煤矿灾害预防大全11篇
时间：2023-10-31 10:19:53
煤矿灾害预防篇（1）
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：
［1］梁振宏.煤矿地质灾害特性分析及预防措施［J］.西部探矿工程，2021，33(3)：178-180.
［2］靳韶毅.煤矿地质灾害防治研究［J］.能源与节能，2021(1)：50-51.
［3］李云飞.煤矿地质灾害预防技术措施应用［J］.能源技术与管理，2020，45(4)：126-128.
煤矿灾害预防篇（2）
关键词：煤矿地质灾害；现状；预防
中图分类号：TE08文献标识码： A
引言
我国对煤炭的需求大，造成了过度地采掘煤炭资源现象的出现，非法采掘与技术上的不够先进造成了地质灾害的出现，这严重地威胁与损害了中国人民的生命安全与经济稳定。
一、煤矿地质灾害的特点
（一）群发性
煤矿开采会打破原有地质条件的平衡，产生一系列地质变化，形成地质灾害。而地质灾害一般不是独立存在的，是某一区域内地质条件变化长期积累的结果，所以地质灾害的发生常常会有群发效应，造成严重的灾害后果。例如当煤矿开采引起地面塌陷时，往往不是一处发生塌陷，而是在不同的时间和空间范围内大面积地发生塌陷。
（二）衍生性
煤矿地质灾害的另一重要特点是衍生性。地质灾害的衍生性是指一个地质灾害会引发其它的一系列的次生地质灾害，从而形成具有因果关系的灾害链条。例如，当矿井下发生突水事故时，往往会引发地下水位的大范围下降，这又引起地表沉降和塌陷等地质灾害，从而使地面出现裂缝，破坏耕地和建筑，地面高度的变化又会使地表径流的流向发生改变，这样一系列的次生灾害对于矿区的影响是长久而深远的。
（三）持续时间的多样性
煤矿地质灾害的种类不同，发生持续的时间长短也不一样。例如瓦斯爆炸、顶板冒落等灾害具有突发性，虽然持续时间短，但是强度高，破坏性大。而地面沉降等地质灾害的发生需要较长时间，具有渐发性。其他煤矿地质灾害的发生时间各不相同，具有各自的特点。因此，煤矿地质灾害的发生具有持续时间上的多样性，给防灾工作增加了难度。
（四）不可避免性和可预防性
由于煤矿的开采必然会对岩层的结构产生影响，这种影响积累到一定程度就必然会引发地质灾害。由于科学水平发展程度的限制，在未来很长一段时间内均无法完全避免地质灾害事故的发生。但是由于煤矿的地质灾害发生是有规律可循的;而且地质灾害是在开采活动对岩层影响达到一定程度后才会引发，所以，可以控制开采活动对岩层的影响程度，预防地质灾害的发生。
二、煤矿地质灾害分析
（一）煤矿地质钻探中的深孔问题
煤矿在开采过程中会遇到很多问题，深孔钻孔就是其中之一。很多企业由于缺少实际工作经验，或对工具认识不够全面，因此在施工初期会遇到困难，这对施工造成很多影响。为了能解决这些问题，企业就需对钻探技术、工艺和机具进行分析和研究，进而能找到导致这些机具出现问题的真正原因，然后根据这些原因采取相对应措施，促进开展过程顺利进行。煤矿与其它矿山开采有很大区别，它在开采过程中需高效快速地穿过煤层，在这个过程中，如果停留时间太长，那么很可能会增加工作危险系数，进而使施工更加艰难。在选择开采工具方面，工作人员需根据实际施工情况，在满足施工要求前提下，尽量选择性能优良的工具，并在使用这些工具时，一定要按照施工规范和要求，最大限度减少问题出现。选择钻机时，需留有一定空间。全液压动力头钻机优势虽然十分明显，但在深钻事故处理方面还不够完善，因此在进行深钻孔时，不能选择全液压动力头钻机。
（二）煤矿地质钻探中的瓦斯问题
a) 中国矿山地质结构非常复杂，且大部分为井下开采。瓦斯原本是一种非常重要的能源，是煤矿层中一种气体，其密度相对较小，释放时会产生压力，因此煤矿开采过程中，瓦斯大量释放往往会造成爆炸及火灾等问题。科学开发利用瓦斯不仅有助于解决煤矿安全问题，而且有利于经济发展和环境保护。因此，煤矿地质钻探过程中，我们需加强对人们安全意识的培养，不断引进新的施工技术和防治技术，这是提高瓦斯防治效果的关键所在。
b) 在瓦斯防治技术方面，企业可采取先抽取技术和钻孔抽取技术。它们是分别利用巷道泄压带及瓦斯抽放等来实现瓦斯事故防治。在进行地面钻孔抽取时，由于受到一定因素制约，不能大面积进行抽取，因此可在煤层尚没有开采前进行抽取，这样就能实现边开采边抽取，方便又实惠。
（三）煤矿地质钻探中的塌孔问题
a) 由于重大安全事故多次出现，人们对于煤矿地质钻探中的塌孔问题也越发关注。为了能降低钻探风险，要加大在煤矿地质及水文条件的预测和勘探技术方面的力度，进一步将其完善和提高，这样才能最大限度降低塌孔风险。同时，为能避免因资料不全带来的工程安全隐患，在进行地质钻探过程中，应适当加大工作量。煤矿开采过程中常会遇到很多问题，其中以塌孔最为主要，对工程进步有非常大影响，且塌孔事故所造成影响非常大。
b) 造成塌孔的原因有很多种，主要表现在岩层硬度差异。地质钻探工作过程中，对于不同硬度的岩层，其压力掌握不稳定，如果是相对较软岩层，其钻进速度就会过快，那么当遇到硬度高的岩层时，钻进过程中就会出现掉渣及堵塞现象，以上所述会造成塌孔事故出现，为能最大限度减少塌孔事故，提高钻探工作效率是关键。
c) 在进行钻探过程中，工作人员如果发现有钻机旋转不够，孔内出水，且水的颜色不清，细小石块较多的问题，那么就应考虑是发生了埋钻现象。这时工作人员需马上旋转起钻，当返水逐渐减少、石块减少时，再渐渐下钻。如果旋转还是很费力，就需反复重复上述动作。经过多次反复，如果还是不能缓解现象，那就说明塌孔现象更加严重，这时工作人员需拔钻杆到安全位置，还需要注意简单注浆无法解决塌孔问题。
三、煤矿地质灾害的预防策略
（一）科学地管理煤炭工作
近些年以来，因为不断地出现煤矿地质灾害，有关部门也引起了足够重视和关注，一些煤矿生产企业设置了煤矿生产管理内容，进而增强管理人员的能力，提高预防工作的高效性。各种各样的地质灾害都具备相应的属性，不存在绝对的偶然性与规律性，在日常实际生产中应当认真地遵循煤矿安全生产规章，坚决不允许乱挖和乱采。
（二）做好预测工作 减少矿井煤和瓦斯突出
认真地按照 《煤矿安全规程》 的相关要求采掘煤矿，创建瓦斯检查机制，实时地对瓦斯矿井积存与超限情况进行处理，坚决不允许携带点火工具下井，在瓦斯矿井选择安全火花、防爆型、安全型电器装置，在放炮前后要检测瓦斯。并且应当搞好相应的预防及预测策略：a) 实时关注固有不危险煤层或是威胁煤层发生的危险信号，发现险情需要迅速地将矿井工作者撤出；b) 在井田或煤田搞好煤层突出危险性的评价工作，对能够出现的临界深度进行圈定，对揭开煤层之前采取的危险性进行预测。
（三）注重采掘的合理性与科学性
在具备条件的采掘区，采取边界需要借助充填式的采掘策略进行。采区边界拉伸变形位置有着比较大的变形值，不应当在相同区域布置多煤层采区边界，确保互相错开相应的距离，进而最大程度地降低破坏影响与沉陷变形。倘若不留或少留煤柱，那么不但能够使资源回收效率得以提高，而且还能够使地表的移动变形情况减少。适宜地增加单采工作面使得大面积采掘与多煤层采掘的时空间距延长。
（四）加强宣传 增强广大员工的忧患观念
煤矿的上级主管部门及各地方政府务必大力宣传煤矿地质灾害，让广大煤矿工人宣传预防观念，即使在自己眼前发生灾害，也需要具备足够的心理承受能力。在宣传中提高员工的自身保护技能。另外，煤矿广大员工及各级领导还应当全面地把握自身煤矿特点，并且仔细地了解和认知一系列预防地质灾害的策略和方法。针对一部分经常发生地质灾害的区域，应当组织专家进行考察，进而明确出现灾害的规律，最终更加有效地预防灾害。
结语
综上所述，由于客观因素和主观因素的存在，严重威胁着人民群众的生命财产安全，再加上各个煤矿的地质环境存在差异，所以，在煤矿地质灾害防治工作时，要具体问题具体分析，有针对性地采取防治措施，最大程度地减少或避免煤矿地质灾害的发生。
参考文献：
煤矿灾害预防篇（3）
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0165-01
通过保证煤矿井下的通风系统的正常运行，可以有效的预防以及避免安全事故以及灾害的发生，确保煤矿井下工作的安全以及正常运行。井下通风与灾害的发生具有相辅相成且密不可分的关系。在实际的生活中，做好井下通风工作，就可以有效的避免以及预防灾害的发生，从另一方面确保煤矿井下通风的顺利进行。据相关专家的有效统计表明，煤矿事故的发生主要由于井下通风的不良而造成的，所以，良好的通风措施可以预防矿井事故发生，保证煤矿安全运行的重要手段。
1 煤矿井下通风的重要性
井下通风是指将新鲜的空气引进煤矿中，增加煤矿井下的氧气浓度，降低井下有毒、有害气体的含量。煤矿井下通风的主要作用是：给井下提供足够的新鲜空气，满足井下工作人员对氧气的需求；冲淡井下的有毒、有害气体，确保施工的安全进行；调节井下的气候，为井下的工作人员提供良好的工作环境等。经相关实践经验表明，对煤矿矿井进行通风是非常必要，且是安全生产不可或缺的重要组成部分。由于井下工作人员在没有氧气的支持下，随时可能会丧失生命，同时，煤矿进行在进行生产的过程中会产生很多有害气体，如CO、CO2、NO2、HS、CH4等，严重威胁着人们的身体健康以及生命体征，如不及时的排除，不仅会影响正常的生产，而且还危机到人们的生命健康。但煤矿井下受地温等因素的影响，其气候环境非常恶劣，及时的对其进行通风调节，可以进一步确保井下作业人员的工作环境以及生命健康，进而确保煤矿井下作业的安全，如不进行通风就不能保证正常的生产以及生命的安全，所以，煤矿井下进行通风处理是非常必要且重要的环节。
2 煤矿井下通风灾害预防原理分析
有害气体中毒以及瓦斯爆炸是煤矿井下最为常见的生产事故，而有效的矿井通风就可以避免这两种事故的发生，同时，由于井下通风设备以及系统可以通过对井下的风流进行有效的控制，使煤矿井下的风向按照指定的路线流动，有效的将有害气体引进采空区内，随着空气的排除，进而达到预防事故发生的目的。
煤矿井下瓦斯爆炸的三个条件风别是：空气中的氧气浓度大于12%；瓦斯浓度在5%-16%之间；存在可能引发的火源，气温大于650℃。在同时满足三个条件的前提下才能够发生爆炸，所以在实际生产中，只要控制其中的一个影响因素，就能有效的预防并控制瓦斯爆炸事故的发生。但是在实际的运行过程中，由于氧气浓度过低会对井下作业人员的生命健康带来危险，所以在控制以及预防瓦斯爆炸的过程中主要以控制瓦斯浓度以及杜绝火源为主，避免发生瓦斯爆炸事故。在井下作业时，如果通风情况不好，就会造成瓦斯浓度上升，如果通风情况良好，瓦斯浓度就会随着风流而降低浓度，所以，相关工作人员应该时刻做好井下通风工作，最大限度的避免瓦斯浓度升高而发生爆炸。同时，煤矿井下存在有很多的火源，但是对主要的火源加以控制后，就能够有效的避免瓦斯事故的发生。此外，在煤矿井下进行施工作业时，应该尽量避免金属与金属间的摩擦，避免其摩擦产生的火花而引起瓦斯爆炸，除此之外，还应该做好火源的预防以及监测工作，最大限度的减少瓦斯爆炸发生的几率，确保煤矿的正常生产以及正常运营。
