矿井灾害预防与处理十篇

发布时间:2024-04-29 21:43:12

矿井灾害预防与处理篇1

【关键词防治水顶板水害充水预测预报应急救援

煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。长期以来,因为煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。

1矿井水害类型

主要包括地表水水害、矿层顶板水害、矿层底板水害、老空积

水水害、断层破碎带水害和岩溶陷落柱水害等6种类型。煤层底板突水机理复杂,预先查明的难度大,造成的矿井突水概率较高,是矿山开采发生频率最高、危害程度最大的一种灾害。老空积水主要储集在矿井本身的采空区、与采空区相连的巷道内或矿井周边小矿采空区。这种积水体分布集中,水压传递迅速,采掘工作面一旦接近或揭露,老空积水便可突然溃出,发生透水事故,是矿山开采过程中普遍存在的一种水害。断层破碎带水害既可能与矿层顶板含水层或底板含水层发生水力联系,也可能与老空水发生水力联系,是矿山水害类型中最为普遍的一类,预防和治理的难度较大且复杂。

2充水条件分析

矿井充水条件分析,是矿井水文地质工作的重要环节之一,主要包括充水水源、充水通道和充水强度三个方面的内容。矿井充水通道是指连接充水水源与矿井之间的流水通道,它是矿井充水因素中最关键,也是最难以准确认识的因素。在矿井生产中,把地下水涌人矿井内水量的多少称为矿井充水程度,用来反映矿井水文地质条件的复杂程度,通过富水系数和矿井涌水量来表征。

根据充水条件特征,充水条件分析可划分为人为充水条件分析和自然充水条件分析。自然充水水源主要包括基岩裂隙地下水、承压水、潜水、碳酸盐岩岩溶地下水、上层滞水、松散孔隙地下水、地表水、大气降水、顶板水、底板水、周边水等。主要充水通道包括线状断裂、地震通道、点状岩溶陷落柱、窄条状隐伏露头和面状裂隙网络等。人为充水水源主要有袭夺水和老空水。主要充水通道包括底板矿压破坏带、顶板切冒带、顶板冒落裂隙带、顶板抽冒带、底板水压导升带、地面岩溶塌陷带、封孔质量不佳钻孔等。

3矿井水害预测预报技术方法

目前,矿井防治水必须按照预测预报、有疑必探、先探后掘和先治后采的“16字”基本原则。近年来,主要有下列2类矿井水害预测预报技术方法。

(1)脆弱性指数法

这一方法主要用在煤层底板突水的预测预报。煤层底板突水是我国大部分煤矿在开发过程中普遍面临的工程技术难题。40多年前所提出的突水系数法,已无法满足深部带压开采和现代采煤方法提出的要求,迫切需要一种新的有效方法。脆弱性指数法采用的基本模型就是将具有强大空间信息分析处理功能的GiS与可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合耦合于一体的评价模型。应用非线性ann方法,根据大量的已知突水样本,对模型进行训练学习,确定因素的权重系数,建立底板突水评价的脆弱性指数模型。

(2)三图双预测法

这一方法主要用在煤层顶板突水灾害预测预报。“三图”指顶板冒裂安全性分区图、顶板含水层富水性分区图和顶板突水条件综合评价分区图。“双预测”指天然状态下工作面涌水量预测和人为改造状态下工作面涌水量预测。

4突水事故的应急救援预案

突水事故的应急救援预案包括突水前水灾预测预防预案和突水后水灾现场救援与处置两部分内容。

(1)突水前水灾预测预防预案

要加强矿井防治水的基础工作,重点做好以下工作:健全防治水管理制度,执行防治水有关规程;水文地质勘探和防治水预测预报;机构设置和人员队伍配置及资金;加强职工技术培训,增强抵御水害能力;完善防治水工程设施,建立专业抢险救灾队伍或与专业队伍签订合作协议。

要重点关注以下水灾预兆现象:煤壁“挂汗”;工作面出现雾气;可闻到水的“嘶嘶”声;工作面气温降低,矿压增大,发生片帮冒顶及底鼓;硫化氢气味或pH值很低的强酸性水;煤层变潮湿松软,煤帮现滴水淋水;滴水淋水中可现少量细砂粒物质。

(2)突水后水灾现场抢险救援与处置

突水后的水量估算方法主要有浮标法、水泵标定法和容积法。

被困人员的自救互救要做好以下工作:防止有害气体,躺卧待救;充分利用空间,适度集中;适量饮水,不过度兴奋;及时通告逃生路线;避开主水流;分区隔离。

救援现场的指挥与处置要重点做好以下工作:分析人员位置;判断水灾情况;注意环境,防止疫情;防止突变环境;防止次生事故;排堵截结合;利用压风管;观测流水,监听金属,适度放炮。

5煤矿水害事故频发原因及对策

对煤矿地质构造、含(导)水体、采空区等煤矿致灾因素探测工作不充分、不到位,在宏观上没有完全准确把握对重点矿区致灾因素赋存状况及其规律,在微观上对煤矿建设、生产区域一些具有隐蔽性的致害因素也不清楚,导致煤矿安全生产处于不完全可知的灰色地带,产生极大的盲目性,是水害事故没有得到根本遏制的主要原因。

矿井防治水工作是煤矿安全生产的一个重要环节,必须一靠技术、二靠管理、三靠工程。近年来,防治水制度要求不断严格,评价方法不断增多,技术与装备不断创新,水文地质基础资料不断详实,水害防治工作取得一定的进展。同时,关闭小矿技术基础材料不全、超层越界开采、煤矿采深的增加所带来的水文地质条件更加复杂应引起高度重视,防治水工作不能有丝毫麻痹与松懈。为此,应重点做好以下几项工作:一是坚定信心,水害事故是可以避免和预防的。二是转变思想,充分认识防治水工作的重要性,把防治水和瓦斯治理放到同等重要的位置。三是强化以总工程师为首的防治水工作管理体系。四是要在隐蔽致灾因素普查上下大功夫。五是不断完善装备系统,机构、人员系统,基础排水系统,应急系统,安全督查系统等,实现机制和体制的专业化。六是建立严格的工作责任制。根据实际情况为防治水工作划分出简易区、复杂区和危险区,并根据具体情况制定合理的责任制。七是强化现场管理,特别是干部现场指挥和班组建设。八是抢救透水事故,一定要坚持,决不放弃。

参考文献

[1]张振,周生举-煤矿防治水技术措施研究.《科技信息》-2010.

[2]朱振雷,魏辉-浅谈采掘工作面水文地质条件分析及水害防治对策.《煤矿现代化》-2012.

[3]王长征-斜沟煤矿水文地质条件分析与矿井水害防治措施.全国煤矿安全高效开采理论技术及顶板监控新技术研讨会-2010.

矿井灾害预防与处理篇2

关键词:矿山地质;灾害;类型;防治对策

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.

[2]赵永久.矿山环境地质灾害问题及其勘查方法[J].地质灾害与环境保护,2008,19(2):104-108.

