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煤矿灾害防治措施范文1
[关键词]地质灾害 特征 防治措施
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-249-1
随着社会经济的发展,人们对于煤炭的需求量越来越大。无论是火力发电厂还是日常的生活供暖都离不开煤炭的使用,这就推动了煤炭企业加快对煤炭的开采工作。但是,由于煤炭生产经常性的受到地质灾害困扰,为煤炭开采的安全性和可靠性提出了很高的要求。因此,能否做好煤矿地质灾害特征的相关研究,做好预防措施,对煤炭企业的发展至关重要。
1煤矿地质灾害的概况
人类在对煤炭开采工作进行一系列的操作时,容易造成地形、地质条件的改变,从而为煤炭的安全生产带来严重的安全隐患。土层开挖之后将弃土及矸石随意安置,造成大雨天气下的水土流失,土层开挖之后会出现内空的情况,容易导致地表的塌陷。煤炭的开采工作前,首先需要抽取地下水,水位的降低不仅会造成地表的下沉,严重时会造成水资源的泄露枯竭。最后,不能对生产的废弃矿渣及矸石进行集中处理,容易造成地面的环境污染[1]。近年来,由于地质灾害带来的人身财产损失十分巨大,有效的防治措施亟待被提出。
2煤矿地质灾害发生的原因
2.1开采中潜在的自然灾害特征
(1)滑坡:煤炭的开采避免不了对地质结构改变,特别是一些大型的土石,一旦发生移位或者缺失,就会造成应力不平衡,进而导致地面的崩塌。根据近年来的数据统计,滑坡类地质灾害带来的经济损失十分巨大。滑坡的产生一方面是由于雨水等自然因素的影响,另一方面植被的缺失也是造成滑坡的重要因素。
(2)地面沉降:岩石、土层的开挖使地质结构的内部作用力发生变化,当现有的地质不能够满足地面的负载时,就会发生塌陷;另外,过于开采地下水,并且没有设置相应的回灌井,导致水土的固结能力大打折扣,经常会导致地下漏斗的发生;地表漏洞、房屋开裂以及水资源缺乏,都是地质灾害的重要表现。
(3)粉尘、瓦斯问题由于常年的化学作用,经常会造成煤与瓦斯突出、瓦斯及粉尘的爆炸等情况如果开采时遇到静电或者明火就容易发生严重的安全事故[2]。除此之外,如果在开采前没有对瓦斯的含有量进行测定,很容易造成瓦斯中毒的情况。
(4)矿井水害:矿井的开挖松垮了土层,再加上矿井周围缺乏植被,使水土的固结能力大为下降,一旦遭遇暴雨天气,矿井就容易进水,再加上矿井中排水工作不到位,对水渗透情况缺乏监管,对矿井水文地质情况明没有查,没有从而造成矿井透水事故。另外,矿井的开采也容易加重水害的影响程度,就拿太原市一次泥石流事故为例,长时间的暴雨侵袭,造成周围的矿井、山体的垮塌,大量的泥石被卷走,瞬间将洪水的高度抬高了数米,并且泥石的沉积堵住了洪水的去路,为泄洪工作带来了巨大的困难,当时还有500多名矿井工人深陷矿井之中,造成60多名员工的死亡,直接造成的经济损失高达2亿。
2.2闭坑后的灾害特征
虽然矿山闭坑后会采取一定的防护措施,但是由于煤矿在开采过程中已经将千百年来形成的土质结构完全改变。因此,矿井的后期养护不可能恢复到原有的结构状态,遭受暴雨等天气时,发生滑坡、泥石流的几率还是非常大的。除了滑坡、泥石流之外,闭坑后潜在的自然灾害还有地面的沉降以及裂缝,对于地质结构严重破坏的地方可能还会出现山体的开裂现象。这主要是源于在开采过程中没有注重地下水的回灌或者地质连通导致地下水完全泄露造成的。
2.3其他原因的深度探析
不同的地质灾害是由于不同的原因诱发的,由于矿井开采属于地下作业类,所以地表压力是造成地质灾害的重要因素。在开采时,企业管理的不到位、员工操作不规范等,达到一定程度时,就容易引发大规模的地质灾害。有些煤矿企业有了追求利益的最大化,冒险推进施工进度,再加上企业没有投资安全防护措施,在施工的中期和后期就容易引发地质灾害。
3地质灾害的防治
3.1加强宣传教育
政府应该组织地质灾害类专家,对煤矿生产的环节进行监控,研发出一套完善的地质灾害防治体系,并将知识教授给企业的管理人员。企业通过开展培训会或者发表内报的方式,将安全生产、防治灾害的技术下发给每个员工,特别是地质环境不稳定的地方,要做好开采前的设计工作,对可能出现的问题做出严密的规划,制定一套应对各类地质灾害的措施,以提升员工应对突发状况的能力。
