礦井災害防治范文

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【關鍵詞】礦井水 預測預報防治技術 措施

中圖分類號：O741+.2 文獻標識碼：A 文章編號：

在我國絕大多數的煤礦都是地下開采井下作業，煤礦井下工作場所客觀條件制約很多，水、瓦斯、頂板、煤塵問題提出的改火，以及運輸、機電等都可能成為礦井事故的原因，如果預進方法防和處理不及時，嚴重的甚至會出現重大人員傷亡和財產損大礦集失。特別是煤炭整合之后，一系列的小煤礦生產管理問題尤為突出。礦井水害一直是制約我國煤炭生產發展的重要因素之一。地下水涌入礦井, 不僅造成生產損失和人員傷亡, 導致多種環境負效應, 而且還威脅著大量煤炭資源不能開采。隨著相關學科的發展和新方法、新手段的應用，防治水技術必然會向新的高度邁進。

一、礦井水的來源

1、采空區積水。在井田內如果有大面積的采空區，或者周邊有其它煤礦的大面積采空區及古空區，可能存蓄地下水。在礦井頂板巖石冒落導水裂隙帶或地質構造等不同溝通渠道的作用下，可對下方的煤層礦井產生不同程度的突水。礦井開采中對此應引起高度重視，建議對全井田進行補充勘探，進一步查明水文地質情況，補充完善采空區、老窯及其周邊小窯積水情況，有無越界開采的情況，以便準確地指導礦井設計、施工和生產。

2、大氣降水。大氣降水通過不同成因的基巖裂隙及松散堆積物孔隙在裂隙溝通的情況下進入礦井，成為礦井突水的間接，且重要的補充來源。礦井涌水量受降水的季節變化影響，具有明顯的動態變化特征，且有延后特征。

3、含水層地下水。井田礦井頂板冒裂帶將溝通其影響高度范圍內各含水層之間的水力聯系，使地下水進入礦井，成為礦井突水的主要來源。在開采過程中也不排除在特殊構造部位( 如隱伏斷裂構造) 的越層補給。

二、礦井水的防治措施

1、礦井地下水災害的防治

（1）災害性水源的防治：對于滲漏嚴重的水庫、河流等，應進行鋪底或河流改道，在礦區建庫蓄洪。調節控制雨季區域性的洪水流入礦區的洪峰水量，減少洪流入滲暈。

（2）災害性通道的防治：地表防治，采用塌陷的回填，或圍堤筑壩；地下防治，采用淺部截流或帷幕注漿；井下防治，是避開巖溶發育地帶，控制大出水點的流量，修水閘墻或水閘門，井下注漿等。

（3）人類采礦活動：人類采礦如在淺部采用長壁全冒落法進行開采，地表形成大的積水坑而使涌水量激增，此時采用其它采礦方法則有可能減少或避免涌水量增加。采礦方法不當破壞原有阻水構造，隔水層，冒落連通其它含水層及地表水體，引起災害，故應正確規劃人類自身的采礦活動。

2、構筑防水閘門和水閘墻：為了使井下局部地區的涌水不致波及其它地區或攔截水源，將開采區與水源隔離，避免礦井受突然涌水的襲擊，此時應在井下適當地點構筑水閘門或水閘墻。水閘門一般設置在可能發生涌水需要堵截而平時仍需運輸或行人的巷道內，如井底車場、井下水泵房和變電所的出入口等。對于大水礦井必須設計密封式泵房，以保證礦井全部淹沒而泵房與變電所安然無恙，仍可照常運轉、排水，以至恢復礦井的正常生產。

3、注漿堵水：注漿前期應該用物探方法查明下伏含水層頂部的巖溶、裂隙的分布情況；然后選擇適當的注漿工藝使其封閉，并充當隔水層的作用，進而加大了隔水底板的厚度至大于臨界厚度值。對于斷層較多、裂隙發育完全的碎裂底板，必須采取超前探測水，之后實施注漿，從而封閉了導水裂隙，加大了底板巖層的強度。當掘進或回采過程中遇到個別斷層或陷落柱突水時，可在查明具體情況后進行局部注漿堵水，從而達到安全開采的目的。

4、完善礦井排水系統，提高礦井抗災能力。所屬整合礦井應該按照技術改造設計完成排水系統施工工作，按照相應的技術要求進行改造，逐步形成完整的礦井排水系統。加強防治水技術指導、服務工作，防治重大突水事故發生。為了確保各礦技改安全，堅持“預測預報、物探先行、鉆探驗證、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，搞好采掘工作面水害管理。要求整合礦井必須采用“有掘必探、物探先行、鉆探驗證”的方法進行掘進鉆探相步結合，有效防治重大突水事故發生。

三、幾種預防預測技術

1、采煤工作面底、頂板突、潰(淋)水預測預報技術

（1）底板突水預測預報：底板突水預測預報一直是煤礦防治水工作的重點之一。研究工作基本集中于兩個方面: 一是對底板突水機理的試驗與理論研究；二是研制和開發用于底板突水的預測預報技術，包括用于信息獲取，信息處理及信息解譯的儀器、設備及計算機軟硬件技術。

（2）底板突水預測預報技術：基于突水機理研究形成的各種理論大多都有各自的一套突水預測預報方法。根據目前國內外學者的研究，一般都認為含水層的水壓和保護層強度是確定能否突水的主要原因。因此研究重點放在了礦壓、水壓的變化及在它們聯合作用下斷層、裂隙等的力學性質及形變方面，即采動應力場和滲流場藕合分析。

（3）底板突水機理：研究底板突水機理研究是預測預報技術重要的基礎工作。該研究可分為3類，即現場寫實分析法(經驗法)、數值模擬和物理模擬法(相似材料模擬法)。近年來，較有影響的研究工作主要為: 突水災害發生的力學機理研究、采礦對斷層的擾動機理及力學模型、礦井突水的自然水力壓裂效應、煤層底板突水形成機制的非線性動力學模型、應力與裂隙網絡滲流藕合模型、高壓水流沙層突水機理研究等。

（4）頂板潰水潰沙分析及預報：頂板潰水潰沙是與底板突水不同的另一類災害類型。它主要是指沿一些強導水通道, 或因采礦擾動而使地表、第四系水、沙或充填于巖溶洞穴等中的水、沙同時潰人礦坑而造成災害事故。

2、水文地質條件探查技術

水文地質條件探查是包括礦床水文地質在內的一切水文地質工作的重要基礎。常規的、傳統的水文地質條件探查工作是在相應的普查、初步勘探、詳細勘探階段或普查、詳查及精查階段進行的。自80年代中期以來，隨著生產發展的需要，煤礦床水文地質條件探查工作較以往不同的是出現了兩個較大的轉變: 一是研究對象從大到小，即從區域、礦區到采區、工作面的轉變；另一是研究工作從地面到井下的轉變。

3、帶水壓安全開采技術

帶水壓安全開采技術簡稱為帶壓開采技術。它是指當煤層底板隔水層承受較高水壓時，在不進行或很少進行降低水壓的情況下確定能否安全采煤的技術。該技術的重大進展在于：對突水系數進行改進，建立了帶壓安全開采的安全水壓預測模式，并已經實踐檢驗，投人使用。形成了帶壓開采工作面評價技術，即“五圖、雙系數、三級判別法”。

4、礦井水“排供結合”及凈化處理技術

隨著人們對水資源可貴性認識的不斷深人，煤礦防治水技術由單純的防排水向礦區水資源綜合利用方向發展, 即從單純的破壞水資源來換取煤炭資源向兩種資源的共同開發和利用發展, 由此而形成的主要技術有:礦區排水與供水相結合技術(排供結合技術)；礦區地表水、地下水聯合調度，合理調配技術；礦井污水凈化處理及再利用技術；截流與疏供結合配套技術；礦區地下水優化管理技術。

四、結束語

礦井水災害作為礦井常見災害中最為危險的一種，不能掉以輕心，要通過積極完善制度和加強專業技能培訓，逐步提高礦井工作人員的安全意識和標準作業化規范施工；通過成立專業的處理機構來強化基礎設備和技術的投入，建立良好的統籌協調機制，確保防范措施落在實處。只有不斷完善基礎設施和技術力量儲備，才能夠較為顯著的降低資源整合后礦井的水災害風險。

參考文獻：

[1]煤炭工業部.煤炭資源地質勘探抽水試驗規程.北京:煤炭工業出版社,1980.

[2]全國礦產儲量委員會.煤炭資源地質勘探規范.北京:煤炭工業出版社,1986.