矿井灾害预防与处理篇3

关键词:地方煤矿防治水

中图分类号:tD745文献标识码:a文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0158-01

我国矿井水害主要分布在华北和华南两大区,其矿井水文地质条件极为复杂,水害十分严重,它已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题之一。建国以来,在我国煤矿一次死亡3人以上的重大事故,水害居第三;平均每次事故死亡7.06人,仅次于瓦斯和火灾事故。按水源特征,矿井水害一般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类型。其中岩溶水害又按含水层的厚度分为薄层灰岩水害和厚层灰岩水害两类。煤矿井水害可能造成矿井人员伤亡的恶性事故,对矿井的安全生产有着较大危害。针对我国煤矿水害事故频发的情况,国家煤矿安全监察局在认真总结各方面教训,提出了煤矿水害防治“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。

1地方煤矿防治水面临的新问题

1.1安全生产主体责任未能落到实处,防治水管理不到位

安全生产思想不牢,麻痹大意、存在侥幸心理是导致透水事故的首要原因。一些煤矿企业对水害防治工作认识不足,防范意识差,未将水害防治列入重要议事日程。一些煤矿企业对职工安全教育不够,作业人员缺乏防透水基本知识,一旦发生透水事故,不能及时逃生。另一方面,一些煤矿企业防治水工作机制弱化,水害防治措施责任不明确,存在着在井下透水征兆明显的情况下仍违规组织生产的现象。一些地方小煤矿只顾眼前利益,不顾安全,乱挖乱采,这是发生采空区积水透水事故的重要原因。一些矿井根本没有水害应急预案,从未进行过应急演练,发生透水后,束手无策。还有一些私人矿井由于追逐经济利益的最大化,其防治水害的经费投入不到位,实施抗灾能力较弱。

1.2水文地质资料不清

随着煤矿开采深度的增加,矿井水文地质条件变的更加复杂。一些矿井缺乏必要的基础图纸资料,井下采掘工程平面图与实际误差较大,对井田内或井田边界老空区积水不清楚,没有对井田水害情况开展预测预报工作。采掘工作面有害气体增加,积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。一些地方煤矿在开采第一水平时,煤岩柱留设不够,往往是冒裂带直接进入松散层,对开采前水文地质条件不清,没有按含水层下回采条件留设煤柱,回采后水、砂或泥溃入井。

1.3探放水措施不落实

一些矿井对探放水的组织不够正规,用煤电钻代替探水钻,起不到探放水作用,在发现透水征兆时没有及时采取有效措施。还有一些矿井根本没有探放水措施,盲目掘进,导致水害事故。

1.4防范暴雨洪水工作存在薄弱环节

一些矿井对防范暴雨洪水引发事故灾难重视不够,雨季“三防”措施不落实,废弃老窑充填不实,发生暴雨洪水时井下撤人不及时。当通道堵塞时,积水量增大,水压增大到一定程度就可能发生溃水。一些地方小窑开采方法不正规,渗入采空区的积水从上往下迳流的通道容易堵塞,造成大气降水补给在排泄的通道不固定。

2当前煤矿井水灾防治措施

2.1加强责任意识,切实做好防治水基础工作

安全责任体系相对完善后,责任落实是关键,而管理人员的责任落实是关键中的关键。抓牢管理人员这个关键点,就抓住了安全管理的重点。加强煤矿水害的防治工作,是关系到各地方煤矿安全生产的头等大事,煤矿企业各级管理人员要尽职尽责,才能保证安全生产这一长久目标实现。煤矿企业要结合典型水害案例,加强对职工水害防治知识的培训和教育。各地方煤矿企业要进一步提升各级管理人员责任意识和履职能力,编制规范的防治水规划,进行规范的水害治理工作。相关人员根据每年的采掘接续计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害隐患,提出水害分析预测表及水害预测图。煤矿企业还要组织开展戒浮躁、守规矩、重落实、促发展活动,采用适合本矿井的物探、钻探、化探等先进适用技术,查明矿井水文地质情况。

2.2认真做好井下探放水工作

据《煤矿安全规程》的相关规定:矿井必须做好水害分析预报。矿区水文地质条件相对复杂,煤矿生产是地下作业,因此做好井下探放水工作,掌握矿井地下含水条件具有十分重要的意义。我们有效采取相关技术手段,探出地下水源位置、水量、水压以及施工作业的距离,以便采取相应措施,减少事故的发生。目前的煤矿防水物探方法还不能完全解决煤矿防治水所遇到的实际问题。一些地区煤矿使用的煤矿井下探放水防喷装置对钻具易发生较大幅度的摆动使钻孔空迹偏斜,岩石或煤屑杂物易堵塞钻孔,下泄水量控制不是很好易淹没施工地点。理解煤矿防水物探的整体作用是目前防水物探的发展方向。不断完善现有的技术手段,使物探由定性化研究向定量化发展,使煤矿防水治理又向前迈向一大步。我们可以采用井下探放水钻孔防喷装置,该防喷装置很好地解决了固定难题,从而保证在钻进过程中钻具不发生大幅摆动,解决了钻进过程中的岩石或煤屑杂物堵塞钻孔难题,泄水管加接控制闸阀,控制下泄水量的大小,以防止下泄水量大于大泵的排水量而造成淹没施工地点事故。

2.3制定应急预案,防患于未然

煤矿企业只有提前制定应急处理预案,才能在发生事故时第一时间启动预案,才能防止事故扩大,保证井下作业人员的安全。各地方煤矿企业要从实际出发,握好实事求是这个原则,有计划地开展应急演练工作,每年至少组织一次综合演练或专项演练;各矿井每年组织两次应急演练,其中一次为现场处置方案演练。演练结束后,应对演练效果进行评估,并撰写评估报告。煤矿企业在发生水害后,要立即启动矿井水害应急预案,并积极开展救援工作。

2.4加强雨季“三防”工作

煤矿企业在雨季要加大与应急救援队伍工作衔接,加强与气象、防汛等部门的联系沟通,充分利用现代信息手段及时掌握汛情水情及预警预报信息,建立健全灾害性天气预警处置机制。煤矿企业还要加强巡视和排查工作,在接到暴雨灾害预警后,要实施24小时不间断巡视,煤矿井口标要高于历史最高洪水水位。煤矿企业必须就防范暴雨洪水进行隐患排查,雨季要安排专人负责对本井田范围的地表水体(河流、容水库塘、沟壑);矿井老窑、采空区、溶洞、地下河流的影响;矿井受承压水、裂隙水、断层水影响情况;相邻矿井和关闭矿井对本矿的水害威胁等重点监控点进行巡视检查。

3结语

煤矿防治水问题不仅关系到矿井本身利益,而且与矿工的生命安全息息相关,在提倡以人为本的当今生活,我们要通过各种途径探寻矿井水害发生的规律,发挥防治水新技术的优势,做好煤矿防治水工作,从根本上解决煤矿水害问题,以促进社会经济的可持续发展。

参考文献

矿井灾害预防与处理篇4

关键词:矿山地质灾害;防治

随着我国对于矿山的开采,在开采的过程中由于各种自然因素和人为因素,或者二者的共同作用导致的自然灾害频繁的发生,矿山地质灾害一旦出现,会给周围的自然环境和人文环境造成很大的破坏,也会给人们的财产和生命安全造成很大的威胁,所以,我们要在矿山开采的各个阶段做好相关的预防和治理工作,尽量避免矿山开采造成的各种地质灾害,无法避免的情况下,也尽量的将其危害性控制在最小范围内,这就是我们研究矿山的地质灾害的最主要的目的。

