煤矿灾害预防大全11篇

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中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0275-01

我国是世界第一大产煤国，煤炭在我国一次能源消费中约占70%左右，因而煤炭行业是关系我国国家经济命脉的重要基础产业。在所有煤矿灾害事故中，尤以瓦斯事故为重，其中主要以煤与瓦斯突出以及由瓦斯超限而造成的瓦斯爆炸为最主要的表现形式。瓦斯灾害已成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素，常规或单一的瓦斯灾害防治技术已不能满足煤矿高效安全生产的需要，强化瓦斯抽采才是防止瓦斯灾害事故最有效的根本途径。针对我国煤层赋存条件复杂，瓦斯抽采率低的特点，提出利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的井下瓦斯抽采相结合的综合瓦斯治理新思路。

一、瓦斯灾害防治技术评析

（1）瓦斯治理存在的问题及解决思路

我国煤储层构造复杂，且煤层多强烈变形，多数煤田煤体构造破碎严重，瓦斯抽采效果不佳，造成瓦斯治理困难。而且随着采掘活动向纵深延伸，煤层瓦斯赋存以“三高一低”（高应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量及低渗透性）为主要特征，常规的瓦斯抽采技术难以发挥作用，抽采率低下，抽采效果不明显，瓦斯事故仍时有发生，因此，采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施势在必行。目前，煤与瓦斯突出防治主要有开采保护层、水力压裂和钻孔抽采3种技术措施。根据规定，对具有保护层开采条件的煤层应优先开采保护层使煤层整体卸压、消突；但对于不具备保护层开采条件的、单一、低透气性煤层，在实施防突措施时，水力压裂与井下常规瓦斯抽采技术相结合就显的尤为重要了。

因井下瓦斯抽采须与煤炭开采工序相协调，很难保证在抽采瓦斯、降低工作面瓦斯超限压力的同时还达到煤炭高效开采的要求，常造成抽、掘、采接替紧张，而且各种井下抽采方法或多或少均存在一定的局限性，如煤矿井下顺煤层长钻孔抽采效率高、成本较低，但顺层钻孔施工经常遇到卡钻、喷孔等工程技术难题，尤其是在突出松软煤层，钻孔成孔率很低；穿层钻孔抽采方法抽采效率高，但必须辅助开挖顶板或底板岩巷进行抽采设备布置和钻孔施工，工期长、工程成本高；保护层卸压抽采面临着卸压效果和工程施aし缦盏哪烟獾取6孛娌啥椴稍蚴且恢殖椴赏咚埂⒔饩雒嚎缶峦咚钩弈烟獾男路椒ǎ涫┕ぴ诘孛校挥跋烀禾炕夭桑诓汕夭汕氨憧梢酝瓿桑笨梢粤胁汕霸こ椤⒉啥椴珊筒煽涨椴桑佣墒迪侄悦翰阃咚沟娜坛椴珊涂刂啤？（2）井下水力压裂技术

分析认为水力致裂的机理主要为：通过高压驱动水流压入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内，扩宽并伸展这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙，以便更好地沟通天然裂隙，增加煤层的透气性。煤矿水力压裂技术分地面和井下2种，因地面水力压裂因不够灵活方便、成本高、压裂效果不明显而没有推广开来。针对不同煤层瓦斯地质条件编制不同的压裂方案，实施不同的压裂工艺，真正做到“一面一策”、“一孔一策”。该技术不同于煤层注水，在压裂液中添加有一定浓度的表面活性剂，不仅可更好地湿润煤体，而且可改变煤体的力学特性，更多地采排瓦斯。