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一、煤礦開采對地質環境的影響

（1）煤礦開采對植被、水土流失以及土地沙漠化的影響。礦區地表植被稀少，生態環境脆弱，煤礦開采時，必然會造成大面積毀林毀草，致使水土流失，從而引發土地沙漠化。防治措施：建設單位做到：礦井建設與環境建設同步進行，提高植被覆蓋率，減少水土流失。（2）礦坑排水對地質環境的影響。礦區為了正常生產，需疏排礦井水，其結果必然會導致地下水位下降，井泉干涸，植被枯死，從而影響當地居民的生活用水及農田灌溉用水。另外，礦井產生的各種生活污水及工業廢水如不處理，可造成地下潛水和土壤污染，直接污染其附近水源。防治措施：設計部門應考慮防范措施。（3）煤礦生產對地面環境的影響。大規模的開采，礦井必將形成大面積的采空區，使煤層頂板失穩下沉，出現地裂、地面塌陷、地面沉降等地面變形，重者可使地面建筑物、公路、管道等公共設施遭到嚴重破壞。防治措施：在采掘中應注意保護建筑物、公路等地面設施。保安煤柱應留設，采空塌陷區應及時回填，恢復植被。（4）固體廢棄物對地質環境的影響。煤礦主要固體廢棄物為井巷掘進的廢石及煤矸石，廢棄物堆放可能產生的環境地質問題有：侵占草原和耕地、減少土地資源，污染土壤；廢棄物中有害元素因降水的長期淋濾往往富集在水中，污染水資源。防治措施：煤礦生產時廢棄物堆放盡量少占草原和耕地，堆放處應鋪設隔水的粘土層，以減少對水資源的污染。

二、地震與礦區穩定性

據中國地震局主編的《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）劃分，本區所在地，地震動峰值加速度為0.05g，地震烈度相當于Ⅵ度。錫林浩特市西烏珠穆沁旗境內曾發生5.9級地震，錫林浩特市、赤峰市等地有感。防治措施：礦區地面建設時必須采取防震與抗震措施，防患于未然。礦區內目前尚未發生過較大規模的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害和較為嚴重的環境污染問題，自然狀態下不會有不良自然現象發生。因此，地殼的穩定性較好。

三、地質災害

（1）礦井生產往往形成大面積采空區，放頂后出現地裂、地面塌陷、地面沉降等地面變形。從計算結果分析，導水裂隙帶（包括最大冒落帶）最大高度未達地表，但采空區放頂后，彎曲帶（整移帶）可能波及到第四系。另外，采空區放頂后，部分地段導水裂隙帶達到了第三系松散層，松散層會對礦井直接充水，會導致地下水位下降，從而引起某些地段地面沉降、地面塌陷。防治措施：采掘中應注意建筑物及公路等地面設施保安煤柱的留設，采空區及采空塌陷區應及時回填，恢復地面植被等綜合治理措施。（2）地下水的污染。礦區地下水的污染源有礦坑污水、煤礦工業及生活廢水，礦坑廢石、煤礦工業廢渣、生活垃圾。地下水污染的防治措施有：一是液體廢棄物防治。積極引進礦井生產新技術，發展無污染新工藝；重復利用廢水，減少污水排放量；加強技術改造，實行廢水資源化；堅持嚴格的廢水排放標準；生活飲用地下水源必須設置衛生防護帶，上游或影響半徑范圍內不得有各種污染源存在。二是固體廢棄物防治。首先要發展無廢工藝，減少廢物生成量，土地復墾；其次是要開拓固體廢棄物資源化新途徑，即從固體廢棄物中回收有用物質，以獲得新的用途；最后是要采用物理、化學、生物等技術對固體廢棄物進行減量與凈化處理，并選擇安全排放場地，不但能防止地下水污染，而且還能防止土壤的污染和減少土地的占用量。

四、礦區水環境及有害物質

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關鍵詞：礦山；地質災害；環境保護；邊坡；爆破

1礦山開采主要地質環境問題

礦山的開采過程也是對原有生態環境[1]的改造過程，不可避免的會對原生環境造成一定程度的破壞，實際中最常見的是采石平臺和陡崖，它們的出現會造成較為嚴重的水土流失和崩塌災害，還會污染地下水，另外，開采過程中會產生大量的廢石，這些廢石的無序堆放也在一定程度上破壞了原有的植被環境，對周邊環境也造成影響。

2礦山地質災害類型

2.1巖土體變形

(1)礦山開采是在山體內部開挖洞穴，從內部改變山體結構，影響地面與山體穩定性，且一段時間后可能出現地面或采空區塌陷，引發巖土體變形。比如礦山采空區，如放置礦柱數量較少，或因礦柱出現破損，都會降低其支撐力，引發塌陷，尤其是礦體在地表埋藏較淺，開采平緩區域，是地面塌陷多發區域。而對礦體開采位置的深入，開采后若沒有及時回填，或是崩落采空區，其達一定規模后，會因支撐力不足塌陷。同時如在巖溶分布較多區域開采，也可能因礦山排水，造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不僅直接影響耕地資源，其也會破壞道路、建筑物等，進而停止開采。(2)邊坡失穩、滑坡與巖崩。礦山一旦遭遇過度開采，那么極有可能發生邊坡失穩、滑坡與巖崩的災害。另外開采方式的不合理，也會導致邊坡因坡度過陡而結構失穩，從而引發一系列的開采事故。(3)坑內巖爆。它的另一個名稱是礦產沖擊。出現這一災害原因是，礦坑周圍及頂部與底部巖石，在地殼擠壓下有一定壓縮，如某個區域被挖空形成自由面，這個區域擠壓力會受影響，地應力從自由面釋放，使周圍巖體破裂成數個小塊，向空間內噴射，給礦山穩定與開采人員生命安全帶來威脅。(4)采礦引發地震。如果礦山開采采用的開采方式不合理，或者施工人員操作不當，便會埋下地震的隱患。這種情況下引發的地震震源一般較淺，地震力會從四面八方對地表和井下進行嚴重的破壞。

2.2地下水位變化

2.2.1礦坑內水位上升在礦山開采時，常常會早遇到礦坑內水位上升的災害。這種災害的發生突發性強，影響范圍大，并且會造成很嚴重的后果。礦坑內水位之所以會上升，與對坑內用水量的錯誤預估分不開，另外在開采中也常常會打穿水斷層，導致地下暗河的水大量涌入礦坑內，嚴重的會危及作業人員的生命安全。2.2.2礦坑內泥沙涌出一般來說，礦坑內水位上升的同時也會伴隨著大量泥沙的涌入，地裂縫中的泥沙也會乘機涌入礦坑，礦坑被積聚的泥沙過多就會堵塞礦道，導致人員和設備被埋。2.2.3環境污染礦山的開采不可避免會對環境產生一定程度的污染，開采中的廢土、廢渣和廢水如果不經處理直接排放，那么便會引發嚴重的環境污染問題。

2.3礦體內因引發的災害

瓦斯爆炸和地熱是主要的礦體內因。發生瓦斯爆炸主要是因為巷道內通風條件不佳，瓦斯氣體大量凝聚不能散開，一旦遇到某類化學物質，便會發生嚴重的爆炸。另外隨著開采的深入，礦山內的硫會釋放出越來越高的溫度，地熱危害一旦發生，便會給井下開采帶來這多的困難，甚至會危及開采人員的生命安全。

3礦山地質災害防治與地質環境保護

3.1堅持礦山地質環境保護[2]原則

3.1.1堅持“在保護中開發，在開發中保護”的原則礦山開采必須要有發展的眼光，要從長遠準備，就是要將礦山的開采和環境保護進行結合，要堅持保護為先的原則，要有保護的進行礦山開采，這是保證礦山開采可持續發展的根本路徑。3.1.2要堅持“預防為主，防治結合”原則預防為主是礦山開采時必須要堅持的原則，這也是為礦業發展的長遠利益考慮。另外在進行開采時，也要堅持防治結合的原則，確保礦山開采與環境保護同步發展。3.1.3要堅持“礦山生態環境監測、治理和科學研究、科學管理相結合”原則為強化礦山開采中的環境保護工作的順利開展，要做好全面的監督檢查工作，確保科學管理。

3.2重點區域的防治

首先，在進行礦山開采之前，要進行詳細的地質勘查，對礦山的邊坡參數進行合理設置，并且要在開采的過程中加強對邊坡的監測，一旦出現失穩隱患，則要立即采取措施予以加固；其次，針對已經存在的災害點，最主要的工作便是做好開采之前的加固，將地質災害的發生概率降到最低；再次，針對渣場和廢渣，要做好合理處理，可以采取優化邊坡坡度選擇及擋墻設計的方式，預先設置攔渣壩，盡最大可能做到科學的利用；第四，在對坑道進行開采時，關鍵是要保證坑道內有足夠的支撐能力，并且隨時做好監測工作，防止支撐力不夠而產生塌方。

3.3次重點區域的防治

礦山開采之前需要修筑數條入場公路，并且要建設生活區域，這個過程必然會涉及到邊坡的開挖，其結果是會形成很多邊坡和廢土廢渣，一旦處理不當，就會為滑坡和塌方等地質災害的出現埋下隱患，另外，一些廢渣隨意堆放在路上，也會有下雨后出現坡面泥石流的危險，并且大量的滾石依然是威脅邊坡安全的重要因素。基于此，在對礦山開采之前，要做好詳細的參數設計工作，并積極采取加固措施對邊坡進行加固，常見的是設置排水溝，將水與邊坡隔離開，能夠起到很好的防止泥石流發生的作用。除此之外，也要加強施工管理，合理處理廢渣，可將廢渣用于后期的山體植被恢復中。

3.4實施爆破措施

開采礦山不可避免的會采用火藥爆破措施來實施巖土體的破碎，然而火藥爆破技術的技術性很強，實際實施中一定要掌握好技術要點。火藥爆破技術一般應用在開采現場或者是井巷挖掘區內，合理的使用爆破技術[3]不僅能夠為開采工作提供便利條件，而且還能夠有效防止地質災害的發生。需要注意的是，如果使用光面爆破技術進行爆破，那么需要在在降低藥包量直徑和使用裝藥量上進行研究，目的是有效降低爆炸的程度，對周邊環境的破壞也能降到最低。合理的使用光面爆破技術，能夠達到很好的減少礦體裂縫、降低塌陷的效果，對周圍環境的影響也能降到最低。

4結語

綜上，伴隨我國社會經濟迅猛發展，作為關鍵物質前提的礦產資源，在進行發展過程中須給予高度重視，必需堅持環境保護為前提，從而在有效完成礦產資源利用時最大限度降低對生態環境破壞[4]，保證礦業長遠和可持續發展。

參考文獻

[1]周建海.礦山地質環境恢復治理模式分析[J].中國高新技術企業,2016,(18):159-160.

