矿井灾害防治范文

导语：如何才能写好一篇矿井灾害防治，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】矿井水 预测预报防治技术 措施

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

在我国绝大多数的煤矿都是地下开采井下作业，煤矿井下工作场所客观条件制约很多，水、瓦斯、顶板、煤尘问题提出的改火，以及运输、机电等都可能成为矿井事故的原因，如果预进方法防和处理不及时，严重的甚至会出现重大人员伤亡和财产损大矿集失。特别是煤炭整合之后，一系列的小煤矿生产管理问题尤为突出。矿井水害一直是制约我国煤炭生产发展的重要因素之一。地下水涌入矿井, 不仅造成生产损失和人员伤亡, 导致多种环境负效应, 而且还威胁着大量煤炭资源不能开采。随着相关学科的发展和新方法、新手段的应用，防治水技术必然会向新的高度迈进。

一、矿井水的来源

1、采空区积水。在井田内如果有大面积的采空区，或者周边有其它煤矿的大面积采空区及古空区，可能存蓄地下水。在矿井顶板岩石冒落导水裂隙带或地质构造等不同沟通渠道的作用下，可对下方的煤层矿井产生不同程度的突水。矿井开采中对此应引起高度重视，建议对全井田进行补充勘探，进一步查明水文地质情况，补充完善采空区、老窑及其周边小窑积水情况，有无越界开采的情况，以便准确地指导矿井设计、施工和生产。

2、大气降水。大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿井，成为矿井突水的间接，且重要的补充来源。矿井涌水量受降水的季节变化影响，具有明显的动态变化特征，且有延后特征。

3、含水层地下水。井田矿井顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入矿井，成为矿井突水的主要来源。在开采过程中也不排除在特殊构造部位( 如隐伏断裂构造) 的越层补给。

二、矿井水的防治措施

1、矿井地下水灾害的防治

（1）灾害性水源的防治：对于渗漏严重的水库、河流等，应进行铺底或河流改道，在矿区建库蓄洪。调节控制雨季区域性的洪水流入矿区的洪峰水量，减少洪流入渗晕。

（2）灾害性通道的防治：地表防治，采用塌陷的回填，或围堤筑坝；地下防治，采用浅部截流或帷幕注浆；井下防治，是避开岩溶发育地带，控制大出水点的流量，修水闸墙或水闸门，井下注浆等。

（3）人类采矿活动：人类采矿如在浅部采用长壁全冒落法进行开采，地表形成大的积水坑而使涌水量激增，此时采用其它采矿方法则有可能减少或避免涌水量增加。采矿方法不当破坏原有阻水构造，隔水层，冒落连通其它含水层及地表水体，引起灾害，故应正确规划人类自身的采矿活动。

2、构筑防水闸门和水闸墙：为了使井下局部地区的涌水不致波及其它地区或拦截水源，将开采区与水源隔离，避免矿井受突然涌水的袭击，此时应在井下适当地点构筑水闸门或水闸墙。水闸门一般设置在可能发生涌水需要堵截而平时仍需运输或行人的巷道内，如井底车场、井下水泵房和变电所的出入口等。对于大水矿井必须设计密封式泵房，以保证矿井全部淹没而泵房与变电所安然无恙，仍可照常运转、排水，以至恢复矿井的正常生产。

3、注浆堵水：注浆前期应该用物探方法查明下伏含水层顶部的岩溶、裂隙的分布情况；然后选择适当的注浆工艺使其封闭，并充当隔水层的作用，进而加大了隔水底板的厚度至大于临界厚度值。对于断层较多、裂隙发育完全的碎裂底板，必须采取超前探测水，之后实施注浆，从而封闭了导水裂隙，加大了底板岩层的强度。当掘进或回采过程中遇到个别断层或陷落柱突水时，可在查明具体情况后进行局部注浆堵水，从而达到安全开采的目的。

4、完善矿井排水系统，提高矿井抗灾能力。所属整合矿井应该按照技术改造设计完成排水系统施工工作，按照相应的技术要求进行改造，逐步形成完整的矿井排水系统。加强防治水技术指导、服务工作，防治重大突水事故发生。为了确保各矿技改安全，坚持“预测预报、物探先行、钻探验证、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，搞好采掘工作面水害管理。要求整合矿井必须采用“有掘必探、物探先行、钻探验证”的方法进行掘进钻探相步结合，有效防治重大突水事故发生。

三、几种预防预测技术

1、采煤工作面底、顶板突、溃(淋)水预测预报技术

（1）底板突水预测预报：底板突水预测预报一直是煤矿防治水工作的重点之一。研究工作基本集中于两个方面: 一是对底板突水机理的试验与理论研究；二是研制和开发用于底板突水的预测预报技术，包括用于信息获取，信息处理及信息解译的仪器、设备及计算机软硬件技术。

（2）底板突水预测预报技术：基于突水机理研究形成的各种理论大多都有各自的一套突水预测预报方法。根据目前国内外学者的研究，一般都认为含水层的水压和保护层强度是确定能否突水的主要原因。因此研究重点放在了矿压、水压的变化及在它们联合作用下断层、裂隙等的力学性质及形变方面，即采动应力场和渗流场藕合分析。

（3）底板突水机理：研究底板突水机理研究是预测预报技术重要的基础工作。该研究可分为3类，即现场写实分析法(经验法)、数值模拟和物理模拟法(相似材料模拟法)。近年来，较有影响的研究工作主要为: 突水灾害发生的力学机理研究、采矿对断层的扰动机理及力学模型、矿井突水的自然水力压裂效应、煤层底板突水形成机制的非线性动力学模型、应力与裂隙网络渗流藕合模型、高压水流沙层突水机理研究等。

（4）顶板溃水溃沙分析及预报：顶板溃水溃沙是与底板突水不同的另一类灾害类型。它主要是指沿一些强导水通道, 或因采矿扰动而使地表、第四系水、沙或充填于岩溶洞穴等中的水、沙同时溃人矿坑而造成灾害事故。

2、水文地质条件探查技术

水文地质条件探查是包括矿床水文地质在内的一切水文地质工作的重要基础。常规的、传统的水文地质条件探查工作是在相应的普查、初步勘探、详细勘探阶段或普查、详查及精查阶段进行的。自80年代中期以来，随着生产发展的需要，煤矿床水文地质条件探查工作较以往不同的是出现了两个较大的转变: 一是研究对象从大到小，即从区域、矿区到采区、工作面的转变；另一是研究工作从地面到井下的转变。

3、带水压安全开采技术

带水压安全开采技术简称为带压开采技术。它是指当煤层底板隔水层承受较高水压时，在不进行或很少进行降低水压的情况下确定能否安全采煤的技术。该技术的重大进展在于：对突水系数进行改进，建立了带压安全开采的安全水压预测模式，并已经实践检验，投人使用。形成了带压开采工作面评价技术，即“五图、双系数、三级判别法”。

4、矿井水“排供结合”及净化处理技术

随着人们对水资源可贵性认识的不断深人，煤矿防治水技术由单纯的防排水向矿区水资源综合利用方向发展, 即从单纯的破坏水资源来换取煤炭资源向两种资源的共同开发和利用发展, 由此而形成的主要技术有:矿区排水与供水相结合技术(排供结合技术)；矿区地表水、地下水联合调度，合理调配技术；矿井污水净化处理及再利用技术；截流与疏供结合配套技术；矿区地下水优化管理技术。

四、结束语

矿井水灾害作为矿井常见灾害中最为危险的一种，不能掉以轻心，要通过积极完善制度和加强专业技能培训，逐步提高矿井工作人员的安全意识和标准作业化规范施工；通过成立专业的处理机构来强化基础设备和技术的投入，建立良好的统筹协调机制，确保防范措施落在实处。只有不断完善基础设施和技术力量储备，才能够较为显著的降低资源整合后矿井的水灾害风险。

参考文献：

[1]煤炭工业部.煤炭资源地质勘探抽水试验规程.北京:煤炭工业出版社,1980.

[2]全国矿产储量委员会.煤炭资源地质勘探规范.北京:煤炭工业出版社,1986.

