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煤礦隱蔽致災因素的危害和防治

日期:2020-08-24 人氣:705

生產技術部 杜曉山

煤礦隱蔽致災因素主要包括采空區,廢棄老窯(井筒)、封閉不良鉆孔,斷層、裂隙、褶曲,陷落柱,瓦斯富集區,導水裂隙帶,地下含水體,井下火區,古河床沖刷帶、天窗等不良地質體等。其特點是具有隱蔽性、時變性和突發性,探測和預防難度大。因此,加強煤礦隱蔽致災因素普查尤為重要,是預防煤礦安全事故發生的重要技術手段。據不完全統計,在我國的煤礦重大事故中,與地質條件有關的各類事故約占80%,因此,國家煤礦安全監察局要求各煤礦建立隱蔽致災因素普查治理機制,全面普查煤礦隱蔽致災因素,并強制查明隱蔽致災因素。   

1 采空區的危害及防治   

1.1 采空區的危害   

采空區不僅會影響煤礦采掘設計和工程施工,還會引發突水、瓦斯爆炸、火災等煤礦事故,是煤礦生產的重大安全隱患。采空區或與采空區相連的巷道內的積水為采空區積水,其幾何形狀極不規則,不斷推進的采掘工程與這種水體的空間關系錯綜復雜。采空區積水的流動規律與地表水流相同,不同于含水層中地下水的滲透。采掘工程一旦意外接近或揭露,采空區積水便會突然潰出,發生透水事故。   

1.2 采空區致災防治   

采空區致害的防治可從以下三方面做起:①及時排查、分析本礦的采空區積水情況,定期收集、調查、核實相鄰礦井和廢棄老窯的情況,并建立臺賬,深入研究本礦井積水區和礦界最少200 m范圍內相鄰礦井的采掘工程平面圖,及時修訂積水線、積水量、積水上下限標高、探水線和警戒線;②采用物探或化探等方法查清水文條件,然后采取相應的治理措施;③新開拓的采區、采掘工作面要進行水文地質條件分析,地質說明書要闡明受采空區積水威脅的情況,并制訂相應的探放水措施。   

2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害及防治   

2.1 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害   

廢棄老窯(井筒)、封閉不良鉆孔會造成突水等煤礦事故。對于地面勘探施工的地質孔和水文孔,如果封孔質量不合格,且過含水層,就會使導水通過。當采掘工作面接近或揭露鉆孔時,容易造成突水事故。   

2.2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔致災防治   

廢棄老窯、封閉不良鉆孔致害的防治可從以下兩方面做起:①要查明廢棄老窯(井筒)的閉坑時間、開采煤層、范圍等,盡可能收集齊全以往煤礦采掘工程平面相關資料,并將廢棄老窯(井筒)水源井標注在采掘工程平面圖等相關圖件上,建立井內廢棄老窯(井筒)、水源臺賬。②確定鉆孔在采掘工作面的位置,核實鉆孔的封孔質量,建立封孔質量臺賬。如果鉆孔穿透含水層,且封孔不良,應當在地面重新套孔、封孔。對于地面無條件重封的鉆孔或封孔質量有問題的鉆孔,應在井下采用鉆探的方法查清其導水情況,并采取井下注漿或留設防水煤柱等相應措施;對于無封孔資料的鉆孔,應按孔口坐標實測孔位,并開挖孔口,查看實際封孔情況;對于未封鉆孔,應采取相應的處理措施。   

3 斷層、褶曲、裂隙的危害及防治   

3.1 斷層、褶曲、裂隙的危害   

斷層、褶曲、裂隙的存在不僅會對煤層的完整性和連續性造成破壞,影響煤炭資源儲量,也會影響開采區域、井田和礦井開拓方式的合理布置,增加開拓成本和降低生產效率,還會在其附近引起煤層頂板冒頂、突水、瓦斯突出等煤礦安全事故。   

3.2 斷層、褶曲、裂隙致災防治   

利用現場觀測和物探、鉆探等探測方法,了解斷層性質、走向、傾角、斷距,斷層帶寬度及巖性,斷層兩盤伴生裂隙發育程度,斷層富水性等,查明礦井邊界斷層和井田內落差大于5 m的斷層,并查明褶曲的位置、產狀、規模、形態和分布特點,了解褶曲與礦產的關系等。在斷層兩側嚴格按照《煤礦安全規程》和《煤礦防治水細則》留設安全保護煤柱,嚴禁開采防隔水煤柱等。