3 煤矿井下通风系统的优化措施
近年来，为了能够很好的适应机械化采煤的要求，煤炭企业管理部门在借鉴国外先进技术的基础上，颁布关于煤矿发展的相关技术要求的标准，并严格执行，将其作为建设新井、改造矿井技术以及开拓深延为基础依据。为了能够有效的避免煤矿生产集约化、开采深度增加、瓦斯大量涌出等问题，遵循节能减风、综合治疗、对症下药的指导方针，对传统的煤矿通风设备以及系统进行优化设置以及改造，大力配合煤矿进行改进工作，其具体的实施优化方案可以总结概括为以下内容。
3.1 引进新的通风设备
1）为了适应煤矿井下通风系统的优化以及生产集约化的相关要求，1980年末，我国相继引进2K60和GAF系列的轴流式风机、G4-73和K4-73系列的离心式等风机。20世纪90年代初，依据国家的八五关项目，研发出FD型的对旋式风机。该系列的通风机具有低耗能、高效率等优点，被广泛的应用在我国各大煤矿企业中。
2）研制出离心式风机的调速装置，引进可控硅调速、液力、液力偶合器和变频调速装置。
3）加强通风机以及其相关的附属装置的管理工作，减少风硐、风机内部以及扩散塔的阻力损失和漏风，提高通风机运行效率。在对煤矿中老旧机进行优化改造中，应该查明通风机特性与通风网络风阻特性匹配差，使风机长期处于低效区运行等问题，提出一整套风机经济运行的办法，对老、旧风机进行多种方法的技术改造，如采取更换机芯、改造叶轮和叶片等办法提高风机运行效率。
3.2 采区通风系统优化布置
优化采区和工作面的通风布置，有效提高通风能力和排出瓦斯的效果。随着集约化生产和矿井向深部发展，采区和采煤工作面的绝对瓦斯涌出量剧增，要求采区和采煤工作面的通风能力迅速增大。在采区的通风系统布置方面，出现3条上山的布置方式，采区内有了独立的进风和回风上山，利于采区内采煤工作面和掘进工作面的独立通风，提高采区的通风能力和风流的稳定性，也为保证采区的局部反风和作业人员的安全脱险提供有利条件。在采煤工作面的通风布置方面，在常规的U型通风布置的基础上，提出了U+L型方式，改变了采空区的流场分布，有效地防止采煤工作面隅角瓦斯积聚，促进采空区瓦斯的排放。为了防止专用瓦斯排放巷瓦斯超限，又提出和采用了Y型的通风布置方式，单独供应新鲜风流直接稀释采空区涌出的瓦斯。此外，还采用了W型和Z型等布置方式，在适宜条件下均取得较理想的通风效果，改善采煤工作面的通风条件，保证安全回采。
总而言之，随着科学技术的不断更新，煤矿通风系统的提升引起越来越多的重视和关注，但是其中存在的问题也日益彰显，给煤矿的正常生产带来严重的影响，要想改变这种现状，就应该注意文中提到的几点内容，如引进新的通风设备、采区通风系统优化布置等措施，提高煤矿井下通风效率，避免事故的发生，最大限度的保证煤矿企业的安全运作，减少井下安全事故的发生。
参考文献
煤矿灾害预防篇（4）
0 引言
冲击地压是采场周围煤岩体,在其力学平衡状态破坏时,由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象;其发生突然剧烈,冲击波力量巨大,瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备,伤击人员。据统计,山东省从1996年至2005年3月份,先后有13处煤矿发生冲击地压灾害,发生破坏性冲击地压353次,死亡28人,重伤65人,摧毁巷道8 000余米。
新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压等多种 自然 灾害的老矿井,开采 历史 长,生产条件较为复杂。随着生产水平的下移,第5水平(-1 100m水平)是目前的主要生产水平,矿井地面表高+130m,回采工作面采深达1 140m,开拓深度达1 200余米。矿井煤岩层为单一倾伏向斜构造,地层走向由nw—nne渐变为ne—e,倾向由e变为n及nw,倾角32°~35°。华丰煤矿首次冲击地压发生在1992年3月8日2406(1)工作面上平巷,标高为-538m。首次冲击以来共发生0.5级以上冲击地压28000余次,1.0级以上冲击地压2900余次,1.5级以上冲击地压490余次, >2.0级以上的7次,最大震级2.9级。其中共发生破坏性冲击地压107次,造成工作面停产11次,累计造成41人重伤, 7人死亡,摧毁巷道2 000余米,平均顶底板移进1. 2m,两帮移进0.8m,摧毁巷道500余米,断面收缩率75%以上,其中大部分顶底板闭合,需要停产大修;累计破坏工作面长度400余米,平均底鼓1.1m,煤壁向老空区移进0.5m,共损坏单体液支柱407根,铰接顶梁503根,严重损坏了多台设备、设施及多道通防设施,累计造成直接 经济 损失850万元。因此,加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。
1 冲击地压发生的原因
冲击地压发生原因有内因、外因2种因素:内因包括煤层本身的物理属性、煤层原岩应力状态;外因包括采深、采动集中应力(主要为超前支承压力、煤柱集中应力等)、放炮诱发等。
1.1 冲击地压发生的内因
(1)煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤炭 科学 研究总院北京开采研究所对华丰煤矿4层煤冲击倾向性试验结果表明,华丰煤矿4层煤具有强烈冲击倾向性,其直接顶具有中等冲击倾向性[1]。
(2)砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
华丰煤矿4层煤上方基本顶为70余米厚的砂岩层,随着工作面的推进周期性跨落;其上为40余米厚的红土层,随基本顶的跨落而弯曲下沉;再上部为500~800 m的巨厚砾岩层,砾岩层完整性较强,抗压及抗拉强度均较大,采后不易冒落下沉,导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。随着采空面积的加大,巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁,砾岩层原来的应力状态发生改变,从而增加了未采4层煤的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后,开始缓慢下沉并周期性断裂跨落,砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷,从而加剧了4层煤工作面煤体的应力集中程度,导致4层煤工作面冲击危险增强,因此,巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
1.2 冲击地压发生外因
(1)采深大应力高
华丰煤矿首次冲击地压发生在-538 m水平,垂深为668 m,即冲击地压发生临界深度为668m,开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前矿井最大开采深度为1 230m, 4层煤工作面开采深度已达970m,已远远超过该深度。随着4层煤工作面采深的加大,自重应力已超过4层煤的抗压强度,较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
(2)煤柱集中应力的影响
为满足煤层防火的要求,相邻采区之间和上下阶段之间留有采区和阶段隔离煤柱,现场实测和数值 计算 结果表明, 4层煤柱应力集中峰值范围为7~12m,当煤柱尺寸>12 m后,在煤柱内部将产生叠加应力,从而为煤柱冲击提供了基础应力条件。
(3)工作面采动集中应力和周期来压的影响
观测结果表明, 4层煤工作面超前支承压力集中范围为5~35m,应力集中系数为2. 5,但上方砾岩层的超前压力影响范围达120m。因此, 4层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。4层煤分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510 kn/m2,来压较为强烈。据不完全统计, 4层煤冲击地压83%发生在顶板来压期间,且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。
(4)工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后,工作面煤体集中应力得不到及时释放,容易造成应力集中,因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
(5)放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放,因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序,据统计,华丰煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。
2 冲击地压灾害预测预报及治理
2.1 冲击地压灾害预测方法
(1)经验类比法
经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前,利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分,采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位,应优先进行防冲治理。
(2)煤粉监测法
煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法:使用msz 12电煤钻、φ42套节麻花钎子配φ42钻头打眼,从孔口开始每米收集1次煤粉,并用弹簧秤称其重量记录在记录表上,每打完1个孔,必须立即将结果填入记录表,当监测煤粉量超过危险煤粉量时,预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测,当两种监测手段均有冲击危险时,应及时实施卸压爆破,炮后再打1~2个煤粉监测孔,校验卸压效果,如不能消除冲击危险,必须继续实施卸压爆破,直至消除冲击危险。
