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引言
由于地质相对复杂,煤炭开采过程中很容易出现地质灾害,这些地质灾害直接危害矿区居民的生命和财产的安全,地质灾害的产生和延续,使人们无法安居乐业,治理灾害的工程量巨大,耗资不菲,工期较长。因此,需要及时找出相应的灾害治理措施,以免造成更大的灾害。
1 煤矿地质灾害的特点
群发性,采煤工程破坏地质环境的平衡。引起地质环境的反馈,其反馈行为所导致的灾害往往不是孤立的,常在同一煤矿区某一时段集中形成灾害群。衍生性,原生环境地质灾害还常常衍生一连串的次生灾害,形成一系列有成因联系的灾害链。例如煤矿生产对环境的影响可分为直接的(通常是长期的)和间接的(通常是短期的),但两种类型的环境影响结果可以认为是一种连锁反应。区域性(如下图所示),就各种灾害的内部联系而言,它们受一定区域性条件控制,如受区域性构造条件、区域性煤系岩性组合特征、区域性煤变质条件、区域性地理条件和区域性气候条件的控制和影响。因此,在灾害时空演化和分布上表现出区域性的特点。发灾持续时间的多样性,煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井突水、顶板冒落等灾害,往往具有突发性,发灾时间短、强度高,破坏性大。
图1 地质灾害区域特征
不可避免性和可防御性,煤矿环境地质灾害是按一定规律、达到一定程度后发生的。在目前技术经济条件下,乃至今后一定时期内,要完全避免是不可能的。但这些灾害又是可以防御的,随着研究的深入、经验的积累,依靠科技进步进行预测预报和积极治理,对灾害进行控制,减少灾害,减轻灾害损失是可能的。
2 煤矿地质灾害产生原因
2.1 客观原因
采矿过程,从地壳内部挖出了极为巨大量的矿石和岩石。诚然,不论采矿的手段是钻采、坑采,还是露天开采,还是液采,实际上都是肢解地壳的机体,过后会留下千疮百孔的空洞。这就使本来呈自然平衡的地壳,出现了新的不平衡和不谐调,导致了地壳物质的不稳固性。这是诱发矿山地质灾害的本质原因。采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。
2.2 主观原因
相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。
3 实例分析
3.1 地质灾害概况
某煤矿位置属构造侵蚀中山地形地貌。地质结构简单,地形起伏较大,构造不发育,在井田区域内未发现崩塌、滑坡、泥石流、溃坝等地质自然灾害。矿区所处位置为山区,年降水量1502.2mm,雨量颇丰,多集中在6~9四个月,汛期常会在短时间内形成集中降水,水量较大,是诱发山洪、泥石流、滑坡等地质灾害的主要原因。煤矿在开采过程中,采空区上方的地表可能会出现裂缝或塌陷坑等地质灾害,多集中于山体林地内。因此,要加强地质灾害防治工作,防止地质灾害事故发生。
3.2 地质灾害防治措施
3.2.1 加强地质灾害排查工作
地质灾害防治监测小组负责每月对矿区范围内的地质灾害隐患点组织不少于一次“拉网式”排查;每次大雨过后要临时增加一次地质灾害排查,对排查中发现的隐患由相关科室负责人及时制定防治方案,限期整改并监督落实。每年汛期来临之际,地质灾害防治工作领导小组办公室安排人员负责矿区范围内的巡查工作,重点巡查具有潜在重大危害的滑坡和地面塌陷、塌方等可能因暴雨诱发的隐患点。对查出的隐患地点,要设立醒目、永久的警示标志,并及时纳入群测群防监测网络,采取有效的防灾减灾措施。
3.2.2 认真履行职责,加强制度建设
煤矿的地质灾害防治工作实行统一管理,分工协作的原则,地质灾害防治办公室负责全矿区地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作,各监测人员按照各自职责负责相关的地质灾害防治工作。全矿要进一步加强地质灾害各类制度建设,形成全员防灾、群测群防、责权分明的地质灾害防范机制,尽职尽责,全力以赴做好地质灾害防治工作,确保矿区人员的生命财产安全。
3.2.3 加强组织领导,落实工作责任
全矿各相关科室负责人要把地质灾害防治工作列入日常重点工作安排,坚持不懈的抓好地质灾害防治工作,确保各项防治措施落实到位。建立和完善工作责任制,明确具体责任人,做到任务到人,责任到人。
3.2.4 坚持汛期值班和灾情速报制度
在汛期实行地质灾害值班制度,地质灾害防治工作领导小组组长及成员保持24小时通讯畅通,一旦出现险情领导小组所有成员要在第一时间赶赴现场,协调、指挥组织抢险人员进行抢险救灾和善后处理工作。灾情严重时,要立即启动应急救援预案进行抢险救援。同时,按照灾情速报制度,迅速上报灾情。对发现的地质灾害隐患地点,应立即组织应急调查,确认险情,采取措施进行避险和防范。
3.2.5 建立健全地质灾害群测群防体系
为切实做好地质灾害防治工作,充分发挥煤矿群测群防网络体系的监测作用。地质灾害防治工作领导小组联系人要配合地质灾害防治领导小组,切实落实群测群防网络人员对矿区范围内各类地质灾害隐患点的严密监控工作,严格落实地质灾害群测群防责任制度,切实加强地质灾害防治管理工作。