篇2

一、煤矿开采对地质环境的影响

（1）煤矿开采对植被、水土流失以及土地沙漠化的影响。矿区地表植被稀少，生态环境脆弱，煤矿开采时，必然会造成大面积毁林毁草，致使水土流失，从而引发土地沙漠化。防治措施：建设单位做到：矿井建设与环境建设同步进行，提高植被覆盖率，减少水土流失。（2）矿坑排水对地质环境的影响。矿区为了正常生产，需疏排矿井水，其结果必然会导致地下水位下降，井泉干涸，植被枯死，从而影响当地居民的生活用水及农田灌溉用水。另外，矿井产生的各种生活污水及工业废水如不处理，可造成地下潜水和土壤污染，直接污染其附近水源。防治措施：设计部门应考虑防范措施。（3）煤矿生产对地面环境的影响。大规模的开采，矿井必将形成大面积的采空区，使煤层顶板失稳下沉，出现地裂、地面塌陷、地面沉降等地面变形，重者可使地面建筑物、公路、管道等公共设施遭到严重破坏。防治措施：在采掘中应注意保护建筑物、公路等地面设施。保安煤柱应留设，采空塌陷区应及时回填，恢复植被。（4）固体废弃物对地质环境的影响。煤矿主要固体废弃物为井巷掘进的废石及煤矸石，废弃物堆放可能产生的环境地质问题有：侵占草原和耕地、减少土地资源，污染土壤；废弃物中有害元素因降水的长期淋滤往往富集在水中，污染水资源。防治措施：煤矿生产时废弃物堆放尽量少占草原和耕地，堆放处应铺设隔水的粘土层，以减少对水资源的污染。

二、地震与矿区稳定性

据中国地震局主编的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划分，本区所在地，地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度相当于Ⅵ度。锡林浩特市西乌珠穆沁旗境内曾发生5.9级地震，锡林浩特市、赤峰市等地有感。防治措施：矿区地面建设时必须采取防震与抗震措施，防患于未然。矿区内目前尚未发生过较大规模的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害和较为严重的环境污染问题，自然状态下不会有不良自然现象发生。因此，地壳的稳定性较好。

三、地质灾害

（1）矿井生产往往形成大面积采空区，放顶后出现地裂、地面塌陷、地面沉降等地面变形。从计算结果分析，导水裂隙带（包括最大冒落带）最大高度未达地表，但采空区放顶后，弯曲带（整移带）可能波及到第四系。另外，采空区放顶后，部分地段导水裂隙带达到了第三系松散层，松散层会对矿井直接充水，会导致地下水位下降，从而引起某些地段地面沉降、地面塌陷。防治措施：采掘中应注意建筑物及公路等地面设施保安煤柱的留设，采空区及采空塌陷区应及时回填，恢复地面植被等综合治理措施。（2）地下水的污染。矿区地下水的污染源有矿坑污水、煤矿工业及生活废水，矿坑废石、煤矿工业废渣、生活垃圾。地下水污染的防治措施有：一是液体废弃物防治。积极引进矿井生产新技术，发展无污染新工艺；重复利用废水，减少污水排放量；加强技术改造，实行废水资源化；坚持严格的废水排放标准；生活饮用地下水源必须设置卫生防护带，上游或影响半径范围内不得有各种污染源存在。二是固体废弃物防治。首先要发展无废工艺，减少废物生成量，土地复垦；其次是要开拓固体废弃物资源化新途径，即从固体废弃物中回收有用物质，以获得新的用途；最后是要采用物理、化学、生物等技术对固体废弃物进行减量与净化处理，并选择安全排放场地，不但能防止地下水污染，而且还能防止土壤的污染和减少土地的占用量。

四、矿区水环境及有害物质

篇3

关键词：矿山；地质灾害；环境保护；边坡；爆破

1矿山开采主要地质环境问题

矿山的开采过程也是对原有生态环境[1]的改造过程，不可避免的会对原生环境造成一定程度的破坏，实际中最常见的是采石平台和陡崖，它们的出现会造成较为严重的水土流失和崩塌灾害，还会污染地下水，另外，开采过程中会产生大量的废石，这些废石的无序堆放也在一定程度上破坏了原有的植被环境，对周边环境也造成影响。

2矿山地质灾害类型

2.1岩土体变形

(1)矿山开采是在山体内部开挖洞穴，从内部改变山体结构，影响地面与山体稳定性，且一段时间后可能出现地面或采空区塌陷，引发岩土体变形。比如矿山采空区，如放置矿柱数量较少，或因矿柱出现破损，都会降低其支撑力，引发塌陷，尤其是矿体在地表埋藏较浅，开采平缓区域，是地面塌陷多发区域。而对矿体开采位置的深入，开采后若没有及时回填，或是崩落采空区，其达一定规模后，会因支撑力不足塌陷。同时如在岩溶分布较多区域开采，也可能因矿山排水，造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不仅直接影响耕地资源，其也会破坏道路、建筑物等，进而停止开采。(2)边坡失稳、滑坡与岩崩。矿山一旦遭遇过度开采，那么极有可能发生边坡失稳、滑坡与岩崩的灾害。另外开采方式的不合理，也会导致边坡因坡度过陡而结构失稳，从而引发一系列的开采事故。(3)坑内岩爆。它的另一个名称是矿产冲击。出现这一灾害原因是，矿坑周围及顶部与底部岩石，在地壳挤压下有一定压缩，如某个区域被挖空形成自由面，这个区域挤压力会受影响，地应力从自由面释放，使周围岩体破裂成数个小块，向空间内喷射，给矿山稳定与开采人员生命安全带来威胁。(4)采矿引发地震。如果矿山开采采用的开采方式不合理，或者施工人员操作不当，便会埋下地震的隐患。这种情况下引发的地震震源一般较浅，地震力会从四面八方对地表和井下进行严重的破坏。

2.2地下水位变化

2.2.1矿坑内水位上升在矿山开采时，常常会早遇到矿坑内水位上升的灾害。这种灾害的发生突发性强，影响范围大，并且会造成很严重的后果。矿坑内水位之所以会上升，与对坑内用水量的错误预估分不开，另外在开采中也常常会打穿水断层，导致地下暗河的水大量涌入矿坑内，严重的会危及作业人员的生命安全。2.2.2矿坑内泥沙涌出一般来说，矿坑内水位上升的同时也会伴随着大量泥沙的涌入，地裂缝中的泥沙也会乘机涌入矿坑，矿坑被积聚的泥沙过多就会堵塞矿道，导致人员和设备被埋。2.2.3环境污染矿山的开采不可避免会对环境产生一定程度的污染，开采中的废土、废渣和废水如果不经处理直接排放，那么便会引发严重的环境污染问题。

2.3矿体内因引发的灾害

瓦斯爆炸和地热是主要的矿体内因。发生瓦斯爆炸主要是因为巷道内通风条件不佳，瓦斯气体大量凝聚不能散开，一旦遇到某类化学物质，便会发生严重的爆炸。另外随着开采的深入，矿山内的硫会释放出越来越高的温度，地热危害一旦发生，便会给井下开采带来这多的困难，甚至会危及开采人员的生命安全。

3矿山地质灾害防治与地质环境保护

3.1坚持矿山地质环境保护[2]原则

3.1.1坚持“在保护中开发，在开发中保护”的原则矿山开采必须要有发展的眼光，要从长远准备，就是要将矿山的开采和环境保护进行结合，要坚持保护为先的原则，要有保护的进行矿山开采，这是保证矿山开采可持续发展的根本路径。3.1.2要坚持“预防为主，防治结合”原则预防为主是矿山开采时必须要坚持的原则，这也是为矿业发展的长远利益考虑。另外在进行开采时，也要坚持防治结合的原则，确保矿山开采与环境保护同步发展。3.1.3要坚持“矿山生态环境监测、治理和科学研究、科学管理相结合”原则为强化矿山开采中的环境保护工作的顺利开展，要做好全面的监督检查工作，确保科学管理。

3.2重点区域的防治

首先，在进行矿山开采之前，要进行详细的地质勘查，对矿山的边坡参数进行合理设置，并且要在开采的过程中加强对边坡的监测，一旦出现失稳隐患，则要立即采取措施予以加固；其次，针对已经存在的灾害点，最主要的工作便是做好开采之前的加固，将地质灾害的发生概率降到最低；再次，针对渣场和废渣，要做好合理处理，可以采取优化边坡坡度选择及挡墙设计的方式，预先设置拦渣坝，尽最大可能做到科学的利用；第四，在对坑道进行开采时，关键是要保证坑道内有足够的支撑能力，并且随时做好监测工作，防止支撑力不够而产生塌方。

