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礦井災害防治范文1
引言
地質災害是人類發展過程中不可抗拒的災難性事故,是對自然進行過度索取的惡性后果。破壞性地震、滑坡、礦井瓦斯爆炸等對人的生命健康造成巨大的危害,給社會帶來不可估量的經濟損失,是人類在謀求快速發展、追求利益過程中不容忽視的客觀威脅。煤礦企業只有科學地認識各種地質災害發生的規律,在開采過程中采取綜合有效地預防措施,才能盡可能的減少不必要的人員和財產損失,提高我國煤炭資源的開采率,促進企業的長遠發展。
1 礦井地質災害概述
1.1礦井地質災害的種類
礦井的地質構造是影響地質災害的關鍵性因素,在礦井的開發和建設過程中會打破地下原有的封閉環境,改變地質構造,造成安全隱患。地質構造受外界環境改變的刺激所產生的變化種類復雜,后果也不盡相同。以往的研究和實踐表明,地表移動、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見的礦井地質災害。
1.1.1 地表移動及覆巖破壞
較為常見的地下水位下降、地表裂縫和開采沉降均歸因于地下開采面積過大,在礦區范圍內,尤其是煤層淺埋區,大面積的煤層開采形成采場空間,會引起圍巖的原始應力變化,當圍巖所承受的應力超過它的極限強度時,就會發生位移、開裂甚至斷裂,造成覆巖破壞、產生地表裂縫等。雖然煤礦企業會對裂縫地區采取回填、土地復墾等措施,但很難恢復到地質構造變化前的效果,這不僅涉及到生態環境的破壞,更為地表水滲透提供了通道,埋下了安全隱患。
1.1.2 瓦斯與煤塵爆炸
礦井瓦斯是煤的生成和變質過程中伴隨產生的氣體,由以甲烷為主的各種有害氣體構成。瓦斯爆炸是一定濃度的瓦斯在引火源的作用下與一定濃度的氧氣發生的劇烈氧化反應。瓦斯濃度、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個條件,但三者的臨界值并不是固定不變的,受壓力及煤塵、混合氣體濃度和惰性氣體混入等影響,情況通常較為復雜。更為重要的是爆炸產生的高溫高壓,會促使附近的氣體產生極大的沖擊力,造成人員傷亡和巷道、器材破壞,其揚起的煤塵使之參與爆炸,形成連續爆炸,破壞力驟然提升。
煤塵爆炸是指煤礦生產中的各種礦物細微顆粒在一定條件下發生的燃燒或爆炸反應,在此過程中產生的CO等有毒氣體能導致人員窒息身亡。2014年遼寧省阜新礦業(集團)有限責任公司恒大煤業公司“11?26”重大煤塵爆炸燃燒事故即為慘痛的典型案例。
1.1.3 礦井水害
透水事故在近期發生的礦井災害中所占的比例有所提高,以礦井涌水和老空透水為主的水害事故不容忽視。大多數地方的煤礦均在煤層淺部開采,將井筒建在老空區或周圍有老空區的現象普遍存在,古老煤礦形成的老空區積水量很難預測,開采范圍也難以確定,極易引發透水事故。
1.2 礦井地質災害的特點
充分地掌握礦井地質災害的特點對有效預防事故發生、及時減小災害損失起到關鍵性作用。綜合來看,我國的礦井地質災害主要有連發、區域性強、可預測性等特征。
(1)連發性。生態系統具有明顯的聯動性,牽一發而動全身,某一方面出現變動必然會引發其他自然因素的改變,這個道理同樣適用于煤礦開采的過程中。當礦井的地下構造因開采而發生改變時,就會引發其他地質要素發生某種程度上的改變或破壞,這種連鎖式的改變達到一定程度后就會引發地質災害,且災害的種類極可能具有非唯一性,產生復雜的、連發性的地質災害。
(2)區域性。幾乎每個不同的區域都具有獨特的地質構造特征,其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別,因此,不同區域的礦井面臨的地質災害威脅不盡相同,由地區特性決定。
(3)可預測性。隨著科技的進步和我國科研能力的提高,相關部門關于地質災害的認知程度不斷加深,煤礦企業也從多種渠道獲得了有關知識和實踐經驗,對地質災害的預兆、形式等有了進一步的把握,不再單純憑借以往的經驗教訓,先進的科學設備得到了廣泛的應用,地質災害的可預測性表現突出。然而,由于地質結構復雜多樣,現階段仍難以實現全面的地質災害預防工作。
2 礦井地質災害的預防措施
2.1 減輕地下開采對地面影響的措施
為了降低地下開采對地面造成的不良影響,應對開采可能影響到的地質結構及其應力能力進行透徹的分析,并采取有針對性的措施加以預防。當地下開采面積達到一定規模時會對地面建筑及道路造成不同程度的損壞,也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂縫。
對于薄煤層和中厚煤層而言,雖然隨著上覆巖的成分、膨脹系數等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會不盡相同,但其裂隙高度仍然是有限的。對于厚煤層來講,由于采取與薄煤層不同的開采方式,開采過程對巖層的破壞程度也明顯加強,基本上為開采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達到不規則塌陷帶的2倍多,若覆巖層的厚度超過了以上數據計算的破壞影響高度,則地面可以免受波及,幾乎不會產生破壞跡象,否則,要充分考慮應對地面破壞的預防措施。然而,從煤礦企業的角度出發,即便是沒有影響,也應該制定科學合理的控制性預防措施。
2.2 預防瓦斯與煤塵爆炸的措施
2.2.1 防止瓦斯爆炸的措施
預防瓦斯爆炸可以從控制爆炸條件入手,防止礦井瓦斯集聚、避免接觸高溫火源。