我们要想合理的预防矿山的地质灾害,就必须对其进行必要的了解和研究,才能做到有针对性的预防和治理,首先我们要明确的是矿山地质灾害是地质灾害学科的一个分支,是由于自然地质作用和人为因素导致矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件,这一定义揭示了矿山地质灾害的主要的产生原因和最终影响的因素,也为我们研究矿山的地质灾害提供了科学的方向。随着改革开放和市场经济的深入,我国新一轮的经济快速发展,社会生活的各个方面对于矿物资源的需求量大大的增加,也就导致了采矿产业的快速发展,开采量的加大也就大大的增加了环境的压力,尤其是除了正常的开采活动外的各种开采事故的出现,对矿山的周边的自然环境的影响是非常不利的,这种影响也会间接的通过环境的演变作用于人类的生活和生产。就我国目前矿山的开采现状来看,虽然取得了显著的发展的成绩,为生产和生活的各个领域做出了突出的贡献,尤其是提供资源这个方面,更是起到了非常重要的作用,据有关的资料显示,我国的矿业为各种工业和农业提供的生产资源占其消耗的总资源的三分之二以上,可见其为经济发展做出的重要贡献。但是不可否认的是我国的矿业发展还存在种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出等特点,并且存在上升的趋势,给人民生命财产安全带来很大的威胁。因此,为了减少这种危害和威胁,加深了解矿山地质灾害的主要类型,对合理有效地利用资源和防止矿山地质灾害具有重要意义,下文中笔者将结合自己的经验和知识学习,从几个方面进行简要的阐述。

1.我国矿山地质灾害的主要类型

我国的矿山分布比较广,也就导致了矿山的地质灾害的类型的多样。同时,矿山地质结构的不同和施工的复杂性也决定了矿山的地质灾害种类繁多,但是在众多的地质灾害中常见的矿山目前涉及较广危害较大的地质灾害主要有地表崩塌,井下突水、深井岩爆等。

1.1地表塌陷

所谓矿山的地表塌陷,就是指在各种矿物的开采的过程中,我们通常会对存矿层进行深浅不同的挖掘,导致了地表与地层的分离,这种分离和采空的状态下,如果控制不当,就会导致表层的地面发生坍塌,造成地质灾害。通常情况下,地表塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在开采的过程中,矿山开采到一定的程度,就会形成大面积的采空区,这个时候的操作技术和方式是非常重要的。因为在采空区,我们通常会利用一定的支撑手段来保持地表的稳定,但是若保留的矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷,不仅不利于矿物的开采,也会造成人员的伤亡和经济的损失。一般情况下,处于开采中的矿山都会有不同程度的地表塌陷的隐患,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,也就要求有关的施工部门重点的进行预防。对于一些工程规模较小,或者有条件的开采作业,我们可以采取回填的方式有效的避免地表塌陷的发生。但是若采空区不回填,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大得多的塌陷盆地,一旦地表遭受到各种外力的刺激,就会出现塌陷情况,比如大量的自然降水。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。但是,由于采矿过程是十分复杂的,并且涉及岩层的结构、构造、岩性、成分等许多因素,因而至今尚未形成公认的通用的采矿塌陷机理,不过也不是说地表塌陷就是无法预防和避免的,我们可以根据采矿的经验和当地的地理条件的分析,得出一个地表塌陷的发生的大致情况,并据此做好相应的预防工作,并要随时注意对各种地质情况的监测,一旦出现异常,要尽快找出原因,做出应对反应。

一旦地表塌陷发生后,我们要及时的组织好人员的撤离,以及各种相应的控制措施,以免地表塌陷引发其他的矿山地质灾害,造成更大的经济和人员的损失。

1.2井下突水

据有关的资料显示,目前我国的已知矿山有十二万座,且南北分布状况复杂,这也就决定了各个矿山的具体地质情况和矿产贮藏量有着很大的不同。而且在长期的开采的过程中我们也发现,我国有许多矿山地质和水文地质条件很复杂,地下水作为对于采矿工作的一个重要的影响因素,必须引起各个部门的重视。所以,采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排,在这个过程中,由于具体的操作的问题,经常会出现一系列的地质环境问题,给矿山生产带来许多灾害。井下突水是最常见的矿山水文灾害,具有突发性强、规模大,后果严重等特点,是我们主要预防和治理的矿山水文灾害之一。据统计,近30年来,我国煤矿突水,淹没全矿井58次,部分淹井64次,造成经济损失达27亿元。由于突水的威胁,我国煤炭矿床约有150亿t储量不能开发利用,可见其危害性之大。井下突水主要由含水层引起,所以发生的位置也就是地下水的存储位置,这种位置上的确定比较便于我们的预防工作的开展,其发生的状况是在违规操作或者非正常开采条件下,遇到积水巷道或采空区、溶洞、地下暗河等含水体,容易引起隔离岩层失稳,从而引起灾害,所以我们要强调的仍是在开采的过程中的操作问题,要注意严格按照事前的勘察计划所指导的方式进行开采。尤其是在水体下采矿,应经过专门论证以及采取专门的防治措施,要结合当地的水文情况对矿区的水文特点进行综合的判断,以便顺利的开始排水工作,对于不影响开采作业的水文情况,尽量保持原状,以防止任意的改流和引流造成的其他地质问题的出现。另外,矿坑突水往往水文地质条件复杂,存在软弱破碎带及断裂构造,造成顶、底板的稳定性差,在开采的过程中我们也要做好相关的预防工作,尤其是断裂构造,其中的存水情况和地下水流动情况不好勘察,操作不慎即会引起大量的地下水的突水现象。

1.3深井岩爆

深井岩爆一般发生在大型的开采施工中,因为在我国,当硬岩矿山开采深度超过600m即公认为深部开采。近年,一些大型的开采工程甚至实现了部分金属矿山进入1000m以下深部开采,远远超过了深度开采的标准,这也就导致了开采的难度的增加和地质灾害的发生几率的增大。尤其是高应力条件下的硬岩层往往会发生地下岩爆。岩爆问题已是困扰采矿正常生产的主要问题之一。岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异,储存于岩体中的弹性应变能突然释放,因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。岩爆就其破裂机制而言,是一种开挖卸荷条件下岩石自身弹性应变能突然释放所造成的脆性破裂或爆裂;爆裂造成的岩块(片),则可以爆裂松脱、爆裂剥离、爆裂弹射或抛掷等不同方式脱离母体,其脱离方式、初速度和规模大小等与爆破时的破裂机制及释放弹性应变能的多少和波及深度等诸多因素有关。它的后果是十分严重的,可能造成施工人员伤亡、施工设备毁坏、施工进度延缓,导致施工综合成本增加,已成为世界性的地下工程难题之一。如红透山铜矿目前开采已进入+900~+1100m深度,在1999年发生的一次中等程度的岩爆,导致近100m长的斜坡道一次性崩塌报废和部分采场停产,可见其危害性之大,所以做好相关的预防工作是十分必要的。所以,基于岩爆的危害性,我们要在深井作业时,做好相关的预防工作,对于存在危险的硬岩矿山的开采,尽可能的控制其深度,对于一千米及以上的深井尽可能的不加深其开采。