[2]鄭曉棣.淺談我國礦山地質環境存在的問題[J].科技風,2015,(14):145.

[3]張紅杰,李振安,邱守強.礦山地質環境影響治理分析[J].山東煤炭科技,2012,(04):133-135.

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[關鍵詞]煤礦地質災害；災害類型；防治方法

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0062-01

煤礦地質災害就是在煤礦采掘過程中，因大量采掘井巷破壞和巖土體變形及礦區地質、水文地質條件與自然環境發生嚴重變化，危害人類生命財產安全，破壞采礦工程設備和礦區資源環境，影響采礦生產的災害。煤礦地質是出現概率較大的災害，它不但對煤礦產業造成非常大的損失，而且還會對人們的財產和生命構成危害。為此，治理煤礦地質災害非常緊迫，只有最大程度地減少煤礦地質災害的出現，才可以使煤礦采掘變得更加科學、安全、有序、正常。

一、山體塌陷滑坡

1.產生原因

山體滑坡是煤炭采集區常見的地質災害類型，災害往往會出現在地形相對復雜的區域。當山體斜坡處的土石受到雨水的侵蝕，會造成水土融合體的移動下滑，引起山體的滑坡和塌陷。此種災害需要滿足幾個必備因素；第一是地形復雜，山體多；第二是足夠的降水量；第三是地質體無法提供足夠的支持力。因此，煤炭開采會引起地質體發生改變，支撐力會減小，當水滲入土體后坡體強度發生改變，造成原有斜坡的角度和外形也隨之改變，同時地質支撐力的作用原理復雜，內部發掘深度的提高也會造成原有力關系破壞，這些都是煤炭開采導致下滑力增加所帶來的地質災害。

2.防治方法

整治山體塌陷滑坡的措施歸結起來有三種：一是消除或減輕水對誘導滑坡的影響；二是改變滑坡外形、增加滑坡的抗滑力；三是改變滑帶土石性質，阻滯滑坡體的滑動。所有這些措施，都需要具體情況具體分析，有針對性地使用，才能收到“藥到病除”的好效果。例如，對于由地下水作用引起的滑坡，在事先弄清地下水補給來源、方式、方向、位置和數量的基礎上，主要采用截水盲溝、盲洞、仰斜鉆孔等工程加以排除；對于因江河沖刷引起的滑坡，應著重修筑河岸防護工程；對于因挖方修建鐵路、公路，破壞了山體平衡，采用抗滑擋墻、抗滑樁等支撐措施來恢復平衡，效果比較顯著，對于因地表滲水或自然溝水補給而引起的滑坡體滑動，則宜采取地面鋪砌防滲、地表排水及溝床鋪砌等措施；對于因滑動帶土質不良而引起的滑動，可考慮采用灌漿、焙燒等改良土質的辦法，也可以采用疏干工程來減少水的作用。

二、地面沉降與塌陷

1.形成原因

在煤礦開采之后經常發生的地質災害是地面沉降與塌陷。在煤礦開采過程中，地下開采、施工破壞了采空區圍巖的初始應力場，使得采空區域的巖石發生破碎，導致出現地表位移、塌陷的現象。此外，隨著煤礦采空區的不斷的擴展，大量進行地下水的抽排處理，使得采空區和地下水不得不重新進行分布，由于坡度逐漸加大，就會形成面積較大的降落漏斗，最后出現地表沉陷情況。因此，煤礦引發的地面沉降與塌陷地質災害使采掘工作更加復雜，加重了災害的深度。

2.防治方法

（1）地面塌陷坑。地面塌陷坑多為切冒的圓柱或漏斗狀，并有大量裂縫形成，應立即圈定危險區域，設立保護帶，用煤矸石或黃土充填。并利用各種勘察手段，查明地下情況，對易于治理和有關聯的地區再次同時進行地下治理，若地處偏僻或地下采空區范圍大則劃歸隔離區，禁止人員進入和進行工程采礦活動。

（2）井下充填法。對于采空時間短，采空面小，頂板變形小的采空區，可利用原有巷道進行井下充填，充填材料以毛石、沙土為主，充填前，應將采空區內有害氣體及積水進行排放，同時做好頂板支護。

（3）地表充填法。對于變形要求低、安全等級較低的建筑，宜通過地面打孔向采空區段充填砂礫及泥漿。根據頂板巖性、頂板上覆巖層荷載，設計充填孔口徑及密度。

三、礦井突水災害

1.形成原因

凡是井巷掘進或工作面回采過程中，接近或溝通含水層，被淹巷道、地表水體、含水斷裂、溶洞、陷落柱而突然發生的突水事故稱為礦井突水。這是因為井下采掘活動破壞巖層的天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處進入采掘工作面。由于采礦時疏干排水或深降強排，產生水頭差，于是灰巖地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會發生突水事故，造成突水災害。

2.防治方法

（1）地表防治水。地表防治水是指在地面修筑一些防排水工程或者采取其他措施，防止或減少大氣降水和地表水涌入或滲入礦井下。具體包括：①設計井口和地面設施基礎標高時，應參考礦區歷史最高洪水位來確實，以保證在任何情況下礦井不致被水淹沒。當井口及工業場地內建筑物的高程低于當地歷史最高洪水位時，必須修筑堤壩、溝渠或采取其他防排水措施。②當有河流通過礦區范圍時，可通過河流改道或整鋪河床的方法，避免河流水對礦井的潛在威脅。③當大氣降水及地表水直接或間接滲透礦井采空區、采煤塌陷、陷落柱等漏水區域時，可通過修筑排水溝、用隔水材料填堵漏水裂縫等防止地表水滲入礦井下。

（2）井下防治水。①井下探放水：當采掘工作面遇到以下情況時，必須進行探放水：一是接近水淹沒或可能積水的井巷、老空區或相鄰礦時；二是接近導水斷層、含水層、鉆孔、灌漿區、溶洞或導水陷落柱時；三是接近可能與水庫、蓄水池、河流、水井等相通的斷層破碎帶時。②井下截堵水。井下截堵水主要利用設置防水煤柱、水閘墻、水閘門等堵水設施，臨時或永久地截堵住涌水，在礦井突水災害發生時，隔離巷道或封閉采區，使某一地點突水不致危及整個礦井，減輕突水災害的影響。

四、煤礦礦震災害

1.形成原因

礦震，在煤礦中又稱為沖擊地壓，指礦井高應力區內煤體、巖體及斷層在受外界擾動瞬間失衡破壞時，釋放出很大能量而引起以猛烈震動或爆發式破壞行為特征的礦山動力現象。礦震是采礦誘發的礦山地震，是造成礦井死亡事故的主要自然災害之一。

2.防治方法

（1）合理進行開采部署。①煤柱：工作面之間盡可能不留設煤柱或只留設寬度極小的煤柱，以有利于采空區覆巖主關鍵層的運動與沉降，減少覆巖主關鍵層的懸空面積與采空區周圍的能量積聚。②推進方向：采取從斷層、褶曲軸部、采空區、煤柱開始回采的開采程序。開采過程中，應避免工作面向斷層方向推進，將開切眼布置在斷層一側，或者將工作面沿著斷層方向布置。

（2）覆巖主關鍵層下位離層注漿減沉。綜放面覆巖主關鍵層下位離層量大，閉合速度慢，甚至可以長期存在，對主關鍵層下位離層進行注漿，粉煤灰在離層空間內沉淀形成充填體，減緩主關鍵層的運動，從而達到防治礦震災害的目的。

（3）合理泄風與構筑強力堵風密閉。①泄風把沖擊氣浪引入專用排風井巷，排出地面。泄風井巷可采用區回風巷或礦井總回風巷替代，亦可在采區邊界或礦井邊界掘進專用的泄風巷或泄風井。②高強密閉：礦震壓縮空氣一般不超過1.0MPa，通過增加密閉強度，把壓縮空氣隔離在采空區內，使其在采空區平衡。

總之，煤礦作為能源的重要組成部分，在我國經濟建設與發展過程中扮演著重要的角色。在煤炭開采過程中會不可避免的出現地質災害，目前需要做的是通過現有的科學管理方法和技術去降低地質災害出現的概率，降低災害造成的損失，因此防治工作具有現實意義。

參考文獻

[1] 沈德仁.關于煤礦地質災害防治措施迫在眉睫[J].科技與企業，2012（21）.