3.2.6 认真落实各项地质灾害治理措施
矿区一旦发生地质灾害后,地质灾害防治领导小组要严格按照已备案的煤矿地质灾害应急救援预案,落实治理资金、人员进行地质灾害监测,并定期向相关管理部门上报监测数据和资料,切实把地质灾害的损失降到最低。
在煤炭开采之前对可能引发的地质灾害进行预测是十分重要的环节,对于有可能产生的灾害应遵循“以防为主,避让和治理相结合”的方针。在煤炭开采过程中,对于可能产生地面塌陷及地裂缝等地质灾害的煤矿,可采取特殊的开采方法和顶板管理措施,以防止或减少地面塌陷地地裂缝等地质灾害的产生,对塌陷的地表随时进行综合治理,以恢复和进一步改善矿区环境质量,使治理后的环境比原有环境质量更好。
参考文献:
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(4)分站具有独立性和兼容性。分站可以显示及参数设置,可以现场对分站的参数进行设置,并且显示实测数据,独立工作而无须其它辅助设备。
(5)软件具有循环检测、单点追踪、定时检测等各种检测手段,提供数据的查、改、删等编辑功能,图形处理、报表处理等分析手段,且具有水位超限报警、传感器出水面报警等系统安全运行报警功能。
(6)具有远程终端显示及上传等其它功能。
5 结论
通过该系统的应用,不但免去了繁重的人工计量工序,还大大提高了矿井防治水害方面的科技含量,确保了水情监测数据的时效性、准确性,对矿井各处水文水量情况有了动态掌握,不但为潘谢矿区A组煤的开采提供宝贵的数据,还在预防矿井水害确保矿井安全方面起到重要作用。
[关键词]煤矿;地质灾害;防治措施
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0299-01
近年来,我国煤矿开采数量不断上升,开采规模不断扩大,使得煤矿地质灾害事故出现的频率也在日益增多,对矿区作业人员生命财产安全产生了极大的影响。部分煤矿企业为了获得更高的经济利益,以破坏自然生态系统为代价肆意开采,最终导致煤矿塌方、山体滑坡、泥石流等地质灾害出现,不仅付出了极为沉重的人员伤亡与财产损失代价,还对我国社会和谐与稳定产生了负面的影响。
1 地质灾害形成原因
滑坡和地层沉降是煤矿矿区内地质灾害的主要形式,一旦发生,不仅影响矿区的生产,而且对周围居民的生活也会带来很大的危害。
1.1自然原因。我国大多数煤矿矿区内植被较差,地层,一旦突降暴雨或冰雪大量融化,易形成突发性山洪,冲刷沟谷和河床,从而导致泥、砂、石等固定物质向下游冲去,极易形成破坏力较强的泥流、砂石流等;区域内多丘陵地带,平坦地区极少,地势切割强烈,同时在局部地区存在软弱岩层和断层破碎带,在长时间降雨和冰冻作用下,易引发滑坡、崩塌、地面不均匀沉降等地质灾害的发生。同时,地震也会诱发崩塌和滑坡灾害。
1.2人类的活动。矿山经过多年的开采,产生的废矿、废渣以及弃石等被随意堆放在河滩以及沟谷内,这样极容易在雨季诱导发生自然灾害,如泥石流、山体滑坡以及坍塌等。同时,在地震发生时还容易造成山石滚落,造成伤人事故。
2 煤矿地质灾害防治重点
2.1群众居住区地质灾害防治重点。根据地质灾害普查情况和地质灾害发生的情况分析,地质灾害活动比较频繁的区域多为山区或者近期有较大的人类工程建设活动的区域,由于人类的活动对环境产生了一定的影响,因此在雨季或者暴雨来突发的情况下,极容易发生泥石流、山体滑坡等地质灾害。
2.2主要交通干线地质灾害防治重点。矿区内交通公路两侧的边坡是交通干线地质灾害防治的重点,由于边坡稳定性较差,加上年久失修,如果赶上汛期来临,加大了发生坍塌和滑坡的危险。因此,施工单位要定期对边坡的危害风险进行评估,加强监督管理,防止地质灾害的发生。
2.3重点矿区地质灾害防治重点。矿区的地质灾害威胁主要体现在以下几点,如地面坍塌、滑坡、裂缝、泥石流等等,因此,为了避免矿区内的人民群众免受地质灾害的威胁,要积极做好矿区内地质灾害的防治工作,大力宣传灾害来临的自救方法,提高矿区群众的安全防范意识。另外,企业也要督促做好相关的管理和防治工作,对不合乎规定的工程建设和人员行为,要及时排查整改,消除安全隐患,尤其要做好对废矿废渣堆放点的监测工作,防止山体滑坡和泥石流等灾害的发生。
2.4河流及水利设施地质灾害防治重点。矿区内泥石流、山体滑坡的主要诱因就是强降雨,因此要着重做好雨季自然灾害的防范工作,加大对雨季河流和水力设施的监测排查力度,强化监督、落实责任,必要时采取措施,进行合理有效的避让,使灾害的损失降到最低。
3 主要危险区及防治措施
3.1加强领导,明确责任。地质灾害防治工作事关煤矿企业及矿工的生命财产安全,煤矿各科室各部门要充分认识这项工作的重要性,切实加强领导,实行主要领导负责制,对列入预案的重点地质灾害,要落实责任人,签订责任书,填写防灾避险“明白卡”,确保预防工作落到实处。根据破坏和防治相统一的原则,在生产成本中纳入煤矿地质灾害的防治费用,创建煤矿地质灾害专门性的资金。对一系列的煤矿企业实施土地复垦保障金与煤矿环保机制。这样,一是能够全面地实施环境保护策略,二是确保煤矿土地复垦保障和煤矿地质灾害防治资金的到位。