(3)电磁辐射监测法
电磁辐射监测是近几年由 中国 矿业大学 发展 研究的一种新型冲击危险监测方法,利用kbd 5型流动电磁辐射仪和kbd 7电磁辐射监测系统对工作面进行电磁辐射监测。操作简便,实用性较强。
(4)工作面矿压监测法
每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测,找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数,确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区,测区间距20m,每个测区包括2个支架,重点对工作面支架阻力进行循环监测,然后画出监测曲线,预测工作面顶板来压情况,结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表,一方面可以对支架初撑力进行监控,另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。
(5)微震监测法
利用短周期地震仪监测记录0. 5级以上冲击发生的次数及冲击地压释放的能量。利用此趋势预测预报近期冲击地压发生的趋势及应力释放情况。在定位系统建成之前,采用现在的地震仪现行监测①。
(6)钻孔应力计监测法
在工作面上、下平巷超前100 m均匀埋设钻孔应力计,对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮,孔口距底板0. 5m,沿煤层倾角布置,孔距20 m,孔深10 m。每小班监测2次,画出每台应力计的监测结果,找出应力集中地点及集中范围,配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报①。
2.2 冲击地压灾害治理
(1)开采解放层
为从根本上治理冲击地压,华丰煤矿实施了开采解放层方案,首先开采弱冲击倾向且没有出现冲击地压现象的6层煤,然后在解放范围内开采4层煤。研究结果表明,在保护角内4层煤顶底板围岩应力得到较大范围和幅度的降低,直接底、直接顶、基本顶应力降低幅度约35%。实施解放层开采后,冲击现象明显降低。
(2)合理开采
各煤层、水平、阶段、采区应按合理顺序开采,避免相向回采和形成孤岛煤柱。采用长壁开采方法,冒落法管理顶板。厚层坚硬砂岩顶板大面积悬顶时,应进行强行放顶。采用无煤柱护巷,尽量不留煤柱,少掘巷道。开拓巷道及永久峒室,应布置在岩层或无冲击地压危险的煤层中。
(3)煤层注水
有冲击倾向的工作面开采前进行超前注水可以提前改善煤层结构,降低煤体的冲击倾向性,是一种主动治理措施[2]。
(4)爆破卸压
工作面开采期间,可对工作面煤体进行超前松动爆破和卸压爆破。松动爆破是一种超前治理措施,卸压爆破是一种被动卸压治理措施,当监测到有冲击危险后,应立即实施卸压爆破。卸压孔深7~10m,孔间距不>5 m,每次引爆4~5个卸压孔,以提高卸压效果。另外,还可在切眼掘进期间应用过大钻孔卸压措施;在煤柱集中应力区应用巷道卸压等措施。
煤矿灾害预防篇（5）
0 引言
冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象;其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。据统计，山东省从1996年至2005年3月份，先后有13处煤矿发生冲击地压灾害，发生破坏性冲击地压353次，死亡28人，重伤65人，摧毁巷道8 000余米。
新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压等多种自然灾害的老矿井，开采历史长，生产条件较为复杂。随着生产水平的下移，第5水平(-1 100m水平)是目前的主要生产水平，矿井地面表高+130m，回采工作面采深达1 140m，开拓深度达1 200余米。矿井煤岩层为单一倾伏向斜构造，地层走向由NW—NNE渐变为NE—E，倾向由E变为N及NW，倾角32°~35°。华丰煤矿首次冲击地压发生在1992年3月8日2406(1)工作面上平巷，标高为-538m。首次冲击以来共发生0.5级以上冲击地压28000余次，1.0级以上冲击地压2900余次，1.5级以上冲击地压490余次， >2.0级以上的7次，最大震级2.9级。其中共发生破坏性冲击地压107次，造成工作面停产11次，累计造成41人重伤， 7人死亡，摧毁巷道2 000余米，平均顶底板移进1. 2m，两帮移进0.8m，摧毁巷道500余米，断面收缩率75%以上，其中大部分顶底板闭合，需要停产大修;累计破坏工作面长度400余米，平均底鼓1.1m，煤壁向老空区移进0.5m，共损坏单体液支柱407根，铰接顶梁503根，严重损坏了多台设备、设施及多道通防设施，累计造成直接经济损失850万元。因此，加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。
1 冲击地压发生的原因
冲击地压发生原因有内因、外因2种因素:内因包括煤层本身的物理属性、煤层原岩应力状态;外因包括采深、采动集中应力(主要为超前支承压力、煤柱集中应力等)、放炮诱发等。
1.1 冲击地压发生的内因
(1)煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤炭科学研究总院北京开采研究所对华丰煤矿4层煤冲击倾向性试验结果表明，华丰煤矿4层煤具有强烈冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性[1]。
(2)砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
华丰煤矿4层煤上方基本顶为70余米厚的砂岩层，随着工作面的推进周期性跨落;其上为40余米厚的红土层，随基本顶的跨落而弯曲下沉;再上部为500~800 m的巨厚砾岩层，砾岩层完整性较强，抗压及抗拉强度均较大，采后不易冒落下沉，导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。随着采空面积的加大，巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，从而增加了未采4层煤的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂跨落，砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，从而加剧了4层煤工作面煤体的应力集中程度，导致4层煤工作面冲击危险增强，因此，巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
1.2 冲击地压发生外因
(1)采深大应力高
华丰煤矿首次冲击地压发生在-538 m水平，垂深为668 m，即冲击地压发生临界深度为668m，开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前矿井最大开采深度为1 230m， 4层煤工作面开采深度已达970m，已远远超过该深度。随着4层煤工作面采深的加大，自重应力已超过4层煤的抗压强度，较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
(2)煤柱集中应力的影响
为满足煤层防火的要求，相邻采区之间和上下阶段之间留有采区和阶段隔离煤柱，现场实测和数值计算结果表明， 4层煤柱应力集中峰值范围为7~12m，当煤柱尺寸>12 m后，在煤柱内部将产生叠加应力，从而为煤柱冲击提供了基础应力条件。
(3)工作面采动集中应力和周期来压的影响
观测结果表明， 4层煤工作面超前支承压力集中范围为5~35m，应力集中系数为2. 5，但上方砾岩层的超前压力影响范围达120m。因此， 4层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。4层煤分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510 kn/m2，来压较为强烈。据不完全统计， 4层煤冲击地压83%发生在顶板来压期间，且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。
(4)工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
(5)放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序，据统计，华丰煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。
2 冲击地压灾害预测预报及治理
2.1 冲击地压灾害预测方法
(1)经验类比法
经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。
(2)煤粉监测法
煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法:使用MSZ 12电煤钻、Φ42套节麻花钎子配Φ42钻头打眼，从孔口开始每米收集1次煤粉，并用弹簧秤称其重量记录在记录表上，每打完1个孔，必须立即将结果填入记录表，当监测煤粉量超过危险煤粉量时，预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测，当两种监测手段均有冲击危险时，应及时实施卸压爆破，炮后再打1~2个煤粉监测孔，校验卸压效果，如不能消除冲击危险，必须继续实施卸压爆破，直至消除冲击危险。
(3)电磁辐射监测法
电磁辐射监测是近几年由中国矿业大学发展研究的一种新型冲击危险监测方法，利用KBD 5型流动电磁辐射仪和KBD 7电磁辐射监测系统对工作面进行电磁辐射监测。操作简便，实用性较强。
(4)工作面矿压监测法