對于預防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先,要加強礦井的通風管理,使瓦斯濃度保持在《煤礦安全規程》規定的濃度以下,在各工作面設置獨立的進回風系統,使瓦斯濃度在進風風流中不超過0.5%,回風風流中不超過1%,礦井總回風流中低于0.75%。其次,要建立健全瓦斯檢查制度,保證檢查的及時性和全面性,利用先進的甲烷檢查儀器對各用風地點的瓦斯濃度進行精準測量,發現隱患并及時處理,嚴禁超限作業。最后,從降低煤層及采空區瓦斯產生量的角度減低瓦斯濃度,采取瓦斯抽放的方式對含量大的煤層進行事先處理。
2.2.2 防止煤塵爆炸的措施
根據煤塵爆炸發生的特征,要從防塵和隔絕火源兩方面防止事故的發生。一是采用靜壓灑水的方式減少礦井中煤塵的懸浮量和產生量;二是采取全方位的火源隔絕措施,堅決禁止因摩擦等產生高溫火源。
2.3 礦井水害的預防措施
礦井水害不僅關系到煤礦企業的利益和員工安全,更關系著水資源的合理利用與保護,要給予足夠的重視。對于預防礦井水害,企業管理人員可以從以下幾個方面進行:首先,要摒除工作人員的保守思想,充分調動其工作熱情,灌輸礦井水害的相關知識,讓他們切身體會到礦井水害的危害,提高警惕。其次,要加強預先探測,明確分工和工作職責,對于相關崗位的工作人員要嚴格執行崗位責任制,保證探測工作及時進行,同時也要引進先進的技術和探測設備,確保獲得全面、準確的高質量探測結果,爭取將礦井水害扼殺在搖籃中。最后,要注意礦井選址和合理改造,在礦井選址的過程中要事先對水害的風險進行評估,結合工程的實際效果進行綜合考量,充分降低水害發生的概率。
3 結束語
礦井地質災害具有一定的復雜性和綜合性,危害等級高、防治較為困難,短時期內無法從根本上杜絕此類危害的發生。因此,煤礦企業要充分利用現有的科技和設備做好全面的預防工作,為辛勤的員工負責,為企業的發展負責,為百姓健康和人民幸福負責。
參考文獻:
礦井災害防治范文2
礦產資源是人類賴以生存和發展的物質基礎,是人類生產資料和生活資料的重要來源。隨著宜昌市礦產資源開發規模的增大,礦山地質災害問題日漸突出,而采礦和選礦作為礦產資源開發過程中的主要活動對礦山地質災害產生了多方面的影響。
宜昌市是地質災害的多發地區之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個小分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。特別是宜昌市七八十年代受“有水快流”思想和粗放型開采影響,導致礦山開采環境不斷惡化。近年來,雖規范開采,但隨著各種礦產開發利用強度增大,各種礦山地質災害明顯上升,該文研究者結合在宜昌市多年礦山勘查的工作經驗,詳細介紹了礦山各種地質災害的類型、產生、危害和防治對策,并提出相應的勘查方法。
1 地質災害誘發因素
1.1 疏干排水
采礦時對地下水必須進行疏干排水,甚至要深降強排,由此而出現了一系列的地質災害問題。首先是礦井突水事故不斷發生。許多煤礦的上覆和下伏地層為含水豐富的石灰巖,特別是北方石炭二疊紀煤系地層,不僅煤系內部有含水性強的地層,其下伏為巨厚的奧陶紀灰巖。這些礦床隨著開采的延伸,地下水經深降強排,產生了巨大的水頭差,使煤層受到來自下部灰巖地下水高水壓的威脅,在一些構造破碎帶和隔水薄層的地段發生突水事故,嚴重地威脅著礦井和職工生命的安全。
1.2 其他因素
礦山地質災害誘發因素很多,有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;有的礦山片面追求經濟利益或為擺脫一時的經營危機,擯棄常規,如采富棄貧、求近避遠,結果為后期發展埋下災害隱患;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴重干擾和資源、環境破壞。
2 主要地質災害特征和治理措施
2.1 泥石流
泥石流災害具有很強的破壞性,但人們并不是被動地去接受泥石流災害,而是通過科學研究,不斷認識其成災機理和成災規律,提高預測預報水平,加強防御建設,與泥石流災害進行斗爭。礦山建設對泥石流形成條件的影響主要有以下幾個方面:(1)產生并加速松散固體物質的積累,露天開采及坑采剝離廢石速度較快,產生大量廢土,是泥石流源地的主要形成原因。(2)增大了水體補給量。礦山廢石堵溝成湖,蓄積了大量的水體;有時在掘進坑道的過程中,掘開了地下水的主要通道,形成地下水突涌,使水體補給量增大。(3)礦山建設改變了地形條件,增強動力條件。
泥石流的治理措施包括工程措施和生物措施:(1)工程措施的治理目的是減少災害的發生頻度,降低災害的危害程度。一般是攔擋、排導和支護措施。(2)生物措施:生物措施的治理目的一是治理水土流失;二是吸收有害物質,凈化土壤。(3)生物措施和工程措施相結合:金屬礦圍巖一般為較硬的巖石,開采過程中開采堆積物除了上覆土層和風化巖石外,均為較大塊的難風化的塊狀堆積物,易形成的地質災害為崩塌、滑坡以及泥石流。
2.2 塌陷
當地下礦層被采出之后,采空區的頂板巖層在自身重力和其上覆巖層的壓力作用下,產生向下的彎曲和移動。當頂板巖層內部所形成的拉張應力超過該層巖層的抗拉強度極限時,直接頂板首先發生斷裂和破碎并相繼冒落。接著是上覆巖層相繼向下彎曲、移動,進而發生斷裂和離層。隨著采礦工作面的向前推進,受到采動影響的巖層范圍不斷擴大。當礦層開采的范圍擴大到某一時刻,在地表就會形成一個比采空區大得多的塌陷盆地,從而危及地表的各種建筑物和農田等。對礦山采空區塌陷的治理方案很多,但較常用的方法是充填復墾法。這種方法是利用礦區附近的煤矸石、粉煤灰、露天礦剝離物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地復田。這種方法多用于有足夠的充填材料且充填材料無污染,可經濟有效防護治理的地區,因其既解決了塌陷地復墾問題,又解決了礦山固體廢棄物的處理問題,所以經濟效益最佳。