2.矿山地质灾害的防治措施

我们知道,矿山的开采、挖掘是直接在岩土圈进行的,所以会直接作用于矿山的自然环境,伴随着我国矿山开采强度的增大,其所造成的环境破坏也越来越严重,周边环境的不和谐也会直接或者间接的影响矿山的开采安全,严重的会直接诱发各种矿山地质灾害,所以我们要注意加强对周边的环境的保护,但同时也不能放松对于各种地质灾害的预防和治理,这种灾害的防治从某种意义上讲就是一种环境的保护形式。下面笔者根据自己的工作经验和研究结果,主要从技术方面提出几点地质灾害防治措施,仅供参考。2.1地表塌陷的防治

金属矿山采矿引起的地表沉降塌陷主要是由于采空区塌陷(空场采矿法矿柱支撑系统崩溃造成采空区顶板垮冒,崩落采矿法崩落顶板岩石形成覆盖岩层)造成的。金属矿山矿体开采多属于非充分开采,地质条件复杂多变,地表沉降、塌陷多具有局部性、突然性、随机性,规律性较差。因此,对采矿引起的地表沉降、塌陷,国内外开展的研究工作都较少,对于这种矿山的地表塌陷的预防我们主要依靠的是施工经验,由于后期的治理比较困难和复杂,所以我们要以预防工作为主,做好相关的塌陷事故的预测。对于煤矿山采空区塌陷的治理方法很多,但较常用的方法是充填复垦法。这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地复田,将开采过后的采空无利用这些无用的材料进行回填,既可以避免材料的堆积,也可以防止地表的塌陷。这种方法多用于有足够的充填材料且充填材料无污染,可经济有效防护治理的地区,因其既解决了塌陷地复垦问题,又解决了矿山固体废弃物的处理问题,所以经济效益最佳,但是也仅限于煤矿矿山的开采后的地表塌陷的预防,并且要注意的是在回填的过程中的材料的无污染性,因为一旦材料对于地质具有污染,就会伤害到原有的地表的植被,从而导致水土流失和其他的矿山地质灾害的发生。

2.2井下突水的防治

预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一。首先应当查明工作面断裂分布情况,为预防断裂出水提供依据,对于断裂处要加强支护,重点监测,防止滞后出水。水压是造成隔离岩层出水的重要因素,通过降低水压来减少水压对于隔离岩层的“顶劈”作用,预防出水,所以我们在开采的过程中,要利用各种仪器和构造上的设计尽量的减少水压对于隔离层的影响,因为水的流动性强的特点,导致了其不好控制,所以我们也只能从预防的角度来加强对于井下突水的控制。此外,应当加强对矿井开采工作的管理,严禁违规操作和非正常开采,因为一些中小型的企业在开矿的过程中,为了追逐利益,不顾地下水的自然情况,随意的更改开采计划,导致了隔离层的破坏,从而形成了突水的地质灾害。

2.3深井岩爆的防治

深井岩爆的防治的重要意义在于其主要发生与各种大型的矿山开采的工作中,因其受到开采的深度的限制,一旦发生就会造成很大的矿藏和环境上的危害,所以,做好相关的防治工作是非常必要的。近年来,国外一些经常发生岩爆的采矿大国在岩爆形成机理、预测预报等方面取得了很大的成就。如波兰在煤的冲向倾向性实验研究、冲击倾向性的井下测定等都取得了很好的成就,对于这些先进的技术我们都可以进行学习和引进,更好的为我国的矿山地质灾害的防治工作服务。我国在岩爆方面的研究起步比较晚,但是发展较快,取得的成就也比较显著,我国的自主研发的各项技术也取得了较好的应用效果。例如,冬瓜山的微震监测系统已调试成功。国内外在岩爆的现场控制上,利用合理接排采掘顺序,压力预注水防止岩爆,卸压爆破,改进施工方法以及合理的支护方式等措施。然而,对采矿引起的岩爆发生机理,或者说采矿引起的能景集聚或消散过程、规律,人们还远未掌握。因此,在岩爆发生机理、条件、预测和控制等方面仍有许多问题,还须在理论和实践上对岩爆做更深入地研究探索,也需要我国的相关的科研人员的不懈努力。

矿井灾害预防与处理篇5

1.1探查隐伏导水陷落柱

从已发生的矿井水灾来看,导水陷落柱是危害矿井安全的主要因素。而又由于陷落柱具有隐蔽性、差异性等特点,因而要对其进行详尽的探查存在极大的难题。矿井开采过程中极易因采掘方式不当而引起导水陷落柱发生水害,不利于矿井的安全顺利生产。为了解决这一难题,国家“十二五”已经将其列入重点课题,足见其重要性及在操作上存在的难度。

1.2对奥灰顶部进行全面利用和改造

在煤矿开采过程中极易出现奥陶纪灰岩,而它与主煤层之间的隔水层却又特别脆弱,容易发生水害。而且,不利于我国煤炭资源的开采量。经过研究发现,奥灰岩因顶部的特殊构造,富水性极差,不仅在钻探过程消耗极少量的水,还具有阻水作用,所以对奥灰岩顶部进行全面利用和改造,增加煤层隔水层的厚度,减少矿井水灾发生的频率。

1.3对易发生矿井水灾害的含水层进行研究

矿井开采过程中遇到含水量比较大的岩层就容易发生水灾,所以如果能在开采过程中避开这些含水层则能有效避免水灾的发生。通过对多个煤矿开采基地的综合分析,做好含水层水害防治已成为矿井开采的重要任务。借助先进仪器和设备对含水层进行研究,找出它们的特点,对它们进行加固或其他方式的解决,尽量避免矿井水害的发生。

2有效的煤矿防治水技术措施

2.1预防为主、治理为辅,防治结合

矿井水灾一旦发生则会带来极大的损失,所以应该尽可能地做好预防工作,避免水害发生。但是,若矿井水灾一旦发生,就要及时采用积极的措施进行治理,尽可能地降低损失。为了预防矿井水灾的发生,在矿井设计时就应该有意识地选择不易受水害影响的地点。在开采过程中也要做好各种监测和预防工作。

2.2对矿井内的积水进行疏导,及时将积水排出

矿井水害损失较大主要是因为积水难以及时排出,因此可以通过对矿井积水进行疏导,及时将积水排出,从而降低损失。所以,我们可以挖掘沟渠排放积水;对于因地形限制导致积水难以排出的可以挖掘隧道,将积水引到不会对矿井造成威胁的地方。对于不利于排出积水的地势低洼处,可以利用水闸或专门设置的排洪站等进行排水。

2.3利用地形,争取将水降到最低水位

通过对洪水的截流,使它们不能进入矿井也能有效降低矿井水害发生的可能性。在井口可以通过利用有利的地形,降低水位,空出更多的空间,以便雨季时大量蓄洪。为了能做到这一点要对矿井当地的气候、天气等因素进行研究,得出比较确切的雨季时间,以便提早做好蓄洪准备。对于处在山区的矿井,更要了解附近小溪、河流等的汇水或渗漏情况,并合理利用当地的大坝、水库等。同时,还要注意避开滑坡、泥石流的多发地带,降低水害对矿井的危害。