（3）地面采动井

地面钻井抽采采动煤层和采空区瓦斯是近年来逐步发展起来的瓦斯抽采新技术，是一种通过在采场地表施工垂直钻井到煤层采动可能形成的覆岩裂隙带或煤层内，通过预裂或者采动影响增强煤层的透气性，从而使得瓦斯能够尽可能多的经由煤岩体的裂隙网络通道和钻井直接抽采到地表，以达到降低回采工作面瓦斯涌出量，缓解瓦斯超限压力和开发煤层气的目的。地面采动井一般均可做到采前预抽、采动抽采和采空区抽采，“一井三用”；采前预抽主要用于采区回采前进行煤层气开发；采动抽采主要是利用回采工作面对煤岩体扰动提高其透气性的特点增强瓦斯抽采率、缓解通风压力；采空区抽采主要是解决回采工作面推过后采空区瓦斯，以降低采空区瓦斯向回采工作面涌出的量，解决回采工作面瓦斯超限的难题。该方法是提前将预采高瓦斯煤层中的瓦斯进行释放并加以利用，降低煤层中的瓦斯含量，从根本上解决煤矿瓦斯事故。

二、应用效果考察

（1）水力压裂效果

1、根据资料查询某煤矿某工作面某煤层渗透率由原来的0.06 m2/（MPa2・d）升至48 m2/（MPa2・d），提高了800多倍，钻孔平均瓦斯抽采浓度超过45%，单孔纯瓦斯流量平均0.1～0.37 m3/min，最大单孔瓦斯浓度90%，流量0.8m3/min，部分单孔瓦斯抽采总量到2.5万m3以上。

2、在难抽采的230 m范围内测定的全部煤层残存瓦斯含量降到了8 m3/t以下，瓦斯压力都降到了0.74 MPa以下，消除了工作面前方煤体突出危险性。

3、在压裂影响范围内对各工序粉尘含量监测发现，压裂后割煤、钻孔施工工序粉尘含量均有大幅度降低，最大降幅达58.18%，有效改善了工作面作业环境，降低了职业病害发生率。

4、与开采保护层措施相比，进行煤与瓦斯突出防治，在同样条件下，井下水力压裂技术每吨煤约10元左右，而开采保护层每吨煤需120元左右，约为开采保护层防突措施成本的1/10。

（2）地面采动井效果

根据资料查询在某煤矿某工作面某煤层某工作面，采用了以地面钻井为主，高抽巷、顶板抽放钻孔为辅的工作面瓦斯治理措施。此次地面采动井主要抽采本煤层开采超前卸压瓦斯和上邻近层开采卸压瓦斯，抽出的瓦斯浓度高、纯量大，抽采最高浓度高达96%。瓦斯抽放量最大达32.9 m3/min，抽放浓度达50%～96%，瓦斯抽放纯量为10～32.9 m3/min，8 d的考察期内共抽出瓦斯176 366 m3，抽采效果显著。

三、结语

根据“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则”，明确提出利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的治理井下瓦斯抽采相结合的综合瓦斯治理新思路，得出如下结论：

（1）条件允许的情况下，应优先采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施。

（2）不具备保护层开采的单一、低透气性煤层进行区域瓦斯治理时，应优先选择煤矿井下水力压裂措施。

（3）煤矿井下定向压裂增透消突成套技术不仅成本低廉，而且可有效提高瓦斯抽采率，降低煤与瓦斯突出和煤尘爆炸危险性以及降低防突措施工程量，改善井下作业环境。

（4）地面采动井瓦斯抽采技术可做到“一井三用”，可从根本上达到降低回采工作面瓦斯涌出量，缓解瓦斯超限压力和开发煤层气的目的。

作者简介：张正权（1970～），男，助理工程师，现任贵州水城矿业股份有限公司汪家寨煤矿通风工区区长。

参考文献

〔1〕国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定・读本〔M〕.北京：煤炭工业出版社，2009.

〔2〕蔚远江，杨起.我国煤层气储层研究现状及发展趋势〔J〕.地质科技情报，2001，20（1）：56-60.