3.2加强检查监督,防止地质灾害发生。煤矿要成立汛期防灾领导小组,落实责任,开展巡回检查工作,加强监督,严禁在地质灾害危险区内开山、伐木、削坡、取石、堆放渣石及弃土,抽取地下水等可能引发地质灾害的活动,对各灾害点要制定监测、报譬、抢险、疏散路线等措施,同时,要在危险区边界设立警示标志,以示警告。组织相关的专家组与勘查部门实施煤矿地质灾害和地质环境的全面调查、评价以及防治工作。在对煤矿地质灾害特点和地质环境进行了解的前提条件下,兼顾人口布局和社会经济情况,合理地制定行之有效的煤矿地质灾害防治和地质环境保护计划,且纳入社会经济的发展计划中,并注重贯彻执行。
3.3建立健全各项制度,认真制定防治方案。由于地质灾害的周期性和不确定性,煤矿企业管理人员要及时掌握辖区内的地质灾害动态变化情况,编制本地区地质灾害防治方案,对危害程度大的要落实灾害点专项预案,在方案编制中要突出重点危险区、主要灾害点及防灾措施,查明灾害的分布、类型、规模及引发因素等,建立地质灾害日常监测制度,及时上报灾害发展情况,接受主管部门监督检查。
3.4完善矿井通风系统,降低瓦斯中毒与爆炸事故。煤矿企业需要严格按照《煤矿安全规程》中的规定,对矿井进行机械通风、上行通风与分区通风,定时进行矿井瓦斯浓度检查,一旦矿井内瓦斯浓度超标,则需要立即疏散矿井内作业人员并加大通风力度,直至矿井内瓦斯浓度下降至正常标准后,方可组织作业人员重新下井开采。同时,下井作业人员严禁携带点火工具或易燃物品下井,矿区内电器设备也需要采用矿用安全电火花型设备。另外,在起爆之前,需要检测瓦斯浓度,符合标准后才允许起爆。
3.5及时启动应急预案,疏散矿区作业人员。一旦出现了煤矿地质灾害事故,矿区负责人需要及时启动应急预案,通知上级领导部门以及消防部门组织相关救援人员进行处理,同时,迅速疏散事故区域工作人员,避免出现二次塌方或二次爆炸事故。在事故处理完毕后,需要进行总结,发现问题出现的原因并杜绝该问题的再次出现,保证煤矿开采安全。
4 结束语
为提高煤矿企业在遭受突发性地质灾害时的快速反应能力,最大限度地减少地质灾害造成的损失,根据地质灾害防治相关条例要求,要加强煤矿地质灾害防治,必须坚持“以人为本,预防为主、避让与治理相结合”的原则,以减少地质灾害造成人员伤亡和降低生命财产损失为目的,预防和减轻地质灾害造成的损失,保障广大职工的生命财产安全,加快矿井安全高效发展。
参考文献
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[关键词]煤矿 地质灾害 预防措施
[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。
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关键词:煤矿开采 水害事故 原因 分析 防治
0 引言
水害和火灾、瓦斯突出、煤尘爆炸、顶板冒裂并称为煤矿生产五大常发自然灾害。水害对煤矿生产的影响程度仅次于瓦斯突出。随着我国煤矿资源开发利用的广度和深度不断的加大加深,煤矿生产的灾害事故频率也是在呈同比增长的趋势。近些年,我国煤矿生产重特大水害事故频发,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,严重制约着煤矿生产行业的发展脚步。国家和行业自身都在积极颁布和实施各种控制水害措施。如煤矿安全监察局印发《关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知》,全国煤矿水害防治工作座谈会的成功举办等。但从效果来看显然不是那么令人满意,可见煤矿水害事故原因的复杂和多方面性。煤矿水害对煤矿行业的的正常和安全生产有着多大的威胁,我们已经见证了太多造成严重后果的煤矿水害事故案列。煤矿水害事故是可怕的,但同时煤矿水害事故也是可控的。通过运用科学客观的手段和方法,制定一条行之有效的煤矿水害事故防治管理途径必要、迫切。
1 煤矿水害事故
在煤矿开采、挖掘过程当中进入煤矿生产工作面的任何水源水,统称为矿井水。而影响到煤矿生产正常,安全作业以及局部或全部淹没煤矿生产工作面的矿井水涌水事故,称为煤矿水害事故。按事故严重程度可分为A级B级和C级三种级别。
2 煤矿水害类型
①煤矿顶板水害。②煤矿冲击层水害。③煤矿老塘水害。④煤矿灰岩水害。⑤煤矿洪水水害。⑥煤矿封闭不良钻孔水害。⑦断层水害。
3 煤矿水害造成的危害
3.1 恶化煤矿生产环境 煤矿生产的工作环境质量本身就得不到有效保障,煤矿水害加重并恶化了这一情况。
3.2 破坏和缩短煤矿生产设备的使用寿命 煤矿水害的发生,导致煤矿生产设备进水或淹水容易造成设备不能继续正常使用,以及缩短设备使用寿命的问题。
3.3 增加煤矿生产成本 煤矿水害容易引起矿井巷道变形等影响正常生产过程的问题,解决和清除这些问题需要额外的人力物力的投入。
