瓦斯的排放;压型断裂不利于瓦斯排放,甚至有一定的封闭作用,促进瓦斯在煤层内聚集。褶皱构造对瓦斯分布也有重要影响。当顶板为致密岩层且未暴漏地表时,一般在背斜瓦斯含量由两翼向轴部增大,在向斜槽部瓦斯减少。当顶板为脆性岩层且裂隙较多时,瓦斯易于扩散,因而脆性岩层顶板的煤层背斜顶部瓦斯含量减少,在向斜轴部瓦斯含量增加。大量的瓦斯地质调查资料说明,与地质构造有关的突出点所占的比例很大,地质构造与突出的关系极为密切。有些突出点虽然其附近的地质条件并无明显异常,但却处于某些封闭构造劝闭的范围,或受某些特殊的构造边界所控制。
据统计,我国在1984—1995年的11年间,煤矿中发生煤与瓦斯突出近10万余次,造成的经济损失约100亿元。1991年4月21日,山西省洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸,死亡147人。无论是从经济效益上看,还是从人民的人身安全来看,灾害的防治都是刻不容缓的。
1.3 矿井突水及淹井灾害
受开采破坏与影响,通过各种自然的或人为的通道进入井巷和采掘工作面空间的水,称为矿井水。煤矿中突水事故是比较常见的,并且严重影响了煤矿的生产、效益和安全。比如1975年9月26日,徐州矿务局权台矿南二采区-225水平325工作面刮板输送机道掘进放炮时,透老下山发生突水事故,最大突水量40m3/min,几分钟刮板输送机道全被水、煤块和矸石杂物淹没淤塞,共29人遇险。当时跑出14人,其中1人被水冲出时受轻伤。被堵在独头切眼上山15人,经过12小时清淤抢救,全部脱险。给矿井带来严重的人员伤亡和重大的经济损失。
2、地质灾害防治措施
为了保持经济持续稳定发展和维持社会的安定,必须切实重视对煤矿地质灾害的防御,制定防御自然灾害的对策和措施。
2.1 加强科学管理
地质灾害有着偶然性,但也有一定的规律可循。作为煤矿开采来说,要合理规划开采范围,杜绝私挖乱采现象。要在煤矿采掘资料的基础上结合矿区实际情况,建立健全矿井地质观测,查明影响煤矿正常生产和建设的各种地质因素,是矿井地质工作的首要任务之一。因此要再矿井地质工作中队煤系、煤层、地质构造等进行观测。还要建立地质灾害预报制度,并提出相应的防治措施。总之,地质灾害预防和管理工作是一项长期的、艰苦的工作,只有做好这项工作,才能够做到来雨绸缪,防患于未然,才能彻底减轻灾害带来的损失。
2.2 加强政府部门对地质灾害防治工作的领导
首先,要摸清地质灾害底数,掌握地质灾害分布规律,制定出地质灾害易发区和危险区,在此基础上拟定防治规划、计划。其次,坚持每年组织有关专家进行汛前、汛期和灾后的检查研究,以防为主,综合治理。第三,加强行政管理执法力度,健全完善5个体系:建立地质灾害防治的法律法规体系;完善政府部门执行法律法规的机构和体系;建立完善的地质灾害监测机构体系;建立一套完善的信息体系,及时掌握地质灾害动态;建立政府预测预报体系,分定期、不定期、长期、中期、近期及临灾警报等,对问题严重的要进行通报、曝光。
2.3 加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识
广泛宣传各种地质灾害知识,培养全民灾害意识,可以做到灾前有防,灾中不慌,灾后自救,提高生存能力,减少灾害损失。在广大人民群众中,通过各种途径做好防灾抗灾的宣传教育工作,引起人们对灾害的足够重视,增强人们的防灾意识,达到心中有数、居安思危的效果。
3、结语
总之,矿井地质工作是煤矿安全工作的一个重要组成部分。加强矿井地质工作的预防,对减少和杜绝各类事故发生,实现安全生产,有着重要的基础性意义。