3.2合理开采煤炭资源
煤炭的开采要循序渐进,不能单纯的为了追求进度和效益而放松对施工质量的要求。将开采的总目标进行划分,每当完成一个阶段性的目标之后,就要对目标进行细致的维护,保证回填、回灌工作完成之后,再进行下一个阶段的施工。在一些地质环境恶劣的地方,相关部门应该严格限定企业的开采,做好企业资质的审查,允许资质好、技术先进的企业开挖,并且要加强对开采工作的监督。
3.3装备、生产技术的升级
针对矿井的一系列地质灾害,企业需要重视起来,提升矿井装备,加强职工业务培训,提高生产技术能力。在开采之前,可以聘请地质专家对当地的地质情况进行全面的了解,制定不同地质灾害下的预防措施。环境的不确定性,决定了地质灾害的发生不可能完全的避免[3]。因此,完善预警机制,提升建筑物的抗灾能力,制定逃生方案,能够降低地质灾害的影响程度和影响范围。
3.4重视矿井地质灾害,加强管理
企业应该重视对地质灾害的治理,无论是从设备的选择还是技术工作的优化,都应该加强监督与控制,做好生产管理工作,对于违规生产行为要严格惩处,将损失降到最低。
4结束语
伴随着国民生产工作的展开,煤炭的开采工作依然会是未来几年内能源供应的重要环节。加快地质灾害的防治研究,提升自然灾害的防止理念,保证生产设备以及生产技术能够符合煤炭开采的技术要求,对企业乃至国家的经济发展都具有着重要的意义。
参考文献
[1]李峰.煤矿地质灾害特征及防治措施的探讨[J].河南省煤炭地质勘查研究院.2010(04).
煤矿灾害防治措施范文2
【关键词】煤矿瓦斯;灾害防治;事故原因
中国是煤能源大国,而且把煤作为一次能源在世界都很少见。大量的煤炭使用注定了煤矿的开采在中国是关系到国民生产的重要工程,而瓦斯灾害是煤矿矿井下可能发生的一种最严重的灾害,尤其是瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出两种,可以破坏矿井,更严重危害到矿工的生命。因此煤矿瓦斯的灾害防治一直是我国煤矿安全研究的重中之重。
1 煤矿瓦斯的性质和爆炸条件
1.1 瓦斯的成分
瓦斯的主要成分为甲烷与同系物,其余还有少量的二氧化碳、氮气、氢气、一氧化碳、硫化氢和稀有气体等。由于二氧化碳的水溶性很高,因此很容易溶入地下水被带走,氮气则由于分子直径小,运动速度非常快,因此这二种气体的含量取决于地下水和上覆盖层,通常情况下,离地表越近的地方,氮气和二氧化碳的含量越高。
1.2 瓦斯爆炸条件
1.2.1 瓦斯浓度要求
瓦斯在新鲜空气中的爆炸浓度为5%~16%,即瓦斯的爆炸界限。但是因为矿井内的可燃性气体除了沼气外还包括一定量的重碳氢化合物,重碳氢化合物的分子量直接影响爆炸下限,爆炸下限随分子量的加重而降低。
1.2.2 爆炸热源要求
瓦斯不能被低温所引燃,想引爆瓦斯需要温度足够高的高温热源。其会在新鲜空气中以650~750℃的温度被引燃。
1.2.3 氧气浓度要求
氧气作为重要的助燃剂,当其在空气中浓度大于12%时可以引起瓦斯爆炸。这个条件非常容易达成,因为只要处于正常的通风气流中,氧气的浓度就超过了20%。
2 煤矿瓦斯的爆炸与传播机理
瓦斯爆炸的本质问题是其爆炸的机理和点火的方式。甲烷气体被外界的热源所激发时会产生强烈热化学反应,这一过程即为瓦斯爆炸。由化学动力学的角度入手,可以解析出甲烷爆炸的物理本质和化学本质。甲烷爆炸的点火阶段是一个支链型链式反应的过程,这个过程由众多基元反应一起构成。通过实验可知,煤矿瓦斯爆炸的传播方式为冲击波式,而随着传播的空间和时间的变化,冲击波的结构也随之产生变化。最初的燃烧阶段,冲击波的传播方式为爆燃波,而当甲烷气体燃烧殆尽后转化为纯空气冲击波。另外,已经在实验和理论两方面证明了,当满足个别特殊条件时,最初燃烧时的爆燃波有转变为爆轰波的可能性。
3 煤矿瓦斯的灾害防治措施
3.1 矿井通风
矿井的通风可以降低瓦斯的浓度,因此强化矿井的通风技术可以有效防治矿井内的瓦斯爆炸,但我国目前在这方面做得并不到位,存在着很多通风技术低下的高瓦斯突出型矿井,具体问题包括总风量不足、通风系统结构复杂、稳定性低,难以控制风流量等。