每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区，测区间距20m，每个测区包括2个支架，重点对工作面支架阻力进行循环监测，然后画出监测曲线，预测工作面顶板来压情况，结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表，一方面可以对支架初撑力进行监控，另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。
(5)微震监测法
利用短周期地震仪监测记录0. 5级以上冲击发生的次数及冲击地压释放的能量。利用此趋势预测预报近期冲击地压发生的趋势及应力释放情况。在定位系统建成之前，采用现在的地震仪现行监测①。
(6)钻孔应力计监测法
在工作面上、下平巷超前100 m均匀埋设钻孔应力计，对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮，孔口距底板0. 5m，沿煤层倾角布置，孔距20 m，孔深10 m。每小班监测2次，画出每台应力计的监测结果，找出应力集中地点及集中范围，配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报①。
2.2 冲击地压灾害治理
(1)开采解放层
为从根本上治理冲击地压，华丰煤矿实施了开采解放层方案，首先开采弱冲击倾向且没有出现冲击地压现象的6层煤，然后在解放范围内开采4层煤。研究结果表明，在保护角内4层煤顶底板围岩应力得到较大范围和幅度的降低，直接底、直接顶、基本顶应力降低幅度约35%。实施解放层开采后，冲击现象明显降低。
(2)合理开采
各煤层、水平、阶段、采区应按合理顺序开采，避免相向回采和形成孤岛煤柱。采用长壁开采方法，冒落法管理顶板。厚层坚硬砂岩顶板大面积悬顶时，应进行强行放顶。采用无煤柱护巷，尽量不留煤柱，少掘巷道。开拓巷道及永久峒室，应布置在岩层或无冲击地压危险的煤层中。
(3)煤层注水
有冲击倾向的工作面开采前进行超前注水可以提前改善煤层结构，降低煤体的冲击倾向性，是一种主动治理措施[2]。
(4)爆破卸压
工作面开采期间，可对工作面煤体进行超前松动爆破和卸压爆破。松动爆破是一种超前治理措施，卸压爆破是一种被动卸压治理措施，当监测到有冲击危险后，应立即实施卸压爆破。卸压孔深7~10m，孔间距不>5 m，每次引爆4~5个卸压孔，以提高卸压效果。另外，还可在切眼掘进期间应用过大钻孔卸压措施;在煤柱集中应力区应用巷道卸压等措施。
参考文献:
煤矿灾害预防篇（6）
中图分类号 TD76 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0107-02
煤矿开采工程是保证国家工业、农业经济发展，很多地方需要用煤，是必备燃料的一门重要工作，但在实际操作过程中，由于煤矿安全因素的不稳定性，对矿井员工及经济方面都受其影响。煤矿工程在施工时，必须对通防灾害预警预防等具体管理措施进行研究和加强应用，用以减少煤矿灾害对煤矿开采工作安全性、工程进度、质量等带来的不良影响。煤矿的开采难度大，其在煤矿开采过程中，合理规避风险是满足安全施工及降低成本的重要指数。
1 煤矿开采工程
煤矿因矿在很深的地方，有不同的作业面，有露天煤矿开采，需要一定的煤层赋存条件，如煤层要厚一些，埋深要小一些，需要煤矿开采的单位或个人有充足的初期投入资金等，如不能满足这些条件，一般采用井工煤矿开采，按两个以上的井筒，找到煤层后，在煤层或煤层附近的岩层中掘进巷道，形成生产、通风、运输等系统，然后进行生产。因为在系统形成的过程中可以出一部分煤，这样矿井就可以滚动发展。井工煤矿开采的煤矿较露天煤矿初期投入少，但安全管理难度大，生产条件差，生产规模也要小很多。煤矿开采主要依赖于煤矿的勘测和开发，通过预计煤矿开采的可行度，在开发中进行煤矿开采，可以获得更大的经济收益。
煤矿开采工程是一项极其复杂的工程。开采矿井，因受深度因素、地质因素、压力因素、井程需求因素等等复杂因素的影响，煤矿开采过程也有着各种相当错综复杂风险因素，导致煤矿工程一直都是高风险行业工程。煤矿工程配套设施和建造方案比较成熟。但是对于新进入这个行业的，没有经验丰富的施工人员，往往会因为方案的失误和配套设施的不完善，导致设备风险隐患的发生率增加。
2 煤矿灾害
煤矿作业区是比较恶劣的环境，地下空气不流通是很显著的一个环境灾害，并且不流通的空气会积累一定程度的危险气体，瓦斯是一种煤矿最常见可燃气体，浓度达到一定程度（和气压等因素有关）遇到火源就会发生爆炸；再就就是煤尘，有很大一部分，在空气中达到一定条件（浓度等因素）会发生粉尘爆炸，同时煤尘又是引起煤矽肺这种职业病的罪魁祸首；火灾能够引起瓦斯煤尘爆炸，同时消耗氧气产生一氧化碳、二氧化碳引起人员中毒、窒息。煤矿开采过程中因客观上的因素，导致煤矿开采过程产生危险的情况发生，使操作过程中可能发生操作人员或设施设备出现安全事故，这是煤矿开采工程在操作过程中必须面对的一个现实问题。煤矿开采工程安全风险因素是客观存在的，面对煤矿开采工程风险只有采取有效措施来降低灾害。
煤矿开采工程风险既有客观的原因，也有主观的原因，而且不同的煤矿开采风险形成的具体原因也不尽相同。煤矿开采工程环境复杂多变，对煤矿开采风险系数的增加产生重大的影响。在现实工作中，许多操作人员甚至管理人员都缺乏安全意识。安全意识的淡漠是煤矿开采工程风险产生的重要原因之一。煤矿开采工程中的风险不可避免，要有备无患的意识到。科学化、系统化、连续化地密切监视风险，做到煤矿开采工程风险发生时减少损失。
瓦斯气是煤层的伴生气体，只要达到一定的条件就会发生爆炸。其他金属、非金属矿山内瓦斯几乎没有，就不会发生瓦斯爆炸。瓦斯爆炸界限为5%～16%；当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。但是，煤矿井下浓度永远大于12%，否则人根本没法作业。煤的生成过程中会有瓦斯产生，所以煤矿一般要投入大量资金、采取大量措施治理瓦斯，确保瓦斯浓度在1%以下。井下有大量的机电设备，稍有不慎，都能充作爆炸能量源。所以，防止瓦斯爆炸是煤矿安全工作的重中之重。
3 煤矿通防灾害预警预防技术的应用
安全高于一切，首先，煤矿开采设备属于特种设备，其安全应用设备教育能够提高煤矿开采设备安全，和管理人员及作业人员的责任感和自觉性，是提高煤矿开采设备安全，管理人员及作业人员素质、保证安全生产的重要手段。其次，煤矿开采设备安全培训教育能够增强安全管理人员及作业人员的安全知识和技能。搞好煤矿安全生产工作对于巩固社会的安定，为国家的经济建设提供重要的稳定政治环境具有现实的意义。
防止瓦斯的积聚，防止点火源的出现，加强瓦斯的检查和监测，要做好通风、换气、严禁烟火。煤矿井下条件复杂，尤其是一些高瓦斯矿井或者瓦斯矿井的瓦斯异常区，管理难度大；煤矿管理难度大，井下作业现场面临的条件复杂，操作人员素质低，煤矿由于行业的原因，劳动强度大，技术工人流失严重，普通操作人员文化水平、业务素质低，对矿井面临的水、火、顶板、通防等灾害往往“无知者无畏”，不能严格执行相关的操作规程和安全技术措施。
3.1 严格O计加强安全方案
首先就要看采煤工作面的通风状况是否达到施工组织设计的要求，比如工作面的高度，采空区落矸后与煤壁形成的宽度是否符合工作面通风断面积要求。其次，三防检查中的防火检查，主要检查采空区是否有自燃的征兆，检查方式是在回风巷道内查看或检测一氧化碳浓度是否超过0.0024%；防尘方面主要看是否采取相应的降尘措施（如湿式打眼、煤壁预注水、喷雾降尘、净化风流等措施）以及降尘效果；防瓦斯：主要检查瓦斯的抽放情况，是否有瓦斯超限或局部超限现象，每班的瓦斯检查是否到位，是否存在瓦斯超限作业等。
3.2 加强宣传教育，强化安全意识
做好矿井通防灾害预警预控技术工作，要提高认识，在思想上引起高度重视，把矿井通风质量标准化摆在突出位置，建立健全矿井通风质量管理体系，并充分发挥其作用。通过通防灾害预警预控技术的培训教育和安全技术水平的提高，能使煤矿开采从业人员掌握各种伤害事故发生发展的客观规律，提高安全操作设备技术水平，减少设备的失误，从而达到确保煤矿开采设备使用安全，保护自身和他人人身安全的目的。加强特殊工种管理人员和职工安全思想、业务培训教育，提高全体人员综合素质。
3.3 煤矿安全监测监控系统
煤矿安全监测监控系统是由监控传感器、井下监测器、信息传送器以及地面监控四大部分构成，具备防爆、防水、防尘、红外夜视、低照度、高清晰等特点。可以用来测量煤矿中设备设施以及空气成分的监测，以及报警。传感器一般监控内容为瓦斯、一氧化碳、氧气、温度、风速、压力、压差、烟雾等指数，并将该信息及时反馈到地面监控，接受地面控制命令，该系统改变了传统中煤矿行业盲人摸象的被动局面，很好地避免了可能的煤矿灾害，是目前广泛应用的先进技术。
4 结论
随着煤矿开采技术的发展和国家对煤矿安全的重视，尽可能避免危险的事故的发生。现在国家相关管理部门提出了更高的煤矿的安全和环保的要求，加强要求对煤矿通防灾害预警预控技术加大应用，煤矿灾害风险系数则不会增加，可见研究煤矿通防灾害预警预控技术对煤矿的安全工作具有重大意义。
参考文献
煤矿灾害预防篇（7）
中图分类号：C35 文献标识码： A
Is shallow to talk to blow up to leak to press the technique manages coal mine impact in the prevention ground press disaster in of application
Wang Ji Bin
（Medium coal five set up a 49th project office， Han Dan in Hebei 056003）
Summary：this text mine the foundation of environment characteristic in the analytical Zhao Lou coal mine geology up， inquired into impact ground pressing formatively inside the outside because of and the inside spot split output mechanism.Building up is sound disaster to predict to prevent and cure system and put forward to blow up to unload to press to manage protection measure.