3.4 降低煤矿源开采率 保安防水煤层的防水隔离作用。
3.5 引诱其他灾害的产生 煤矿水害容易引起瓦斯积聚造成的中毒、爆炸。
3.6 失控情况下容易造成淹井以及人员伤亡 这是煤矿水害事故的最严重程度和危害。
4 煤矿水害事故的原因
4.1 不可抗原因 一些比如重大自然灾害等客观的不可抗拒的自然原因,统称为煤矿水害事故的不可抗原因。相较而言,这类不可抗原因引起的煤矿水害事故占比较小。
4.2 可抗原因
4.2.1 管理原因。①领导安全意识弱。煤矿生产单位决策者安全思想意识弱,对煤矿水害事故的了解认识不足,不够重视。②煤矿水害事故防治投入不足。煤矿水害防治人力物力投入的不足,导致水害防治能力的跟不上。③煤矿生产从业人员专业素质不过关。煤矿生产存在工作环境得不到有效保障,工作强度大等行业特点。在社会全面发展的大背景下,只要有条件选择人们势必更愿意从事相对轻松舒适的社会工作。另一方面,当从业人员资源减少的情况下,生产单位在招聘人员时存在重量不重质的情况,导致行业从业人员专业素质参差不齐。④煤矿水害事故防治制度不全责任不清。煤矿水害事故防治管理制度不健全,很多时候管理无制度可依。水害事故责任主体不明确,存在规章制度执行无法确保到位。⑤水害防治监察不力。煤矿水害事故防治存在工作不细致,隐患不清,工程质量把关不严等安全监察不力的情况。⑥煤矿生产安全防治措施落实不到位。一些煤矿生产单位的的安全防治措施只停留在纸面上,而没有实际行动。人员漠视无视安全防治措施情况普遍存在。
4.2.2 技术原因。①煤矿生产基础工作不到位。煤矿生产先期的准备工作比如水文环境勘察等工作不到位,埋下事故隐患。②煤矿生产越层越界开采。一些煤矿生产单位在利益驱使下,对矿源私挖滥采,违法越界越层对矿源进行开采,甚至包括防水煤柱。③煤矿水害事故防治设置不合理。水害事故防治设置中出现不合理和错误,水害防治设置没能起到其该有的作用。④煤矿生产井巷位置设计的不合理。煤矿生产井巷位置设计的不合理,将井巷置于不合理的地质条件区域,直接导致巷道透水事故的发生。⑤煤矿生产水害事故防治技术手段落后。不依靠科学技术和先进设备,水害防治处在被动局面。
5 煤矿水害事故的防治管理途径
①煤矿生产过程一旦出现出水征兆,有透水危险, 必须要果断采取措施,撤离工作人员到安全地点,同时尽快向相关部门汇报水害具体情况。②分析研究过去经验,最大化的了解矿井积水情况,根据实际情况,采取相应措施。如果有资料不清的情况发生,一般对积水区采取物探的探测方法。③认真做好地表水防治工作。地面防治措施是煤矿水害事故防治的第一道防线。做好地面第一道水害防治工作,一是要准确掌握地表水的特点及规律,二是要掌握矿源区的水文及气候变化。特别如果处于雨季期间,防洪工作也是重中之重。④防止采空区积水涌入煤矿开采工作面形成的危害。要严格遵守和执行《煤矿防治水工作条例》的相关要求和规章制度。⑤加强水害防治科学技术指导。坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,做到“物探先行、钻探验证、化探跟进”,防治重大突水事故发生。⑥做好探水,放水,截水,隔水,堵水的综合治水工作。⑦提高管理理念。规范矿源区图绘制、地测工作。范围化专业知识培训规模,提升人员管理能力素质。⑧搞好人才录用及人才培养,变招工为招生,建立科学有效的人才使用机制。人员素质的高低是整个行业的关键,防治水害要坚持以人为本。做好从业人员的安全意识的宣传和防治水害必要知识的教育。对工作人员进行不定期煤矿水害防治知识培训,考试。尽可能提高水害防治人员的综合业务水平。⑨加强技术执行监管力度。相关技术,措施不能只是停留在纸面上,而是要落实到实际操作过程当中。⑩设置由专业技术人员组成的专门的防治水机构,这是煤矿水害防治工作的前提。很多情况下,因为煤矿水害事故没有专门的防治机构,导致责任主题不明确。谁来管不明确,怎么管当然也就难以得到保证。■制定科学有效的防灾救援预案,一旦发生水害事故,转变水害发生的被动承受为主动治理。
6 结束语
煤矿水害已是影响煤矿安全生产的五大灾害之一,给煤矿生产的正常安全生产带来了极大的威胁。煤矿生产过程当中的水害事故是客观存在的,由于科学技术手段和认知水平的在现阶段的局限性,煤矿水害事故在很长一段时间里都仍然是煤矿安全生产巨大威胁。但是,煤矿水害事故本身不是不可抗拒的,是有规律可循的。只要我们从思想认识上了解煤矿水害的危害性和防治水害的重要性,摸清煤矿水害事故发生的规律,综合运用各种水害防治技术措施,以及先进的管理预测机制,提高煤矿从业人员的综合技术能力素质,加大开发更加先进的设备技术,严格执行煤矿水害防治工作的相关规章制度,实施行之有效的防治水害措施,煤矿水害事故是完全可以避免的。本人作为众多从事煤矿生产事业当中的一员,有责任有意愿携手各位同仁和相关人士一道,一起为杜绝煤矿水害事故出出力,献献策。
参考文献:
[1]张志国.煤矿水害事故原因及防治措施浅析[J].科技情报开发与经济,2012,22(24):141-143.