2.3 滑坡
滑坡活動受多種因素影響,主要發生在雨季。而軟硬相間巖層,由于差異風化,堅硬巖體突出,由結構面切割或重力蠕變,堅硬巖體就會產生崩塌、落石。地質構造發育使完整巖石被分割成割裂體,割裂體在誘發因素下失穩而形成崩場,因此構造越發育,巖體越破碎,越易產生崩塌、落石。人為影響主要是開挖坡腳、改變應力場,使坡體內積存的彈性應變能釋放而造成應力重新分布,巖體產生卸荷裂隙,它們多張開且平行于邊坡面并使原有裂隙擴展和張開,由其所切割的巖體,可能失穩而形成崩塌滑坡。目前露天煤礦、鐵礦、采石場所發生的滑坡,大多數是由于違反開采順序,亂采濫挖而造成的。為了使露天采掘、剝離作業正常進行,采場邊坡巖體應該具有一定的穩定性。當工作臺階采掘到最邊界時,便形成最終邊坡;當最終邊坡角過陡時,穩定性差,易滑坡,危及人員和設備的安全,導致停產閉坑;當其過緩時,會降低采礦經濟效益。
抗滑工程是防止山體滑坡的不可缺少的一部分,尤其對于事關生命、財產安全的礦區坡體來說,意義非同尋常??够こ贪够瑩鯄?、加筋擋墻、錨定板擋墻、預應力錨索擋墻、錨桿擋墻??够瑯洞蠼孛娣e排式抗滑單樁、抗滑鏈、鋼管樁、承臺式抗滑樁、抗洪樁、樁基擋墻、椅式擋墻、排架式抗滑樁、抗滑剛架樁、板樁抗滑樁和錨固樁。土質改良注漿、微型樁。
3 礦山環境地質災害問題及其勘查方法研究
3.1 地球信息技術綜合方法
遙感技術(RS)主要是針對大面積區域宏觀解釋,可形成不同比例尺所需要的航衛片解譯結果。利用航、衛片進行解譯,具有直觀、真實、準確、實效性強等特點,可大大提高工作效率和質量。GPS具有全天候、全球覆蓋和高精度的優良性能,而且其用戶設備無源工作,體積小,重量輕,耗電少,使用方便和價格低廉,因此,GPS的應用越來越廣泛。在礦山環境野外調查中,可采用GPS定位儀進行礦山環境三維坐標數據的現場采集工作。礦山地質災害的許多問題都是由多種空間域因子共同作用的結果,而GIS本身又具有強大的空間分析操作功能和多源多因素信息復合疊加技術,因此GIS完全可以實現對礦山環境和災害問題進行動態模擬與評價的目的。
3.2 水文地質與巖土力學試驗方法
水文地質與巖土力學試驗類型很多,是礦山地質災害調查的重要手段之一,許多調查成果的基礎數據和資料,均需水文地質與巖土力學試驗而獲得。在礦山地質災害調查工作中,水文地質試驗主要包括水質測試、淋濾試驗、浸泡試驗、含水層吸附試驗、含水層頂板滲透性試驗、采礦引起周圍地層滲透性變化試驗、礦石及固體廢棄物中有毒有害元素測試試驗、土壤污染試驗、溶質遷移與富集規律試驗等;巖土力學試驗主要包括室外原位力學試驗和室內巖土物理力學性質試驗等。
3.3 地球物理勘查方法
高密度電阻率法是以巖土體導電性差異為基礎的一類物探方法,該方法一次即可進行多裝置數據采集,既可研究深度方向的電性變化,也可研究水平方向的電性變化,通過參數換算取得更多突出的有效異常的比值參數,利于潛在災害的埋深、范圍等的推斷解釋。它對不太深的采空區、地下水系、巖石風化層等的勘查十分有效。淺層地震法是由人工手段激發地震波,再通過研究地震波在地層中的傳播規律,以查明地下地質小構造及獲取地層巖性信息的一種物探方法。其中的淺層反射法,不僅能直觀地反映地層界面的起伏變化,而且還能探測地下隱伏斷層、空洞、陷落柱以及各種異常物體,是滑坡、斷裂面、采空區等潛在地質災害的有效勘查方法之一。
4 礦山地質災害的預防
愈演愈烈的礦山災害、大量潛伏的災害隱患、日漸惡化的礦山環境說明礦山地質災害的防治必須上升到政府監管的高度。政府主管部門要加大對礦山環境與災害源的監管與治理力度,防止新的隱患發生。礦山企業要規范開采行為,合理開發礦產資源,處理好短期經濟利益和長遠發展的關系,將防災減災工作始于礦山設計并延續到閉坑之后。注重礦山地質災害的防治研究,將其列入礦業領域的基礎性研究,把礦山災害、環保、安全生產統一起來。災害研究要充分依靠科技進步,采用高新技術,研究災害的發生機制,建立災害的監測、預報和評估信息系統。
礦井災害防治范文3
一、礦山地質災害的類型
礦山地質災害類型很多,若單從災害發生的速率加以區別,可分為突變型礦山地質災害,如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等,另一種就是緩發型礦山地質災害,如采空區的地面沉降,水體污染等。然而,在我們最常用的地質災害分類,常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究,才能根據各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境,進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型。
二、礦山地質災害的防治措施
礦山地質災害破壞了地質環境,造成了巨大生命和財產損失,因此,對礦山地質災害的防治十分重要,一按分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
(一)重點防治區防治措施。1、合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。 2、對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。 3、渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣。 4、對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。