为了优化矿井通风技术,在设施上需要对进回风井硐与巷道进行扩建,对通风网络进行优化,使通风阻力尽量减小,同时还要注意大功率的通风机械更换,以达到增加供风量的目的;在管理上则需要合理进行挖掘部署,以集约型的生产方式为目的,并强化对通风设施的管理,以强化通风系统的可控性与稳定性。单工作面的生产能力扩大应小心,因为瓦斯的威胁会严重制约这一过程,当风速过高时,有可能令采空区的煤炭因自燃而起火,扬起的煤尘更会令生产环境恶化甚至引发煤尘的粉尘爆炸。
在实际生产中,国内各个矿井的回采工作面一般通风量都低于每分钟2000立方米。此外,有一些矿井通过尾巷(无金属支护)来进行瓦斯的排放,通过尾巷的瓦斯浓度通常可以达到3%以下,而且尾巷和回风巷每分钟可以稀释30立方米以上的瓦斯,可是这种防治措施的可靠性比较低,因为瓦斯的涌出和分布浓度是不均匀的。
3.2 瓦斯抽放
3.2.1 本煤层的瓦斯抽放
(1)顺层长钻孔成孔
顺层长钻孔成孔技术是通过顺层钻孔来进行瓦斯抽放的一项关键,但这项技术存在技术难题,即在煤层,尤其是突出煤层顺层钻孔时会发生很严重的喷孔和卡钻现象,这使得想钻到达标深度非常困难。为了解决这一技术难题,新技术新设备的使用是必要的。举例来说,ZSM-250型顺层强力钻机和多级组合钻头实测可以达到240米的的钻孔深度,该设备由于应用了风力排渣成孔的工艺,并具有先进的孔口除尘装置,因此在煤层钻孔时能有效攻克技术难题,取得良好的工作效果。
(2)长钻孔预裂控制爆破
对煤层进行控制预裂爆破可以令煤体出现裂隙,从裂隙可以释放一定量的应力和瓦斯,这样既增加了煤层的透气性又可以防止突出。但这项技术的技术要求较高,在进行爆破时只能弄裂煤层不能损坏顶板,因此无论是还是爆破工艺都需要专门研制。通过试验可知,专门研制的低威力炸药不但起爆速度很慢,而且爆炸峰值低,作用时间长,在炸裂煤层时能起到很好的效果,配合各类相应的专门爆破工具和工艺,能实现长钻孔爆破安全可靠、效果优良的控制。
(3)水力扩孔
孔径的大小对瓦斯灾害的防治有直接影响,孔径的增大会令钻孔煤壁的暴露面积随之增大,应力释放和瓦斯排放也就相应的变得简单,但单一大直径的钻孔技术有大量的技术难题,简单举例就有垮孔严重、排渣难度大、成孔过短等。这些难题可以利用水力扩孔的技术加以攻克。水力扩孔需要先以钻机打出小孔径,然后再使用高压水射流器旋转切割钻口四周的煤体,因为高压水射流器除能进行高压水的射流外还能自行旋转,所以这一过程并不困难,这一作业可以沿着之前钻机完成的钻孔轴向运动方向连续对钻孔的径向进行扩展。通过扩大钻孔直径,令煤层暴露出更多的面积,有利于煤炭排出和煤层卸压,能大幅增加单孔钻孔的瓦斯排出量。
3.2.2 采空区瓦斯抽放
旧有的采空区不仅要采取措施抽出瓦斯,而且应注意进行对自燃的监测。抽出瓦斯的方法主要有密闭插管与地面钻孔两种,而监测应以自燃发火的可能较高的煤层为主,注意对火灾标志性气体和温度的监察。因为瓦斯的抽放和发火之间具有矛盾性,所以现在相关机构正在进行专门监测装置的研发,以期解决这一矛盾。
4 煤矿瓦斯的未来展望
瓦斯不仅具有危害性,其本身还有作为重要能源的一面。对瓦斯进行开发利用,不但能消弭煤矿的安全隐患,同时还能提高资源利用率,缓解日渐严重的能源问题。伴随着我国相关技术团队在矿业开采方面的技术进步,煤矿的瓦斯防治技术也日益成熟,在采煤之前先进行瓦斯的开采已经成为国家的强制指标。在这个大环境下未来的灾害治理技术应向以下两方面发展:
4.1 灵活针对
具体分析各个矿区不同的开采条件,对煤层和瓦斯的特点进行具体分析,结合最新的现代技术开发最适应矿区情况的独有技术工艺。
4.2 与时俱进
伴随着开采的不断深入,瓦斯的治理中理所当然的会不断出现新问题,面对这些全新的难题应与时俱进,勇于挑战,不断开发新技术来适应新状况。
5 结语
直到出现全新的可代替能源之前,我国煤矿产业的发展是不会停步的,相应的瓦斯灾害防治技术自然也要随之不断进步。瓦斯灾害的防治是关系到人民财产和人身安全的重要工程,万不可等闲视之。因此有关煤矿瓦斯的灾害防治研究与探索会长时间的继续下去,为我国的矿业发展做出贡献。