【关键词】矿山;地质灾害;防治措施
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。近年来,重大地质灾害明显上升。
1.矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
2.矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
2.1岩土体变形灾害。
2.1.1矿山地面和采空区塌陷地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物,毁坏道路、水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。
2.1.2采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
2.1.3坑内岩爆坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
2.1.4采矿诱发地震因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
2.1.5场库失稳场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
2.2地下水位改变引起的灾害。
2.2.1矿坑突水涌水这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
2.2.2坑内溃沙涌泥这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
2.2.3环境污染环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质,由于未经有效处理就被排放到江河湖海中,造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。
2.3矿体内因引起的灾害。
2.3.1瓦斯爆炸和矿坑火灾这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
2.3.2地热随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
3.矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
3.1重点防治区防治措施。
3.1.1合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。
3.1.2对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。
3.1.3渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线)。
3.1.4对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。
3.1.5作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
3.1.6设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
3.1.7开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。
3.2次重点防治区防治措施。在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。
3.2.1科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。
3.2.2加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施:
3.2.3开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
3.3一般防治区防治措施。区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
3.4地质环境恢复方案及措施。为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。
通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复与维护人类与环境和谐的目的。
【关键词】冲击地压,岩石力学,预测预报,强度,刚度,能量
引言
煤矿冲击地压往往造成采掘空间中支护设备的破坏以及采掘空间的变形,严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏,甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
1对煤矿冲击地压灾害及其理论研究现状的评述
1.1煤矿冲击地压灾害评述。煤矿冲击地压和岩爆是一个世界性的灾害现象。我国从1933~1996年的60多年间,全国共有36个矿井累计发生过4000余次破坏性的冲击地压,造成400多人死亡,200多人受重伤,破坏巷道20km之多,其经济损失十分严重。
1.2冲击地压理论研究现状的评述。通过广大科技工作者和研究人员的共同努力,已使我国对冲击地压机理和防治措施的研究有了较大的进展,对煤、岩体冲击地压和岩爆机理的研究,国内外曾提出了多种理论。
2冲击地压发生的主要因素和特点
2.1冲击地压的分类及显现特性。煤矿冲击地压按产生冲击地压的力源划分,冲击地压可分为动型、构造应力型和动构造应力并有的中间型三类按矿体变形破坏范围的大小划分,冲击地压可分为局部崩落和大面积爆发两类按冲击地压发生的地点划分,又可分为巷道冲击地压和工作面冲击地压。冲击地压的特征是煤壁抛射性塌落,顶板下沉或底板撇裂,板炮频繁,煤体移动,弹性振动,设备震搬,煤尘飞扬,无明显预兆突然爆发,伴有巨大响声和地震,冲击风波引起构筑物损坏,易于出现较大损失和伤亡。
2.2发生冲击地压的地质及开采条件。各矿冲击地压的特点是煤质较坚硬,矿体围岩厚而坚硬,开采深度较大采煤方法多数是沿倾斜推长壁、型、漏斗和房柱法等,少数是沿走向推进的长壁、短壁和刀柱法等采空区处理方法多数是垮落法和多水平分区开拓。
2.3冲击地压发生的地点及影响范围。冲击地压多发生在采煤工作面的材料道、地质构造带,残留岛形或半岛形煤柱、三面采空的孤立采面、支承压力升高区内。在煤壁前方130m、煤壁后方40m、煤层下限60m的范围内,是冲击地压多发地点。
2.4冲击地压产生的因素。影响冲击地压发生的开采技术因素有采煤方法、采掘程序、顶板管理、煤柱大小、放炮等。
2.5选取防治冲击地压措施的原则。在掌握冲击地压显现特征,发生冲击地压条件的前提下,按照冲击地压发生的地点、影响范围及冲击地压产生的原因,对症下药,采取有效措施,借以减缓或防止冲击地压。但是,不同地方用同一技术措施的做法和效果不尽相同。一般说来,选取防治冲击地压技术措施的原则有3条:
2.5.1改变煤岩物理力学性质。目的在于减少煤岩弹性压缩势能的积聚,提高煤岩塑性变形能力,降低煤岩的脆性,减缓弹性能量的释放速度。具体措施有向煤体内进行高压注水,打卸压钻孔放震动炮开保护层等。
2.5.2遥免或减少采掘空间围宕内的应力集中。目的在于减轻冲击地压破坏程度,具体的措施有适当掌握采面开采强度,降低集中应力系数加大巷道断面和支架可缩性,减少冲击地压所引起的巷道围岩变形破坏加强巷道底板控制,减缓巷道底鼓严格执行放炮安全措施,防止放炮诱出冲击地压而危及人身安全。
2.5.3加强矿压观测。提前预报有冲击地压危险的地段提前测出有冲击地压危险的地段,其方法有微震监测、地音监测、钻屑煤粉法及巷道变形量的观测等。
3、对冲击地压理论研究的展望
3.1由于冲击地压问题的复杂性,冲击地压发生机理的研究进展仍比较缓慢,人们对冲击地压理论的认识经历了强度理论到刚度理论、能量理论、冲击倾向性理论,近十年又创立了“三准则”理论和变形系统失稳理论。