(二)次重點防治區防治措施。在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滾石和飛石危害。1、科學黑的實際邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上應設置排水溝,做好地表排水措施。2、加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣,在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施。3、開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
三、地質環境保護策略
(一)加強法律法規建設和實施。嚴格的法律法規和完善的監督機制是實現礦山環境保護與環境問題防治的根本保障。加強法制和制度建設,建立健全法律法規體系,使礦山地質環境保護各項管理納入法制化、制度化、規范化和科學化的軌道。結合本地區礦山地質環境的特點,從可持續發展的角度出發,制定礦山環境保護管理法律法規、產業政策和技術規范,其立法和監督管理應該貫穿礦產資源開發利用的全過程,從礦產資源的勘察、規劃、項目設計、開采或加工直到礦山閉坑和生態恢復等各個階段,加強礦山環境保護工作提供有力的法律保障,使礦山環境保護工作盡快走上法制化的軌道。
(二)開發與保護并行。礦業發展為國民經濟建設做出了巨大貢獻,是我國經濟建設中不可或缺的重要部分,但同時也導致了嚴重的生態環境破壞問題。例如對水資源、土地資源、植被等的破壞,以及在礦產資源開發過程中產生的“三廢”對環境造成的污染等。因此,在進行礦產資源開發時,應本著開發與保護協調發展,即在開發前、開發中和開發后,同時進行環境保護。在開發前,應依照相關法律法規,對礦區及其周圍環境認真進行勘查,特別是地質條件的勘查工作;在開發過程中,應盡可能較少地占用和不占用已有的耕地、農田、植被區等,對開發中產生的廢棄物應遵照排污標準進行處理。在開發后,應及時采取措施對礦區周圍的環境,尤其是對已被破壞的土地資源、植被進行恢復,如土地復墾措施,可將采剝與復墾同時進行,既降低成本,又能使破壞區域及時恢復綠化。
(三)礦山開采工程措施與生物措施相結合。對于礦山環境的綜合治理工作,只有首先將工程治理措施和環境生物保護措施緊密的結合在一起,最終才能達到礦山環境綜合治理的根本目標。在礦山地質環境綜合治理的各種工程中,只要配置科學、合理,就能夠徹底根治地質環境災害,但是其中的缺點是投資范圍過大,然而當前的生物措施恰好能夠彌補環境工程治理的顯著缺點,摒棄其投資范圍相對比較小,能夠有效的改善礦山周邊的小氣候特點,最終使其可以廣泛地應用中礦山地質環境的綜合治理工作中。
(四)為礦山環境治理提供必要的資金支持。礦山環境治理往往要花費大量的資金,只有強有力的經濟支持才能有效降低礦產資源開發對環境造成的污染和破壞,因此,要調動社會各方面的積極性,妥善解決款山環境保護與治理的資金問題,同時可以鼓勵社會捐助,積極爭取國際資金,擴大礦山環境保護與治理的資金投入。
礦井災害防治范文4
引言
隨著我國煤礦行業的快速發展,越來越多的煤礦突水問題已成為制約煤礦發展的主要因素,同時也引起了國內各大煤礦部門的高度重視。加強對煤礦突水的分析研究,并對其進行及時準確的預報,對煤礦 企業的發展有著重要的意義。
1.礦井水害類型
礦井水害按水源特征一般分為地表水、老空水、孔隙水、裂隙水和巖溶水五大類型,其中巖溶水又按含水層厚度分為薄層灰巖水水害和厚層灰巖水水害兩類。
(1)地表水水害
其水源是大氣降水、地表水體。水源通過井口、采后冒裂帶、巖溶塌陷坑、斷層帶或封閉不良鉆孔充水或導水進入礦井。
(2)老空水水害
其水源是老窯、小窯、廢巷及采空區積水。當采掘共組面接近或遇到老空水區時,往往在短時間內涌出大量老空水,來勢兇猛,具有很大的破壞性,常造成惡性事故。
(3)孔隙水水害
其水源是第三系、第四系松散層中的孔隙水。當煤層被第四系松散含水的流砂層、砂層、砂礫層、卵石層、粘土層所覆蓋,在開采時,煤巖柱留設不足,往往造成冒裂帶直接進入松散層;或松散層底部存在富水含水層,開采前水文地質條件不清,沒有按含水層下回采條件留設煤柱,回采后水、砂或泥潰入井下。
(4)裂隙水水害
其水源為砂巖、礫巖等裂隙含水層的水。這種水害發生在開采北方二疊紀山西組煤層和侏羅紀煤層以及開采南方侏羅紀的煤層中。這些煤層頂部常含有厚層砂巖和礫巖,且裂隙發育,如與上覆第四紀沖積層或下覆奧陶系含水層有水力聯系時,可導致嚴重突水事故。
(5)灰巖巖溶水水害
厚層灰巖巖溶水水害分為南方型和北方型。南方型厚層灰巖賦存與主采煤層頂、底板,幾乎無隔水保護層可利用,故一旦發生突水,往往來勢兇猛;北方型煤田厚層灰巖主要是奧陶系灰巖含水層,主采煤層與厚層灰巖含水層常有不同的煤系隔水保護層,此類奧灰突水與構造成巖溶陷落柱有關。
2.礦井突水預兆
礦井在各種水害發生之前都有一定的預兆,一般會出現如下現象。
(1)向導迎頭空氣溫度降低,感到發涼。
(2)迎頭空氣潮濕,溫度異常增大。
(3)迎頭壁幫滲水,且逐漸增大。
(4)煤壁或迎頭,兩幫巖層潮濕,有水銹。
(5)有時可聽見"嘶嘶"水流聲或"底爆"響聲。這是由于井下高壓積水向煤巖裂隙強烈擠壓與煤巖壁摩擦而發生的聲響,說明離水體不遠即將突水,這時必須立即發出警報,撤出所有受水威脅的人員。
(6)礦壓增大,煤巖破碎,裂隙發育,出現片幫、冒頂及底鼓等現象。
(7)局部冒頂,有涌水或淋水,且逐漸增大并渾濁含泥砂等。一旦發現上述現象就是可能發生水害的征兆,應該及時報告,查清原因,采取措施,預防水害于未然。
3.礦井突水的主要原因
據煤礦區水文地質特征、構造特征和開采情況等綜合分析研究,造成突水的主要原因有以下幾種。