参考文献:
[1]朱红青,陈国新.煤矿事故调查[M].江苏:中国矿业大学出版社,2002.
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[3]康怀宇,刘建华.矿井瓦斯防治[M].江苏:中国矿业大学出版社,2001.
煤矿灾害防治措施范文3
关键词:煤矿开采;地质灾害特性;预防措施
中国的煤矿多是通过井工方式开采,而中国的煤层大多经受了地质构造作用,开采时很容易诱发煤矿地质灾害。煤矿地质灾害的发生不仅给煤矿企业带来了巨大的经济损失和人员伤亡,还带来了恶劣的社会影响。常见的煤矿地质灾害主要有水害、瓦斯灾害、顶板灾害及地表沉陷灾害[1-3]。在很多情况下,煤矿地质灾害还会引起一些附加灾害,对矿井的破坏力极大。因此,非常有必要采取措施对煤矿地质灾害进行预防。为了更好地对煤矿地质灾害进行预防,应该认识到煤矿地质灾害的特性。本文围绕着煤矿地质灾害的特性展开分析,重点探讨了煤矿地质灾害的一些预防措施。
1煤矿地质灾害的特性分析
认识煤矿地质灾害的特性对于预防煤矿地质灾害有着十分重要的作用。通过大量的地质灾害现场分析可以发现,煤矿地质灾害的特性主要有破坏力强、发生机理不明确、持续时间不确定及防治困难。下面将进行具体分析。
1.1破坏力强
很多煤矿地质灾害发生时,都有着较强的破坏力,严重威胁矿井的安全生产。在发生煤与瓦斯突出事故时,大量瓦斯会突然涌入巷道,极大地增加了瓦斯爆炸的风险。若这些瓦斯遇到明火,则很容易造成巨大的破坏力。一方面瓦斯爆炸时产生的高温高压气体会对巷道造成严重的破坏,另一方面瓦斯爆炸时会产生大量的有毒有害气体,直接威胁工人的生命安全。随着中国煤矿进入深部开采时代,发生煤与瓦斯突出的可能性会大大增加。进入深部开采以后,若煤矿发生突水事故,则会造成严重的人员伤亡。由于开采比较深,短时间内很难打通救援通道。更重要的是,很难在短时间内排完矿井内的积水。鉴于这几方面的原因,深矿井发生水灾后危害极大。通过分析煤与瓦斯突出和矿井突水事故可以发现,煤矿地质灾害发生后具有较强的破坏力,不仅会损毁井下的设施,还会造成井下人员伤亡。
1.2发生机理不明确
煤矿灾害另一个显著的特点就是发生机理尚不明确。很多学者虽然尝试了对各种地质灾害的机理进行分析,但是没有得出统一的认识。对于煤与瓦斯突出地质灾害就已有了十几种假说,但是每一种假说只能解释特定的突出现象。煤矿冲击地压(见图1)也面临着同样的状况。虽然对于煤矿突水已经有了较为统一的认识,但是并没有找到一种合适的理论来对其进行较好的解释[4]。煤矿地质灾害发生机理不明确的主要原因有两方面:a)煤矿地质条件具有不确定性;b)煤矿开采条件对地质灾害的发生起着一定的诱导作用。
1.3持续时间不确定
煤矿地质灾害的持续时间具有不确定性,有的持续时间长,例如煤矿的地表沉陷和煤矿突水,有的持续时间较短,例如煤矿冲击地压。值得注意的是,这种持续时间的长短不是固定的,其不仅与煤矿的地质条件有关,还与煤矿的生产条件有关。例如冲击矿压发生后,还可能诱发煤矿长时间的矿震,对于这种情况很难定义其持续时间。
1.4防治困难
由于煤矿地质灾害的复杂性,对地质灾害的防治存在一定的困难。现有的灾害防治技术多是基于实践总结得到的,但在应用时需要选择合适的参数。例如对于冲击矿压的巷道,通常采用加强支护,但加强支护的方式和形式需要根据煤矿的实际情况来确定。比较典型的是,虽然A矿区已进行了大规模的冲击矿压治理,但仍时有冲击矿压发生,严重威胁着煤矿的生产安全。
2煤矿地质灾害预防措施分析
以上分析了煤矿地质灾害的一些特性,需要据此采取措施来预防煤矿开采过程中的地质灾害。在防治煤矿地质灾害时应采取的措施主要包括加强对煤矿地质条件的勘探、重视煤矿地质灾害防治技术的总结及选择合适的开采方式。
2.1加强对煤矿地质条件的勘探