3.3次重点区域的防治

矿山开采之前需要修筑数条入场公路，并且要建设生活区域，这个过程必然会涉及到边坡的开挖，其结果是会形成很多边坡和废土废渣，一旦处理不当，就会为滑坡和塌方等地质灾害的出现埋下隐患，另外，一些废渣随意堆放在路上，也会有下雨后出现坡面泥石流的危险，并且大量的滚石依然是威胁边坡安全的重要因素。基于此，在对矿山开采之前，要做好详细的参数设计工作，并积极采取加固措施对边坡进行加固，常见的是设置排水沟，将水与边坡隔离开，能够起到很好的防止泥石流发生的作用。除此之外，也要加强施工管理，合理处理废渣，可将废渣用于后期的山体植被恢复中。

3.4实施爆破措施

开采矿山不可避免的会采用火药爆破措施来实施岩土体的破碎，然而火药爆破技术的技术性很强，实际实施中一定要掌握好技术要点。火药爆破技术一般应用在开采现场或者是井巷挖掘区内，合理的使用爆破技术[3]不仅能够为开采工作提供便利条件，而且还能够有效防止地质灾害的发生。需要注意的是，如果使用光面爆破技术进行爆破，那么需要在在降低药包量直径和使用装药量上进行研究，目的是有效降低爆炸的程度，对周边环境的破坏也能降到最低。合理的使用光面爆破技术，能够达到很好的减少矿体裂缝、降低塌陷的效果，对周围环境的影响也能降到最低。

4结语

综上，伴随我国社会经济迅猛发展，作为关键物质前提的矿产资源，在进行发展过程中须给予高度重视，必需坚持环境保护为前提，从而在有效完成矿产资源利用时最大限度降低对生态环境破坏[4]，保证矿业长远和可持续发展。

参考文献

[1]周建海.矿山地质环境恢复治理模式分析[J].中国高新技术企业,2016,(18):159-160.

[2]郑晓棣.浅谈我国矿山地质环境存在的问题[J].科技风,2015,(14):145.

[3]张红杰,李振安,邱守强.矿山地质环境影响治理分析[J].山东煤炭科技,2012,(04):133-135.

篇4

[关键词]煤矿地质灾害；灾害类型；防治方法

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0062-01

煤矿地质灾害就是在煤矿采掘过程中，因大量采掘井巷破坏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，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产的灾害。煤矿地质是出现概率较大的灾害，它不但对煤矿产业造成非常大的损失，而且还会对人们的财产和生命构成危害。为此，治理煤矿地质灾害非常紧迫，只有最大程度地减少煤矿地质灾害的出现，才可以使煤矿采掘变得更加科学、安全、有序、正常。

一、山体塌陷滑坡

1.产生原因

山体滑坡是煤炭采集区常见的地质灾害类型，灾害往往会出现在地形相对复杂的区域。当山体斜坡处的土石受到雨水的侵蚀，会造成水土融合体的移动下滑，引起山体的滑坡和塌陷。此种灾害需要满足几个必备因素；第一是地形复杂，山体多；第二是足够的降水量；第三是地质体无法提供足够的支持力。因此，煤炭开采会引起地质体发生改变，支撑力会减小，当水渗入土体后坡体强度发生改变，造成原有斜坡的角度和外形也随之改变，同时地质支撑力的作用原理复杂，内部发掘深度的提高也会造成原有力关系破坏，这些都是煤炭开采导致下滑力增加所带来的地质灾害。

2.防治方法

整治山体塌陷滑坡的措施归结起来有三种：一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响；二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力；三是改变滑带土石性质，阻滞滑坡体的滑动。所有这些措施，都需要具体情况具体分析，有针对性地使用，才能收到“药到病除”的好效果。例如，对于由地下水作用引起的滑坡，在事先弄清地下水补给来源、方式、方向、位置和数量的基础上，主要采用截水盲沟、盲洞、仰斜钻孔等工程加以排除；对于因江河冲刷引起的滑坡，应着重修筑河岸防护工程；对于因挖方修建铁路、公路，破坏了山体平衡，采用抗滑挡墙、抗滑桩等支撑措施来恢复平衡，效果比较显著，对于因地表渗水或自然沟水补给而引起的滑坡体滑动，则宜采取地面铺砌防渗、地表排水及沟床铺砌等措施；对于因滑动带土质不良而引起的滑动，可考虑采用灌浆、焙烧等改良土质的办法，也可以采用疏干工程来减少水的作用。

二、地面沉降与塌陷

1.形成原因

在煤矿开采之后经常发生的地质灾害是地面沉降与塌陷。在煤矿开采过程中，地下开采、施工破坏了采空区围岩的初始应力场，使得采空区域的岩石发生破碎，导致出现地表位移、塌陷的现象。此外，随着煤矿采空区的不断的扩展，大量进行地下水的抽排处理，使得采空区和地下水不得不重新进行分布，由于坡度逐渐加大，就会形成面积较大的降落漏斗，最后出现地表沉陷情况。因此，煤矿引发的地面沉降与塌陷地质灾害使采掘工作更加复杂，加重了灾害的深度。

2.防治方法

（1）地面塌陷坑。地面塌陷坑多为切冒的圆柱或漏斗状，并有大量裂缝形成，应立即圈定危险区域，设立保护带，用煤矸石或黄土充填。并利用各种勘察手段，查明地下情况，对易于治理和有关联的地区再次同时进行地下治理，若地处偏僻或地下采空区范围大则划归隔离区，禁止人员进入和进行工程采矿活动。

（2）井下充填法。对于采空时间短，采空面小，顶板变形小的采空区，可利用原有巷道进行井下充填，充填材料以毛石、沙土为主，充填前，应将采空区内有害气体及积水进行排放，同时做好顶板支护。

（3）地表充填法。对于变形要求低、安全等级较低的建筑，宜通过地面打孔向采空区段充填砂砾及泥浆。根据顶板岩性、顶板上覆岩层荷载，设计充填孔口径及密度。

三、矿井突水灾害

1.形成原因

凡是井巷掘进或工作面回采过程中，接近或沟通含水层，被淹巷道、地表水体、含水断裂、溶洞、陷落柱而突然发生的突水事故称为矿井突水。这是因为井下采掘活动破坏岩层的天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。由于采矿时疏干排水或深降强排，产生水头差，于是灰岩地下水高水压在断层破碎带或隔水薄层地段会发生突水事故，造成突水灾害。

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，防止或减少大气降水和地表水涌入或渗入矿井下。具体包括：①设计井口和地面设施基础标高时，应参考矿区历史最高洪水位来确实，以保证在任何情况下矿井不致被水淹没。当井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历史最高洪水位时，必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。②当有河流通过矿区范围时，可通过河流改道或整铺河床的方法，避免河流水对矿井的潜在威胁。③当大气降水及地表水直接或间接渗透矿井采空区、采煤塌陷、陷落柱等漏水区域时，可通过修筑排水沟、用隔水材料填堵漏水裂缝等防止地表水渗入矿井下。

（2）井下防治水。①井下探放水：当采掘工作面遇到以下情况时，必须进行探放水：一是接近水淹没或可能积水的井巷、老空区或相邻矿时；二是接近导水断层、含水层、钻孔、灌浆区、溶洞或导水陷落柱时；三是接近可能与水库、蓄水池、河流、水井等相通的断层破碎带时。②井下截堵水。井下截堵水主要利用设置防水煤柱、水闸墙、水闸门等堵水设施，临时或永久地截堵住涌水，在矿井突水灾害发生时，隔离巷道或封闭采区，使某一地点突水不致危及整个矿井，减轻突水灾害的影响。

四、煤矿矿震灾害

1.形成原因

矿震，在煤矿中又称为冲击地压，指矿井高应力区内煤体、岩体及断层在受外界扰动瞬间失衡破坏时，释放出很大能量而引起以猛烈震动或爆发式破坏行为特征的矿山动力现象。矿震是采矿诱发的矿山地震，是造成矿井死亡事故的主要自然灾害之一。