3结语

矿井灾害预防与处理篇6

[关键词]瓦斯爆炸;防治技术;发展趋势

中图分类号:tD712文献标识码:a文章编号:

在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治对策,显得特别重要。

1瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿。

1.2事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

(1)煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.16%。

(2)瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

(3)引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。

(4)装备不足、管理不落实

矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。但因传感器数量不足、安装位置不对、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行。

(5)管理水平低

许多事故分析发现,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

(6)企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,加强瓦斯浓度和火源监测;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.1瓦斯爆炸事故的预防措施

(1)煤矿瓦斯抽放技术

①我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。

②为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。

③煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。

④利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

(2)矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤冲击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

(3)井下火源防治

除炸药安全性检验、电器防爆检验,还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,消除引爆瓦斯的火源。

(4)优化通风网络及通风系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。

2.2隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

(1)被动式隔爆棚

隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

(2)自动式抑爆装置

使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。YBw-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20~45m的巷道中。

3结论

瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“十二字”方针,健全各项规章制度,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少,煤矿的安全状况才能得到根本好转。

参考文献:

[1]陈学志.浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J].山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.

[2]赵永强.浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J].河北煤炭,2006(2):20-21.

[3]吴财芳,曾勇,秦勇.煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展[J].中国矿业大学学报,2004,33(2):137-140.

[4]黄永菲.高瓦斯采面回收瓦斯综合治理技术实践[J].水力采煤与管道运输,2006,6(2):36-37.

作者简介:李波,2010年毕业于安徽理工大学能源与安全学院安全工程专业,本科学历。现为新集二矿通防办工程师,主要从事防突及瓦斯治理技术管理工作。

参考文献:

[1]陈学志.浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J].山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.

[2]赵永强.浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J].河北煤炭,2006(2):20-21.

矿井灾害预防与处理篇7

关键词:煤矿水灾措施自救

1概述

对于我们国家来说煤矿水文地质条件复杂,而在煤矿建设和生产过程中,常常受到水的危害,一旦发生透水现象不但影响矿井正常生产,而且有时还会造成人员伤亡、淹没矿井和采区,危害十分严重。可我国又是世界上主要产煤国中受水害危害最严重的国家之一,所以,加强煤矿水害的防治工作研究意义非常重大。

2矿井水灾发生的原因及危害

矿井水灾是指矿井在建设和生产中,地面水和地下水通过各种通道涌入矿井,如果矿井涌水不能够使矿井正常排水,就会形成矿井水灾。

2.1矿井水灾形成的原因

知道了什么是矿井水灾后,我们来简单分析一下矿井水灾发生的原因。总结过去发生的矿井水灾,往往是安全思想不牢,思想麻痹,从而情况不明,措施不当所致。其主要原因可归结如下几个方面:

由于对水文地质情况不清,造成井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含水层及打开隔离煤柱。

矿井施工质量低劣,致使矿井井巷严重塌落、冒顶、导致透水。

由于一些矿井存在乱采乱掘现象,从而破坏了防水煤岩柱造成突水。

在测量工作中人为造成的失误,导致巷道穿透积水

区。

排水设备能力不足或设备不完好或排水设备平时维护不当。

矿井出现透水征兆人们未察觉、未重视或处理不当而造成透水。

防水闸门安设合格及年久失修而造成淹井。

2.2矿井水灾的危害

我们都知道在矿井的生产作业中若是发生矿井水灾,将对其正常工作造成很大的影响,导致矿井生产作业效率降低是一方面,更重要的是有可能造成矿井人员伤亡,其具体的危害主要可以从以下几点来考察:

①由于瓦斯爆炸或硫化氢中毒如果发生老空积水,集聚在老空区的瓦斯和硫化氢气体会随水流出。涌出的瓦斯达到爆炸界限,遇到火源就会发生爆炸。在通风不良的井巷中,人员呼吸剧毒硫化氢气体,也会中毒死亡。

②污染生产作业环境。会使巷道有很多的积水,顶板的淋水将导致周围巷道空气以及工作面潮湿,这样就会导致一些病菌产生,不能保障良好的工作环境,危害工作人员的身体健康。

③增加排水费用矿井水的存在,在生产中必须进行机械排水,增加了煤炭开采成本。排水量越大,排水费用越高。

④增加设备的损耗,减少相关设备的使用寿命。水在氧气的作用下对金属设施、设备具有较强腐蚀作用。

⑤损失煤炭资源,为了预防矿井水灾,矿井不得不留设相当规模的安全防水煤柱,严重影响煤炭资源的开发和利用。

⑥伴随突水,会有大量的煤泥和岩石淤积巷道,给救灾人员的通行造成障碍,延长和延误救灾救人的时间。

3矿井水灾的防治措施

既然矿井水灾对矿井安全有着重要的影响,那么对矿井水灾的防治措施就成为重要的工作之一。矿井防治水灾的目的是防止矿井水灾事故发生,减少矿井正常涌水,降低煤炭生产成本,在保证矿井建设和生产安全的前提下,充分合理地回收煤炭资源。为达到此目的,必须根据各矿不同的水文地质特点及矿井水灾发生的原因,采取针对性的安全技术措施。《煤矿安全规章》第二百五十一条规定“煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件,编制中长期防治水规划和年度防治水计划。,并组织实施。”因此防治矿井水灾就要在保证矿井安全生产的前提下,以预防为主,防治结合,井上井下结合。矿井防水分概括起来可分为:地面防治水和井下防治水。

3.1地面水治理措施

地面防水是指在地表修筑各种防排水工程,防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或深入井下,它是保证矿井安全生产的第一道防线,特别是针对以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。地面水治理措施如下:

①合理确定井口位置。井口标高一定要与当地历史最高洪水位高,或修筑坚实的高台,或在井口附近修筑可靠的排水沟和拦洪坝,防止地表水经井筒灌入井下。

②填堵通道。为了不让降水渗到井下,要把矿区地面不平整的地方弄平整,或者采取不透水层等措施。

③整治河流。在矿井范围内有常年性河流流过且与矿井充水含水层直接相连、河水渗漏是矿井的主要充水水源时,可在河流进入矿区的上游地段筑水坝,将原河流截断,用人工另修河道使河水远离矿区。若因地形条件不允许改道,而河流弯曲较多时,可在井田范围内将河道截弯取直,缩短河道流经矿区的长度,以减少河水下渗量。河流改道虽可彻底解除河水透入井下之患,但工程大,费用高,应做技术经济比较后再设计施工。

④修筑排(截)水沟。山区降水后以地表水或潜水的形式流入矿区,如果地表有塌陷裂缝,就会不可避免的加大矿区涌水量。针对这一状况,可以修筑排水沟,把水排到不会影响到矿区的地方,避免涌水量的增加。

⑤做好雨季前的防汛准备工作。做好雨季防汛准备和检查工作是减少矿井水灾的重要措施。炉灰、垃圾等杂物不得堆放在山洪、河流冲刷到的地方,以免冲到工业广场和建筑物附近,或淤塞河道、沟渠。

3.2井下防治水措施

井下防治水工作是一项十分艰巨细致的工作,为正常生产,《煤矿安全规程》对井下防治水作了规定。具体措施有:

①掌握矿井的水文地质资料。

②探放水:都必须贯彻“有疑必探,先探后掘”的原则。

③隔离水源:隔离水源措施包括留设防水煤柱和隔水帷幕带。

④堵截井下涌水:为预防采掘过程中突然涌水而造成淹井事件。

⑤治理地下暗河。

矿井灾害预防与处理篇8

【关键字】煤矿;防治水

矿井水灾是煤炭五大自然灾害之一,是煤炭安全中常见的危害。矿井突然涌水或涌水量超过正常排水能力造成水患,称为矿井水灾。矿井一旦发生水灾,轻则恶化生产环境,造成工作面接续紧张,破坏正常助生产秩序,重则造成国家资源和财产的损失,造成伤亡或淹井事故。

1煤矿井水灾的危害

煤矿井水灾对矿井的生产作业产生较大危害,不仅会降低煤矿井生产作业的效率,甚至会造成矿井人员伤亡的恶性事故,危害国家,危害人民,详细说来主要体现在以下六个方面。

(1)会造成硫化氢中毒、引起瓦斯积聚并进一步产生爆炸现象。

(2)污染生产作业环境。造成巷道严重积水,顶板的淋水会使附近巷道空气以及工作面潮湿,容易引起病菌滋生,恶化工作环境,对个人身体健康构成威胁。

(3)排水费用增加,造成吨煤成本的提高,降低矿井收益。矿井水的多少与排水费用、排水设备和设施息息相关。

(4)增加设备的损耗,减少相关设备的使用寿命。水在氧气的作用下对金属设施、设备具有较强腐蚀作用。

(5)造成煤炭资源的浪费。这主要体现在隔离煤柱的损失。

(6)当煤矿井突然发生涌水现象或总水量超出煤矿井的排水能力时,不仅会造成局部巷道被淹没或矿井局部停产,甚至会造成矿井被淹没以至干人员伤亡等恶性事故,那么煤矿井就会被迫停产、关井。

2当前煤矿井水灾防治措施

目前煤矿井水灾的防治措施,大体上可总结为查明、观测、探水、放水、截水、堵水。那么查明、观测和探水这三个技术措施主要是前期的水灾预防工作,运用监测、预测、探测等手段。放水、截水、堵水则主要是后期的水灾治理,比如在我国被广泛应用的注浆截流技术手段。

(1)查明,是指查明充水水源和导水通道。煤矿井水防治措施的关键是查明工作面及采区、矿井的充水水源及其通道。

(2)观测,主要是指水文观测。具体说来体现在以下三方面:1)运用水文观测孔以及过探水钻孔,观测各类地下水水源的水量变化、水位、水压,查明水质,分析煤矿井水的来源。2)查明水量的补给、地表水体的分布和排泄条件;查明洪水对居民点及工业广场、矿区的影响程度;收集当地的河流水文地质和降水量、气象资料,包括洪水期和枯水期、水位、速度、流量等。3)观测四季矿井的涌水量并总结出规律。

(3)探水。据《煤矿安全规程》的相关规定:矿井必须做好水害分析预报,坚持“有疑必探,先探后掘”的探放水原则。由于受客观认识能力和勘探手段的限制,煤矿生产又是地下作业,水文地质条件相对复杂,因此掌握不清地下含水条件,存在水害疑问区。

(4)放水,即查明水源后,根据水源的特征采取相应的疏放水方法,有准备、有计划地疏放干任何威胁到煤矿井安全生产的水源。这是应对矿井水灾最有效、最积极的方法。

(5)截水。就是查明水源后,受条件所限无法疏放水或疏放水不合理时,采用防水煤柱、防水墙、防水闸门等设施,临时或永久性地截住水源,将水与采掘区隔开,使局部受困不影响整体。

(6)堵水,是指注浆堵水。将专门准备的堵水材料浆液通过钻孔输送到断层破碎带或地层的溶洞、裂隙,使浆液不断的扩张、凝固、并进一步硬化,达到隔离水源、填充堵塞通道的目的。注浆堵水方法实施简便,并且效果也不错,是防止煤矿井透水积极有效的手段。目前这种注浆堵水手段不管从工艺、注浆材料、检测、设备以及注浆应用等方面都有了一定进步。

3煤矿防治水措施的研究方向

3.1对煤矿防水物探的研究

物探方法有成本低、速度快、工作灵活等优点,所以煤矿地质部门也逐渐认可这种方法。但是就目前来说,物探方法发展程度不够完善,目前的煤矿防水物探方法还不能完全解决煤矿防治水所遇到的实际问题,物探方法还要不断的提高和完善,并且还应进一步探索出能够解决实际问题的物探方法。以下是防水物探的发展方向。

(1)理解煤矿防水物探的整体作用。这其中包括地质资料与物探资料的结合,不同的问题采用不同的方法等。不仅可以减少多解性、局限性和盲目性,还可以相互借鉴,以他人之长,补己之短。

(2)不断完善现有的技术手段,物探资料解释由定性化研究向定量化研究发展。

(3)加大物探资料处理自动化、微机化研究的力度,使煤矿防水物探结果标示、资料处理等向前迈向一大步。

(4)加强对与煤矿井防治水息息相关相关并且难度较大的解决地质问题方法的研究。比如预测工作面底板结构、超前探测距离在50m以上等。

煤矿防水物探技术手段经过不断实践与探索,基本形成了应用地球物理这个领域的重要分支并具有自己的特色,同时也已经成为解决煤矿防治水问题的非常重要的手段。实际上,它不仅可以提供解决与煤矿生产相关的地质问题,还可以在减少煤矿自然灾害方面发挥重要作用。因此煤矿防水物探的完善与发展,还会进一步提高水文物探、工程物探的水平。

3.1堵水截流方法的研究

矿井灾害预防与处理篇9

[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

[1]杨洋.探讨煤矿地质灾害特点与对策[J].辽宁工程大学学报,自然科学版,2014,15(14):154.

[2]左子木.煤矿地质灾害及其防治措施分析[J].中国科学.技术科学,2015,26(6):157,158.

[3]乔智峰.煤矿地质灾害与防治措施[J].北京工业大学学报,2013,58(7):309.

矿井灾害预防与处理篇10

abstract:withthedeepextensionsofminingofcoalresources,partofminehasbeenorwillappearhightemperature,highaxon,highgeostress,highkarstwaterpressure,highgas.accordingtothecharacteristicsofdeepgeologicaldisasters,thispaperputsforwardtheproblemsindeepminingandmeasurestodealwiththeseproblems.