很多时候,煤矿地质灾害的发生与地质条件的不确定性存在很大的关系。为此,应加强对煤矿地质条件的勘探,特别是在掘进和开采之前。由于煤矿开采的区域比较大,采用钻探的方法获取的地质资料比较有限,而且精度不高,还需要采用物探的方法进行精细化勘探。在勘探时要重点注意一些地质构造变化区,例如断层、陷落柱及煤层厚度变化较大的区域等。在勘探完成后,要将地质构造异常区标记在煤矿的采掘工程平面图上。根据异常区的分布情况,估算这些区域对煤矿开采的影响,从而采取合理的安全措施。例如,采掘工作面在过地质构造、集中应力区、煤岩顶破碎区时,必须合理分析顶板岩性,然后采取合理有效的支护措施,如注浆、架棚、注浆锚杆等,提高破碎顶板稳定性,防止顶板受力失稳导致冒顶、垮落事故的发生[5]。
2.2重视煤矿地质灾害防治技术的总结
煤矿地质灾害防治的关键在于采用合适的地质灾害防治技术。然而,现在很多的煤矿地质灾害防治技术多是根据特定条件下的地质灾害事故分析得到的,并不是对所有的煤矿都具有适用性。为了使灾害防治技术能发挥有效的作用,煤矿企业应根据自身实际情况,对一些灾害防治技术进行总结改进。只有这样,才能更好地防治煤矿地质灾害。例如在防治冲击矿压时,有的煤矿采用水力压裂效果比较好,有的煤矿采用岩层注水比较好,而有的只能采用加强支护的方式。地质条件的差异性,导致采用的防治措施也会存在一定的差异性。这就要求煤矿企业一定要根据实际情况采取合适的防治措施,否则不仅不会防治地质灾害,还会诱发地质灾害。
2.3选择合适的开采方式
在煤矿开采时,开采方式对地质灾害有着一定的诱发作用。为此,需要根据地质条件选择合适的开采方式。所谓开采方式就是工作面的布置方式和回采方式。对于具有冲击倾向性的矿井,一定要避免孤岛工作面开采;对于瓦斯含量高的煤层,一定要降低煤层开采强度,以免诱发煤层瓦斯事故;地表有建筑物或山体时,一定要控制采高,以免诱发严重的开采沉陷事故。开采方式主要影响的是岩层移动和变形的形式,而岩层运动是煤矿地质灾害的前提。
3结语
在煤矿开采过程中,煤矿地质灾害时有发生,给煤矿企业带来了巨大的经济损失。总的来说煤矿地质灾害的发生具有破坏力强、发生机理不明确、持续时间不确定及防治困难的特性。在实际生产中,应采用加强对煤矿地质条件的勘探、重视煤矿地质灾害防治技术的总结及选择合适的开采方式来防治煤矿地质灾害。研究可以为认识煤矿地质灾害及防治煤矿地质灾害提供一定的参考。
参考文献:
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煤矿灾害防治措施范文4
关键词:矿山地质;灾害类型;防治措施
0.引言
近些年来,我国重大地质灾害明显上升的趋势,其种类多、分布广、影响大、造成的损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。而由于矿山的地质灾害大都在深部发生,其勘查多采用遥感信息技术与物理勘查方法。
1.矿山地质灾害的勘查方法
1.1地球信息技术综合方法
目前的信息技术主要是利用遥感集合“3S”技术,及时掌握地质灾害可能的分布.发生地点与区域。如利用全球卫星定位系统对地质灾害发生的高危点位精确定位,并利用遥感卫星进行叠加分析,预测灾变发生趋势。
1.2地球物理勘查方法
主要指应用物理手段,探测岩土圈层相关信息,确定采空区、断层位移、磁场变化等可能的灾害伴发信息,对地质灾害进行提前分析与预测。地球物理勘查矿山地质灾害的方法主要包括高密度电阻率法、视电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震法等。这些方法是预测潜在矿山地质灾害重要技术手段。
1.3环境化学勘测方法
在矿山地质灾害预防过程中,人们也常常使用地球化学勘查方法。例如对矿区环境污染的监测,化学探测方法具有不可替代的优势。这种方法的应用能够有效确定污染因素、预测污染趋势、追溯污染源、划分污染区,为污染治理方案的制定提供重要的科学依据和技术支持。
2.矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类:
2.1岩土体变形灾害