4 陷落柱的危害及防治   

4.1 陷落柱的危害   

陷落柱的危害主要有破壞煤層的連續性,在陷落柱區域形成無煤區,減少煤炭可采儲量;破壞頂底板,造成冒頂片幫等事故,并充當特殊的導水通道,造成水災事故。   

4.2 陷落柱致災防治   

采用井下判識、地球物理勘探、井下鉆探等手段探明陷落柱的富水性和導水性,及時記錄在案,并留設陷落柱安全保護煤柱,嚴禁開采防隔水煤柱等。   

5 瓦斯富集區的的危害及防治   

5.1 瓦斯富集區危害   

瓦斯富集區的形成會引發煤礦瓦斯突出和瓦斯爆炸等事故,是煤礦主要的事故類型,會造成巨大的經濟損失和大量人員傷亡。   

5.2 瓦斯富集區致災防治   

在綜合分析煤炭勘查、煤層氣勘探開發的瓦斯測試資料,以及煤礦生產過程測試的相關瓦斯參數資料、礦井通風數據、瓦斯等級鑒定資料等的基礎上,繪制采區、礦井瓦斯地質圖,并根據礦井瓦斯賦存情況分區,開展瓦斯防突預測預報,并提出防突建議。另外,在生產過程中,要加強煤層瓦斯管理,貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的工作方針,落實“一通三防”管理制度,建立健全隱患排查的長效機制,加強瓦斯監測預報和通風管理工作,預防瓦斯聚集,造成災害,同時,杜絕明火,嚴格遵守煤礦安全生產規程,以確保安全生產。   

6 導水裂隙帶的危害及防治   

6.1 導水裂隙帶的危害   

導水裂隙帶除由煤礦開采巖層垮落等形成外,還會由構造、成巖、風化等作用下形成。導水裂隙帶不僅會積聚地下水,還會成為含水層或水體的導水通道,引發突水事故。   

6.2 導水裂隙帶致災防治   

采用物探、鉆探方法可探測導水裂隙帶可能的分布區域和分布范圍,并用經驗公式法、相似模擬法、數值模擬法和現場實測法確定導水裂隙帶的最大高度,指導煤礦防治工作。如果煤層頂板受開采破壞,其導水裂隙帶波及的范圍內存在富水性強的含水層(體),在掘進、回采前,應當先疏干含水層(體)。   

7 地下含水體的危害及防治   

7.1 地下含水體的危害   

地下含水體包括含水層、含水巖溶陷落柱、含水斷裂帶、充水采空區等,這些都是引發煤礦突水事故的重要因素。   

7.2 地下含水體致災防治   

通過物探、鉆探等手段查明影響礦井安全開采的水文地質條件,各種含水體的水源、水量、水位、水質和導水通道等,進行各煤層帶壓開采突水危險性評價,預測開采煤層涌水量,預測對煤礦安全生產的威脅,提出防排水建議和煤炭采掘建議。   

8 井下火區的危害及防治   

8.1 井下火區的危害   

地下煤炭自燃不僅會嚴重浪費煤炭資源,污染環境,同時還會使火區內溫度上升,一氧化碳等有害氣體濃度增加,成為煤礦生產的安全隱患。   

8.2 井下火區致災防治   

井下火區致災防治措施主要有以下三種:①嚴格按照煤礦安全規程和作業規程要求,在發火期內采完,及時永久密閉采空區;②加強采空區管理,要經常檢查,一旦發現高溫火點,應及時采取有效措施,防患于未然;③加強通風管理,減少漏風量,提高永久密閉質量。   

9 古河床沖刷帶、天窗等的危害和防治   

9.1 古河床沖刷帶、天窗等的危害   

沖刷帶對煤礦生產的危害表現在因沖刷使煤層變薄,造成煤炭資源量減少;造成煤礦采掘設計改變,增加投資,影響煤礦的正常生產進度;天窗的存在會引發涌水潰沙事故。   

9.2 古河床沖刷帶、天窗等致災防治   

采用走訪調查、鉆探、物探等方法對古河床沖刷帶、天窗等不良地質體進行探查,一旦發現不良地質,應及時、準確地標繪在采掘工程平面圖上,研究、總結其發育規律和分布規律,以有效指導礦井采掘設計和制訂防治措施。   

煤礦隱蔽致災因素的防治需要各方面相關人員齊心協力,按照“地質先行―物探跟進―鉆探驗證―綜合分析―預測預報”的工作模式,依據“地面、井下相結合,化探、物探、鉆探等多手段相配合”的探測思路開展工作。只有這樣,才能預防煤礦安全生產事故的發生,確保人民生命安全不受損害。


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