3.1煤礦區的地質條件
礦區的地質條件一般都比較復雜,地下水源補償豐富,隨著開采水平的不斷延深和開采范圍的不斷擴大,水壓逐漸升高,突水威脅愈加嚴重,最終釀成突水。
3.2工作人員的意識水平不高
對于突水以前出現的預兆現象(掛紅、掛汗、煤壁變冷、頂板淋水加大、裂隙出現滲水等)不了解,遇到上述情況后沒有及時停止工作,最終導致水災的發生。對斷層的性質、落差、上下盤煤層含水層空間關系不清,盲目掘進,不重視突水預防而造成突水。井田與其周圍的鉆孔質量或管理不善造成突水。井田內各類小煤礦亂采亂掘造成突水。
3.3防治水工程投資力度不夠
必要的防治水工程不做,或偷工減料,擅自修改設計,忽視工程質量要求等造成突水。預測方法不夠先進,野外采集和數據處理存在一定的局限。防治措施不夠完善,對于一些突發的現象不能及時判斷和處理。
4.礦井突水災害的防治
礦井突水災害的防治可以從礦井防水和礦井排水兩個方面考慮。前者主要考慮采取措施防止水流入礦井,或者控制流入量。這種方法可以直接降低礦井涌水量,節約排水費用,降低煤炭生產成本,從源頭上制止水害的發生,是比較積極的防治水害措施。而另外一種礦井排 水措施則是利用礦井巷道中的排水溝、水倉、水泵等排水管路來排除礦井水,這種措施是對礦井水的消極處理,當礦井涌水過大時,可能失效,從而發生災害,因此,這種消極措施不可取,只能作為輔助措施存在。防治礦井水災的原則,是在保證礦井安全生產的前提下,以防為主,防治結合。本文從礦井水的來源考慮實行積極的防治水,具體措施如下所述:
4.1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,以限制大氣降水和地表補給含水層或直接滲入井下,從而減少礦井涌水量,防止水害事故的發生。它是保證礦井安全生產的第一道防線,對于以大氣降水和地表水為主要涌水來源的礦井尤為重要。
4.2井下防治水
地表防治水是保證煤礦安全生產的第一道防線,而井下防治水則是第二道防線,一般可采用先探放,后截堵的措施進行。
(1)井下探放水。當采掘工作面接近有突水危險區域時,就存在突水災害發生的可能性,此時,必須堅持"有疑必探,先探后掘"的基本原則,這是預防井下水害事故發生的重要原則。采用探放水方法,查明采區前方的水情,并將水有控制地放出,它是消除礦井水害的有效措施之一,可以本質保證采掘工作面生產的安全。根據不同類型的水源,可采取不同的疏放水方法和措施。
(2)井下截堵水。井下截堵水是利用設置防水煤(巖)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,隔離巷道或者封閉采區,使某一地點突水不致危及整個礦井,減輕突水災害的影響。
4.3注漿堵水
注漿堵水就是利用注漿技術將制成的漿液壓入地下預定地點,使之擴散、凝固、硬化,達到堵截補給水源和加固地層的作用。
礦井災害防治范文5
[關鍵詞] 瓦斯爆炸;防治技術;發展趨勢
中圖分類號:TD712 文獻標識碼:A 文章編號:
在煤炭開采過程中,瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災、透水、頂板冒落等多種災害事故時有發生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大,從每年的事故統計中來看,煤礦發生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數是由于瓦斯爆炸,為此,瓦斯稱為煤礦災害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制訂防治對策,顯得特別重要。
1瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特點
根據多年對煤礦瓦斯爆炸事故統計分析,可以發現有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為大事故;②事故地點多發生在采煤與掘進工作面;③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大;④多為火花引爆;⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發生;⑥瓦斯爆炸多發生在鄉鎮煤礦。
1.2事故原因分析
煤礦發生瓦斯爆炸事故與許多因素有關,但總的來說,主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關,發生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導致的。
(1)煤礦開采條件差
我國煤礦井下開采條件普遍較差,據統計,2000年全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定,其中高瓦斯礦井160處,低瓦斯礦井298處,煤與瓦斯突出礦井122處;有自然發火礦井372處,占64%,有煤塵爆炸危險礦井427處,占73.16%。
(2)瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風系統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。造成供風地點風量不足,而引起瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。
(3)引爆火源的存在
煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設備產生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
(4)裝備不足、管理不落實
礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監測監控,以風定產”方針未得到完全落實。但因傳感器數量不足、安裝位置不對、顯示器不顯示數據等問題,不能有效發揮其應有的作用。此外鄉鎮煤礦發生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統或抽放系統不能有效運行。
(5)管理水平低
許多事故分析發現,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產非常重要。
(6)企業技術管理薄弱
一些煤礦企業由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統不完善,此外,作業規程編制不符合實際,針對性不強,給安全生產帶來了嚴重隱患。
2控制瓦斯爆炸事故的技術措施
瓦斯爆炸事故的防治可分為預防爆炸和抑制爆炸。預防爆炸主要有:優化通風網絡及通風系統,防治瓦斯積聚,加強瓦斯濃度和火源監測;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內,從而減少人員傷亡和災害事故所造成的損失。
2. 1瓦斯爆炸事故的預防措施
(1)煤礦瓦斯抽放技術
①我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,保護大氣環境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發電取得了可觀的經濟效益和社會效益。
②為提高瓦斯抽放率,目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術,研制鉆進能力更強的鉆機具;完善和提高擴孔技術、造穴技術和封孔技術;開發新的瓦斯抽放技術及設備。
③煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣產業化緊密結合起來。
④利用多分支羽狀適用技術,解決低滲煤層瓦斯治理問題,以提高抽采率。
(2)礦井瓦斯濃度及火源監測技術
礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對于防止瓦斯爆炸非常重要,已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監控系統,并具有如下功能:①礦井環境和工況參數實時監控;②主要通風機在線監測;③巷道火災實時監測;④礦井瓦斯抽放實時監測;⑤沖擊地壓實時監測;⑥煤與瓦斯突出實時監測;⑦煤層自然發火實時監測等多種功能。監控系統的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平,防止了許多事故的發生。
(3)井下火源防治
除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗,還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現,采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理,消除引爆瓦斯的火源。
(4)優化通風網絡及通風系統
合理可靠的通風系統是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時設計,超前施工,同時投入使用。
2.2隔爆措施
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當瓦斯爆炸發生后,依靠預先設置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
(1)被動式隔爆棚
隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
(2)自動式抑爆裝置
使用壓力或溫度傳感器,在爆炸發生時探測爆炸波,從而達到抑制爆炸火焰傳播的目的。YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置,適合安裝在距爆源 20~45m的巷道中。
3結 論
瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一個系統工程,除了完善可靠的安全裝備和采取有效的措施外,還應加強安全管理和安全監督,重視員工安全意識的培養。只有把安全放在首位,認真落實瓦斯治理的“十二字”方針,健全各項規章制度,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其他災害事故才能大幅度地減少,煤礦的安全狀況才能得到根本好轉。
參考文獻:
[1] 陳學志. 淺談如何防治瓦斯災害的發生[J]. 山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.
[2] 趙永強. 淺談高瓦斯綜采工作面的綜合治理[J]. 河北煤炭,2006(2):20-21.
[3] 吳財芳,曾 勇,秦 勇.煤與瓦斯共采技術的研究現狀及其應用發展[J]. 中國礦業大學學報,2004,33(2):137-140.
[4] 黃永菲.高瓦斯采面回收瓦斯綜合治理技術實踐[J]. 水力采煤與管道運輸,2006,6(2):36-37.