(1)矿山地面和采空区塌陷地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源.建筑物,毁坏道路.水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。(2)采矿场边坡失稳.滑坡与岩崩主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。(3)坑内岩爆坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。(4)采矿诱发地震因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
2.2地下水位改变引起的灾害
(1)矿坑突水涌水这是最常见的矿山灾害,突发性强.规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹.人员伤亡灾难。(2)坑内溃沙涌泥这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。(3)环境污染环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质,由于未经有效处理就被排放到江河湖海中,造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。
2.3矿体内因引起的灾害
(1)瓦斯爆炸和矿坑火灾这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。(2)地热随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
3.矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区.次重点防治区和一般防治区。
3.1重点防治区防治措施
(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。(2)对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。(3)渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分\合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线)。(4)对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌.冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。(5)作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。(6)设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
3.2次重点防治区防治措施
在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。
(1)科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。(2)加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施。(3)开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
3.3地质环境恢复方案及措施
为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土.植草种树。
4.结语
矿山地质灾害类型多,引发因素多样,不同类型的矿山地质灾害有着不同的形成机制和表现形式。针对不同矿区的地质环境特点,我们应该选择适当的矿山开采方案,并进行积极的地质灾害勘查方法,做到将灾害消灭在萌芽期。综观当前对矿山地质灾害类型.勘查技术方法和预防措施,查明矿山地质灾害特征,预测灾害体的发展变化,提出防治措施,为矿山防灾减灾提出合理建议。
参考文献
[1]丁雅丽.唐山市体育场岩溶塌陷地质灾害治理工程实例[J].西部探矿工程,2012(1).