预测预报方法主要有:综合指数法(危险程度分析与早期预报)、钻屑法(局部监测方法)、微震法(区域性监测方法)、地音法即声发射法(局部监测预报方法)、电磁辐射(局部监测预报方法)。
3.2三准则”理论是对强度理论、刚度理论和能量理论的综合;变形系统失稳理论是对强度、刚度和能量理论的更深入总结和发展,用这两种理论可以对冲击地压发生的条件进行数值模拟,但“三准则”理论不具备可操作性,变形系统失稳理论在必要条件上还不够具体;突变理论本质上也是对能量、强度和刚度理论的进一步发展,但对冲击地压发生的充要条件还解释不够;分形理论只是一种可预测性和相关性的研究尚未上升到机理上的认识;“三因素”理论不是独立的理论,它是对冲击倾向理论和能量理论的综合与发展。
3.3此外,煤岩体在外载荷作用下所发生的流变特性也是导致其发生破坏和形成冲击动力现象的一个主要影响因素。实际上,煤矿井下层状煤岩体受到集中应力的作用,在某一时期内,这种应力状态是相对稳定的,使煤岩体发生稳定蠕变,不会导致其破坏和形成冲击地压。而在另一时期,由于受采掘活动的影响改变了煤岩体的受力状态,使其发生非稳定或亚稳定蠕变,并经过一定时间的加速蠕变而失稳破坏形成冲击地压。因此,研究煤岩体发生的冲击地压也应当从煤岩体发生的流变特别是蠕变损伤这一角度来开展工作,况且国内外在这方面的研究并不多见。
4、对国内外煤矿冲击地压防治措施及预测预报研究现状的评述
4.1冲击地压防治措施的基本原理。国内外学者共同的观点认为要防治煤矿冲击地压和岩土工程中的岩爆,必须从改变煤岩体的应力状态和它们本身的物理力学性质上着手。
关键词:冲击矿压;形成机理;防治技术
中图分类号:TD34 文献标识码:A
1 冲击矿压概述
冲击矿压定义为:矿山井巷和采场周围煤、岩体由于变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。冲击矿压是煤矿开采中典型的动力灾害之一,通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时,以突然、急剧、猛烈的形式释放的弹性能,导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击,造成井巷的破坏及人身伤亡事故。随着开采深度的增加,冲击矿压已经成为日益威胁煤矿的安全生产的要灾害之一。
2 冲击矿压的机理分析
2.1 冲击矿压的影响因素
1)开采深度的影响
开采深度越大,冲击矿压发生的可能性也越大。根据统计资料分析,波兰煤矿发生冲击矿压时的采深与冲击次数之间的关系如图1所示(纵坐标为冲击指数Wt,即开采百万吨煤炭的冲击矿压次数;横坐标为采深H)。而我国各煤矿首次发生冲击矿压的采深为200m到600m之间不等。我国部分煤矿发生冲击矿压时的开采深度情况如表1所示。
图1 波兰采深与冲击矿压的关系
表1 我国部分煤矿发生冲击矿压时的采深
2)易于发生冲击矿压的围岩结构
易于发生冲击矿压的围岩结构可归纳为:在煤层顶、底板至少有一层坚硬岩层。根据地层结构分析方法,易于发生冲击矿压的围岩大致可以概括为七种力学结构类型(如图3所示),分别为坚硬-坚硬-坚硬型、坚硬-坚硬-软弱型、坚硬-软弱-坚硬型、坚硬-软弱-软弱型、软弱-坚硬-坚硬型、软弱-坚硬-软弱型、软弱-软弱-坚硬型。
a b c d e
f g h
图2 易于发生冲击的覆岩结构
2.2 冲击矿压的发生机理
1)强度理论
最早的强度理论从传统的强度观点出发,认为煤岩体强度达到应力极限时就会形成冲击矿压。近代强度理论着眼于"矿体-围岩"力学系统极限平衡条件的分析与推断,认为煤岩体的承载能力应是"矿体一围岩"系统的强度,导致煤岩体破坏的决定性因素不仅仅是应力值的大小,而是应力与强度的比值。
2)能量理论
随着采掘范围的不断扩大,矿(岩)体发生破坏,引起"矿体-围岩"系统的力学平衡状态破坏时,若其释放的能量大于所消耗的能量,则产生冲击矿压。
3)冲击倾向理论
该理论认为发生冲击矿压的介质都具有一些特殊的物理力学性质,即介质的冲击倾向性,当其大于规定的极限时,就会发生冲击矿压。
4)煤岩失稳理论
该理论认为:根据岩石全应力-应变曲线(如图4所示),在AC阶段,煤、岩体抗变形的能力不断增大,介质稳定;而CE阶段,外界荷载的大小超过了其应力峰值,使得煤、岩体抗变形的能力迅速减小,介质处于非稳定的状态,外界极小的扰动都可能使其失稳,导致大量的能量瞬间释放而形成冲击矿压。
图4 岩石应力-应变曲线
5)“三准则”理论
"三准则"理论是我国学者李玉生在总结强度理论、能量理论、冲击倾向性理论的基础上,结合国外的研究结果所提出来的。该理论认为,强度理论是煤岩体的破坏准则,而能量准则和冲击倾向性准则是突然破坏准则,因而只有当这三个准则同时满足时,才能发生冲击矿压。
6)“三因素”机理
"三因素"机理是齐庆新从煤岩体结构特性的角度,研究冲击矿压发生的机理时提出来的。该理论认为,冲击矿压多发生在断层、煤层变化等构造区域,冲击矿压与煤岩体结构具有密切关系。
3 冲击矿压的防治研究
3.1 冲击矿压防治原则
避免高应力的形成;保证与最大地应力方向平行采煤与掘进; 扩大应力释放范围,以降低应力集中程度与应力释放速度;控制煤层储存能量的条件;控制顶板能量的突然释放与加载;改善底板中的支承能力并加大煤层和顶板的变形;优先开采无冲击倾向性的煤层和无冲击危险煤层;最大限度的降低构造对冲击矿压的影响。
3.2 冲击矿压防治措施
1)整体防治
合理的开采技术。开拓布置、开采方法的合理布置对避免形成高应力集中和能量大量积聚,非常重要就,也是防治冲击矿压的关键。我国陶庄矿水采区开采方案的选择与试验是这方面较为典型的实例。该矿采区地质构造复杂,冲击危险大,针对不同地质条件采取不同的采场布置形式(如水采常规布置方式、避峰跳采布置方式和多区段联合开采方式),有效地控制了冲击矿压的发生。
开采保护层。在进行多煤层的井下开采时,每一层煤的开采工作都相互影响,因此,在设计阶段就要规定煤层群的协调开采,先开采没有冲击危险的煤层,解放冲击危险的煤层,达到降低冲击矿压潜在的危险性的目的。
煤层预注水方法。冲击煤层物理力学特性变化的试验和提高煤的湿度试验,是研究煤层高压注水工艺的基础。波兰上西里西亚矿井中的回采工作面主要采用两种煤层注水工艺,短孔注水法和长孔注水法。目前该项技术日趋完善,欧美国家已将其广泛用于降尘、冲击矿压防治和瓦斯突出。
厚层坚硬顶板处理。厚层坚硬顶板易引起冲击矿压,一是回采工作面上方厚层坚硬老顶的大面积悬顶和冒落,会引起煤层和顶板内的应力高度集中。二是工作面和上下平巷附近直接岩石的悬露,会引起不规则垮落和周期性增压,给工作面顶板管理和巷道维护造成困难。目前较为有效的处理方法是顶板注水软化、爆破断顶。
2)局部防治
卸压爆破:卸压爆破是对具有冲击矿压危险的局部区域,用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。世界上几乎所有国家在开采有冲击危险的煤层时,都把卸压爆破作为主要的解危措施之一。
诱发爆破:诱发爆破是在监测到有冲击矿压危险的情况,利用较多药量进行爆破,人为诱发冲击矿压,从而避免更大损害。
钻孔卸压:采用大直径钻孔减缓冲击危险,此法基于钻孔冲击。利用钻孔周围形成的破碎区的贯通作用,使煤层破裂卸压。
3.3 冲击矿压技术展望
通过对冲击矿压影响因素、发生机理及防治措施的分析研究,其中一些不足的地方,比如说,应充分考虑地应力及采动应力的关系对冲击矿压的影响;对于冲击矿压煤岩体的物理力学性质的更深入研究;此外冲击矿压的有效预测、监测以及控制等等都应该作为今后进一步的研究方向。
结束语
随着矿井开采范围的扩大,开采深度的加深以及开采难度的加大,地质条件和开采条件越来越复杂,冲击矿压灾害日趋严重。通过对冲击矿压发生机理的研究分析,采取综合性的防治措施,在现有的技术水平下对冲击矿压认真地进行测定和预测工作,对具体情况采取有效地防治措施,从而有效降低冲击矿压发生的次数和强度,避免或减少冲击矿压带来的伤害事故,保证矿井的安全生产。
参考文献
[1]齐庆新,窦林名.冲击矿压理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.