Keyword：the impact ground press to blow up to leak to press to prevent from managing
引 言
冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。据统计，山东省从1996年至2005年3月份，先后有13处煤矿发生冲击地压灾害，发生破坏性冲击地压353次，死亡28人，重伤65人，摧毁巷道8 000余米。
近年来，随着矿井开采深度的不断增加和开采条件的日趋复杂，兖州矿区厚煤层开采的大部分矿井相继发生冲击地压或矿震事故，对矿井安全生产构成了严重威胁。赵楼煤矿为新建矿井，虽然尚未发生过冲击地压或矿震现象，但是赵楼煤矿开采深度大，地应力高，老顶中砂岩岩层厚度较大，3煤由北京煤科院开采研究所鉴定具有强冲击倾向性且因火成岩侵入导致局部变质影响，区域内断层构造发育，1302运顺在掘进期间，已经发生了多次强矿压显现，对矿井的安全生产造成了严重威胁，因此，加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。
1 冲击地压发生的原因
冲击地压发生原因有内因、外因2种因素：内因包括煤层本身的物理属性、煤层原岩应力状态；外因包括采深、采动集中应力放炮诱发等。
1.1 冲击地压发生的内因
（1）煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤科总院北京开采所岩石力学实验室对赵楼煤矿3#煤层冲击倾向性试验结果表明，赵楼煤矿3#煤层具有强烈冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性。
（2）砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
赵楼煤矿3#煤层上方基本顶为30余米厚的砂岩层，随着工作面的推进周期性跨落；再上部500～800 m的巨厚砾岩层，砾岩层完整性较强，抗压及抗拉强度均较大，采后不易冒落下沉，导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。随着采空面积的加大，巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，从而增加了未采3煤层的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂跨落，砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，从而加剧了3层煤工作面煤体的应力集中程度，导致3#煤层工作面冲击危险增强，因此，巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
1.2 冲击地压发生外因
（1）采深大应力高
赵楼煤矿首次冲击地压发生在-538m水平，垂深为668 m，即冲击地压发生临界深度为668m，开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前3煤层工作面开采深度已达940m，已远远超过该深度。随着工作面采深的加大，自重应力已超过3层煤的抗压强度，较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
（2）工作面采动集中应力和周期来压的影响
观测结果表明， 3层煤工作面超前支承压力集中范围为5～35m，应力集中系数为2.5，但上方砾岩层的超前压力影响范围达120m。因此， 3层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。3煤层分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510 kn/m2，来压较为强烈。据统计， 3煤层冲击地压80%发生在顶板来压期间，且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。
（3）工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
（4）放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序，据统计，赵楼煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。
2 冲击地压的分类
冲击地压是一种复杂的矿山动力现象，其生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样，以及它的显现强度和所造成的破坏程度相差很大。
目前主要的、最有价值的分类方法有以下几种：
（一）根据冲击地压的物理特征，按发生原因分（分为三类）
1.压力型冲击地压
其发生时，煤柱和岩石将产生爆炸式破坏，如同坚硬的岩样在试验机上加载至强度极限后发生爆炸式破坏一样。
2.突发型冲击地压
其发生原因是突然加载。是矿层上伏的厚而坚硬的老顶悬伸在矿柱上，先是夹紧矿柱并对它加载。当达到一定跨度时发生折断和垮落，同时产生压力波，造成处于极限应力状态的矿柱发生瞬时破坏。
3.爆裂型冲击地压
其发生原因是在直接顶上部或直接底板下部存在塑性夹层。例如，在刚性岩层之间的粘土夹层，一旦条件适当被挤压出来，造成顶底板刚性岩层以冲击形式爆裂。
（二）根据冲击地压的能量特征，按冲击时释放的地震能大小分（分五个等级，表1-1）。
表1-1 按能量特征分类表
1. 微冲击
表现为小范围岩石抛出和矿体微震动，包括射落和微震。射落是表面的局部破坏，表现为单个煤（岩）块弹出，并伴有射击的声响。微震是母体深部不产生粉碎和抛出的局部破坏，常伴有声响和岩体微震动。
2. 弱冲击
少量煤（岩）抛出的局部破坏，伴有明显的声响和地震效应，但不造成严重损害。
3. 中等冲击
急剧的脆性破坏，抛出大量岩石，形成气浪，造成几米长的巷道支架损坏和垮落，推移或损坏机电设备。
4. 强烈冲击
使长达几十米的巷道支架破坏的垮落，损坏机电设备，需要大量的修复工作。
5. 灾害性冲击
使整个采区或一个水平内的巷道发生垮落。个别情况下波及全矿，造成整个矿井报废。
（三）根据参与冲击的岩体类别分（分为二类）
1.煤层冲击（煤爆）
产生于煤体―围岩力学系统中的冲击地压，是煤矿冲击地压的主要显现形式。
2.岩层冲击（岩爆）
高强度脆性岩石瞬间释放弹性能，岩块从母体急剧、猛烈地抛出。对煤矿，是顶底板岩层内弹性能的突然释放，又称围岩冲击。按冲击位置又分顶板冲击和底板冲击。顶板冲击按显现形式又可分成典型的顶板冲击和致密顶板岩层突然折断形成的冲击矿压，后者往往伴生强烈的煤层冲击与底板冲击。
3 冲击地压灾害预测预报及治理
3.1 冲击地压灾害预测方法
（1）经验类比法
经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。
（2）煤粉监测法
煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法：使用MSZ 12电煤钻、Φ42套节麻花钎子配Φ42钻头打眼，从孔口开始每米收集1次煤粉，并用弹簧秤称其重量记录在记录表上，每打完1个孔，必须立即将结果填入记录表，当监测煤粉量超过危险煤粉量时，预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测，当两种监测手段均有冲击危险时，应及时实施卸压爆破，炮后再打1～2个煤粉监测孔，校验卸压效果，如不能消除冲击危险，必须继续实施卸压爆破，直至消除冲击危险。
（3）工作面矿压监测法
每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区，测区间距20m，每个测区包括2个支架，重点对工作面支架阻力进行循环监测，然后画出监测曲线，预测工作面顶板来压情况，结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表，一方面可以对支架初撑力进行监控，另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。
（4）钻孔应力计监测法
在工作面上、下平巷超前100 m均匀埋设钻孔应力计，对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮，孔口距底板0. 5m，沿煤层倾角布置，孔距20 m，孔深10 m。每小班监测2次，画出每台应力计的监测结果，找出应力集中地点及集中范围，配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报。
3.2 冲击地压灾害治理
卸压爆破是对已形成冲击危险的煤体，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。实施卸压爆破应采取深孔爆破方法，孔深应达到支承压力峰值区。装药位置越靠近峰值区，炸药威力越大，爆破解除煤层应力的效果越好。