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煤礦地質災害是在采煤過程中引發的破壞性災害，它不僅給煤礦帶來巨大的經濟損失，而且還嚴重危及到人類的生命財產安全。煤礦地質災害是煤礦的五大災害成員之一，同時也是自然災害的一份子。煤礦在開采過程中，由于開煤采石常常會引起山體滑坡、地表水土流失、地面塌陷等災害發生。煤礦在開采時，由于大量的抽排地下水，極易造成地下水位的降低，最終導致礦井周圍的水資源匱乏，甚至會造成一定的地下水污染，給當地農民的生活造成極大的用水困境。地下進行煤礦開采時，由于一些不合理的操作常常會引起瓦斯爆炸、地震、地面塌陷、礦井突水等災害發生。煤礦開采時，一些廢棄的煤矸石常常堆砌成山，對周圍的地表環境造成嚴重的影響，煤矸石上的有害元素也會隨降雨的沖刷流入地表或地下水，嚴重造成周圍水體的污染。上面的所有災害都是煤礦地質災害的表現。因此我們要加強對煤礦災害的治理，保證煤礦的安全生產。如今，煤炭是我國的主要能源之一，大約占70%，因此煤炭企業在我國國民經濟增長中占有重要的地位。然而，由于煤礦地質災害的不斷發生，將會嚴重制約著我國社會經濟和煤炭行業的健康發展。煤炭在開采過程中不僅遭受礦井災害的威脅，而且還會受到一些自然災害的威脅。煤礦地質災害所造成的損失大概占全國所有災害損失的10%。例如，2004年，河南大平煤礦發生瓦斯爆炸事故，最終造成18人受傷，56人死亡。不斷的煤礦地質災害給我們敲響了警鐘，現在已經到了我們必須采取防治措施的時候了。

2煤礦地質災害誘發因素及特征分析

2.1煤礦地質災害的誘發因素分析

誘發煤礦地質災害的因素很多，主要有以下幾個方面：

（1）在煤礦開采過程中，由于工作人員沒有嚴格按照規范進行開采，或在開采過程中忽視對災害的預防工作，例如隨著煤礦開采深度的不斷增加，煤礦周圍的地應力也不斷增加，最終引起大面積的冒頂發生，甚至引發巖爆等地質災害的發生。

（2）有的煤礦在生產過程中，只注重追求片面的經濟效益，而不能嚴格的遵守規范開采，甚至出現一定的采富煤放棄貧煤，給后期的開采工作埋下一定的安全隱患。

（3）過去由于各地區煤礦的開采規范不同，造成一些農民自主開發煤礦，他們在開挖過程中完全沒有安全防范的意識，甚至會對國有煤礦造成嚴重的資源和環境破壞，并且留下了一定的災害隱患。

（4）有的煤礦在開采過程中，管理不科學、開采不規范最終導致了災害的發生，例如，煤礦采空區未進行及時的回填、管理人員盲目指揮、生產過程中產生的廢渣和廢水未經處理隨意排放、地質人員對工區地質和水位條件了解不夠等都可能引起災害的發生。

2.2煤礦地質災害的特征分析

礦山地質災害具有一定的不可預見性，因此在對礦山進行關閉處理時可能會留下一定的災害隱患。露天開采的煤礦閉坑后也會留下一些災害隱患，例如滑坡、泥石流等。這是因為露天開采過的煤礦雖然進行了一定的回填，但是仍然會存在一定的高度差，特別是一些礦坑比較深的煤礦更是如此，最終導致一些災害的發生。地下的礦井閉坑后留下的災害主要有地面沉降、地裂縫、地面塌陷等，嚴重的時候甚至會誘發山體開裂，引起滑坡等地質災害。這些災害具有一定的滯后性，它們在開采期間只是短暫發生甚至一點跡象也沒有，等閉坑一段時間后將會引起一定的地質災害發生。煤礦地質災害一旦發生，將會給當地的農民造成難以想象的災難。

3煤礦地質災害的主要類型

我國發生過多期次的構造運動，導致煤礦的地質條件比較復雜，因此在煤礦開采過程中經常會引發一些災害的發生，主要有山體滑坡、地面沉降、泥石流、崩塌等，其在煤礦地質災害中所占的比例如圖1所示。

3.1地面沉降地質災害

地面沉降災害是指地下煤礦被開采之后，采空區周圍的原始地應力遭到破壞，造成地應力的重新分布，直到達到新的地應力平衡為止。在地應力重新分配過程中，會引起礦井周圍的地表和地下巖層發生一定的移動、變形甚至開裂等破壞現象發生。在我國煤礦生成過程中，地面沉降引起的地質災害非常突出。在我國東部富水地區，因地面沉降常常會形成一定范圍的塌陷湖泊，然而，在我國西部缺水地區常常會形成一定的沙漠化，甚至導致地面傾斜加大。嚴重影響著礦井周圍的環境發展。3.2山體滑坡地質災害煤礦開采過程中，一些廢棄的煤矸石會被堆放在一起，其堆放處的原始應力平衡常常會被嚴重破壞，甚至會誘發崩塌、滑坡等地質災害發生。據專業人員的統計發現，我國每年因山體滑坡所造成的經濟損失就達數億元。例如，2004年，重慶東林煤礦煤矸石因暴雨被沖垮，造成大量煤矸石沿坡面瞬時被推移500m，導致14戶住房被壓塌，甚至被夷為平地，造成了嚴重的人員傷亡。經調查得之，這次滑坡造成24人被埋，3人生還，18人失蹤和3人死亡的重大災害。

3.3煤礦瓦斯突出

瓦斯在原始煤層中主要呈吸附或游離狀態存在于煤層的孔隙、裂隙之中，當煤礦被開采時，導致煤層及周圍的地應力發生改變，破壞了瓦斯的封閉系統，導致煤層中儲藏的瓦斯瞬時被釋放出來。釋放出來的瓦斯在自然或人為的作用下，可以造成瓦斯爆炸、工作人員中毒和火災等災害的發生。3.4礦井突水事故在煤礦的生成過程中，礦井突水事故也比較的常見，嚴重時將會直接影響到礦井的正常生產。一般的礦井突水都具有涌水量大、水勢兇猛、損失巨大等特點，如今已經被列為威脅礦井安全的重大災害之一。

4煤礦地質災害的防治措施

為了更好的保證我國煤炭行業的持續、穩定發展，相關部門就必須重視煤礦地質災害的防治，根據煤礦的實際情況出發，制定有效的災害防治措施。

4.1加強煤炭行業的科學管理水平

隨著我國煤礦地質災害的頻繁發生，各相關部門對防御地質災害已經給予了高度的重視，并開展了相應的煤炭管理課程，充分提高管理者的管理水平，減少煤礦地質災害的發生。各種地質災害的發生都有其自然屬性，既有一定的偶然性又有一定的規律性，因此，煤礦生產過程中要嚴格按照煤礦生產的規章制度，對開采區進行合理的規劃，嚴格禁止亂采亂挖現象。

4.2弄清開采區的地質構造，有效的做好防災準備

有些煤礦地質災害的發生是由于構造的運動引起的，例如斷層運動等。因此，查明礦區范圍內的構造情況，充分的掌握各種構造的特點、性質及活動的情況，在煤礦開采過程中，對其進行有效的預防，盡最大可能降低災害的發生。

4.3健全煤礦的通風系統，降低煤礦的瓦斯濃度

在煤礦生產過程中，無論是個人還是國家、集體的煤礦，都必須嚴格按照國家的規定，配備有效的通風系統和嚴格的瓦斯檢查制度，禁止工人在礦井中使用明火等，更好的保證礦井的安全生產。

4.4因地制宜綜合防治

不同地區各種地質災害的分布及爆況也不一樣，因此應根據當地的地質特點、環境特點等制定合理的災難防治措施，保證煤礦的安全生產。

5結束語

篇6

[關鍵詞]瓦斯防治； 監測監控；火災防治；煤礦災害

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0077-01

緒論

中國煤炭資源儲量豐富，目前煤炭在一次能源消耗中所占比重最大，但每層賦存條件復雜、安全形勢嚴峻，礦井災害一直是影響煤礦安全生產的重要因素之一，國內各大科研機構圍繞中國煤炭存在的各種災害進行聊深入研究并取得了一系列成果[1-4]，對礦井重大災害的預防和治理起到了重要作用。但是我國煤礦災害防治領域還存在諸多關鍵技術難題尚未解決[5]，事故總量和傷亡人數仍然偏高，安全生產形勢依然嚴峻。

1.瓦斯災害防治技術難題

1.1瓦斯災害治理的理論和技術基礎難題

目前，我國煤礦對瓦斯災害治理的基礎理論研究薄弱，對瓦斯災害發生機理、災害的演化過程尚不能全面認識，從而影響了瓦斯災害防治關鍵技術的進展。對于煤與瓦斯突出機理的認識未能突破，影響煤與瓦斯突出預測預報技術發展，尤其是影響臨界值的確定。需要攻克的主要難題有以下兩項。

（1）瓦斯運移、抽放作用規律和瓦斯煤塵爆炸機理。對瓦斯賦存、運移和涌出規律的系統研究；對不同開采條件和瓦斯抽放條件下瓦斯涌出規律和分布特征、地應力和瓦斯運移場的耦合關系的認識；對煤礦生產環境下瓦斯煤塵爆炸特性及其演化傳播規律、瓦斯煤塵連續爆炸發生的條件和傳播特性的深入研究等。