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[3]李玉龙,陈科.冲击矿压的产生机理及防治措施[J].山东煤炭科技,2009(2).
[4]刘捷.冲击矿压的研究与控制[J.山西焦煤科技,2009(8).
关键字 一通三防;灾害分析;治理实践;思考
中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)90-0073-02
0引言
我国煤矿大多是井下进行开采,与地面作业相比较有着多数不安全因素,无论是冒顶、水、火,还是瓦斯、煤尘都时刻威胁着财产与人身安全,有时甚至会毁灭性的打击矿井。因此,做好重大事故发生预防工作具有重大现实意义,并急待我们解决。矿井“一通三防”是指矿井的通风、瓦斯的防治、煤尘的防治以及防灭火,一通三防任务是按照安全生产政策,了解并掌握自然灾害发生于发展的规律,并运用科技手段做好灾害防治措施,以便实现安全生产目的。[1]因此,煤矿人员要意识到灾害危害程度,做好一通三防工作,在实际中不断总结教训,降低事故发生率。
1“一通三防”灾害分析
由于我国大多煤矿所在位置都较为特殊,所以煤矿作业具备较为复杂安全生产的条件,因此就不可避免的存在一通三防灾害的威胁。一通三防灾害大体表现为以下几点:1)一通三防中一通和矿井通风相关,因为矿井存在较为复杂通风的网络,所以系统调控的难度较大;2)一通三防中第一个防和瓦斯密度有关,随着瓦斯涌出量日益增多,瓦斯涌出量的异常导致瓦斯问题日益严重且问题越来越明显;3)一通三防中第二个防和煤尘特性有着极大关系,爆炸性强度高煤尘或导致指数较高煤矿爆炸的威胁;4)一通三防中第三个防和煤层自燃关系密切,因为在当今已经开采煤层里1到2类自燃的煤层占据了很大比例,导致大多煤矿都具备较短发火的周期以及较大发火的范围,造成了严重灭火防火现状。[2]从以上几个方面可以看出自燃、煤尘、瓦斯、通风问题等原因都是造成我国大多矿井安全生产存在异常突出发火隐患本质所在。又因为我国大多没看生产还处于“矿井生产走向深部与边界转移阶段”衰老期,因此以上这些导致我国当前多数煤炭的生产都面临着许多安全生产的问题。对此,为确保煤矿的安全生产以及促进我国矿井生产的安全、推动我国煤矿朝着持续快速发展方向前进,我国煤矿针对实际隐患与发火本质原因,具有针对性采取治理措施,成为了迫切的任务。
一通三防灾害具备以下四大特征,第一个特征是突发性,一通三防重大事故发生时是瞬间产生的,给人防不胜防感觉,会给人们心里造成最为严重冲击;第二个特征是灾难性,出现一通三防事故时常常具有重大灾难性的,事故发生会导致重大人员伤亡、井下人员生命遭受严重威胁,一旦抢救措施不到位或抢救决策出现失误就会造成重大恶性的事故;第三个特征是破坏性,一通三防重大事故发生之后,常常会使矿井生产系统被破坏,这个不但中断了生产,还损坏了生产设备与井下工程,造成国家财产损失严重,还增加了事故抢险难度,尤其是破坏了通风系统,难以维持正常的通风,让有害有毒气体扩散面积不断扩大,造成大量人员伤亡;第四个特征是继发性,一通三防重大事故发生常常是在较短时间段里诱发同类事故或其它事故,例如火灾或导致煤尘爆炸、瓦斯事故,有时还会导致再生的火源;另外,爆炸可以导致火灾,出现连续的爆炸,瓦斯和煤突出可以发生在同一地点多次突出,又或者遇到火源导致爆炸。
2“一通三防”灾害治理实践
2.1做好矿井通风系统构建工作
做好矿井通风系统管理工作要将兼顾长远、立足当前作为遵循的原则来执行,并在该原则引导下构建可靠稳定、合理安全矿井通风的系统,使整个矿井有足够强大通风能力,可以符合矿井不同生产时期不同生产的需求。做好矿井通风系统构建工作可从以下几点入手:首先,现有风井主要的通风机通风能力势必要最大限度被发挥,并且不断合理配置与优化调整通风系统,从而推动矿井其通风系统在当前这个阶段至少可以完全符合矿井开展安全生产需求;其次,要不断分析与掌握有关风井主要的通风机运行状况,在必要的情况下,还需适时更换主要通风机的方案;再次,不断强化管理通风系统,若遇到矿井生产一直紧张、采场调整太过频繁等状态时仍旧可以让矿井的通风系统做到稳定合理以及可靠安全;最后,安全保障局部通风,需要进一步加强与提高,特别是加大投入旋式局部的通风机,要逐步的淘汰那些小于11kW局部的通风机,从而使巷道风量和风速可以符合最初设计的需求。
2.2做好瓦斯防治管理工作