作者簡介:李波,2010年畢業于安徽理工大學能源與安全學院安全工程專業,本科學歷?,F為新集二礦通防辦工程師,主要從事防突及瓦斯治理技術管理工作。
參考文獻:
[1] 陳學志. 淺談如何防治瓦斯災害的發生[J]. 山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.
[2] 趙永強. 淺談高瓦斯綜采工作面的綜合治理[J]. 河北煤炭,2006(2):20-21.
礦井災害防治范文6
關鍵詞:煤礦生產;安全生產;水害事故;防治救援措施;突水事故;煤礦建設 文獻標識碼:A
中圖分類號:TD745 文章編號:1009-2374(2017)10-0212-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.107
1 概述
煤礦水災害作為煤礦建設和生產中的主要災害之一,這嚴重影響了正常生產與開采煤礦的工作,給國家與人民帶來重大的經濟損失,同時也嚴重地危害著煤礦開采隊伍的生命安全。本文通過對水害形成條件、透水特點及事故發生原因進行剖析,提出防治救援措施,從而提升礦山救護隊應急救援能力。
2 形成煤礦水害的原因以及先兆
2.1 產生煤礦水害的原因
產生煤礦水災的原因是由于充水的渠道與充水的源頭達到一定的強度。礦井水的源頭就是充水的源頭,而水的源頭流進礦井的渠道就是充水的渠道。
2.1.1 礦井為什么會充水。生產和建設煤礦的過程中經常會發現水的源頭有地表水、大氣降水與地下水(包含斷層水、采空區水、承壓水與潛水等)。
(1)大氣降水。雨、雪和冰雹等溶化的水;(2)地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫等處的水;(3)采空區水。那些開采過的窯洞,報廢的舊巷道或采空區,因為占停排水很長時間導致存積地下水;(4)承壓水。處于兩個隔水層中間的地下水,存在巨大的水量與壓力,嚴重地威脅煤礦的建設;(5)潛水。通常位于地表露出的巖塊縫隙與地下的淺部松散的第四層沉積層的縫隙中;(6)斷層水。一般情況下斷層帶的通道里面有許多的水層,而且有特別充足的水源,嚴重地威脅著采礦工作的安全問題。
2.1.2 礦井充水途徑。常見的充水渠道一般有挖掘過的廢舊的鉆孔、巖溶陷落柱、斷層縫隙、深陷孔隙、塌陷坑、巷道與井筒等。萬一水源和上述通道相通就會產生礦井水害。(1)斷裂構造。斷裂導水造成礦井突水約占突水事故的80%以上;(2)巖溶陷落柱。90%以上的陷落柱是不導水、不含水的,但陷落柱一旦導水,往往是災難性的;(3)封堵不良或者說沒有進行封堵的鉆孔;(4)頂、底板三帶。采出煤層過后,因為上覆的巖層沒有支撐導致產生位移與損壞,構成彎曲帶、裂隙帶與垮落帶;(5)巖溶塌陷通道。
2.2 煤礦透水征兆
2.2.1 煤層發潮、變暗。如果把表面挖去還是這樣,就代表周轉積水了。
2.2.2 產生霧氣。道里面如果處于高溫狀態,煤壁受到積水滲入后就會出現蒸發導致霧氣。
2.2.3 煤壁“掛紅”,這是老空水的主要特點。由于積水時間長、酸度大,溶解多種含有鐵的氧化物所致。
2.2.4 空氣變冷。工作面接近大量積水區,氣溫降低。
2.2.5 煤壁或巷道壁出現發法(掛汗)。這是因為水壓力滲透到煤里面,細小的巖石縫隙聚集在巖石與煤層的表層面上。
2.2.6 有害氣體的提高。一般積水區都存在有害氣體,主要是CH4、CO2、H2S,聞到臭雞蛋氣味。
2.2.7 加大淋水,頂板來壓與鼓起底板。因為被積水的地方的礦山壓力與靜水壓力影響,最明@的就是離斷層最近的積水區。
2.2.8 水叫。一般有兩種聲音:一種是高壓水向煤巖裂隙擠壓發出的“嘶嘶”的音響;另一種是如同水開鍋或非常低沉的鳴雷聲,這是由于水的位置變動了或者巖石滾動撞擊而導致的結果。
2.2.9 出現壓力水線。水清即離積水區稍遠,若涌水混濁,表明已接近水源。
深入研究分析礦井水來源和礦井充水途徑,掌握礦井水害形成和發展規律是減少和遏制礦井水害事故發生的根本所在。
3 礦井產生水害意外的原因
3.1 產生水害的直接性原因
3.1.1 沒有提前調查清楚礦井的地理地質就盲目地進行挖掘采礦。
3.1.2 在水體下采煤措施不落實。一些煤礦違反《煤礦安全規程》規定,在防隔水煤柱中進行采掘活動。
3.1.3 未留設或破壞防隔水煤柱。
3.1.4 防治水技術力量及從業人員相關知識匱乏。井下的挖掘的工人與地質工作人員并無具備專業的水害防治知識,無法對顯而易見的透水征兆進行識別。
3.1.5 對已有水患未采取措施。某些煤礦的沖積層與水體下沒有安全合理地設置煤柱,沒有充實地填充廢棄的煤礦,沒有認真地制定防水方案導致出現災害。
3.1.6 雨季暴雨期井上下水情監測不夠。