（2）煤與瓦斯突出機理與防突技術基礎。目前，我國煤礦地質構造對災害的控制機理和規律尚不能認識、仍停留在“假說”階段。雖然我國也曾做過一系列的研究，但是對機理的研究多是零星展開的，缺乏系統性。

1.2煤層瓦斯含量測定技術難題

我國已經成功開發出了地質勘探期間煤層瓦斯含量、煤層瓦斯涌出量的預測方法和裝置。雖然這些技術已經在煤礦是用了幾十年并經過多次改進，但是其精確度仍是一個十分突出的問題，其測定值普遍低于實際值，以致使有的煤礦在建井期間就不得不進行安全補套設計，及造成了大量資金的浪費且帶來系統性的事故隱患。

1.3瓦斯抽放技術難題

（1）構造煤的探測和區劃研究。為提高瓦斯抽放率，急需探明原地構造煤分布區及其厚度，探測清楚原地構造煤瓦斯含量和突出區，還需要解決在高應力、高壓力、高瓦斯構造煤區使用的鉆進設備和抽放技術難題。

（2）松軟低透氣性煤層的本煤層瓦斯抽放技術。其核心就是要解決松軟煤層的順層鉆進施工問題。

（3）高抽巷瓦斯抽放技術。在采煤工作面上方裂隙帶布置瓦斯抽放巷道是當前十分有效的抽放技術，但施工量大，經濟成本比較高，為克服其缺點，用水平定向長鉆孔代替高抽巷的研究，至今已研究出了施工鉆孔長度達600米到800米的強力鉆機和鉆孔工藝，需要繼續研究能施工1000米的鉆孔的鉆機、鉆具和鉆進工藝，同時，還需要研究鉆孔測斜、糾偏的技術和裝備。

（4）改善煤層滲透性的技術。多數高瓦斯礦井的滲透率較低，嚴重制約了瓦斯抽放技術的發展。

（5）采動區瓦斯抽放控制煤層自燃發火關鍵技術。利用采動卸壓而提高瓦斯抽放效果是煤礦很有前景的抽放方法，但是抽放同時極易帶入空氣從而導致自燃發生，因此，需要加大力度對采動區瓦斯抽放控制煤層自燃的研究。

（6）瓦斯抽放濃度控制技術。抽放瓦斯時，控制抽出瓦斯的濃度對瓦斯抽放效果和安全利用是十分重要的，但目前仍沒有成功的技術和方法。

（7）瓦斯抽放標準。急需解決的一個技術標準問題就是煤層瓦斯抽到什么程度即瓦斯含量和瓦斯涌出量降到什么標準，就認為達到了“先抽”的標準和達到這一標準的技術和方法。

2.煤礦安全監測監控技術存在的問題

2.1瓦斯傳感器技術

目前，國外應用于煤礦的瓦斯檢測原理主要為熱催化、熱導、光干涉和紅外，而我國主要為熱催化、熱導、光干涉，以熱催化和光干涉為主。紅外氣體測量原理在煤礦瓦斯監測方面我國雖幾年前就已展開但是最終因為其采用電機機械調制，儀器功耗大、穩定性差、造價高而不能廣泛推廣。半導體激光吸收光譜技術用于煤礦瓦斯檢測是國際方面的最新研究動向，而我國最需要做的就是對現有的熱催化瓦斯敏感元件的技術指標進行提升和改進。

2.2監測監控系統

（1）監控系統傳輸網絡體系結構需升級換代，安全和生產動態信息的傳輸缺乏穩定、快速、可靠的通訊平臺。在地面，采用工業以太網絡、現場總線組建監控系統的技術已經很成熟，而我國煤礦監控系統仍然采用主從式窄帶通訊體系結構、時分制通訊和低速總線巡檢等傳統方式，周期長，傳輸速度慢、故障率高，災害隱患信息容易漏報、誤報，時效性也差。

（2）目前的煤礦安全監控系統主要功能是監測，控制功能單一，根本無法做災害或事故的預警。利用監控系統對礦井重大災害預測預報的實用性和準確性不高，不能有效指導安全生產，只是對采掘工作面和其他傳感器設置地點的瓦斯濃度或其他參數的簡單監測，不能根據變化趨勢和整個礦井的信息進行專家診斷，形成對災害的有效預警。

（3）現有的監控系統還存在報警后的處理預案不完善，現場維護力量薄弱、設備無故障工作時間短、抗干擾能力不強等。

3.礦井火災防治技術存在問題

雖然在煤礦火災防治理論和技術領域通過近幾十年的攻關研究逐步形成了以預測預報、火災監測、火災預防和火災治理技術、裝備和材料為一體的綜合防滅火技術體系，但還是遠遠不能滿足目前我國礦山火災防治的要求，主要表現在以下幾方面：

（1）基礎理論研究方面不夠深入，不能揭示礦井火災災害的深層次理論問題。

（2）在防滅火材料研究方面不夠成熟、缺乏針對性。

（3）防治工藝技術的創新性不強，特別是在關鍵性技術的研究和應用方面缺乏專用設備，導致防滅火等現場工作難以迅速展開。

（4）整體技術的繼承性不高，不能實現智能控制。

（5）矸石山的危害防治技術。

4總結

以上問題，是我國煤礦災害防治方面急需解決的難點問題，需要從實用技術推廣和集成，關鍵技術突破及基礎理論研究三方面著手。具體應整合安全科技資源，形成產學研相結合的安全創新體系，建立以煤炭科學研究總院為主體的國家煤礦安全關鍵技術轉換平臺，建立以煤炭企業為主體的成果推廣應用和再創新平臺，建立以高效為骨干的基礎研究平臺，國家也應繼續支持煤礦安全技術研究中心的擴建。

參考文獻

[1] 王顯政，楊富，朱鳳山，等.煤礦安全新技術[M].北京： 煤炭工業出版社， 2002.

[2] 宋元文.煤礦災害防治技術[M].蘭州： 甘肅科學技術出版社， 2007.

[3] 黃俊，牛艷萍，蘆山.影響煤礦安全的因素與防治對策[J].潔凈煤技術，2007，13（ 3） ： 94-96.

[4] 盧鑒章，劉見中.煤礦災害防治技術現狀與發展[J].煤炭科學技術，2006，34（5）：1-5.

[5] 方樹林.中國煤礦災害防治技術的研究現場與發展趨勢[J].潔凈煤技術，2012，18（1）：90-94.

篇7

【關鍵詞】高瓦斯；突出礦井；瓦斯災害；分級處理

煤礦安全生產直接關系著煤礦工人的生命安全，同時，作為中國主要能源之一，煤炭產量影響著社會經濟發展。隨著煤炭需求增加，為了確保合理的煤炭供應結構，煤礦開采深度不斷加大。然而，煤礦高效生產直接受煤礦災害因素制約，因此，需要煤礦企業采取有效措施解決、治理煤礦瓦斯災害。作為一種主要的區域瓦斯防治措施，預抽煤層瓦斯是消除突出礦井危險的主要方式，在煤層開采中廣泛應用。

1.高瓦斯及突出礦井瓦斯災害的影響因素

1.1自然條件

突出礦井瓦斯災害發生的根本條件是礦井煤層瓦斯賦存條件，主要包括瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤層透氣性、地質構造、瓦斯壓力等條件。同時，影響這些礦井煤層瓦斯賦存條件的因素包括煤層傾角、煤層埋藏深度、煤的吸附特性等。例如，在煤層傾角較大情況下，煤層內瓦斯便易沿著地層向上排放，從而降低瓦斯含量。而在煤層傾角較小情況下，瓦斯排放困難，瓦斯含量增加。而對于煤層埋藏深度而言，在不受地質結構影響的煤層區域，當煤層埋藏深度不太大的情況下，煤層埋藏越深，其瓦斯壓力與含量越大。同時，煤變質程度越大，煤層瓦斯含量越大。此外，煤層與周圍巖層透氣性越小，煤層瓦斯含量越大。

1.2技術因素

作為礦井瓦斯治理的關鍵因素，礦井瓦斯治理技術對于突出礦井災害治理具有重要作用，但其仍存在一些問題。治理技術主要包括礦井通風、生產布局、瓦斯治理、防突技術等。其中，防突技術是治理突出礦井瓦斯災害的關鍵，包括局部防治、區域防治。局部防治技術即為煤巷掘進工作面、石門揭煤工作面所實施的突出防治，包括工作面防突措施、危險性預測、安全防護等。區域防治技術主要為煤層瓦斯抽采技術、保護層開采技術等，包括區域防突措施、突出危險性預測、區域驗證[1]。

2.高瓦斯及突出礦井瓦斯災害分級處理方法

2.1地面鉆井預抽技術

地面鉆井預抽技術即為在地面鉆井，抽采煤礦瓦斯，從而減少采空區瓦斯總量，解決煤層工作面上隅角瓦斯超限問題。利用地面鉆井預抽，在工作面回采后，便可通過地面鉆井抽采采空區內瓦斯。在具體操作中：（a）在工作面中部設置鉆孔位置，開孔直徑約為310mm；（b）將鉆井施工至開采煤層頂板，終孔直徑約為90mm，兩孔間距約為350 mm，單個鉆井范圍為300m×300m。此外，地面鉆井預抽技術適用于煤層瓦斯預抽時間大于15a、瓦斯含量大于16m3/t的區域，因此，在本次研究的1井區、2井區均可采用地面鉆井預抽技術，以此降低瓦斯含量，減少瓦斯含量。