做好瓦斯防治管理工作要做好以下四方面:首先,要对原先各类瓦斯管理体制严格执行前提下,严格执行并制定瓦检员其电话的查岗体制,执行该体制,可以避免瓦检员发生脱岗现象,全面落实好瓦检员在现场的交接班体制;其次,当局扇停风、停电,不管有没有导致瓦斯积聚,瓦斯员都必须跟调度室和通风的值班室汇报,同时通风部门要备查登记,现场的施工单位班组长、区队长要跟调度室报道,同时帮助瓦斯人员全部撤出人员,将电源切断以及安装临时栅栏的警标,在将送电恢复之前,先检查好瓦斯,瓦斯只要不超标,相应瓦斯员就可以同意送电恢复。再次,瓦斯管理要遵守宁可停三天,也不可抢一秒原则,并做到不放过瓦斯超限的不处理、汇报的不轻、漏报的假报以及系统的不稳定;最后,仔细做好矿井正常与抽放工程的连续,以便给瓦斯治理构建条件。
2.3做好煤尘防治工作
矿井中煤尘事故是潜在重大的事故安全隐患,综合防尘的工作于生产全程过程每个环节密切相关,有着较大认为制约因素与较大管理难度。这就要求我们工作人员是必要引起高度的重视,贯彻落实好每道生产的工序,综合防尘好各个扬尘环节。首先,要做好人本管理工作,强化各个级别管理人员与职工的教育培训工作,在本质上将防尘综合工作变化成职工自觉的行动;其次,管理责任层层分解,重抓检查并进行严格的考核,将各项措施在现场落实;第三,加大投入的力度,不断提升技术创新的水平,使得综合防尘的自动化逐步实现。
2.4做好自然发火防治工作
自然发火这个安全隐患一直伴随着整个矿井生产过程,具体防治时,要始终坚决贯彻防治结合并以防为主指导思想,同时在这个前提下,有效建立较为全面灭火防火防治系统,在现场中,势必要具体做好以下几个方面工作:第一,加大投入与灭火防火相关注浆量;第二,有效提高密闭的质量;第三,实际应用和不断调整有关的通风均压;第四,不断加强有关的检测监控
综上所述,一通三防工作是确保煤矿进行安全生产的重要保障,各级的领导需要加大重视程度,思想统一,有全局意识,并扎实工作、强化协调,实现煤矿的安全生产,并在源头上降低事故发生率。
参考文献
【关键词】煤矿;开采;地面塌陷;预测;地表下沉;等值线
1. 矿山概况
山西石泉煤业有限责任公司位于襄垣县城西20Km处的夏店镇柴家岭村至下湾村一带,矿区面积12.2251Km2,批采3~15号煤层,开采标高699.97~27.97m,批准生产规模120万t/a。开采方式为地下开采,矿井服务年限为35.4年。自2004年建矿以来,一直未投产,目前正在基建。
2. 地质环境背景
2.1矿区位于太行山西麓、长治盆地的北部边缘。地貌类型为断块剥蚀中低山区,区内黄土梁、冲沟分布广泛,总体地势为南北高、中间低。
(2)8-2号煤层位于太原组上段中部,上距3号煤层40m左右。顶板岩性为泥岩、砂质泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。煤层厚度为0~1.20m,平均0.59m,埋深570~710m。
(5)山西组厚58.60m,共含煤4层,自上而下编号为1、2、3、4号,其中3号煤层为稳定可采煤层,其余1、2、4号煤层为不可采煤层,煤层总厚6.85m,含煤系数为11.69%。
(6)3号煤层位于山西组下部,上距K8砂岩32m左右。顶板岩性为砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。含0~3层黑色泥岩夹矸。结构简单~复杂。3号煤厚5.05~7.20m,埋深530~670m,平均厚6.14m,为稳定可采煤层。
(7)硬质岩石为砂岩,软质岩石为泥岩、页岩。砂岩、粉砂岩呈中厚层状,比较坚硬,泥岩、页岩较软弱,遇水易泥化,抗风化能力低,工程性质差,岩性较为复杂,岩层层理发育,层间结合力较差,软硬相间的岩层导致工程地质性质差异较大(表1),所夹的煤层采空后,易产生地面塌陷地质灾害。
3. 矿山开采现状
该矿目前正在基建,尚未开采,未形成采空区,地质灾害不发育,未造成人员财产损失,地质灾害危险性小。
4. 采煤引发地面塌陷预测
6. 防治措施
(1)对可能遭受地面塌陷、地裂缝地质灾害威胁的主井、副井、风井工业场地、矸石场地及位于矿区内的村庄设计预留保安煤柱,防止地质灾害的发生。
(2)由前述可知,在地表变形范围内,采区边缘有可能出现拉伸裂缝,中心地带因地处山区,一般不会出现沉降盆地,但有可能在地表高低不同的部位出现地面裂缝与地面塌陷。可采取就近取土填埋、整平措施。填埋量根据前述地表下沉等值线及经验公式确定。
7. 结语
通过以上实例对采煤引发地面塌陷的预测及绘制地表下沉等值线,便于确定具体的防治措施,对建立完善的地质环境保护与恢复治理制度,提高矿山企业的资源环境保护意识,促进矿山地质环境的改善,实现矿产资源开采与地质环境保护的良性循环具有重要的意义。
参考文献
[1]《山西石泉煤业有限责任公司矿山地质环境保护与恢复治理方案》,叶晋岩、赵铁玲、乔旭俊、全建英、杜媛,山西省第四地质工程勘察院,2012年.
[2]《矿区采煤塌陷综合治理与评价》,朱伟,《建筑百科》.
[3]《山西襄垣县采煤诱发地质灾害分析》,周亚涛、邓红林、卫宏,《中国地质灾害与防治学报》,2002年.