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煤矿井下的工作环境与地面工作环境相比，存在较多危险，一旦发生煤矿事故就会造成人员和经济的损害。近年来我国煤矿事故频发，对事故原因进行分析发现其真正的原因是不良的煤矿井下通风。为了提高井下作业的安全性，保证煤矿安全生产，需要做好井下通风工作，完善通风系统，有效预防潜在的灾害和事故。

1 煤矿井下通风的重要作用

1.1 除尘

煤矿井下的工作空间十分狭小，而且在煤矿挖掘施工时会产生大量的矿尘，当矿尘浓度达到一定程度，就会对井下工作人员的身体健康产生威胁，而且矿尘过多还存在严重的安全隐患，一旦发生灾害，就会对矿工的人身安全造成危害。煤矿井下通风可以有效降低矿尘的密度，减少对工作人员的影响和灾害发生的几率。

1.2 排毒

煤矿生产在井下作业，施工现场存在很多有害物质，包括毒性较大、有爆炸性甚至有窒息性的气体。井下通风能够稀释有害气体的浓度，为矿井提供更多新鲜的空气。而且，矿工在井下作业需要的氧气要比正常环境下高20%，只有保证井下的良好通风，才能创造安全的工作环境。

1.3 降温

煤矿井下的温度会随着矿井挖掘深度的增加而逐渐升高，而且井下本来就存在一些热源，矿井下的高温会影响工作人员的工作效率和身体健康。所以在井下采取有效的通风措施，增加风量，可以有效降低井下气温，保证矿工身体安全，减少煤矿事故发生。

1.4 控制瓦斯泄漏

煤矿漏风通道两侧的风压差异较大时，在煤矿采空区会发生瓦斯泄漏的现象。井下通风能够减小矿井内外风压差异，防止瓦斯涌出，从而降低煤自燃事故的发生。

1.5 控制发生火灾时的井下风流

煤矿井下一旦发生火灾，就会对施工单位和施工人员带来不可预计的危害，拖延施工进度，产生巨大的经济损失，造成不良社会影响。井下的通风能够控制风流和烟流，表现为矿井内局部或全部反风和风流短路，对井下风流的有效控制能够防止火灾波及范围的扩大，保护救灾安全通道，从而使救灾人员能够有好地应对事故的发生。

此外，煤矿井下通风还能够对瓦斯泄漏、矿尘、火灾等事故的发生起到一定的预防作用，煤矿井下良好的通风系统是灾害防治的重要措施。

2 煤矿井下不良通风系统与发生灾害的关系

对近年来发生的煤矿井下事故进行统计分析发现，大多数灾害事故是由不良通风造成的，不良的井下通风系统有三种情况：通风系统不稳定、通风系统缺乏时效性、对通风系统管理不严，下面对其与灾害发生的关系进行具体分析。

2.1 井下通风系统不稳定与灾害发生的关系

有些煤矿井下出现的问题包括：没有采取控制风流的有效措施，没有设置分区通风的区域，不重视对风桥的设置，应该密闭的区域没有建密闭墙。有些小矿井，只有单独和部分通风设备，根本无法满足井下正常通风的要求。通风系统不稳定会造成循环风、短路风、串路风和盲巷区的出现，如果瓦斯泄漏，就会发生灾害。

2.2 井下通风系统缺乏时效性与灾害发生的关系

通风系统的时效性是一个十分重要的性能。井下的风量和风压不是固定不变的，所以进行通风系统对风的控制也要相应不停地变动，一旦通风出现异常，井下相关工作人员需要准确作出判断并及时采取有效措施，如果缺乏时效性，就会导致风流短路或的瓦斯涌出聚集，从而造成不良影响。

2.3 井下通风系统管理不严与灾害发生的关系

部分煤矿单位的管理机制不健全，相关管理人员缺乏专业知识，认为井下通风仅仅是简单的向下送风，造成井下炮灰长期积聚，有害气体超标，矿工在施工时很可能出现缺氧情况，不利于煤矿的井下作业。而且，一些煤矿单位没有科学设置针对有害气体的监控传感器，不能及时察觉问题的发生。由于对进行通风系统管理缺乏严密性，可能产生井下漏风的安全隐患，从而酿成灾害。

3 煤矿井下通风对灾害的预防

3.1 煤矿井下通风灾害预防的原理

煤矿井下发生的灾害有两种类型：瓦斯爆炸和有害气体导致的人员中毒事故。为了创造井下安全的工作环境，保证施工现场具有充足的新鲜空气，有效冲淡有毒物质，煤矿井下必须设置良好的通风系统和设备，改变风流方向，使风流按照规定方向流。同时能够将旧巷和采空区的有害气体排出，防止事故的发生。