3.1.7 未進行或者違章探放水。
3.2 管理原因
3.2.1 沒有嚴格地管理防治水的工作,沒有足夠的投入防治水工作,沒有落實到位的防治水方針,沒有真正地執行防治水害的責任制。
3.2.2 防治水措施針對性不強。大部分經常透水的意外在出現之前,就已經有明顯的透水征兆,但是因為沒有專業的人文水質與煤礦地質的人員,沒有專業的防范災害意識,所見人不能觀察到這些前兆,讓原本能夠避免的意外不斷在相同地區或者不相同的地方重復出現。
3.2.3 煤礦水害防治監管監察制度不落實。某些煤礦企業沒有嚴格地執行相關的安全規定,采掘隔水防水的煤柱,還有的挖掘水體下的急傾斜礦層沒有根據三下采煤的要求開展試采,開采強高過高,煤層不斷冒落,引發透水的意外。
3.2.4 部分企業三違現象時有發生。
4 礦井水害的救援與防治手段
井下的開采工作一定要按照以下標準執行:提前測量,提前報備,針對有疑惑的問題一定要開展調查,調查后再開采,治理過后再開采,一定要嚴格執行截、排、疏、堵、防等綜合防治手段。
建立健全發生水害的應急預案,及時有效地采取相應措施進行救援。
4.1 防治地面水
4.1.1 礦井的井口部門在挑選標高井口的時候理應比本地區每一年的洪水最高位還要高。
4.1.2 修改河流的通道,鋪置河流的底部,通道也要進行填堵。
4.1.3 排水溝挖水溝,把積水排除干凈。
4.1.4 在雨季前與雨季后強化防汛的工作。
4.2 井下的積水防治措施
4.2.1 提前處理好觀測水文和地質勘測工作,對礦區水文地質條件和水情水害等進行詳細勘測。
4.2.2 在礦井建設與生產的過程當中,要計劃性地留存地表水,注意觀察與檢測井下水源的涌水量、水量、水位與水壓的變化。
4.2.3 疏放水。把有可能影響礦井建設的所有或某些水源分批次地進行疏放,最終實現防治水害的目標。具體疏水方法根據不同水源、水量及排水能力來確定。
4.2.4 礦井堵水。煤礦常用注漿堵水,達到封堵截斷水源的作用。
4.2.5 井下探放水。一定要按標準執行以下措施:提前測量,提前報備,針對有疑惑的問題一定要開展調查,調查后再開采,治理過后再開采的原則。如果到達水害區或采掘工作面有明顯出水征兆時,必須進行探放水。
4.2.6 截水。利用防水閘門、防水墻和防水煤(巖)柱等截住涌水。
除了要嚴格地執行上述防治水害的措施和方針外,也要提高重視管理采礦業對水害的防治工作的程度,分配專業的水害防治單位與工作人員,提高投入水害工作的資金,吸收先進的高科技預測與控測技術,一定要開展專業的員工采礦安全培訓,真正落實對水害防治的監督工作。
4.3 發生水害事故的急救援措施
應急救援措施就是在災害事故發生后迅速控制其發展,并努力使災害損失降至最小。
4.3.1 啟用報警系統,在遇到意外之前,要以最快的速度把災害信息傳達到所有崗位上的員工,讓所有員工都有災害心理準備同時可以根據災害應急方針展開相關的應對措施。
4.3.2 及時控制危險源,并對水害進行檢驗、監測,測定危害區域、危害性質及危害程度。
4.3.3 了解災害的發生范圍,分配好災害前的人員配置工作,分析出受困的人有可能會躲藏的位置以及尋找到達該位置的可能通道,以便迅速展開救援。
4.3.4 快速分析出水災的所有性質,包括水的突出位置、影響力度、靜止水位、受災范圍、預算水的突出量、補給水的源頭和地面受影響的水體。積極采取排、堵、截水的技術措施。
4.3.5 把積水排出之后開展搶險與偵察,以免再次出現掉底、冒頂以及二次突水。若排水時間較長,應采取措施以延長其生存時間。
4.3.6 擴大通風性與排水量,把災害地區的電源切斷,以免瓦斯或者別的有害有毒的氣體集聚一起然后并發。
4.3.7 盡快搶救與輸送長時間受困于井下的工作人員,安全永遠是第一位的,以防突然變化的生存條件與自然環境導致二次意外。
4.3.8 做好現場清潔,把發生水害的后果消除掉。
5 結語
國內有比較復雜的煤礦水文地理地質環境。我國的所有重要煤礦地區里面,其中復雜的或者非常復雜的水文地理地質環境有27%,而水文地理地質比較簡單的礦井只有34%。國內不斷發生煤礦的災害意外事件,有數據資料顯示,我國在這20年左右就已經有200多個煤礦發生水災,導致了8000多人的死亡,經濟上所遭受的損失已經超過300億人民幣,而且這還只是不完全的數據統計,因此加強對煤礦水害的研究,提高對水害的防治和救援能力具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 姚源,平立華,宋占松.提高我國煤礦水害事故救援能力對策措施[J].煤礦安全,2015,46(1).
[2] 宋占松.我國煤礦水害救援裝備的技術現狀及相關建議[J].煤礦機電,2016,(1).