参考文献
【关键词】煤矿瓦斯;灾害治理
1 引言
矿井瓦斯灾害、火灾、水灾、顶板事故、矿尘灾害是煤矿井下开采危害最为严重的五大灾害,其中瓦斯事故的危害尤为严重,影响非常之大。因此,如何防止瓦斯灾害事故是煤矿安全工作的重中之重。为扎实有效推进“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系建设,顺利开展煤矿瓦斯治理,深化煤矿瓦斯治理攻坚战,有效防范和遏制煤矿瓦斯重特大事故,全面提升煤矿瓦斯治理水平,结合笔者的实际工作经验,本文从瓦斯灾害治理的指导思想、瓦斯治理的基本要求等方面谈谈瓦斯治理的技术方案。
2 瓦斯治理的指导思想
要想从根本上治理好瓦斯事故,必须从思想上入手,思想决定观念,观念影响行动,行动形成习惯,习惯引发事故。因此,我们必须从思想上高度重视,坚持以科学发展观为指导,以《煤矿安全规程》为标准,坚持“安全第一、预防为主”的安全生产方针,坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针,增强“瓦斯事故是可以预防和避免”的意识,落实瓦斯防治管理制度和措施,做到思想上警钟长鸣、制度上严密有效、技术上支撑有力、监督上严格细致,通过开展瓦斯治理工作体系建设,提高煤矿瓦斯治理水平,实现煤矿安全生产健康发展。针对当前煤矿安全生产形势和瓦斯治理的现状,我们必须进一步加强领导、落实责任、增加投入,依靠科技、严格管理,强化平时的监督检查,推动煤矿瓦斯治理再上一个新台阶。
(1)转变观念,提高对瓦斯综合治理工作的再认识,从思想上变被动为主动,要治理好瓦斯,首先必须以思想教育为先导,切实提高对瓦斯治理工作的重要性和必要性的认识。一是要坚决摆正煤矿安全生产与经济发展的关系,正确认识煤炭工业发展在经济社会发展中的基础地位和作用。二是要摆正安全生产与职工生命的关系。三是要以提高人的素质为突破口,强化企业主动安全管理。
(2)以投入为保障,提高瓦斯治理效果。一是瓦斯治理专项资金提取要全额按标准提取到位,提取的资金要切实用于改善通风系统和监测监控设备投入。二是要把资金用在刀刃上,更加突出矿井“一通三防”的治理整治,特别是抓紧,使矿井通风系统规范达标。
(3)以矿井技术改造为先导,探索瓦斯治理的手段和规律。在搞好矿井设备设施引进、吸收、消化的同时,要积极加强矿井瓦斯综合治理的技术攻关,促进瓦斯治理成果转换,特别是要认真总结瓦斯治理方面的成功经验和失败教训。加强矿井掘进、生产前后瓦斯应力分布规律、危险重点区域和矿井瓦斯监测的预警预报,分析其活动规律。
(4)加强全过程控制,提高矿井瓦斯综合治理水平。要以瓦斯抽采为根本抓手,从源头上降低瓦斯的危害。通风系统合理规范、稳步可靠是减少瓦斯积聚,消除瓦斯爆炸危险的最主要手段。要认真落实好工作面“三专两闭锁”管理制度,加强矿井现场管理的监督检查,加强机电设备的管理,杜绝失爆或不符合国家煤矿安全标准的机电产品下井。要以制度建设为保障,落实好现场安全管理责任。
3 瓦斯治理基本要求
通过开展煤矿瓦斯治理工作,进一步贯彻落实有关煤矿瓦斯治理工作的安排部署,查找瓦斯治理的薄弱环节,建立健全瓦斯治理管理制度,提升煤矿瓦斯治理水平。瓦斯治理的基本要求,具体的来说,主要有加强机构建设、保障机制、基础建设、突出重点、加强管理、合理部署采掘计划、通风可靠、监控有效等几个方面,下面对其分别进行阐述。
3.1 加强机构建设
(1)成立瓦斯治理工作领导小组,全面领导瓦斯治理工作,每月召开1次会议,及时研究解决瓦斯治理重大问题。
(2)树立煤矿企业安全诚信榜样,促进企业增强法律意识、安全意识,做到依法生产、安全生产。