3.2 煤矿井下通风对灾害的预防作用

瓦斯爆炸会对煤矿施工单位和井下作业人员造成严重的不良影响，以煤矿井下通风对瓦斯爆炸灾害的预防为例，具体说明井下通风对灾害的预防作用。

瓦斯爆炸必须同时具备的三个基本条件是：第一，瓦斯浓度在爆炸界限内，在空气中的浓度达到5～16%；第二，瓦斯与空气的混合气体中氧气的浓度超过12%；第三，足够能量的火源，即能引爆瓦斯，温度达到650℃。只要控制其中一个条件即可有效预防瓦斯爆炸事故。在煤矿井下实际的施工现场中，一般输送到井下的新鲜空气含氧量在20.9%左右，同时还需要保证矿工的正常呼吸，所以不能降低空气含氧量，可以利用井下通风对另外两个条件进行控制。

3.2.1 控制瓦斯的浓度。煤矿井下通风不良或者风量不足，就会使瓦斯浓度升高，一旦达到引发爆炸值，就会发生事故。而正常的通风能够增加井下风流的流动性和风量，带走混合瓦斯的气体，冲淡瓦斯浓度，预防事故发生。

3.2.2 杜绝火源。井下的火源存在较多，虽然可以对主要火源井下实施人为管理控制，但是如果对施工设施管理不善，就可能出现失爆，金属摩擦、碰撞产生火花或温度过高造成物体自燃等现象，都会引发瓦斯爆炸。虽然火源控制不易，但是良好的通风能够降低矿井内温度，吹灭小火源。同时，施工单位井下作业必须明确禁止火种的使用，严格要求下井的矿工携带火种或引发火源的物品，为井下作业的安全性提供保障。

4 加强煤矿井下通风预防

煤矿井下发生灾害事故，施工单位和相关人员会对事故发生的原因进行分析，并提交事故报告，但是这类分析并没有找出发生灾害的本质原因，缺乏实际效用和针对性。煤矿生产施工单位对进行通风系统重视不足，对基本设施设备的投入不足，或者只是单纯增加检测设备，比如增加了监控检测仪器的数量，但是检测的作用十分有限无法有效解决问题，对井下环境的人为监督检查缺乏连续性和完整性，所以仍无法避免灾害的发生。

基本的煤矿井下通风系统十分简单，井下的风点量少且布局合理，选择简单的通风方式，但是这种通风系统能够满足井下施工的要求，可以稳定控制井下的风流，提高灾害防御能力。通风不良会对煤矿生产造成安全隐患，是一些事故发生的根本原因，所以施工单位必须加强对灾害的通风预防工作，保证井下施工的安全性，坚持以人为本，为矿工的身体健康着想，对原有通风系统加以改造和完善，充分发挥井下通风系统的作用，减少灾害发生的可能。

5 结束语

综上所述，煤矿井下的通风对改善井下的施工环境具有重要作用，能够有效预防井下灾害的发生，施工单位必须重视对井下通风系统的建设，以保证井下工作人员的人身安全，提高煤矿生产的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]省强，吕友军.煤矿井下通风灾害预防研究[J].内蒙古煤炭经济，2013，13（05）：151-152.

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娄底市煤炭资源分布广泛，享有“江南煤海”之美誉，约占湖南省煤炭总储量的三分之一，2011年全市煤矿开采企业全年产原煤1375.3 万吨，首次突破原煤销售产值百亿元大关，采煤业的持续发展，为娄底市经济建设做出了巨大的贡献。目前娄底市保留矿井248对，近年来，随着社会、经济的发展，社会需求对煤炭资源依赖程度越来越高，由于娄底市多年来的粗放性、高强度开采、生态保护却未同步进行，导致生态破坏严重，打破了地质环境的原有平衡， 使地质环境所受影响和压力日渐明显， 环境保护和灾害的防治等有关问题愈加突出，引发了一系列社会问题和其它环境问题[1]。煤矿地质环境灾害的多发性是制约娄底市经济建设的主要因素之一， 如何能有效地反映娄底市煤矿地质灾害特征、灾害的诱发因素及如何防治娄底市煤矿地质灾害， 是目前地质工作者较为突出的一个研究课题。