2.防治方法

（1）合理进行开采部署。①煤柱：工作面之间尽可能不留设煤柱或只留设宽度极小的煤柱，以有利于采空区覆岩主关键层的运动与沉降，减少覆岩主关键层的悬空面积与采空区周围的能量积聚。②推进方向：采取从断层、褶曲轴部、采空区、煤柱开始回采的开采程序。开采过程中，应避免工作面向断层方向推进，将开切眼布置在断层一侧，或者将工作面沿着断层方向布置。

（2）覆岩主关键层下位离层注浆减沉。综放面覆岩主关键层下位离层量大，闭合速度慢，甚至可以长期存在，对主关键层下位离层进行注浆，粉煤灰在离层空间内沉淀形成充填体，减缓主关键层的运动，从而达到防治矿震灾害的目的。

（3）合理泄风与构筑强力堵风密闭。①泄风把冲击气浪引入专用排风井巷，排出地面。泄风井巷可采用区回风巷或矿井总回风巷替代，亦可在采区边界或矿井边界掘进专用的泄风巷或泄风井。②高强密闭：矿震压缩空气一般不超过1.0MPa，通过增加密闭强度，把压缩空气隔离在采空区内，使其在采空区平衡。

总之，煤矿作为能源的重要组成部分，在我国经济建设与发展过程中扮演着重要的角色。在煤炭开采过程中会不可避免的出现地质灾害，目前需要做的是通过现有的科学管理方法和技术去降低地质灾害出现的概率，降低灾害造成的损失，因此防治工作具有现实意义。

参考文献

[1] 沈德仁.关于煤矿地质灾害防治措施迫在眉睫[J].科技与企业，2012（21）.

篇5

煤矿地质灾害是在采煤过程中引发的破坏性灾害，它不仅给煤矿带来巨大的经济损失，而且还严重危及到人类的生命财产安全。煤矿地质灾害是煤矿的五大灾害成员之一，同时也是自然灾害的一份子。煤矿在开采过程中，由于开煤采石常常会引起山体滑坡、地表水土流失、地面塌陷等灾害发生。煤矿在开采时，由于大量的抽排地下水，极易造成地下水位的降低，最终导致矿井周围的水资源匮乏，甚至会造成一定的地下水污染，给当地农民的生活造成极大的用水困境。地下进行煤矿开采时，由于一些不合理的操作常常会引起瓦斯爆炸、地震、地面塌陷、矿井突水等灾害发生。煤矿开采时，一些废弃的煤矸石常常堆砌成山，对周围的地表环境造成严重的影响，煤矸石上的有害元素也会随降雨的冲刷流入地表或地下水，严重造成周围水体的污染。上面的所有灾害都是煤矿地质灾害的表现。因此我们要加强对煤矿灾害的治理，保证煤矿的安全生产。如今，煤炭是我国的主要能源之一，大约占70%，因此煤炭企业在我国国民经济增长中占有重要的地位。然而，由于煤矿地质灾害的不断发生，将会严重制约着我国社会经济和煤炭行业的健康发展。煤炭在开采过程中不仅遭受矿井灾害的威胁，而且还会受到一些自然灾害的威胁。煤矿地质灾害所造成的损失大概占全国所有灾害损失的10%。例如，2004年，河南大平煤矿发生瓦斯爆炸事故，最终造成18人受伤，56人死亡。不断的煤矿地质灾害给我们敲响了警钟，现在已经到了我们必须采取防治措施的时候了。

2煤矿地质灾害诱发因素及特征分析

2.1煤矿地质灾害的诱发因素分析

诱发煤矿地质灾害的因素很多，主要有以下几个方面：

（1）在煤矿开采过程中，由于工作人员没有严格按照规范进行开采，或在开采过程中忽视对灾害的预防工作，例如随着煤矿开采深度的不断增加，煤矿周围的地应力也不断增加，最终引起大面积的冒顶发生，甚至引发岩爆等地质灾害的发生。

（2）有的煤矿在生产过程中，只注重追求片面的经济效益，而不能严格的遵守规范开采，甚至出现一定的采富煤放弃贫煤，给后期的开采工作埋下一定的安全隐患。

（3）过去由于各地区煤矿的开采规范不同，造成一些农民自主开发煤矿，他们在开挖过程中完全没有安全防范的意识，甚至会对国有煤矿造成严重的资源和环境破坏，并且留下了一定的灾害隐患。

（4）有的煤矿在开采过程中，管理不科学、开采不规范最终导致了灾害的发生，例如，煤矿采空区未进行及时的回填、管理人员盲目指挥、生产过程中产生的废渣和废水未经处理随意排放、地质人员对工区地质和水位条件了解不够等都可能引起灾害的发生。

2.2煤矿地质灾害的特征分析

矿山地质灾害具有一定的不可预见性，因此在对矿山进行关闭处理时可能会留下一定的灾害隐患。露天开采的煤矿闭坑后也会留下一些灾害隐患，例如滑坡、泥石流等。这是因为露天开采过的煤矿虽然进行了一定的回填，但是仍然会存在一定的高度差，特别是一些矿坑比较深的煤矿更是如此，最终导致一些灾害的发生。地下的矿井闭坑后留下的灾害主要有地面沉降、地裂缝、地面塌陷等，严重的时候甚至会诱发山体开裂，引起滑坡等地质灾害。这些灾害具有一定的滞后性，它们在开采期间只是短暂发生甚至一点迹象也没有，等闭坑一段时间后将会引起一定的地质灾害发生。煤矿地质灾害一旦发生，将会给当地的农民造成难以想象的灾难。

3煤矿地质灾害的主要类型

我国发生过多期次的构造运动，导致煤矿的地质条件比较复杂，因此在煤矿开采过程中经常会引发一些灾害的发生，主要有山体滑坡、地面沉降、泥石流、崩塌等，其在煤矿地质灾害中所占的比例如图1所示。

3.1地面沉降地质灾害

地面沉降灾害是指地下煤矿被开采之后，采空区周围的原始地应力遭到破坏，造成地应力的重新分布，直到达到新的地应力平衡为止。在地应力重新分配过程中，会引起矿井周围的地表和地下岩层发生一定的移动、变形甚至开裂等破坏现象发生。在我国煤矿生成过程中，地面沉降引起的地质灾害非常突出。在我国东部富水地区，因地面沉降常常会形成一定范围的塌陷湖泊，然而，在我国西部缺水地区常常会形成一定的沙漠化，甚至导致地面倾斜加大。严重影响着矿井周围的环境发展。3.2山体滑坡地质灾害煤矿开采过程中，一些废弃的煤矸石会被堆放在一起，其堆放处的原始应力平衡常常会被严重破坏，甚至会诱发崩塌、滑坡等地质灾害发生。据专业人员的统计发现，我国每年因山体滑坡所造成的经济损失就达数亿元。例如，2004年，重庆东林煤矿煤矸石因暴雨被冲垮，造成大量煤矸石沿坡面瞬时被推移500m，导致14户住房被压塌，甚至被夷为平地，造成了严重的人员伤亡。经调查得之，这次滑坡造成24人被埋，3人生还，18人失踪和3人死亡的重大灾害。

3.3煤矿瓦斯突出

瓦斯在原始煤层中主要呈吸附或游离状态存在于煤层的孔隙、裂隙之中，当煤矿被开采时，导致煤层及周围的地应力发生改变，破坏了瓦斯的封闭系统，导致煤层中储藏的瓦斯瞬时被释放出来。释放出来的瓦斯在自然或人为的作用下，可以造成瓦斯爆炸、工作人员中毒和火灾等灾害的发生。3.4矿井突水事故在煤矿的生成过程中，矿井突水事故也比较的常见，严重时将会直接影响到矿井的正常生产。一般的矿井突水都具有涌水量大、水势凶猛、损失巨大等特点，如今已经被列为威胁矿井安全的重大灾害之一。