关键词:深部开采;五高;灾害;应对措施

Keywords:deepmining;five"high";disasters;measures

中图分类号:tD1文献标识码:a文章编号:1006-4311(2012)11-0295-02

1我国煤矿开采现状

1.1开采深度据预测,我国已探明的煤炭总储量中有65%以上的煤炭埋深在1000m以下,随着采煤机械化程度的提高,我国煤矿目前正以每10年100~300m的速度向下延深。预计在未来10年,很多煤矿的开采深度将达1000~1200m。

1.2高温地温是指煤矿井下岩层的温度。一般情况下,地温随开采深度的增加而增加。地温决定着井下采掘工作面的环境温度,即矿井温度。矿井深度的变化,使空气受到的压力状态也随之而改变。当风流沿井巷向下流动时,空气的压力值增大,空气的压缩会出现放热,从而使矿井温度升高。

根据测量,越往地下深处,地温越高,这一指标由地热梯度来表现。近地表处的地热梯度则因地而异,一般为每千米20~50℃不等,平均地热梯度是每千米25℃,大于这个数字的为地热梯度异常区,如断层附近或导热率高的异常局部地区,地温梯度可高达200℃/km。地温值大小与所在地区的大地热流量成正比,与热流所经岩体的热导率成反比。因此,地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化,也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。总得来看,在整个地球内部地温梯度是随深度的增加逐渐降低,但岩层温度是随深度的增加而增大。

随着矿井向深部开采,井下作业环境条件在逐步恶化,岩层温度将达到摄氏几十度。由于缺乏技术、资金等问题,许多矿井热害治理仍然在靠通风、洒水等简单的物理降温方法进行降温。

1.3高瓦斯我国所有煤矿均为瓦斯矿井。大中型煤矿中,高瓦斯矿井占20.34%,突出矿井占19.77%。小型煤矿中,高瓦斯矿井占15%左右,随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大。因此造成的瓦斯灾害事故频繁发生。近年来,由于瓦斯突出和爆炸引起的死亡10人以上的煤矿事故有70%出现在开采深度600m以下的矿区。同时,我国原始煤层瓦斯含量大,瓦斯涌出强度高,瓦斯压力也随着煤矿开采深度的增加而加大,若煤层的原始透气性差,抽放瓦斯将更加困难。另一方面,深部煤层处于较高的温度环境下,更易引起煤层的自燃发火,触发矿井火灾和瓦斯爆炸事故的发生。

1.4高突随着煤矿开采深度的增加,地压增强,以及煤层瓦斯压力大、含量高、煤质松软、透气性低,煤层瓦斯不易在采前抽采,导致在掘进、回采过程中瓦斯放散量大、放散速度快,再加上开采煤层地质条件复杂,发生高强度的煤与瓦斯突出灾害日趋严重。

上个世纪80年代,南桐矿务局开采深度200-630m,平均开采深度380m,瓦斯压力1.5-6.0mpa;淮南矿务局开采深度340-570m,平均开采深度490m,瓦斯压力1.8-3.6mpa。目前,南桐矿务局开采深度已达到650-1100m,平均开采深度875m,瓦斯压力5.0-10.0mpa,所开采煤层已大部分成为强突出危险煤层;淮南矿业集团开采深度增加到600-1000m,平均开采深度达到800m,瓦斯压力4.2-5.6mpa,现有9对生产矿井全部为煤与瓦斯突出矿井,开采的煤层80%已升级为突出煤层,原来无突出危险的保护层也已升级为突危险煤层。

1.5高水压进入深部以后,随着地应力及地温升高,同时会伴随岩层水压的升高。据实测,在采深大于1000m后,其岩溶水的水压高达7mpa以上,而且随着穿过的含水层增多,水量也会大大增加。矿井岩溶水压的升高和涌水量的增加,使得矿井突水灾害更为严重。

1.6高地应力地壳内各点的应力状态不尽相同,并且应力随(地表以下)深度的增加而线性地增加。进入深部开采以后,仅重力引起的垂直原岩应力通常就超过工程岩体的抗压强度(>20mpa),而由于工程开挖所引起的水平应力集中则远大于工程岩体的强度(>40mpa),由此造成矿井的高地应力。高地应力会引起矿井围岩、支护变形和破坏,并引起矿井动力现象,是诱发冲击地压、岩爆、煤与瓦斯突出等事故灾害的主要因素之一。据山东科技大学用原位测量原理于2007年在赵楼煤矿(当时此矿采深已达到1000m)所作的地应力实测报告显示,水平地应力已经达到36.4mpa,并会随着采深加大而增大。

2现状所带来的问题

2.1井下温度升高、作业环境恶化在深部开采条件下,岩层温度将达到摄氏几十度的高温,如目前我国国有重点煤矿中有70多处矿井的采掘工作面温度超过26℃,其中有30多处矿井超过30℃,最高达37℃,这些热害问题突出的矿井有平项山八矿、新汶协庄矿及徐州三河尖矿等。由于井下工作面温度升高,造成井下工人身体不适、注意力分散、劳动率减低,甚至无法工作。同时,井下温度的升高也缩短了煤层自燃发火周期,增大了煤层自燃的危险性。

2.2高瓦斯矿井数量增加瓦斯和水害是造成煤矿重特大事故的主要元凶,而相比于透水,瓦斯爆炸时间短、威力大、有毒有害气体多,损失更为惨重。随着煤矿开采深度增加,我国煤矿开采深度平均每年将增加10至20米,煤矿相对瓦斯涌出量平均每年增加1立方米/吨,很多低瓦斯矿井也升级为高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井,预计在未来10年内,我国的高瓦斯矿井将占到全国煤矿总数的二分之一以上。2008年以来,通过政府部门加强监管,强力推进瓦斯综合防治各项措施的落实,提升企业装备水平,使煤矿瓦斯事故逐年同比明显下降。如2010年全国煤矿瓦斯事故起数和死亡人数同比分别下降7.6%和17.5%,其中,特别重大瓦斯事故起数和死亡人数同比分别下降50%和70.9%。但是目前仍有一些煤矿企业的瓦斯综合治理技术相对落后,防治措施落实不到位,使得瓦斯灾害事故仍然占到煤矿事故的53.8%以上,并且由于开采深度的增加,也给事故救援增加了难度。

2.3突出矿井数量增加随着我国煤矿开采深度的增加,开采强度的不断增大,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现动力现象,部分不是突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。据统计,截止1999年底,我国大中型煤矿中共有突出矿井104处,而至2008年底,煤与瓦斯突出矿井已达到754处。随着突出矿井数量的增多,煤与瓦斯突出事故也呈逐渐增多趋势,而且现阶段世界上也没有彻底把煤与瓦斯突出的机理完全掌握,同样的防治措施在不同的矿井、不同的地质条件下,取得的效果也不尽相同,使得突出灾害不能彻底杜绝,同时也增加了矿井生产成本。

2.4透水(突水)事故趋于严重透水(突水)是造成煤矿重大人员伤亡和财产损失的主要原因之一。自1984年6月2日河北开滦矿务局范各庄矿发生井下岩溶陷落柱特大突水灾害以来,先后在淮北杨庄矿、义马新安矿、峰峰梧桐矿、皖北任楼矿、徐州张集矿又相继发生特大型奥灰岩岩溶突水淹井事故,近年来又发生了内蒙古神华乌海能源公司骆驼山煤矿特大奥陶纪灰岩层透水事故和山西华晋公司王家岭煤矿特大透水事故。这些事故都造成了极大的人员伤亡和经济损失。

2.5矿压显现剧烈,岩爆频率和强度均明显增加有关统计资料表明,岩爆多发生在强度高、厚度大的坚硬岩(煤)层中,主要影响因素包括煤层顶底板条件、原岩应力、埋深、煤层物理力学特性、厚度及倾角等。目前的统计资料显示,尽管在极浅的硬煤层中(深度小于100m,有的甚至在30~50m)也有发生岩爆的记载,但总的来看,岩爆与采深有密切关系,即随着开采深度的增加,岩爆的发生次数、强度和规模也会随之上升。