煤矿灾害防治措施范文5
【关键词】矿山 地质灾害 滑坡 崩塌 泥石流 矿山地质灾害的防治措施
引言
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。近年来,重大地质灾害明显上升。
一、 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
二、 矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
1.岩土体变形灾害
(1)矿山地面和采空区塌陷 地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物,毁坏道路、水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。
(2)采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩 主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
(3)坑内岩爆 坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
(4)采矿诱发地震 因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
(5)场库失稳 场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
2.地下水位改变引起的灾害
(1)矿坑突水涌水 这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
(2)坑内溃沙涌泥 这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
3.矿体内因引起的灾害
(1)瓦斯爆炸和矿坑火灾 这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
(2)地热 随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
三、 矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
1.重点防治区防治措施
(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。
(2)对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。
(3)渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线)。
(4)对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。
(5)作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
(6)设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
(7)开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。
2.次重点防治区防治措施 在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滚石和飞石危害。(下转第78页)(上接第54页)
(1)科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。
(2)加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施:
(3)开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
3.一般防治区防治措施 区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
4.地质环境恢复方案及措施 为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。
通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复与维护人类与环境和谐的目的。
煤矿灾害防治措施范文6
[关键字]矿山建设 水文 影响
[中图分类号] X171.1 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2013)-3-55-2
1矿山的建设过程中容易出现地质灾害的原因
我国的经济建设发展迅速,对资源的需求量一直比较大,我国的矿产储量丰富,矿区的开采量也比较大,因为开采技术和开采方法的制约,矿山的建设过程中存在有较多问题,极易引发地质灾害。