4煤矿地质灾害的防治措施

为了更好的保证我国煤炭行业的持续、稳定发展，相关部门就必须重视煤矿地质灾害的防治，根据煤矿的实际情况出发，制定有效的灾害防治措施。

4.1加强煤炭行业的科学管理水平

随着我国煤矿地质灾害的频繁发生，各相关部门对防御地质灾害已经给予了高度的重视，并开展了相应的煤炭管理课程，充分提高管理者的管理水平，减少煤矿地质灾害的发生。各种地质灾害的发生都有其自然属性，既有一定的偶然性又有一定的规律性，因此，煤矿生产过程中要严格按照煤矿生产的规章制度，对开采区进行合理的规划，严格禁止乱采乱挖现象。

4.2弄清开采区的地质构造，有效的做好防灾准备

有些煤矿地质灾害的发生是由于构造的运动引起的，例如断层运动等。因此，查明矿区范围内的构造情况，充分的掌握各种构造的特点、性质及活动的情况，在煤矿开采过程中，对其进行有效的预防，尽最大可能降低灾害的发生。

4.3健全煤矿的通风系统，降低煤矿的瓦斯浓度

在煤矿生产过程中，无论是个人还是国家、集体的煤矿，都必须严格按照国家的规定，配备有效的通风系统和严格的瓦斯检查制度，禁止工人在矿井中使用明火等，更好的保证矿井的安全生产。

4.4因地制宜综合防治

不同地区各种地质灾害的分布及爆况也不一样，因此应根据当地的地质特点、环境特点等制定合理的灾难防治措施，保证煤矿的安全生产。

5结束语

篇6

[关键词]瓦斯防治； 监测监控；火灾防治；煤矿灾害

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0077-01

绪论

中国煤炭资源储量丰富，目前煤炭在一次能源消耗中所占比重最大，但每层赋存条件复杂、安全形势严峻，矿井灾害一直是影响煤矿安全生产的重要因素之一，国内各大科研机构围绕中国煤炭存在的各种灾害进行聊深入研究并取得了一系列成果[1-4]，对矿井重大灾害的预防和治理起到了重要作用。但是我国煤矿灾害防治领域还存在诸多关键技术难题尚未解决[5]，事故总量和伤亡人数仍然偏高，安全生产形势依然严峻。

1.瓦斯灾害防治技术难题

1.1瓦斯灾害治理的理论和技术基础难题

目前，我国煤矿对瓦斯灾害治理的基础理论研究薄弱，对瓦斯灾害发生机理、灾害的演化过程尚不能全面认识，从而影响了瓦斯灾害防治关键技术的进展。对于煤与瓦斯突出机理的认识未能突破，影响煤与瓦斯突出预测预报技术发展，尤其是影响临界值的确定。需要攻克的主要难题有以下两项。

（1）瓦斯运移、抽放作用规律和瓦斯煤尘爆炸机理。对瓦斯赋存、运移和涌出规律的系统研究；对不同开采条件和瓦斯抽放条件下瓦斯涌出规律和分布特征、地应力和瓦斯运移场的耦合关系的认识；对煤矿生产环境下瓦斯煤尘爆炸特性及其演化传播规律、瓦斯煤尘连续爆炸发生的条件和传播特性的深入研究等。

（2）煤与瓦斯突出机理与防突技术基础。目前，我国煤矿地质构造对灾害的控制机理和规律尚不能认识、仍停留在“假说”阶段。虽然我国也曾做过一系列的研究，但是对机理的研究多是零星展开的，缺乏系统性。

1.2煤层瓦斯含量测定技术难题

我国已经成功开发出了地质勘探期间煤层瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量的预测方法和装置。虽然这些技术已经在煤矿是用了几十年并经过多次改进，但是其精确度仍是一个十分突出的问题，其测定值普遍低于实际值，以致使有的煤矿在建井期间就不得不进行安全补套设计，及造成了大量资金的浪费且带来系统性的事故隐患。

1.3瓦斯抽放技术难题

（1）构造煤的探测和区划研究。为提高瓦斯抽放率，急需探明原地构造煤分布区及其厚度，探测清楚原地构造煤瓦斯含量和突出区，还需要解决在高应力、高压力、高瓦斯构造煤区使用的钻进设备和抽放技术难题。

（2）松软低透气性煤层的本煤层瓦斯抽放技术。其核心就是要解决松软煤层的顺层钻进施工问题。

（3）高抽巷瓦斯抽放技术。在采煤工作面上方裂隙带布置瓦斯抽放巷道是当前十分有效的抽放技术，但施工量大，经济成本比较高，为克服其缺点，用水平定向长钻孔代替高抽巷的研究，至今已研究出了施工钻孔长度达600米到800米的强力钻机和钻孔工艺，需要继续研究能施工1000米的钻孔的钻机、钻具和钻进工艺，同时，还需要研究钻孔测斜、纠偏的技术和装备。

（4）改善煤层渗透性的技术。多数高瓦斯矿井的渗透率较低，严重制约了瓦斯抽放技术的发展。

（5）采动区瓦斯抽放控制煤层自燃发火关键技术。利用采动卸压而提高瓦斯抽放效果是煤矿很有前景的抽放方法，但是抽放同时极易带入空气从而导致自燃发生，因此，需要加大力度对采动区瓦斯抽放控制煤层自燃的研究。

（6）瓦斯抽放浓度控制技术。抽放瓦斯时，控制抽出瓦斯的浓度对瓦斯抽放效果和安全利用是十分重要的，但目前仍没有成功的技术和方法。

（7）瓦斯抽放标准。急需解决的一个技术标准问题就是煤层瓦斯抽到什么程度即瓦斯含量和瓦斯涌出量降到什么标准，就认为达到了“先抽”的标准和达到这一标准的技术和方法。

2.煤矿安全监测监控技术存在的问题

2.1瓦斯传感器技术

目前，国外应用于煤矿的瓦斯检测原理主要为热催化、热导、光干涉和红外，而我国主要为热催化、热导、光干涉，以热催化和光干涉为主。红外气体测量原理在煤矿瓦斯监测方面我国虽几年前就已展开但是最终因为其采用电机机械调制，仪器功耗大、稳定性差、造价高而不能广泛推广。半导体激光吸收光谱技术用于煤矿瓦斯检测是国际方面的最新研究动向，而我国最需要做的就是对现有的热催化瓦斯敏感元件的技术指标进行提升和改进。

2.2监测监控系统

（1）监控系统传输网络体系结构需升级换代，安全和生产动态信息的传输缺乏稳定、快速、可靠的通讯平台。在地面，采用工业以太网络、现场总线组建监控系统的技术已经很成熟，而我国煤矿监控系统仍然采用主从式窄带通讯体系结构、时分制通讯和低速总线巡检等传统方式，周期长，传输速度慢、故障率高，灾害隐患信息容易漏报、误报，时效性也差。

（2）目前的煤矿安全监控系统主要功能是监测，控制功能单一，根本无法做灾害或事故的预警。利用监控系统对矿井重大灾害预测预报的实用性和准确性不高，不能有效指导安全生产，只是对采掘工作面和其他传感器设置地点的瓦斯浓度或其他参数的简单监测，不能根据变化趋势和整个矿井的信息进行专家诊断，形成对灾害的有效预警。

（3）现有的监控系统还存在报警后的处理预案不完善，现场维护力量薄弱、设备无故障工作时间短、抗干扰能力不强等。

3.矿井火灾防治技术存在问题

虽然在煤矿火灾防治理论和技术领域通过近几十年的攻关研究逐步形成了以预测预报、火灾监测、火灾预防和火灾治理技术、装备和材料为一体的综合防灭火技术体系，但还是远远不能满足目前我国矿山火灾防治的要求，主要表现在以下几方面：

（1）基础理论研究方面不够深入，不能揭示矿井火灾灾害的深层次理论问题。

（2）在防灭火材料研究方面不够成熟、缺乏针对性。

（3）防治工艺技术的创新性不强，特别是在关键性技术的研究和应用方面缺乏专用设备，导致防灭火等现场工作难以迅速展开。

（4）整体技术的继承性不高，不能实现智能控制。

（5）矸石山的危害防治技术。

4总结

以上问题，是我国煤矿灾害防治方面急需解决的难点问题，需要从实用技术推广和集成，关键技术突破及基础理论研究三方面着手。具体应整合安全科技资源，形成产学研相结合的安全创新体系，建立以煤炭科学研究总院为主体的国家煤矿安全关键技术转换平台，建立以煤炭企业为主体的成果推广应用和再创新平台，建立以高效为骨干的基础研究平台，国家也应继续支持煤矿安全技术研究中心的扩建。

参考文献

[1] 王显政，杨富，朱凤山，等.煤矿安全新技术[M].北京： 煤炭工业出版社， 2002.