随着采深的增加,矿压特征愈发明显,如巷道围岩变形加快、变形量增大,巷道周围变形范围扩大。有些矿井表现为巷道从正常使用期间维护困难到掘进期间就困难,并致使有些矿井巷道刚掘进完成后就废弃,即使未废弃,巷道的长期维护费用也会造成企业的额外负担。据煤炭行业的有关资料表明,近10年巷道支护成本增加了114倍,巷道翻修量占整个巷道掘进量的40%。另外,浅部围岩在临近破坏时往往出现加速变形的现象,工程技术人员常常根据这一现象进行破坏之前的预测预报,且浅部围岩的破坏一般发生在局部范围内,而深部围岩在破坏之前几乎处于不变形状态,破坏前兆非常不明显,使破坏预测预报十分困难,从而造成深部围岩的破坏往往是大面积的,并具有区域性。如巷道大面积的冒顶、垮落、底鼓等。

3现有研究相关理论及采取措施

3.1地热防治针对矿井地温问题,一般降温措施一是改变通风系统,缩短工作面的入风流程,将常用的U型通风系统改为Y型或w型;二是在进风巷隔离或减少矿井热源;三是选择适宜的开采顺序,如采用采区掘进前进式、工作面回采后退式,缩短工作面距离等;四是安装矿井空调制冷设备降温。国内第一套集中式矿井降温系统是山东菏泽赵楼矿的井下降温系统,该降温系统从德国引进。我国在20世纪70年代就曾研制过压气引射器和涡流管制冷装置。1993年7月,平顶山矿务局科研所和原中国航空工业总公司联合研制成KKL101矿用无氟空气制冷机,用于防治煤矿井下地热问题。近年来,矿井空调调节系统渐趋成熟,这是以后深井防治地热主要方向。

3.2瓦斯防治瓦斯防治除通常采用加大风量、提高风速外,还有开采上部或下部解放层释放瓦斯;采取抽放瓦斯措施并对瓦斯加以利用;采取煤层注水用以改变煤的物理力学性质,降低瓦斯应力。

对于开采深度较大瓦斯涌出量大的矿井,可以改变通常的U型通风系统为Y型、Z型及w型通风系统,除了可以有效冲淡瓦斯、减小风速、避免瓦斯积聚、降低工作面温度外,还可以减少含尘量,有利于提高安全生产水平。

针对“U”形通风方式的弊病,《深部开采区导水断水层防水煤柱合理留设探析》中提出“J+e”型混合通风方式并投入使用,有效解决了高瓦斯综放工作面瓦斯涌出量较大和上隅角瓦斯积聚的问题,保证了高产高效工作面的安全生产。

3.3煤与瓦斯突出防治目前,我国在防治煤与瓦斯突出方面,主要是按照《防治煤与瓦斯突出规定》中的两个“四位一体”综合防突措施进行防治,具体分为区域综合防突措施和局部综合防突措施。

区域防突措施主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯两大类。开采保护层就是首先开采与突出煤层邻近而又无突出危险或突出危险性较小的煤层(即保护层),由于采动影响而使突出煤层瓦斯压力、瓦斯含量大幅降低,煤层透气性显著提高,大量高压瓦斯释放,从而消除突出煤层的突出危险性。也就是说,先开采无突出危险的煤层,使其下部突出危险性较高煤层中的瓦斯,通过采动裂隙向保护层大量释放,或者向临近层施工钻孔预抽瓦斯,从而达到开采一层煤、解放一层煤的区域性瓦斯治理的目的。开采保护层是迄今为止防突上最有效、最经济的区域性措施;瓦斯预抽就是对煤层中赋存的瓦斯提前进行抽放,使其瓦斯压力和含量降低,以消除煤层的突出危险性。按照工程类别分为地面井抽放、穿层钻孔预抽和顺层钻孔预抽。

局部综合防突措施又称为工作面防突措施,主要包括预抽瓦斯、钻孔排放、水力冲孔、金属骨架、煤体固化、深孔松动爆破等。工作面防突措施与区域综合防突措施原理基本一致,最大区别就在于区域措施的作用范围更大一些。

3.4突水(透水)防治针对深部开采突水(透水)问题,首先需要做好水文地质基础工作,了解矿井深部岩层含水层及其它溶洞含水情况;二是采取技术措施进行防治,按照《煤矿安全规程》规定,有留设隔离煤柱、设置防水闸门及“探、防、疏、排、截”等技术措施。

各深井煤矿实施的措施有:①地面防治水。做好地面裂隙、沉陷区及雨季防水调查、检查及回填、封堵等工作,防止地面河流、洪水等进入井下,造成水害事故。②井下探放水。坚持“有疑必探,先探后掘”的探放水原则。在巷道掘进前,必须进行超前探放。充分利用物探和井下钻探等手段,分析工作面顶底板的富水性,加强矿井防治水的针对性和有效性。对于接近强含水层的部位,可以采取边探边掘边注浆边掘进的方法,以便顺利通过含水层。对于接近含水断层的部位,要首先查清断层的位置、含水性及导水性,并通过地面钻孔的水位观测及水质分析,确定其是否会导通强含水层,以便及时采取相应的防治措施。③探放老空水。工作面开采后,在某些采空区有可能造成局部积水,当在其下方进行掘进施工时,这些老空积水有可能进入下方工作面,造成突水事故。因此必须对有突水可能的工作面进行探放水工作。④疏水降压。对于带压开采的工作面,在开采前对含水层进行疏放,将其水压降低到安全水压之下,以达到安全开采的要求。⑤注浆堵水。通过此法可以阻断含水层的补给,减少排水量,变含水层为隔水层,以增加煤层顶底板有效保护层的厚度。

3.5高地应力防治高地应力的主要结果是引起深井岩爆灾害,在《深部开采岩爆及采空区与地应力关系的研究》中提出的采空区隔离技术,是对采空区用钢筋混凝土结构隔离(有一定高度和足够长度),在垂直方向以水平构筑,在水平方向以垂直构筑,那么采空区位移范围比较小,可以保持采空区稳定,也可以使采空区形成的应力集中不会往下传递,从而减少岩爆发生的频率和强度。

高地应力引起另一个结果主要是巷道变形严重。阜新矿业公司采取了让压支护技术,该技术主要是采用高强让压锚杆+金属网+w型钢带+锚索进行联合支护,支护后的巷道变形量明显减小,支护效果明显,支护巷道成本低,同时减少了维修、翻修的人力、物力和财力。

4结论

深层煤矿床赋存规律、开采地质条件与精细探测基础研究,既是一个重大基础性前瞻科学问题,又是保证我国煤炭工业可持续发展的现实课题,与国家经济发展和社会需求密切相关。它对于揭示深层煤矿床的构造应力场、地温场、煤层瓦斯、深部岩溶水的赋存和运动规律,探讨深层煤矿床动力地质灾害的机理,发展煤田地质与勘探理论,保障未来深部煤炭资源的安全高效开发,具有重要的科学意义。

参考文献:

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