2.2順層鉆孔預抽技術 底板巷道穿層鉆孔預抽技術

在瓦斯預抽時間較短、瓦斯含量較高的煤層區域，可聯合使用順層鉆孔預抽技術、底板巷道穿層鉆孔預抽技術。在操作過程中：（a）可先采用底板巷道穿層鉆孔預抽技術抽采瓦斯，在煤層底板巷內施工鉆場，并在鉆場施工穿層鉆孔，且確保每個鉆孔將整個煤層穿透，孔徑為75mm左右，孔深在70mm～90mm之間；（b）在確保底板巷道穿層鉆孔預抽瓦斯達標后，利用順層鉆孔預抽技術，在煤層中掘進巷道進行順層鉆孔預抽，鉆孔孔深長800mm～1000mm。例如，在山西寺河煤礦1、2井區，瓦斯含量均大于16m3/t，為實現大面積區域預抽，可聯合使用順層鉆孔預抽技術、底板巷道穿層鉆孔預抽技術[2]。同時，在順層鉆孔預抽技術過程中，可采用煤層斜交順層鉆孔，即在煤層工作面上、下順槽處實施鉆孔，且確保兩鉆孔斜交交叉，從而使相同斷面的鄰近鉆孔平面相交，集中應力產生于相交區內，鉆孔塑性區半徑增加，煤層透氣性增加，瓦斯抽采效果更好。底板巷道穿層鉆孔預抽技術示意圖如圖1所示。

圖1 底板巷道穿層鉆孔預抽技術

2.3高位走向鉆孔預抽瓦斯

頂板高位走向鉆孔，即在煤層工作面回風巷位置每隔90m～120m設置1個高位鉆場，并將10個～15個高位鉆孔布置在每個鉆場上，從而抽采本煤層、鄰近層回采后采空區內瓦斯。同時，高位鉆孔布置過程中，可分別將3排鉆孔布置在開采煤層上部40m、30m、20m處，且每排均布置5個鉆孔。此外，鉆孔采用的是Ф108（mm）鉆頭。具體施工示意圖如圖2所示。

2.4順層鉆孔遞進式預抽

利用開拓巷道打鉆鄰近工作面，進而使預抽區域覆蓋鄰近工作面，實現瓦斯抽采，即為順層鉆孔遞進式預抽。順層鉆孔遞進式預抽適用于瓦斯含量相對較低的井區，例如在3井區，瓦斯含量在7.08m3/t～11.32m3/t，可采用順層鉆孔遞進式預抽。在具體操作中，在已有巷道實施鉆孔，預抽區覆蓋至相鄰2個工作面，且對距工作面巷道條帶約19 m區域進行覆蓋。同時，鉆孔長度為260m～400m，預抽區域傾向長度210m～350m，鉆孔之間相隔5m。利用順層鉆孔遞進式預抽，施工過程中，可在掘進巷道位置區域、回采工作面范圍預先實現瓦斯抽采目的，這樣，在回采、工作面挖進過程中，可有效減少瓦斯大量涌出，以此防止瓦斯超限，順利、有序銜接各工作面，有序循環大規模的掘、采、抽等環節，消除瓦斯對煤礦開采的制約，提高單個工作面煤礦開采量[3]。

3.結語

對于高瓦斯、突出礦井瓦斯災害治理而言，可采取分級處理技術，根據施工條件、瓦斯含量，采用順層鉆孔遞進式預抽、順層鉆孔預抽、底板巷道穿層鉆孔預抽、地面鉆井預抽技術等技術，并可靈活聯合運用各技術，提高瓦斯抽效率，最大程度降低瓦斯含量，實現安全生產。

【參考文獻】

[1]付常青.淺析煤礦瓦斯災害事故的原因及預防[J].中國礦業，2010，19（12）：102-103.

篇8

關鍵詞：實驗室 參數測定 突出危險預測 瓦斯治理 指導分析

前言：為準確及時地開展瓦斯參數及各項突出指標的測定工作，補充和完善瓦斯地質數據庫，隨時掌握井下各工作面的瓦斯變化，并進行突出危險性分析，確保礦井安全生產，興安煤礦于2012年11月建成了防突實驗室。

一、實驗室建設的意義

煤礦企業建立瓦斯基本參數實驗室后可以隨著采掘工程的推進，隨時測定煤層瓦斯基本參數，掌握煤層瓦斯的動態變化，進一步研究瓦斯分布規律，進而形成瓦斯預測分析結論，指導礦井安全高效生產。

1、落實《防治煤與瓦斯突出規定》的需要

按照已經頒布、執行的《防治煤與瓦斯突出規定》中明確規定，生產礦井新水平、新采區在開采前必須進行煤層瓦斯基本參數測定并委托有資質單位進行突出危險性鑒定。若鑒定為突出煤層，則突出煤層回采（包括石門揭煤作業）前必須執行區域措施，其中包括區域預測、區域措施、區域措施效果z驗及區域驗證。其中各種突出危險性鑒定指標、預測指標和措施效果檢驗指標均需井下實測，實測主要參數為：瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數、煤層突出指標等。各項參數的測定大多需要在實驗室進行，為了有效貫徹落實《防治煤與瓦斯突出規定》，建立瓦斯基本參數實驗室非常必要。

2、煤礦煤層瓦斯賦存研究的需要

在煤層瓦斯賦存規律的研究中，重要的一項內容就是煤層瓦斯含量的測定，瓦斯含量的測定可以采用直接法和間接法，無論采用直接法還是間接法進行煤層瓦斯含量測定，都需要建立瓦斯基本參數測定實驗室，因此，要進行煤層瓦斯賦存規律的研究，必須建立瓦斯基本參數實驗室。

3、實現礦井安全生產、高產高效的需要

對于瓦斯災害嚴重礦區，瓦斯治理任重道遠，瓦斯成為制約安全生產的重要因素。建立瓦斯基本參數實驗室后，通過在實驗室的參數測定，收集不同標高，不同位置的瓦斯參數，通過數據分析研究掌握瓦斯分布動態，研究瓦斯賦存規律，在生產活動中通過實驗數據適當的采取相關措施，避免事故的發生；通過實驗室基本參數的研究，可以對礦井井田范圍內的瓦斯災害進行全面分析和劃分，對災害程度進行區別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指導煤礦進行合理的安排采掘布置，有針對性地采取防突措施和瓦斯治理技術，實現礦井高產高效。

二、防突實驗室工作職責

1、測定礦井各煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯吸附常數a、b值、瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數等基本參數，掌握礦井瓦斯分布規律。

2、研究煤層瓦斯賦存規律，對礦井井田范圍內的瓦斯災害危險性進行分析和劃分。

3、負責礦井新水平、新采區開拓及石門揭煤區域綜合防突措施中區域突出危險性預測、區域措施效果檢驗、區域驗證時各預測參數的實測工作。

4、負責礦井工作面局部綜合防突措施中工作面突出危險性預測、效果檢驗所需測定參數的實測工作。

5、為煤礦防突工作和和瓦斯地質數據庫提供參考數據。

6、指導各類措施規程的編寫。

三、防突實驗室在礦山中的應用

為準確及時地開展瓦斯參數及各項突出指標的測定工作，補充和完善瓦斯地質數據庫，隨時掌握井下各工作面的瓦斯變化，并進行突出危險性分析，確保礦井安全生產，興安煤礦于2012年11月建成了瓦斯防治實驗室，并完成了培訓工作，現已投入使用。自實驗室建設以來，興安煤礦便參照防突規定，厚煤層大于0.3米的煤層必須測定收集瓦斯壓力、瓦斯含量、可解吸瓦斯量，a、b吸附常數、瓦斯放散初速度P、煤的堅固性系數f值等參數。共計對井下四水平北17層一段總機道、三水平南邊界回風石門、三水平北30層邊界區四段機道石門、四水平南17-2層四區一段底板層、三水平北21層一區三段二分層等200多處地點進行了煤層瓦斯含量、可解吸含量、吸附常數、煤層堅固性系數等瓦斯基本參數的測定工作，參數測定數據累計833條，各項煤層瓦斯基礎參數已經錄入瓦斯數據庫，現在瓦斯地質數據庫包括瓦斯基礎參數以及地質構造煤等各項數據累計錄入31721條，已經滿足日常的生產需求。瓦斯地質數據庫在滿足日常生產需求的同時，通過對瓦斯基本參數的研究，可以對礦井井田范圍內的瓦斯災害進行全面分析和劃分，對災害程度進行區別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指導煤礦進行合理的安排采掘布置，有針對性地采取防突措施和瓦斯治理技術，實現礦井高產高效。

通過防突實驗室瓦斯基本參數的測試研究工作，指導了煤礦進行合理的安排采掘布置，有針對性地采取防突措施和瓦斯治理技術，例如興安煤礦的四水平南17層2-4區二段，經各測點參數預測，測得17層煤瓦斯含量在2.8156-8.513m3/t之間，對各鉆孔進行封孔測壓，連續觀測15-20天，瓦斯壓力在0.15-1.0MPa，根據實測的瓦斯壓力和瓦斯含量大小分布看，呈現出北高南低趨勢，可以將三水平南二石門以南以及三水平南二石門以北260米范圍，在-290m至-489m標高劃分為無突出危險區，該劃分區域內瓦斯含量最大為3.0312 m3/t，瓦斯壓力最大為0.22MPa，將三水平南二石門以北260米處至南一石門500m范圍內四水平17層二段，在標高-290m至-489m范圍內劃分為突出危險區，該區域煤層具有突出危險性，該劃分區域處瓦斯含量最普遍為8.1146 m3/t左右，瓦斯壓力為1.0MPa。通過對瓦斯含量及壓力分布情況，將該區段分區治理，在無突出危險區實行每掘進20米做一次鉆屑指標參數，確保施工中的安全，若指標超過突出臨界值時，及時停止施工，執行防突措施；在突出危險區執行區域防突措施，施工預抽鉆孔，將該區各項指標降低到突出臨界指標以下.