[2] 宋元文.煤矿灾害防治技术[M].兰州： 甘肃科学技术出版社， 2007.

[3] 黄俊，牛艳萍，芦山.影响煤矿安全的因素与防治对策[J].洁净煤技术，2007，13（ 3） ： 94-96.

[4] 卢鉴章，刘见中.煤矿灾害防治技术现状与发展[J].煤炭科学技术，2006，34（5）：1-5.

[5] 方树林.中国煤矿灾害防治技术的研究现场与发展趋势[J].洁净煤技术，2012，18（1）：90-94.

篇7

【关键词】高瓦斯；突出矿井；瓦斯灾害；分级处理

煤矿安全生产直接关系着煤矿工人的生命安全，同时，作为中国主要能源之一，煤炭产量影响着社会经济发展。随着煤炭需求增加，为了确保合理的煤炭供应结构，煤矿开采深度不断加大。然而，煤矿高效生产直接受煤矿灾害因素制约，因此，需要煤矿企业采取有效措施解决、治理煤矿瓦斯灾害。作为一种主要的区域瓦斯防治措施，预抽煤层瓦斯是消除突出矿井危险的主要方式，在煤层开采中广泛应用。

1.高瓦斯及突出矿井瓦斯灾害的影响因素

1.1自然条件

突出矿井瓦斯灾害发生的根本条件是矿井煤层瓦斯赋存条件，主要包括瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤层透气性、地质构造、瓦斯压力等条件。同时，影响这些矿井煤层瓦斯赋存条件的因素包括煤层倾角、煤层埋藏深度、煤的吸附特性等。例如，在煤层倾角较大情况下，煤层内瓦斯便易沿着地层向上排放，从而降低瓦斯含量。而在煤层倾角较小情况下，瓦斯排放困难，瓦斯含量增加。而对于煤层埋藏深度而言，在不受地质结构影响的煤层区域，当煤层埋藏深度不太大的情况下，煤层埋藏越深，其瓦斯压力与含量越大。同时，煤变质程度越大，煤层瓦斯含量越大。此外，煤层与周围岩层透气性越小，煤层瓦斯含量越大。

1.2技术因素

作为矿井瓦斯治理的关键因素，矿井瓦斯治理技术对于突出矿井灾害治理具有重要作用，但其仍存在一些问题。治理技术主要包括矿井通风、生产布局、瓦斯治理、防突技术等。其中，防突技术是治理突出矿井瓦斯灾害的关键，包括局部防治、区域防治。局部防治技术即为煤巷掘进工作面、石门揭煤工作面所实施的突出防治，包括工作面防突措施、危险性预测、安全防护等。区域防治技术主要为煤层瓦斯抽采技术、保护层开采技术等，包括区域防突措施、突出危险性预测、区域验证[1]。

2.高瓦斯及突出矿井瓦斯灾害分级处理方法

2.1地面钻井预抽技术

地面钻井预抽技术即为在地面钻井，抽采煤矿瓦斯，从而减少采空区瓦斯总量，解决煤层工作面上隅角瓦斯超限问题。利用地面钻井预抽，在工作面回采后，便可通过地面钻井抽采采空区内瓦斯。在具体操作中：（a）在工作面中部设置钻孔位置，开孔直径约为310mm；（b）将钻井施工至开采煤层顶板，终孔直径约为90mm，两孔间距约为350 mm，单个钻井范围为300m×300m。此外，地面钻井预抽技术适用于煤层瓦斯预抽时间大于15a、瓦斯含量大于16m3/t的区域，因此，在本次研究的1井区、2井区均可采用地面钻井预抽技术，以此降低瓦斯含量，减少瓦斯含量。

2.2顺层钻孔预抽技术 底板巷道穿层钻孔预抽技术

在瓦斯预抽时间较短、瓦斯含量较高的煤层区域，可联合使用顺层钻孔预抽技术、底板巷道穿层钻孔预抽技术。在操作过程中：（a）可先采用底板巷道穿层钻孔预抽技术抽采瓦斯，在煤层底板巷内施工钻场，并在钻场施工穿层钻孔，且确保每个钻孔将整个煤层穿透，孔径为75mm左右，孔深在70mm～90mm之间；（b）在确保底板巷道穿层钻孔预抽瓦斯达标后，利用顺层钻孔预抽技术，在煤层中掘进巷道进行顺层钻孔预抽，钻孔孔深长800mm～1000mm。例如，在山西寺河煤矿1、2井区，瓦斯含量均大于16m3/t，为实现大面积区域预抽，可联合使用顺层钻孔预抽技术、底板巷道穿层钻孔预抽技术[2]。同时，在顺层钻孔预抽技术过程中，可采用煤层斜交顺层钻孔，即在煤层工作面上、下顺槽处实施钻孔，且确保两钻孔斜交交叉，从而使相同断面的邻近钻孔平面相交，集中应力产生于相交区内，钻孔塑性区半径增加，煤层透气性增加，瓦斯抽采效果更好。底板巷道穿层钻孔预抽技术示意图如图1所示。

图1 底板巷道穿层钻孔预抽技术

2.3高位走向钻孔预抽瓦斯

顶板高位走向钻孔，即在煤层工作面回风巷位置每隔90m～120m设置1个高位钻场，并将10个～15个高位钻孔布置在每个钻场上，从而抽采本煤层、邻近层回采后采空区内瓦斯。同时，高位钻孔布置过程中，可分别将3排钻孔布置在开采煤层上部40m、30m、20m处，且每排均布置5个钻孔。此外，钻孔采用的是Ф108（mm）钻头。具体施工示意图如图2所示。

2.4顺层钻孔递进式预抽

利用开拓巷道打钻邻近工作面，进而使预抽区域覆盖邻近工作面，实现瓦斯抽采，即为顺层钻孔递进式预抽。顺层钻孔递进式预抽适用于瓦斯含量相对较低的井区，例如在3井区，瓦斯含量在7.08m3/t～11.32m3/t，可采用顺层钻孔递进式预抽。在具体操作中，在已有巷道实施钻孔，预抽区覆盖至相邻2个工作面，且对距工作面巷道条带约19 m区域进行覆盖。同时，钻孔长度为260m～400m，预抽区域倾向长度210m～350m，钻孔之间相隔5m。利用顺层钻孔递进式预抽，施工过程中，可在掘进巷道位置区域、回采工作面范围预先实现瓦斯抽采目的，这样，在回采、工作面挖进过程中，可有效减少瓦斯大量涌出，以此防止瓦斯超限，顺利、有序衔接各工作面，有序循环大规模的掘、采、抽等环节，消除瓦斯对煤矿开采的制约，提高单个工作面煤矿开采量[3]。

3.结语

对于高瓦斯、突出矿井瓦斯灾害治理而言，可采取分级处理技术，根据施工条件、瓦斯含量，采用顺层钻孔递进式预抽、顺层钻孔预抽、底板巷道穿层钻孔预抽、地面钻井预抽技术等技术，并可灵活联合运用各技术，提高瓦斯抽效率，最大程度降低瓦斯含量，实现安全生产。

【参考文献】

[1]付常青.浅析煤矿瓦斯灾害事故的原因及预防[J].中国矿业，2010，19（12）：102-103.