(3)设置“一通三防”、地测、安全监控等技术管理机构,推广瓦斯治理成熟经验与先进技术。
(4)编制瓦斯治理规划和年度计划、生产计划、安全生产指标统一考核。
(5)建立安全生产责任制,责任落实至各基层管理。
(6)建立健全煤矿重大安全生产隐患排查治理和报告、“一通三防”管理制度。
3.2 保障机制
建立煤矿瓦斯治理专项资金,按原煤实际产量从成本中提取,税前列支,全部用于瓦斯整治工作。
3.3 基础建设
(1)按照《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》安监总煤装〔2011〕162号文的通知开展瓦斯等级鉴定工作,建立通风系统及瓦斯治理技术档案管理制度,实行统一管理。
(2)矿井具备完整的独立通风系统,实现机械通风;采区实现分区通风,按规定设置专用回风巷;杜绝无风、微风作业和不符合规定的串联通风作业。
(3)建立矿井正规采煤制度,实现矿井全部采用正规采煤。
(4)按要求及时报送瓦斯治理相关材料。
3.4 突出重点
(1)开展煤矿瓦斯专项整治各项活动,建立瓦斯治理工作体系,有效遏制重特大瓦斯事故。
(2)总结瓦斯治理成熟技术和经验并推广,依靠科技推进瓦斯治理体系建设。
3.5 加强管理
(1)建立健全以矿井主要负责人为安全生产第一责任人的瓦斯治理责任体系,以总工程师(技术负责人)为核心的瓦斯治理技术管理体系和安全生产责任制。
(2)建立健全瓦斯治理管理制度,健全瓦斯治理工作机构。
(3)煤矿每年编制通风、防治瓦斯、防治粉尘、防灭火安全措施计划,并贯彻执行。
(4)对检查出的重大瓦斯隐患,建立专项档案,落实分级监控责任,跟踪整改进度和质量。
3.6 合理部署采掘计划
(1)优化生产布局。充分考虑瓦斯治理的需要,优化巷道布置,简化生产系统,明确开采顺序,合理确定工作面参数,实现安全高效、合理集中生产。
(2)合理组织生产。按照《煤炭生产许可证》载明的能力编制生产计划和组织生产。
(3)坚持正规开采。采煤工作面必须保持至少2个安全出口,形成全负压通风系统。
3.7 通风可靠
(1)矿井有完整的独立通风系统。巷道贯通前,按《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)规定,制定安全措施。
(2)矿井生产水平和采区实行分区通风。
(3)按规定设置和管理风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物。
(4)矿井、采区通风能力满足生产要求。
(5)设置专用回风速符合《规程》规定设置专用回风巷。
3.8 监控有效
(1)按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的要求布置、安装煤矿安全监控系统。
(2)监控设备传感器的种类、数量、安装位置、信号电缆和电源电缆的敷设等符合规定。
(3)监测设备的报警点、断电点、断电范围、复电点和信号传输符合规定。
(4)下井人员按《规程》规定佩戴便携式瓦斯监测仪器。
(5)矿井安全监控系统设备性能完好,工作正常。
(6)煤矿与具有相应的煤矿安全监控系统技术服务机构签订服务协议。
4 结束语
瓦斯灾害是矿井五大灾害之一,由于它在矿井安全生产中的特殊性和重要性,所以我们必须从思想上高度重视瓦斯灾害的治理,从制度上和行动上杜绝瓦斯灾害事故的发生。本文主要从加强机构建设、保障机制、基础建设、突出重点、加强管理、合理部署采掘计划、通风可靠、监控有效等几个方面对瓦斯治理的基本要求进行了简要的阐述。