通過實驗室的瓦斯參數報告，將該區段分區治理，減少了鉆孔的工，節省了預抽瓦斯的費用，也把鉆孔有效的布置在需要降低煤層瓦斯的位置，避免了瓦斯災害的影響，實現了礦井的高產高效。

四、總結：

防突實驗室的建立，不僅是國家法律法規的的需要，更是瓦斯治理工作、確保礦山安全生產需要，通過實驗室基本參數的研究，可以對礦井井田范圍內的瓦斯災害進行全面分析和劃分，對災害程度進行區別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，節省資金，指導煤礦進行合理的安排采掘布置，有針對性地采取防突措施和瓦斯治理技術，從而避免瓦斯事故的發生，實現礦井高產高效。

參考文獻：

篇9

關鍵詞：煤礦生產 水文地質 因素措施

前言

煤礦水文地質勘探是煤礦地質工作的一個重要方面，在許多情況下，沒有水文地質勘探工作或是這個工作做的不好，煤礦的開發和生產將是盲目的，并可能給國家財產及人民生命帶來嚴重損失。我國礦山淹井事故之多，數量之大，可謂世界之最，因此提高煤礦水文地質勘探與地下水的充水研究，始終是礦床水文地質工作追求的目標。長期的勘探與開采實踐表明，相似水文地質條件的礦床，具有基本類同的充水條件與接近的礦坑涌水量及采后遇到的主要水文地質工程地質問題。

一、煤礦水文地質災害種類

按照不同的分類標準，煤礦水害事故的分類方案是不同的，按照水源類型劃分，煤礦水害事故可分為地表水、地下水和老窯水三類水害事故。

第一類是地表水引起的煤礦水害事故。地表水作為煤礦充水水源，主要包括江、河、湖、海、池塘、水庫和大氣降水多種類型。2005年8月19日，吉林舒蘭礦業集團五井由于礦井附近地面的“蓮花泡”水體，通過相鄰煤礦封閉不良的主井灌人井下引起的透水事故；2007年8月17日，洪水通過煤礦廢棄砂立井和煤層露頭空洞裂隙，潰入山東新泰市華源礦業有限公司井下造成的特別重大淹井事故，都屬于地表水引起的災害。

第二類是地下水引起的煤礦水害事故。地下水包括松散層孔隙水、基巖裂隙水和巖溶溶隙（洞）水。當采掘工作接近或穿透地下含水層時，往往就會造成透水事故。我國典型的煤礦地下水害事故以華北型煤田奧陶系灰巖巖溶水為代表。1976年韓城馬溝渠礦奧陶系灰巖巖溶水以200m³/h之多使380米水平以下井巷全部被淹;1979年焦作演馬莊礦奧陶系灰巖巖溶水以240m³/h的流量突入礦井,使全井被淹;1984年開灤范各莊礦下伏奧陶系灰巖高壓巖溶水沿著巖溶陷落柱大量涌入礦井,數小時內最大平均流量竟達2053m³/h之多,不僅使該礦迅速淹沒,而且危及臨近幾個礦井;2003年4月12日，河北邢臺東龐煤礦發生的特大陷落柱突水淹井事故;由地下水突水引起的災難枚不勝數。

第三類是老窯水引起的煤礦水害事故。老窯水是采煤形成的采掘空間積存的大量水體。在后續采煤活動中，由于防水煤（巖）柱尺寸相對不足或人為破壞容易誘發透水事故,此類事故的發生案例也不少見。近年來，較為典型的老窯水透水事故有兩起，一起發生在廣東梅州興寧市大興煤礦，屬上覆老窯水透水事故；另一起發生在山西大同左云張家場鄉新井煤礦，屬側向老窯水透水事故。

二、煤礦地下水災害事故的原因分析

我國煤礦水文地質條件復雜，水害類型多樣，客觀上給防治水害工作增加了很大的難度。特別是近年來，隨著煤炭工業的快速發展，煤炭資源大規模、超強度的開發，也加劇了煤礦水害事故的復雜性。

首先，是對水文地質條件認識不清。一些煤礦,特別是私挖亂采的小煤礦,唯利是圖,在不清楚地下水文地質情況和未采取有效的手段對充水水源進行探查，在水害隱患沒有排除的情況下盲目組織生產，致使煤礦發生水害事故。其次，是對突（透）水機理研究還不夠深入：限于目前的研究水平和實際水文地質工作量不足,掌握的水文地質資料有限，盡管有時水源是確定的，但對采礦誘發的導水通道的形成機理還缺乏足夠認識，導致煤礦水害事故時有發生。再其次，在探測技術方面仍存在著不足，尤其在導水構造探查方法上存在較大缺陷。目前，對垂向導水構造，尤其是導水陷落柱缺乏有效的探測手段，致使此類水害事故仍然時有發生。最后，是管理工作不到位，監管不力。一些煤炭企業面臨采掘接替緊張的局面。不嚴格執行《礦井水文地質規程》和《煤礦防治水工作條例》，最終導致煤礦水害事故的發生。

三、水文地質工作對煤礦生產的重要意義

煤礦防治水工作在礦山建設、生產過程中起著重要的作用，做好煤礦防治水工作，是減少礦井水害事故發生，特別是減少重特大事故發生的前提，是保障職工安全，保護國家資源和財產，保證煤炭生產持續穩定發展的基礎。

（一）水文地質工作對煤礦生產的影響因素

1、對礦井生產安全的影響，水文地質資料準確與否直接影響到礦井的生產安全，職工的安全等，如礦井充水性圖是綜合記錄下實測水文地質資料的圖紙，是分析礦井充水規律，開展水害預測、制定防治水措施的重要依據，其資料的準確性將對礦井的安全生產產生重要的影響。

2、對煤礦生產前期勘察的影響，礦井須搜集、調查和核對其范圍內正在開采的小煤礦和廢棄老窖情況，并在礦圖上標出其井口位置、開采范圍、開采年限、積水情況、出水地點的水情變化等，全面掌握煤礦周圍及地下的水文地質條件，并做好一切預防透水的準備工作，確保礦井安全。如某礦1996年11月26日，其井田內一小煤礦因采斷煤層柱突發大水，最大突水量達到700m³/h，該礦立即采取防治水應急預案，由于防治得當，才避免了淹井事故。

3、對開采區、掘巷道及工作面布置的影響，水文地質資料直接影響到采區設計、采掘巷道布置、并對生產造成重大影響。如某煤礦2001工作面，原設計走向長880m，切眼位于礦界煤柱上，由于臨界小煤礦采掘情況不詳，所以運輸巷掘至距原設計切眼140m處便打鉆探測，當打到70m時探到老空并有涌出，隨即留設防水煤柱并重新布置開切眼，減少儲量10多萬噸，對生產造成重大影響。

4、對煤礦水文安全預報的影響。水文預測預報是指導煤礦井巷施工和生產的一種重要手段，主要表現在:可避免重大透水施工的發生；為制定安全技術措施提高依據，指導安全生產。

（二）、困擾水文地質工作在煤礦生產中作用的原因

1、水害防治技術手段落后，防治水工作處于被動狀態。由于我國很多礦區水文地質條件復雜，礦山水害較為嚴重，目前還沒有形成較為系統完善的適合礦區開采的煤礦水害防治技術、方法和相關的儀器裝備。另外，重治理、輕防范思想嚴重，加上煤礦企業在前幾年因效益不好造成水文地質科技人員流失，造成地質及水文地質專業管理人員，企業的防治水技術與管理人員力量不足，政府規范化監管力度不夠，使得現有的成熟的防治水技術和手段沒有得到應用，如突水條件的多信息監測預管技術、地震及其它勘探資料的精細解譯技術等先進技術沒有在礦區得到廣泛應用。

2、相對落后的防治水技術手段難以滿足現代礦山生產工作的需要。隨著安全生產技術的不斷進步和對煤礦生產工作的要求不斷加強，采煤工作面的空間尺度不斷增大，井巷工程的掘進速度明顯提高，隨著煤礦開采方式，開采深度和工作面開采空間的變化，水害產生的條件、水害威脅的程度以及水害形成的機理都在發生著較大的變化。而目前防治水技術和水害預測評價的理論基礎仍然以20世紀50年代前蘇聯的相關理論和礦井日常工作所積累采礦經驗為主。傳統的防治水技術措施已經不能完全滿足現在生產新形勢的要求，礦井生產的高產高效與防治水技術發展的相對滯后必然會造成突水淹井等事故的反彈。