篇8

关键词：实验室 参数测定 突出危险预测 瓦斯治理 指导分析

前言：为准确及时地开展瓦斯参数及各项突出指标的测定工作，补充和完善瓦斯地质数据库，随时掌握井下各工作面的瓦斯变化，并进行突出危险性分析，确保矿井安全生产，兴安煤矿于2012年11月建成了防突实验室。

一、实验室建设的意义

煤矿企业建立瓦斯基本参数实验室后可以随着采掘工程的推进，随时测定煤层瓦斯基本参数，掌握煤层瓦斯的动态变化，进一步研究瓦斯分布规律，进而形成瓦斯预测分析结论，指导矿井安全高效生产。

1、落实《防治煤与瓦斯突出规定》的需要

按照已经颁布、执行的《防治煤与瓦斯突出规定》中明确规定，生产矿井新水平、新采区在开采前必须进行煤层瓦斯基本参数测定并委托有资质单位进行突出危险性鉴定。若鉴定为突出煤层，则突出煤层回采（包括石门揭煤作业）前必须执行区域措施，其中包括区域预测、区域措施、区域措施效果z验及区域验证。其中各种突出危险性鉴定指标、预测指标和措施效果检验指标均需井下实测，实测主要参数为：瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤层突出指标等。各项参数的测定大多需要在实验室进行，为了有效贯彻落实《防治煤与瓦斯突出规定》，建立瓦斯基本参数实验室非常必要。

2、煤矿煤层瓦斯赋存研究的需要

在煤层瓦斯赋存规律的研究中，重要的一项内容就是煤层瓦斯含量的测定，瓦斯含量的测定可以采用直接法和间接法，无论采用直接法还是间接法进行煤层瓦斯含量测定，都需要建立瓦斯基本参数测定实验室，因此，要进行煤层瓦斯赋存规律的研究，必须建立瓦斯基本参数实验室。

3、实现矿井安全生产、高产高效的需要

对于瓦斯灾害严重矿区，瓦斯治理任重道远，瓦斯成为制约安全生产的重要因素。建立瓦斯基本参数实验室后，通过在实验室的参数测定，收集不同标高，不同位置的瓦斯参数，通过数据分析研究掌握瓦斯分布动态，研究瓦斯赋存规律，在生产活动中通过实验数据适当的采取相关措施，避免事故的发生；通过实验室基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。

二、防突实验室工作职责

1、测定矿井各煤层的瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯吸附常数a、b值、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等基本参数，掌握矿井瓦斯分布规律。

2、研究煤层瓦斯赋存规律，对矿井井田范围内的瓦斯灾害危险性进行分析和划分。

3、负责矿井新水平、新采区开拓及石门揭煤区域综合防突措施中区域突出危险性预测、区域措施效果检验、区域验证时各预测参数的实测工作。

4、负责矿井工作面局部综合防突措施中工作面突出危险性预测、效果检验所需测定参数的实测工作。

5、为煤矿防突工作和和瓦斯地质数据库提供参考数据。

6、指导各类措施规程的编写。

三、防突实验室在矿山中的应用

为准确及时地开展瓦斯参数及各项突出指标的测定工作，补充和完善瓦斯地质数据库，随时掌握井下各工作面的瓦斯变化，并进行突出危险性分析，确保矿井安全生产，兴安煤矿于2012年11月建成了瓦斯防治实验室，并完成了培训工作，现已投入使用。自实验室建设以来，兴安煤矿便参照防突规定，厚煤层大于0.3米的煤层必须测定收集瓦斯压力、瓦斯含量、可解吸瓦斯量，a、b吸附常数、瓦斯放散初速度P、煤的坚固性系数f值等参数。共计对井下四水平北17层一段总机道、三水平南边界回风石门、三水平北30层边界区四段机道石门、四水平南17-2层四区一段底板层、三水平北21层一区三段二分层等200多处地点进行了煤层瓦斯含量、可解吸含量、吸附常数、煤层坚固性系数等瓦斯基本参数的测定工作，参数测定数据累计833条，各项煤层瓦斯基础参数已经录入瓦斯数据库，现在瓦斯地质数据库包括瓦斯基础参数以及地质构造煤等各项数据累计录入31721条，已经满足日常的生产需求。瓦斯地质数据库在满足日常生产需求的同时，通过对瓦斯基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。

通过防突实验室瓦斯基本参数的测试研究工作，指导了煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，例如兴安煤矿的四水平南17层2-4区二段，经各测点参数预测，测得17层煤瓦斯含量在2.8156-8.513m3/t之间，对各钻孔进行封孔测压，连续观测15-20天，瓦斯压力在0.15-1.0MPa，根据实测的瓦斯压力和瓦斯含量大小分布看，呈现出北高南低趋势，可以将三水平南二石门以南以及三水平南二石门以北260米范围，在-290m至-489m标高划分为无突出危险区，该划分区域内瓦斯含量最大为3.0312 m3/t，瓦斯压力最大为0.22MPa，将三水平南二石门以北260米处至南一石门500m范围内四水平17层二段，在标高-290m至-489m范围内划分为突出危险区，该区域煤层具有突出危险性，该划分区域处瓦斯含量最普遍为8.1146 m3/t左右，瓦斯压力为1.0MPa。通过对瓦斯含量及压力分布情况，将该区段分区治理，在无突出危险区实行每掘进20米做一次钻屑指标参数，确保施工中的安全，若指标超过突出临界值时，及时停止施工，执行防突措施；在突出危险区执行区域防突措施，施工预抽钻孔，将该区各项指标降低到突出临界指标以下.

通过实验室的瓦斯参数报告，将该区段分区治理，减少了钻孔的工，节省了预抽瓦斯的费用，也把钻孔有效的布置在需要降低煤层瓦斯的位置，避免了瓦斯灾害的影响，实现了矿井的高产高效。

四、总结：

防突实验室的建立，不仅是国家法律法规的的需要，更是瓦斯治理工作、确保矿山安全生产需要，通过实验室基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，节省资金，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，从而避免瓦斯事故的发生，实现矿井高产高效。

参考文献：

篇9

关键词：煤矿生产 水文地质 因素措施

前言

煤矿水文地质勘探是煤矿地质工作的一个重要方面，在许多情况下，没有水文地质勘探工作或是这个工作做的不好，煤矿的开发和生产将是盲目的，并可能给国家财产及人民生命带来严重损失。我国矿山淹井事故之多，数量之大，可谓世界之最，因此提高煤矿水文地质勘探与地下水的充水研究，始终是矿床水文地质工作追求的目标。长期的勘探与开采实践表明，相似水文地质条件的矿床，具有基本类同的充水条件与接近的矿坑涌水量及采后遇到的主要水文地质工程地质问题。

一、煤矿水文地质灾害种类

按照不同的分类标准，煤矿水害事故的分类方案是不同的，按照水源类型划分，煤矿水害事故可分为地表水、地下水和老窑水三类水害事故。

第一类是地表水引起的煤矿水害事故。地表水作为煤矿充水水源，主要包括江、河、湖、海、池塘、水库和大气降水多种类型。2005年8月19日，吉林舒兰矿业集团五井由于矿井附近地面的“莲花泡”水体，通过相邻煤矿封闭不良的主井灌人井下引起的透水事故；2007年8月17日，洪水通过煤矿废弃砂立井和煤层露头空洞裂隙，溃入山东新泰市华源矿业有限公司井下造成的特别重大淹井事故，都属于地表水引起的灾害。

第二类是地下水引起的煤矿水害事故。地下水包括松散层孔隙水、基岩裂隙水和岩溶溶隙（洞）水。当采掘工作接近或穿透地下含水层时，往往就会造成透水事故。我国典型的煤矿地下水害事故以华北型煤田奥陶系灰岩岩溶水为代表。1976年韩城马沟渠矿奥陶系灰岩岩溶水以200m³/h之多使380米水平以下井巷全部被淹;1979年焦作演马庄矿奥陶系灰岩岩溶水以240m³/h的流量突入矿井,使全井被淹;1984年开滦范各庄矿下伏奥陶系灰岩高压岩溶水沿着岩溶陷落柱大量涌入矿井,数小时内最大平均流量竟达2053m³/h之多,不仅使该矿迅速淹没,而且危及临近几个矿井;2003年4月12日，河北邢台东庞煤矿发生的特大陷落柱突水淹井事故;由地下水突水引起的灾难枚不胜数。

第三类是老窑水引起的煤矿水害事故。老窑水是采煤形成的采掘空间积存的大量水体。在后续采煤活动中，由于防水煤（岩）柱尺寸相对不足或人为破坏容易诱发透水事故,此类事故的发生案例也不少见。近年来，较为典型的老窑水透水事故有两起，一起发生在广东梅州兴宁市大兴煤矿，属上覆老窑水透水事故；另一起发生在山西大同左云张家场乡新井煤矿，属侧向老窑水透水事故。