卸压爆破能同时局部解除冲击地压发生的强度条件和能量条件。即在有冲击危险的工作面卸压和在近煤壁一定宽度的条带内破坏煤的结构（但不落煤），使它不能积聚弹性能或达不到威胁安全的程度。这样在工作面前方形成一条卸压保护带，如图5-9所示，隔绝了工作空间与处于煤层深处的高应力区。显然，从防治冲击地压的角度看，用适量的炸药，爆破出尽量宽的保护带为好。根据多年的观测实践证明，如果能保证在工作面前方和巷道两帮始终保持一个宽为5～10m的保护带，就能防止冲击地压的危害。
图5-9 卸压爆破示意图
卸压爆破属于内部爆破，主要物理作用是使煤层产生大量裂隙。试验表明，爆破使炮孔周围形成破碎区和裂隙区，破碎区远小于裂隙区。径向裂隙穿过切向裂隙，说明径向裂隙扩展在前，切向裂隙形成在后，如图5-10所示。爆破后，冲击波首先使煤体破裂，继之爆生气体进一步使煤体破裂，在气体压力作用下，煤体沿径向移动，形成切向拉应力，产生径向拉破裂。随着裂隙的扩展，气体通过裂隙扩散到煤体中，与煤体产生热交换，同时气体的体积增大，而温度和压力下降。当裂隙前端的应力强度因子小于断裂韧性时，裂隙停止扩展。当压力小于临界值时，因原先受压贮存在煤体中的弹性能释放，使煤体向炮孔中心移动，在煤体中产生径向拉伸作用，导致切向破裂。但径向裂隙的扩展远大于切向裂隙。造成煤层性质变化的主要因素是径向裂隙。
图5-10 实验室装置和裂隙分布
a―爆破试验装置；b―裂隙分布
根据弹塑性理论，把采煤工作面简化为平面应变的力学模型。以鲍店矿为例的计算结果表明，卸压爆破使煤壁前方的支承压力重新分布，应力梯度变小，峰值压力移往煤体深部7m以远，如图5-11所示。屈服区比爆破前增加近一倍，能量密度明显减小。
图5-11 支承压力分布曲线
说明：实线为爆破前，虚线为爆破后。
综上所述，卸压爆破在煤体中产生大量裂隙，使煤体的力学性质发生变化，弹性模量减小，强度降低，弹性能减少，破坏了冲击地压发生的强度条件和能量条件。由于煤体内裂隙的长度和密度增加，按照失稳理论，还具有致稳作用和止裂作用，防止了冲击地压的发生。
实施卸压爆破前必须先进行钻屑法检测，确认有冲击危险时才进行卸压爆破，爆破后还要用钻屑法检查卸压效果。如果在实施范围内仍有高应力存在，则应进行第二次爆破，直至解除冲击危险为止。
为了安全生产，通过卸压爆破在工作面前方和巷道两帮形成一个有足够宽度（大于3倍采高）的卸压保护带。所以卸压爆破的深度，对巷道两帮应等于保护带宽度，对采煤工作面应等于保护带宽度加上工作面进度。
爆破孔的孔深取决于卸压深度，一般要求等于或大于整个应力集中区的宽度。由于孔深药量多，为保证殉爆可用导爆索连接加强引爆。为使药卷能装到孔底，可先把药卷装在软管里或用非金属材料绑扎后进行装药，如图5-12所示。
1―弯曲的炮泥卷；2―钻孔（直径50mm）；3―带滑动保护罩的侧翼炮泥；4―药卷软管；5一导爆索；6一引爆线；
爆破孔布置方式应根据具体条件确定。通常用煤电钻打眼，孔径50～55mm，孔间距4～10m，每孔装药量按不超过孔深一半计算，一般为1.5～3.0kg。钻孔不装药部分必须填满水炮泥或粘土炮泥。躲炮距离150m，躲炮时间30～40min以上。
总 论：当监测到有冲击危险后，应立即实施卸压爆破。卸压孔深7～10m，孔间距不>5 m，每次引爆4～5个卸压孔，以提高卸压效果。采用顶板爆破预防措施时，应首先考虑本工作面爆破为下一临近工作面预防冲击的措施。爆破前必须摸清顶板岩性及结构，明确爆破的层位，选择合理的爆破参数，实践证爆破泄压技术在预防治理煤矿冲击地压灾害应用中是一种行之有效的技术手段。
煤矿灾害预防篇（8）
1.煤矿地质灾害的研究背景
煤矿地质灾害是指由于人类采煤生产活动而引发的一种破坏地质环境、危及生命财产安全，并带来重大经济损失的矿区灾害。它是地质灾害的一个分支，也是自然灾害的重要组成部分。煤矿开采开煤弃石，加速水土流失，引发地表塌陷、山体滑坡；煤矿抽排水造成地下水位下降、矿区周围地下水资源枯竭；地下开采诱发地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸、地面开裂及沉陷等；煤矿剥离堆土、尾矿废渣堆积引起地表环境污染，及其失稳滑移造成严重的泥石流灾害等，凡此种种，均是煤矿地质灾害的具体表现。
2.煤矿地质灾害特征及诱因分析
煤矿开采不像水利水电工程建设那样，可以根据地质情况针对灾害可能多发地段，采取“能避让则避让，能预防则事前预防”的原则进行避与防，大多数情况下采矿不得不在明知条件不好的情况下进行，从而易于产生和诱发各种地质灾害，具体煤矿的灾害特征如下。
2.1煤矿在开采过程中潜在的灾害特征
①山体滑坡：煤矿的开采、矸石的堆放破坏了坡体的原始应力平衡，是诱导滑坡崩塌灾害的重要因素。据不完全统计，每年此类灾害造成的经济损失以数亿元计。
②地面沉降与塌陷：地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中，地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场，使采空区的岩石发生破碎、冒落乃至地表发生位移。另外。采空区不断扩展和大量抽排地下水，造成采空区和影响区的地下水重新分布，形成大面积的降落漏斗，相应出现地表的沉陷。
③瓦斯突出：瓦斯可以在储气封闭系统中，以吸附或游离状态赋存于煤层的孔隙、裂隙、缝隙之中，当地应力作局部平衡调整时，破坏储气封闭系统，使蓄积的气体外溢释放。在自然和人为的某种作用下，亦可造成瓦斯突出的爆炸、火灾、人员中毒等灾害。
④矿井突水：煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的，并且直接影响煤矿的生产、效益和安全。
2.2煤矿在闭坑后采场潜在的灾害特征
由于矿山灾害治理的短效性及不可预见因素的存在，故矿山闭坑后必然会留下灾害隐患。露天采场闭坑后留下的潜在灾害类型主要有滑坡、崩塌，这是由于露采后留下了高边坡，虽然在坑底进行了一定的废石回填，但留下高边坡仍是不可避免的，特别是露采很深的情况下更是如此，这样的边坡在后期诱发因素的作用下很可能再次发生灾害。
地下采场闭坑后留下的潜在灾害类型有地面塌陷、地面沉降、地裂缝等，甚至也有因地面变形而诱发的山体开裂，继而发生崩塌、滑坡等地质灾害。这些灾害的发生往往具有滞后性，即在开采期间不发生或发生得不彻底，尚未达到稳定状态，待闭坑后一段时间内继续发生或在特定的条件下突然发生。以上灾害一旦发生，如果采场内已经进行了土地复垦，则复垦好的土地就可能因灾害的发生而再次破坏甚至废弃，造成本不应有的损失。
2.3煤矿地质灾害的诱因分析
煤矿地质灾害诱发因素各不相同，有些是开采过程中难以避免的，如开采深度的增加，使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害；有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的，如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等，非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害；有的煤矿片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机，摈弃常规，如采富弃贫、求近避远，结果为后期发展埋下灾害隐患；曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型煤矿造成严重干扰和资源、环境破坏。
3.煤矿地质灾害的防治及生态恢复措施
3.1煤矿地质灾害的防治措施
①加强地质灾害宣传教育，各级政府和有关部门应对防御煤矿地质灾害工作予以高度重视，开展各种形式煤矿地质灾害预测和提出防范措施。
②合理开发利用，加强地质灾害防治管理工作，提高人们的环境意识，避免或减少煤矿地质灾害事件发生。
③提高建筑物防灾能力，减轻煤矿地质灾害，在科学技术指导下，提高煤矿区民宅建筑材料和砌筑质量，增强地基、上部结构牢固性，提高民宅建设总体抗灾性能，加强农民建筑队伍的整顿和管理，因地制宜地对其施工负责人进行工程抗灾知识重点培训。
④建立通风系统，减少矿井瓦斯爆炸，无论国有、集体煤矿，还是个体小煤窑，都应严格遵守《煤矿安全规程》的规定，配足风量和实行机械通风、分区通风、上行通风，建立瓦斯检查制度，及时处理超限和积存瓦斯矿井；禁止携带香烟及点火工具下井，在瓦斯矿井应选矿用安全型、矿用防爆型或矿用安全火花型电器设备，放炮前后进行瓦斯检测。
⑤查明活动构造，规划煤矿工程活动，做好减灾防灾工作。活动构造是产生各种地质灾害的地质背景，人类工程活动使致灾速度加快，致灾程度更为严重。为此，应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度，寻找出活动构造或不稳定的复活断裂，分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律，合理规划煤矿区工程活动。进行煤矿区地质灾害危险性评价，按地质灾害类型圈划未来潜在地区，并作好灾害的预测，制定防治方案，切实做好减灾防灾工作。
⑥因地制宜综合防治，各种地质灾害在空问地域分布上具有一定规律，因而不同灾害类型区应制定相应的治理措施和施工标准，增加有形抗灾、防灾能力。工程措施要严格，生物措施也要同步发展，做到以生物措施为根本、以工程措施作先导的综合防治。只有这样，才能达到预期目的。
3.2煤矿环境生态恢复
煤矿灾害预防篇（9）
煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。长期以来，因为煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。
1 矿井水害类型
主要包括地表水水害、矿层顶板水害、矿层底板水害、老空积
水水害、断层破碎带水害和岩溶陷落柱水害等6种类型。煤层底板突水机理复杂，预先查明的难度大，造成的矿井突水概率较高，是矿山开采发生频率最高、危害程度最大的一种灾害。老空积水主要储集在矿井本身的采空区、与采空区相连的巷道内或矿井周边小矿采空区。这种积水体分布集中，水压传递迅速，采掘工作面一旦接近或揭露，老空积水便可突然溃出，发生透水事故，是矿山开采过程中普遍存在的一种水害。断层破碎带水害既可能与矿层顶板含水层或底板含水层发生水力联系，也可能与老空水发生水力联系，是矿山水害类型中最为普遍的一类，预防和治理的难度较大且复杂。
2 充水条件分析
矿井充水条件分析，是矿井水文地质工作的重要环节之一，主要包括充水水源、充水通道和充水强度三个方面的内容。矿井充水通道是指连接充水水源与矿井之间的流水通道，它是矿井充水因素中最关键，也是最难以准确认识的因素。在矿井生产中，把地下水涌人矿井内水量的多少称为矿井充水程度，用来反映矿井水文地质条件的复杂程度，通过富水系数和矿井涌水量来表征。
根据充水条件特征，充水条件分析可划分为人为充水条件分析和自然充水条件分析。自然充水水源主要包括基岩裂隙地下水、承压水、潜水、碳酸盐岩岩溶地下水、上层滞水、松散孔隙地下水、地表水、大气降水、顶板水、底板水、周边水等。主要充水通道包括线状断裂、地震通道、点状岩溶陷落柱、窄条状隐伏露头和面状裂隙网络等。人为充水水源主要有袭夺水和老空水。主要充水通道包括底板矿压破坏带、顶板切冒带、顶板冒落裂隙带、顶板抽冒带、底板水压导升带、地面岩溶塌陷带、封孔质量不佳钻孔等。
3 矿井水害预测预报技术方法
目前，矿井防治水必须按照预测预报、有疑必探、先探后掘和先治后采的“16字”基本原则。近年来，主要有下列2类矿井水害预测预报技术方法。
（1）脆弱性指数法
这一方法主要用在煤层底板突水的预测预报。煤层底板突水是我国大部分煤矿在开发过程中普遍面临的工程技术难题。40多年前所提出的突水系数法，已无法满足深部带压开采和现代采煤方法提出的要求，迫切需要一种新的有效方法。脆弱性指数法采用的基本模型就是将具有强大空间信息分析处理功能的GIS与可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合耦合于一体的评价模型。应用非线性ANN方法，根据大量的已知突水样本，对模型进行训练学习，确定因素的权重系数，建立底板突水评价的脆弱性指数模型。
（2）三图双预测法
这一方法主要用在煤层顶板突水灾害预测预报。“三图”指顶板冒裂安全性分区图、顶板含水层富水性分区图和顶板突水条件综合评价分区图。“双预测”指天然状态下工作面涌水量预测和人为改造状态下工作面涌水量预测。
4 突水事故的应急救援预案
突水事故的应急救援预案包括突水前水灾预测预防预案和突水后水灾现场救援与处置两部分内容。
（1）突水前水灾预测预防预案
要加强矿井防治水的基础工作，重点做好以下工作：健全防治水管理制度，执行防治水有关规程；水文地质勘探和防治水预测预报；机构设置和人员队伍配置及资金；加强职工技术培训，增强抵御水害能力；完善防治水工程设施，建立专业抢险救灾队伍或与专业队伍签订合作协议。
要重点关注以下水灾预兆现象：煤壁“挂汗”；工作面出现雾气；可闻到水的“嘶嘶”声；工作面气温降低，矿压增大，发生片帮冒顶及底鼓；硫化氢气味或PH值很低的强酸性水；煤层变潮湿松软，煤帮现滴水淋水；滴水淋水中可现少量细砂粒物质。
（2）突水后水灾现场抢险救援与处置
突水后的水量估算方法主要有浮标法、水泵标定法和容积法。
被困人员的自救互救要做好以下工作：防止有害气体，躺卧待救；充分利用空间，适度集中；适量饮水，不过度兴奋；及时通告逃生路线；避开主水流；分区隔离。
救援现场的指挥与处置要重点做好以下工作：分析人员位置；判断水灾情况；注意环境，防止疫情；防止突变环境；防止次生事故；排堵截结合；利用压风管；观测流水，监听金属，适度放炮。
5 煤矿水害事故频发原因及对策
对煤矿地质构造、含（导）水体、采空区等煤矿致灾因素探测工作不充分、不到位，在宏观上没有完全准确把握对重点矿区致灾因素赋存状况及其规律，在微观上对煤矿建设、生产区域一些具有隐蔽性的致害因素也不清楚，导致煤矿安全生产处于不完全可知的灰色地带，产生极大的盲目性，是水害事故没有得到根本遏制的主要原因。
矿井防治水工作是煤矿安全生产的一个重要环节，必须一靠技术、二靠管理、三靠工程。近年来，防治水制度要求不断严格，评价方法不断增多，技术与装备不断创新，水文地质基础资料不断详实，水害防治工作取得一定的进展。同时，关闭小矿技术基础材料不全、超层越界开采、煤矿采深的增加所带来的水文地质条件更加复杂应引起高度重视，防治水工作不能有丝毫麻痹与松懈。为此，应重点做好以下几项工作：一是坚定信心，水害事故是可以避免和预防的。二是转变思想，充分认识防治水工作的重要性，把防治水和瓦斯治理放到同等重要的位置。三是强化以总工程师为首的防治水工作管理体系。四是要在隐蔽致灾因素普查上下大功夫。五是不断完善装备系统，机构、人员系统，基础排水系统，应急系统，安全督查系统等，实现机制和体制的专业化。六是建立严格的工作责任制。根据实际情况为防治水工作划分出简易区、复杂区和危险区，并根据具体情况制定合理的责任制。七是强化现场管理，特别是干部现场指挥和班组建设。八是抢救透水事故，一定要坚持，决不放弃。
参考文献
[1]张振，周生举 -煤矿防治水技术措施研究. 《科技信息》 - 2010.
[2]朱振雷，魏辉 - 浅谈采掘工作面水文地质条件分析及水害防治对策.《煤矿现代化》 - 2012.
煤矿灾害预防篇（10）
中图分类号 TD79 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0202-01
在我国，煤炭资源有着较为复杂的赋存条件，在中、大型煤矿里，约有1/3的煤矿地质构造属于较复杂或复杂程度，给煤矿生产所带来的事故隐患和自然灾害是非常严重的。如何有效地防治煤矿自然灾害，一直都是我矿以及众多煤矿生产企业的研究重点。
1 一通三防技术的创新与集成
我国煤矿生产现状中，主要存在的灾害有煤岩动力灾害、热害、尘害、火灾、水害和瓦斯等，由于多数煤矿矿井都会涌出瓦斯，因此全国煤矿每年都会涌出超过100亿m3的瓦斯，全国总产量的1/3为瓦斯与煤突出和高瓦斯矿井。加之我国煤矿主要的开采方式为地下开采，比较多的是小型矿井，具有较广泛的分布地域和较大的差异性等特点，导致出现严重的事故灾害隐患，失衡的企业发展现状。而且煤矿行业极高的事故发生率造成了最为严重的伤亡，属于高危行业。作为煤矿灾害的主要防治手段措施，一通三防技术一直以来都是煤炭科学研究院的工作重点，无论是安全专用装备还是安全监测仪表都得到了全面的开发和研究，所形成的系列灾害防治设备和灾害防治技术体系，基本上与我国的煤矿生产条件相适应，并广泛地应用在全国煤矿的生产作业中，有力地保障了煤矿的安全生产。
2 一通三防技术的应用
2.1 矿井通风设备与技术
作为煤矿生产安全的基础，矿井通风系统要求居于较强的抗灾变能力、可靠、稳定，这对于保障煤矿的安全作业有着直接的决定性影响。建设高效安全的矿井，一面一矿进行集约化的生产发展，对于煤矿通风的可靠性和安全性做出了更严格的要求。在使用计算机优化通风系统、解算矿井通风网络的研究工作上，煤炭科学研究总院投入了巨大的精力，相关软件的成功研制和开发，实现了对自动控制风门、监测风流相关参数的遥控技术，同时以风流在火灾期间的特性为研究基础，对于煤矿灾变期间的特征加以深入研究，成功开发出通风网络在灾变期间作出辅助决策的软件，对于控制煤矿的通风系统打下了坚实的技术基础。伴随着不断大幅提高机械化程度的半煤巷、煤巷机械，长距离、大风量通风的问题日益突显出来。我矿采用的针对性系列产品，具有低噪声、高效能的特点，新式的导风筒能够适应大风量、长距离的通风系统，通风方式也更加趋于合理。我矿的旋局部通风机已经可以达到超过80%的通风效率，大大超过了原来所使用的的轴流局部式通风机，噪音只有80 dB左右，也要低于原来的100 dB。目前我矿所使用的一台风机的通风距离可以超过2000 m，不仅对掘进工作面的作业环境加以改善，同时也完全符合快速掘进对于通风的标准，对于煤矿局部通风技术具有很大的提升。
2.2 矿井防治瓦斯技术
经过50多年的研究与实践，一整套用于防治我国矿井瓦斯事故的技术体系已经基本构建起来，其中包括了监控检测煤矿瓦斯技术、防治煤尘瓦斯爆炸技术、防治瓦斯与煤突出技术、抽放瓦斯技术以及预测矿井瓦斯技术等方面的专业设备与工艺技术。在治理煤矿瓦斯时，我们充分地发挥出这些技术的特点，极其有利地保障了我煤矿作业的安全生产。1）预测矿井瓦斯技术。矿井安全生产、防治瓦斯和通风设计的基础就是预测矿井瓦斯的涌出量。研究的开展，主要围绕着预测涌出量和煤层瓦斯成份方法、比表面积、分布孔隙、煤物理结构特点和测定煤层瓦斯含量几个方面。2）抽放瓦斯技术。作为防治煤矿瓦斯技术的核心，同时也是相当有效的技术治理手段，抽放瓦斯技术从未停止过完善、创新的步伐，生产技术和生产条件的不断变化，对于抽放瓦斯技术的要求也更加严格。我国从上世纪60年代末就全面展开了强化抽放瓦斯技术在低透气性煤层应用的研究，针对危险突出煤层、高瓦斯煤层