在传统的矿山开采中,一般采取如图所示的开采方法,以一条斜井靠近矿体,然后在巷道内对矿产进行开采。在许多中小煤矿的矿区内,因缺乏专业的管理手段,或采用了不适宜的开采方法,一旦岩土变形,或者地下水位发生突然的变化,都会对作为唯一出口的斜井造成破坏,从而引起严重的地质灾害,危及到矿区的生产安全。在进行矿山开采之前,必须进行详细的地质勘测,做好相关的地质灾害的防治措施,为矿区建设的顺利进行提供保障。
2矿山建设过程中容易出现的水文地质灾害类型
我国是地质灾害多发的国家,因地壳运动活跃本身就给矿山的建设和开采带来较多难题,在矿山的开采过程中,一旦不注意勘测水文地质环境,或者不进行有效的防护措施,发生地质灾害之后,矿井关闭和设备损毁会造成直接经济损失,也危及到井内进行开采作业的矿工的安全,矿山的建设过程中,容易出现的水文地质灾害,主要有以下几种:
2.1由地下水位的突然变化引起的地质灾害
在矿山的开采过程中,挖开的矿井接触到地下的蓄水溶洞或者暗河的可能性比较大,会导致地下水直接涌入巷道,也有可能是泥沙涌入巷道,遇到透水断层或者浅表的裂缝时,地表径流会带着一些沉积物进入巷道,这些水、泥沙和沉积物堵塞巷道会造成造成人员伤亡,掩埋作业机器,甚至会使矿山的发掘系统直接崩溃。这种自然灾害具有极强的突发性,一旦发生往往波及面较广,造成的后果也极为严重。
2.2由矿体内的易燃物质造成的地质灾害
矿体内可能含有易燃易爆的甲烷气体,随着矿井的深度的增加,矿井内部的温度也会在地热的影响下不断升高,含硫量也比较大,在这种恶劣条件下进行作业的矿工,本身就存在较大的健康隐患,一旦因为通风不良,易燃气体大量积聚之后发生爆炸,必然导致惨痛的后果。这种情况多见于煤矿,后果最为严重,但是具有较强的可预防性,在矿井的建设过程中做好日常的维护和管理工作,可以很大程度上避免灾害的发生。
2.3由岩土层变形引起的地质灾害
矿区在进行一段时间的开挖之后,已采空的矿体需要进行支撑,在一些埋藏较浅的矿区,会因为矿山采空而导致地面塌陷,如果不能对采完的矿体进行及时的回填和崩落,最终会引起大面积的塌方,造成严重的后果。矿井开挖造成的地面塌陷在浅表煤矿中普遍存在,会影响到地面的建筑物,会破坏耕地,给矿区周围居民的生产和生活带来较大的负面影响。因矿区的开发,需要对矿脉附近的岩石进行引爆,一旦事先的勘测数据不够准确,起爆点的选择出现偏差,致使岩石块发生破裂呈喷射状,会对矿井内执行作业任务的矿工造成人身伤害。
3对矿山中可能发生的水文地质灾害采取有效的防治措施
不同地区的矿山因形成条件不同,有不同的水文地质特点,在防治地质灾害的措施上,也各不相同,但是针对地质灾害的主要类型,也可以采取相应的有效防治手段。
3.1施工之前进行全面的勘测
在矿山开挖之前,必须对斜井或竖井的位置进行全面的工程勘察,预测好斜井内的涌水量,以及周边的含水部分的水文地质构造,详细绘制地质平面的剖面图,并根据施工情况随时修订预测结果,按照严格的施工步骤进行施工,由上级主管单位进行规范验收。对勘测过程中已知的含水部分,要综合考虑其位置以及距离井巷的深度,提前进行导水工程的建造,在建造的过程中,根据涌水量以及工程要求采取合理的预防措施。对矿山的生产过程中可能出现的滑坡以及塌方,要及时对矿山周边的不稳定因素进行勘察,结合当地的气象水文情况,对恶劣天气条件下的滑坡和泥石流做好预防。
3.2做好防治工程的设计
在进行矿山的设计时,要考虑到可能发生的崩塌和滑坡现象,以及矿山附近的水文地质因素,结合危险事故的成因和发生特点,进行有针对性的设计方案,保证防治工程的工程质量。对易发生危险事故的重点区域,做好加固工作,避免因矿山开采导致的灾害复发现象;对矿上的边坡,要由专业的勘测人员进行及时的监控,注意相关参数的控制,一旦在开挖后出现变形,要有相应的应急预案。矿山在进行成产之前,必须由相关的专家进行安全评价,对防治工程进行规范化的验收,保证矿山的生产安全。
3.3施工中应该采取的工程防治措施
在矿山的开挖过程中,要实时地采取相应的工程防范措施。在矿区周围要做好雨季的排水,在周边设置合理的截洪沟,及时将矿区外部的积水排出,以免外部积水倒流入巷道造成事故;针对开采面的设计,要禁止从下部开挖形成伞檐,悬空的伞檐有可能崩塌形成事故,需要从上而下对矿体进行台阶状开采;在矿区内的巷道,一定要注意通风,随时监测巷道内的甲烷浓度,在超标状态下进行暂时性停工作业排除险情;在巷道内进行矿体爆破时,要注意爆破点的选择;在结束开采之后,及时清理巷道周围的危岩,同时在破碎面周围和高危地区设置警戒线,以避免人员损伤。
3.4施工中应该采取的生物防治措施
因爆破残留的粉尘较多,导致矿区周围也存在一定程度的空气污染,矿山的开采过程中,也难免会对矿区周围的生态环境造成一定程度的破坏,被破坏的生态环境又会直接危害到矿区的生产安全,以及周边居民的生产和生活,所以在矿山建设中应该注意对水文地质灾害采取生物防治措施。矿区开采的平台和弃土的堆放,为了避免矿井涌水所采用的防治措施,这些都会对当地原有的生态地貌,以及当地的大气降水和自然环境造成影响,在矿山周围要种植植被,主要引进乡土树种,经济实惠的速生植物可以有效发挥绿色植物的固土作用,达到防灾减灾的目的。