二、煤矿地下水灾害事故的原因分析

我国煤矿水文地质条件复杂，水害类型多样，客观上给防治水害工作增加了很大的难度。特别是近年来，随着煤炭工业的快速发展，煤炭资源大规模、超强度的开发，也加剧了煤矿水害事故的复杂性。

首先，是对水文地质条件认识不清。一些煤矿,特别是私挖乱采的小煤矿,唯利是图,在不清楚地下水文地质情况和未采取有效的手段对充水水源进行探查，在水害隐患没有排除的情况下盲目组织生产，致使煤矿发生水害事故。其次，是对突（透）水机理研究还不够深入：限于目前的研究水平和实际水文地质工作量不足,掌握的水文地质资料有限，尽管有时水源是确定的，但对采矿诱发的导水通道的形成机理还缺乏足够认识，导致煤矿水害事故时有发生。再其次，在探测技术方面仍存在着不足，尤其在导水构造探查方法上存在较大缺陷。目前，对垂向导水构造，尤其是导水陷落柱缺乏有效的探测手段，致使此类水害事故仍然时有发生。最后，是管理工作不到位，监管不力。一些煤炭企业面临采掘接替紧张的局面。不严格执行《矿井水文地质规程》和《煤矿防治水工作条例》，最终导致煤矿水害事故的发生。

三、水文地质工作对煤矿生产的重要意义

煤矿防治水工作在矿山建设、生产过程中起着重要的作用，做好煤矿防治水工作，是减少矿井水害事故发生，特别是减少重特大事故发生的前提，是保障职工安全，保护国家资源和财产，保证煤炭生产持续稳定发展的基础。

（一）水文地质工作对煤矿生产的影响因素

1、对矿井生产安全的影响，水文地质资料准确与否直接影响到矿井的生产安全，职工的安全等，如矿井充水性图是综合记录下实测水文地质资料的图纸，是分析矿井充水规律，开展水害预测、制定防治水措施的重要依据，其资料的准确性将对矿井的安全生产产生重要的影响。

2、对煤矿生产前期勘察的影响，矿井须搜集、调查和核对其范围内正在开采的小煤矿和废弃老窖情况，并在矿图上标出其井口位置、开采范围、开采年限、积水情况、出水地点的水情变化等，全面掌握煤矿周围及地下的水文地质条件，并做好一切预防透水的准备工作，确保矿井安全。如某矿1996年11月26日，其井田内一小煤矿因采断煤层柱突发大水，最大突水量达到700m³/h，该矿立即采取防治水应急预案，由于防治得当，才避免了淹井事故。

3、对开采区、掘巷道及工作面布置的影响，水文地质资料直接影响到采区设计、采掘巷道布置、并对生产造成重大影响。如某煤矿2001工作面，原设计走向长880m，切眼位于矿界煤柱上，由于临界小煤矿采掘情况不详，所以运输巷掘至距原设计切眼140m处便打钻探测，当打到70m时探到老空并有涌出，随即留设防水煤柱并重新布置开切眼，减少储量10多万吨，对生产造成重大影响。

4、对煤矿水文安全预报的影响。水文预测预报是指导煤矿井巷施工和生产的一种重要手段，主要表现在:可避免重大透水施工的发生；为制定安全技术措施提高依据，指导安全生产。

（二）、困扰水文地质工作在煤矿生产中作用的原因

1、水害防治技术手段落后，防治水工作处于被动状态。由于我国很多矿区水文地质条件复杂，矿山水害较为严重，目前还没有形成较为系统完善的适合矿区开采的煤矿水害防治技术、方法和相关的仪器装备。另外，重治理、轻防范思想严重，加上煤矿企业在前几年因效益不好造成水文地质科技人员流失，造成地质及水文地质专业管理人员，企业的防治水技术与管理人员力量不足，政府规范化监管力度不够，使得现有的成熟的防治水技术和手段没有得到应用，如突水条件的多信息监测预管技术、地震及其它勘探资料的精细解译技术等先进技术没有在矿区得到广泛应用。

2、相对落后的防治水技术手段难以满足现代矿山生产工作的需要。随着安全生产技术的不断进步和对煤矿生产工作的要求不断加强，采煤工作面的空间尺度不断增大，井巷工程的掘进速度明显提高，随着煤矿开采方式，开采深度和工作面开采空间的变化，水害产生的条件、水害威胁的程度以及水害形成的机理都在发生着较大的变化。而目前防治水技术和水害预测评价的理论基础仍然以20世纪50年代前苏联的相关理论和矿井日常工作所积累采矿经验为主。传统的防治水技术措施已经不能完全满足现在生产新形势的要求，矿井生产的高产高效与防治水技术发展的相对滞后必然会造成突水淹井等事故的反弹。

3、水文地质探查技术与装备明显不足。煤矿水害产生的三大因素（水源、水量、导水通道）是大家共识的，矿井水文地质工作的核心内容就是要查明这三大因素。很明显，在矿井突水的三大因素中，作为水源和水量的含水层及其补给和排泄条件具有区域性和面状分布的特点，往往是易于查明和先知的，但导水通道（断层、陷落注、不良封闭钻孔等）具有及强的局部性和难以先知性，有多少次灾害性突水都来自于对导水通道的不可预知性。而现实生产中，没有探测设备进行水文地质探查。

4、矿山企业缺乏专门的水害防治技术队伍和水害安全专门监督检查责任落实部门。随着矿山建设、生产体系及发展管理进入由市场规律调节后，安全生产和安全监控体系不够健全。并且目前我们矿区生产企业缺乏专业的矿山水害防治技术队伍，缺乏对生产工作面、矿井进行水害安全技术论证、技术监控和安全技术保障体系的建立。加强了事故发生后的责任追究制度，而忽视了对生产过程的安全技术保障体系监管和评估。

（三）、煤矿矿区预防水文地质灾害的措施

水文地质工作在煤矿生产中重要性是不言而喻的，虽然目前的水文地质工作存在着上述各项难题和困扰，但煤矿生产的安全更是重中之重，因而在实际的工作，不论企业管理者还是水文技术人员，都要树立安全第一的意识，利用现有条件，不断的总结经验，运用科技手段防范水文地质灾害。

1、始终坚持“安全第一、预防为主”安全生产方针，坚持以人为本，强化安全管理，牢牢把握“双基”建设工作主线，与时俱进、扎实工作，努力做好防治水工作，建立健全了以总工程师为首的“防治水”管理体系，矿长是矿井“防治水”工作的第一负责人。设立专门的防治水管理机构和队伍，并由煤炭公司成立水文地质专业机构，结合各自矿区水文地质工作开展现状，统一协商，组织专业矿山水害防治技术人员对近年以来所发生的重点水害及有代表性的突水灾害进行全面调查、分析和研究总结。通过这项工作，力求找出新条件下煤矿水害频繁发生的原因、特点、趋势、规律及主要问题，为进一步做好矿山开采过程中预防水害安全工作提供决策的基础资料。

2、加强水文地质基础工作

有计划地开展水文地质补充调查，有目的地进行地面或井下水文地质补充勘探，采用钻探或物探等方法查清矿井水文地质条件。逐步完善水文地质观测工作，主要穿层石门以及开拓巷道，即使进行水文地质观测与编录，绘制石门、巷道的实测水文地质剖面图或展开图，建立了各含水层水质数据库。按照“预防预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的水害防治十六字原则，编制中长期防治水规划和年度防治水计划。年初提出年度水害预测资料，编制书海预测图和水害预测表，并逐月进行检查、补充与修改。

3、根据有关规程制定和完善地面防治水措施及各种井下防探水措施。每年根据情况，在雨季来临前对矿井防治水专业隐患进行一次全面排查，对排查出的井上下防治水隐患进行专门设计，制定出整改措施，切实做到超前预防，提前治理，将隐患消灭在萌芽状态。对井下的每一项防治水工程，均进行专门的设计，根据设计编制施工安全技术措施，并安排防治水专业技术人员重点盯靠，确保现场施工安全。在总结和研究矿山水害防治技术的基础上，结合目前矿区水害类型、水害特点和水害威胁程度，形成具有针对性、具有指导意义的煤矿水害调查和评估报告，并根据不同水害类型的矿井提成具有操作性的水害安全保障技术和安全措施，用以指导整个矿区的水害防治工作。

篇10

【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