中，无可采保护层和较差透气性的特点，先后研究试验了“密集钻孔”、“大直径钻孔”、“松动爆破”、“水力割缝”、“水力压裂”和“中高压注水”等多项抽放瓦斯技术。时至今日，我国的煤矿抽放瓦斯技术体系已然形成，我矿在抽放瓦斯技术中就使用到了包括了综合抽放、采空区抽放、围岩和卸压煤层抽放、围岩和未卸压煤层抽放等在内的多项技术，真正地从根本上治理了矿井瓦斯灾害。3）瓦斯与煤突出防治技术。我矿在研究瓦斯与煤突出防治技术时，以石门揭煤防护安全措施为主要方向，其中尤以金属骨架、震动性放炮为重点，一同展开多种防突技术的研究，包括深孔松动爆破、水力冲孔、水力钻孔冲刷、超前大小直接钻孔和保护层在条件不同煤层下的开采等。加强预报预测突出的技术，以及预测瓦斯和工作面煤突出技术的研究。
2.3 矿井火灾防治技术
煤层自燃的隐患普遍存在于我国的大小矿井，当火灾发生在煤矿时，多数属于自燃火灾，特别是塑料、橡胶等非金属材料和制品被广泛地使用于井下之后，就更加突显出了自然火灾的危害。为此，通过与日方的合作，科学研究总院开始研究检测气味技术，通过此种办法，对于微弱的煤低温初期氧化释放出的气味所发生的变化，能够比以前的一氧化碳分析气体法指标提前大概20℃。为了对自燃火灾进行有效地防治，研究总院还针对煤矿火灾预报预测系统和不同煤种自燃标志气体指标开始了科技攻关。上世纪70年代末，研究了惰气灭火技术和惰气发生装置，充分联用了发泡装置和惰气发生装置，起到了很好的灭火效果。针对带式传送机成为矿井作业主要传送工具的现象，我矿引进使用了煤炭研究总院研发出的多种不同类别的带式输送机自动灭火系统，有效地解决了带式输送机火灾埋下的生产安全隐患。
3 结束语
随着不断变化的煤矿生产作业条件和技术，一通三防技术的完善、创新和发展也需要与时俱进。作为主要的防治矿井灾害手段措施，一通三防技术对于提高煤矿生产安全性，降低安全风险系数，解决生产中存在的安全隐患并及时消除各类灾害所带来的影响，始终具有着十分重要的作用。
煤矿灾害预防篇（11）
*区地处*市西部，地理坐标为东经117°9’2”—117°28’41”，北纬34°37’55”－34°56’38”，全区面积约507平方公里（含*高新区），东与市中区、峄城区接壤，西、南部与微山毗邻，北同*市、山亭区交界。
地形地貌：为低丘—平原地带，地形较为平坦，中部高，周围低，标高最大者+341.6，最小者＋50.1，平均标高＋64.0。
水文气象：处于暖温带鲁淮气候区，属季风大陆型气候，气候四季分明，较温和，雨量较适中，春季干旱多风，夏季炎热多雨。年平均气温14.3°C，年平均降雨量814.3mm，降雨多集中在6－9月份，占全年降雨量的70%，无霜期200天左右，属淮河流域，京杭大运河水系，水系发育较好。
我区煤炭、地下水等资源丰富，赋存面积较大，受风化剥蚀等外动力地质作用和人为采掘活动等因素影响，历年来发生过多次（处）地质灾害。特别是近年来，随着采掘活动的加剧和受汛期局部地区强降雨影响，部分区域灾害的次数和规模呈上升趋势，灾害的形势较为严峻。根据我区地质环境特点和以往发生地质灾害情况分析，辖区内地质灾害多发生在汛期，而且主要以采空塌陷、古井陷落和地裂缝等突发性地质灾害为主，据统计，历年来全区共发生地面塌陷10余处（次），采煤塌陷面积1.2平方公里，因超采地下水造成岩溶塌陷涉及面积0.1平方公里。
二、重点地质灾害危险区的防治措施
根据省、市气象部门预报，今年降水总量较常年偏多，降水量时空分布不均，旱涝并存，不排除局部发生暴雨的可能。为此，要重点做好全区四处重点地质灾害易发区防范工作：
（一）原常庄二号煤矿南部地质灾害易发区
在陶庄煤田范围内，原常庄二号煤矿南部，东西走向的蟠龙河位于原常庄二号矿采空区附近，蟠龙河北部有一处古井陷落，且陷落面积较大，同时不排除有其它古井存在的可能，联创公司和常庄二号煤矿已作了填堵处理，但填堵不彻底，一旦汛期到来，有古井陷落或导水断层的存在，蟠龙河水可能灌入原常庄二号矿井下，继而进入215煤矿西井，从215煤矿西井进入陶庄煤矿。防治措施：1、责任单位：陶庄煤矿、215煤矿。2、责任人为以上单位法人代表。3、汛期前以及汛期期间由以上单位共同调查，共同预防，共同治理。
（二）张范镇张范村北部地质灾害易发区
张范镇张范村北部约500米处，分布着*区宏达煤矿、原沙沟一号煤矿、原张范五号煤矿、原张范九号煤矿，且存有多处古井。该地区塌陷严重，汛期地表会有大量积水，积水沿古井或地表裂缝进入井下，通过原沙沟一号煤矿、原张范五号煤矿、原张范九号煤矿，直接危及*区天然焦煤矿、宏达煤矿和山家林煤矿。目前，山家林煤矿已停产，井下水位保持—150米水平，为防止地表水威胁，将损失降至最低限度，需采取以下防治措施：1、责任单位：张范镇政府、*区天然焦矿、*区宏达煤矿和山家林煤矿。2、责任人为以上单位法人代表。3、以上单位特别是张范镇政府和山家林煤矿，在今年汛期到来之前和汛期期间，要加强排查，发现古井和地表斑缝要及时组织冲填，防止地表水沿古井或地表裂缝溃入井下采空区。
（三）山家林井田南部地质灾害易发区
*区张范镇西夹埠村南部为山家林井田18层煤露头区，露头区为古采区，店韩路桥以东为蟠龙河南部分支，由于近年来挖土烧砖，已丧失排洪作用，此处以往陷落古井3处，且均在河底部，可积水20万立方米，一旦积水从古井进入古采区，首先进入原沙沟镇光明煤矿，然后进入兴仁煤矿（同时威胁袁庄煤矿），最后将进入山家林煤矿。防治措施：1、责任单位：高新区兴仁煤矿、山家林煤矿。2、责任人为以上单位法人代表。3、在汛期到来之前和汛期期间，要加强排查，发现古井和地表斑缝要及时填充，进行处理，防止地表水溃入井下采空区。
（四）*区天然焦矿西部地质灾害易发区
在*区天然焦矿西部、原张范镇七号煤矿北部，有两矿开采的采空区，汛期地表将有大量积水，积水可能沿断层或裂缝进入，严重威胁两矿安全。防治措施：1、责任单位：*区天然焦矿。2、责任人为该矿法人代表。3、要安排专人监测井下和地表变化情况，抓好预警预报，及时采取避险措施，在采空区设立警示牌，标明塌陷发生的危及范围，同时要防止地表积水沿断层或裂缝流入井下。
三、防灾方案落实措施
（一）加强领导，明确责任。各镇（街）、辖区内各煤矿企业，要严格按照国务院《地质灾害防治条例》和《*市国土资源局关于做好地质灾害隐患调查排查工作的通知》等有关文件规定和要求，高度重视地质灾害防治工作，主要负责人要对本地区的地质灾害防治工作负总责。区政府成立由分管副区长任组长，各有关单位负责人为成员的*区2009年汛期地质灾害防治工作领导小组，负责全区汛期地质灾害防治工作的统一部署和协调。各镇（街）也要成立相应的工作机构，同时各单位要各司其职，通力协作，层层建立和落实责任制，加强对地质灾害防灾方案落实的监督检查，汛前要组织人员对隐患点进行一次全面排查，安排好汛期监测和值班工作，落实地质灾害防治物资、经费，确保人民群众生命财产安全。
（二）依法行政，密切合作。各相关职能部门的职责：
1、国土部门要认真履行地质灾害防治的组织、协调、指导和监督职责，做好地质灾害的监测、预警、预报和预防工作。
2、煤炭部门要加强矿山地质环境监督管理，切实做好矿山地质环境、矿山地质灾害的防范和治理，做好矿山地质环境治理项目的组织实施和管理，确保取得实效。
3、水务部门要加强主要水利工程设施区的监测，及时预报，保障下游人民群众生命财产安全。
4、建设部门要加强对建设项目和建设单位的管理与监督，防止建设过程中引发地质灾害，对出现的险情要及时采取措施，及时治理。
5、气象部门要做好汛期地质灾害气象预测预报及预警信息的，将气象预测预报及预警资料及时通报各有关单位。
6、民政、卫生部门要做好防灾、避灾、救灾的组织机构、抢险救灾物资、医疗救护人员的组织和准备工作。
（三）完善地质灾害群测群防网络体系建设。进一步健全和完善地质灾害群测群防各项制度，建立区、镇（街）、村、组四级群测群防网络系统和相关责任单位群测群防监测体系，以人民群众为主体，对地质灾害前兆和动态进行简易监测，做到及早发现、及时预警、有效避灾。各级各有关部门在汛期前及汛期中，要发动群众疏通村庄周边、房前屋后、隐患点的排水沟渠，加强生产生活用水管理，确保汛期排水畅通；组织群众对存在隐患的地面裂缝、塌陷等进行冲填、夯实，减少汛期中地质灾害的发生。
（四）加强汛前调查，做好防灾明白卡发放工作。各镇（街）、辖区内各矿山企业要在汛期前组织有关专业人员对辖区内的地质灾害进行调查摸底，摸清辖区内对人民生命财产构成威胁的易发区、危险点情况，编制防灾方案，及时妥善处理存在的隐患，做到万无一失。国土资源部门要做好地质灾害防治“工作明白卡”和“避险明白卡”制作、发放工作，“工作明白卡”要做到一点一卡，“避险明白卡”要做到受地质灾害威胁的住户每户一卡，切实提高受灾群众的防灾意识和避险能力。
（五）努力改善矿山生态环境。各矿山主管部门、环保部门和国土资源部门，要按照各自工作职责，加大对矿山生态环境的监管力度，督促矿山企业严格执行“三同时”制度，增加矿山生态环境治理经费投入，落实地质灾害监测、预防和治理措施。
（六）认真落实地质灾害防治经费。各镇（街）要把地质灾害防治工作纳入国民经济和社会发展计划，在年度计划和预算中安排地质灾害防治专项资金，确保地质灾害及其隐患得到及时监测、预报、调查、勘查和治理，确保群测群防网络系统有效运行。
（七）扩大宣传，加强培训。各级各有关部门要加强地质环境法律法规及防灾避险相关知识培训，提高有关人员和广大人民群众的防灾御灾意识和临灾处置能力。