3、水文地質探查技術與裝備明顯不足。煤礦水害產生的三大因素（水源、水量、導水通道）是大家共識的，礦井水文地質工作的核心內容就是要查明這三大因素。很明顯，在礦井突水的三大因素中，作為水源和水量的含水層及其補給和排泄條件具有區域性和面狀分布的特點，往往是易于查明和先知的，但導水通道（斷層、陷落注、不良封閉鉆孔等）具有及強的局部性和難以先知性，有多少次災害性突水都來自于對導水通道的不可預知性。而現實生產中，沒有探測設備進行水文地質探查。

4、礦山企業缺乏專門的水害防治技術隊伍和水害安全專門監督檢查責任落實部門。隨著礦山建設、生產體系及發展管理進入由市場規律調節后，安全生產和安全監控體系不夠健全。并且目前我們礦區生產企業缺乏專業的礦山水害防治技術隊伍，缺乏對生產工作面、礦井進行水害安全技術論證、技術監控和安全技術保障體系的建立。加強了事故發生后的責任追究制度，而忽視了對生產過程的安全技術保障體系監管和評估。

（三）、煤礦礦區預防水文地質災害的措施

水文地質工作在煤礦生產中重要性是不言而喻的，雖然目前的水文地質工作存在著上述各項難題和困擾，但煤礦生產的安全更是重中之重，因而在實際的工作，不論企業管理者還是水文技術人員，都要樹立安全第一的意識，利用現有條件，不斷的總結經驗，運用科技手段防范水文地質災害。

1、始終堅持“安全第一、預防為主”安全生產方針，堅持以人為本，強化安全管理，牢牢把握“雙基”建設工作主線，與時俱進、扎實工作，努力做好防治水工作，建立健全了以總工程師為首的“防治水”管理體系，礦長是礦井“防治水”工作的第一負責人。設立專門的防治水管理機構和隊伍，并由煤炭公司成立水文地質專業機構，結合各自礦區水文地質工作開展現狀，統一協商，組織專業礦山水害防治技術人員對近年以來所發生的重點水害及有代表性的突水災害進行全面調查、分析和研究總結。通過這項工作，力求找出新條件下煤礦水害頻繁發生的原因、特點、趨勢、規律及主要問題，為進一步做好礦山開采過程中預防水害安全工作提供決策的基礎資料。

2、加強水文地質基礎工作

有計劃地開展水文地質補充調查，有目的地進行地面或井下水文地質補充勘探，采用鉆探或物探等方法查清礦井水文地質條件。逐步完善水文地質觀測工作，主要穿層石門以及開拓巷道，即使進行水文地質觀測與編錄，繪制石門、巷道的實測水文地質剖面圖或展開圖，建立了各含水層水質數據庫。按照“預防預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的水害防治十六字原則，編制中長期防治水規劃和年度防治水計劃。年初提出年度水害預測資料，編制書海預測圖和水害預測表，并逐月進行檢查、補充與修改。

3、根據有關規程制定和完善地面防治水措施及各種井下防探水措施。每年根據情況，在雨季來臨前對礦井防治水專業隱患進行一次全面排查，對排查出的井上下防治水隱患進行專門設計，制定出整改措施，切實做到超前預防，提前治理，將隱患消滅在萌芽狀態。對井下的每一項防治水工程，均進行專門的設計，根據設計編制施工安全技術措施，并安排防治水專業技術人員重點盯靠，確保現場施工安全。在總結和研究礦山水害防治技術的基礎上，結合目前礦區水害類型、水害特點和水害威脅程度，形成具有針對性、具有指導意義的煤礦水害調查和評估報告，并根據不同水害類型的礦井提成具有操作性的水害安全保障技術和安全措施，用以指導整個礦區的水害防治工作。

篇10

【關鍵字】煤礦；防治水

礦井水災是煤炭五大自然災害之一，是煤炭安全中常見的危害。礦井突然涌水或涌水量超過正常排水能力造成水患，稱為礦井水災。礦井一旦發生水災，輕則惡化生產環境，造成工作面接續緊張，破壞正常助生產秩序，重則造成國家資源和財產的損失，造成傷亡或淹井事故。

1 煤礦井水災的危害

煤礦井水災對礦井的生產作業產生較大危害，不僅會降低煤礦井生產作業的效率，甚至會造成礦井人員傷亡的惡性事故，危害國家，危害人民，詳細說來主要體現在以下六個方面。

（1）會造成硫化氫中毒、引起瓦斯積聚并進一步產生爆炸現象。

（2）污染生產作業環境。造成巷道嚴重積水，頂板的淋水會使附近巷道空氣以及工作面潮濕，容易引起病菌滋生，惡化工作環境，對個人身體健康構成威脅。

（3）排水費用增加，造成噸煤成本的提高，降低礦井收益。礦井水的多少與排水費用、排水設備和設施息息相關。

（4）增加設備的損耗，減少相關設備的使用壽命。水在氧氣的作用下對金屬設施、設備具有較強腐蝕作用。

（5）造成煤炭資源的浪費。這主要體現在隔離煤柱的損失。

（6）當煤礦井突然發生涌水現象或總水量超出煤礦井的排水能力時，不僅會造成局部巷道被淹沒或礦井局部停產，甚至會造成礦井被淹沒以至干人員傷亡等惡性事故，那么煤礦井就會被迫停產、關井。

2 當前煤礦井水災防治措施

目前煤礦井水災的防治措施，大體上可總結為查明、觀測、探水、放水、截水、堵水。那么查明、觀測和探水這三個技術措施主要是前期的水災預防工作，運用監測、預測、探測等手段。放水、截水、堵水則主要是后期的水災治理，比如在我國被廣泛應用的注漿截流技術手段 。

（1）查明，是指查明充水水源和導水通道。煤礦井水防治措施的關鍵是查明工作面及采區、礦井的充水水源及其通道。

（2）觀測，主要是指水文觀測。具體說來體現在以下三方面：1）運用水文觀測孔以及過探水鉆孔，觀測各類地下水水源的水量變化、水位、水壓，查明水質，分析煤礦井水的來源。2）查明水量的補給、地表水體的分布和排泄條件；查明洪水對居民點及工業廣場、礦區的影響程度；收集當地的河流水文地質和降水量、氣象資料，包括洪水期和枯水期、水位、速度、流量等。3）觀測四季礦井的涌水量并總結出規律。

（3）探水。據《煤礦安全規程》的相關規定：礦井必須做好水害分析預報，堅持“有疑必探，先探后掘”的探放水原則。由于受客觀認識能力和勘探手段的限制，煤礦生產又是地下作業，水文地質條件相對復雜，因此掌握不清地下含水條件，存在水害疑問區。

（4）放水，即查明水源后，根據水源的特征采取相應的疏放水方法，有準備、有計劃地疏放干任何威脅到煤礦井安全生產的水源。這是應對礦井水災最有效、最積極的方法 。

（5）截水。就是查明水源后，受條件所限無法疏放水或疏放水不合理時，采用防水煤柱、防水墻、防水閘門等設施，臨時或永久性地截住水源，將水與采掘區隔開，使局部受困不影響整體。

（6）堵水，是指注漿堵水。將專門準備的堵水材料漿液通過鉆孔輸送到斷層破碎帶或地層的溶洞、裂隙，使漿液不斷的擴張、凝固、并進一步硬化，達到隔離水源、填充堵塞通道的目的。注漿堵水方法實施簡便，并且效果也不錯，是防止煤礦井透水積極有效的手段。目前這種注漿堵水手段不管從工藝、注漿材料、檢測、設備以及注漿應用等方面都有了一定進步。

3 煤礦防治水措施的研究方向

3.1 對煤礦防水物探的研究

物探方法有成本低、速度快、工作靈活等優點，所以煤礦地質部門也逐漸認可這種方法。但是就目前來說，物探方法發展程度不夠完善，目前的煤礦防水物探方法還不能完全解決煤礦防治水所遇到的實際問題，物探方法還要不斷的提高和完善，并且還應進一步探索出能夠解決實際問題的物探方法。以下是防水物探的發展方向。

（1）理解煤礦防水物探的整體作用。這其中包括地質資料與物探資料的結合，不同的問題采用不同的方法等。不僅可以減少多解性、局限性和盲目性，還可以相互借鑒，以他人之長，補己之短。

（2）不斷完善現有的技術手段，物探資料解釋由定性化研究向定量化研究發展。

（3）加大物探資料處理自動化、微機化研究的力度，使煤礦防水物探結果標示、資料處理等向前邁向一大步。

（4）加強對與煤礦井防治水息息相關相關并且難度較大的解決地質問題方法的研究。比如預測工作面底板結構、超前探測距離在50m以上等。

煤礦防水物探技術手段經過不斷實踐與探索，基本形成了應用地球物理這個領域的重要分支并具有自己的特色，同時也已經成為解決煤礦防治水問題的非常重要的手段。實際上，它不僅可以提供解決與煤礦生產相關的地質問題，還可以在減少煤礦自然災害方面發揮重要作用。因此煤礦防水物探的完善與發展，還會進一步提高水文物探、工程物探的水平。

3.1 堵水截流方法的研究