1 娄底市煤矿地质灾害类型

娄底煤矿地质条件复杂， 因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多， 主要有开采沉陷地质灾害、滑坡、瓦斯爆炸、瓦斯突出、矿井突水、采矿废弃物污染和水土流失等， 严重的危及到矿山正常生产和人民生活。

1.1 开采沉陷地质灾害

开采沉陷是指地下有用矿物采出后，开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布，以达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象。

在娄底丘陵山区，开采沉陷导致地表塌陷和裂缝，将诱发山体滑坡。而在村庄下方采煤，由于地面不均匀沉降，致使民房出现不同程度的裂缝、倾斜，甚至倒塌，从而危及村庄居民的生命和财产安全。同时，开采沉陷会破坏地下水源，这表现在两个方面：一是为了防止矿坑涌水而进行的顶、底板疏水，使顶、底板承压水减少，地下水位下降；二是开采后采空区塌落，使上覆地层产生位移，产生导水裂隙，破坏各隔水层。据有关资料统计，娄底市因地下开采诱发的地面变形极为严重，截至2011 年底，全市共产生塌洞（坑）约15000 处（个），全市采煤塌陷地面积累计达到5200余亩，地裂缝22 条，地面沉降现象极为普遍。煤矿地面变形以冷水江、涟源及娄星地段最为集中，双峰、新化局部发育。据统计，冷水江市共有采空区17500 公顷，占全市总面积的三分之一，其中采空区地面塌陷有4000 多处，受损面积2900 公顷，造成1500 多栋房屋开裂，受灾人口达7000 余人[2-3]。

1.2 滑坡

煤矿的开采、矸石的堆放破坏了斜坡的原始平衡，是产生大量的滑坡、崩塌灾害的重要诱导因素。据不完全统计，娄底市每年此类灾害造成的经济损失以数百万元计。如冷水江市城西南约1.5km 处的浪石滩滑坡，1987年以来，浪石滩之上的侯家岭山体向南东（资水河床） 缓慢运动。同时，伴生地陷裂形变滑坡后缘形成一条长约2000m，宽5～100m，可见深度5～12m的大规模地陷裂带；严重危及冷水江市的安全，并对数家大中型厂矿和湘黔铁路构成威胁。

地面的塌陷不仅破坏了城镇和乡村建筑物、交通和水利工程设施等，而且改变了土地条件及其资源价值，使得大面积的土地丧失使用性。如新化县温塘崩岩山1942 年由于采煤活动淘空坡脚，使斜坡失稳，悬崖崩落造成12 人死亡和20 间民房全毁；煤矿排放的废渣常堆积在山坡或沟谷内，这些松散物质在暴雨诱发下，极易发生水土流失。煤矿开采引起的塌陷区改变了区域的地表水系格局，破坏地表覆盖和山体，加剧水土流失，大量破坏了地表植被和坡面山体，和松动的土壤、岩屑极易遭受侵蚀，因此造成的土地破坏、农田被压、河流淤塞和交通受阻等问题突出。全市各类煤矿造成水土流失面积约10667 公顷，水土流失总量约64 万m3，其中农地流失占28%，林草荒地占72%。

1.3 瓦斯爆炸与瓦斯突出

煤矿瓦斯是在煤炭开采过程中，从煤层或围岩中涌出的各种有害气体的总称，其主要成分是沼气。瓦斯爆炸是一定浓度的沼气在引火源的作用下产生的激烈氧化反应，爆炸产生的高温、高压气体可以造成人员伤亡和井巷、设备的严重破坏，并会扬起煤尘，形成连续爆炸，随之产生大量的一氧化碳，引发人员的继续伤亡，是煤矿事故中破坏性很强的重大灾害事故，如娄底市1993年晏家煤矿发生一起瓦斯爆炸事故，死亡22人，巷道摧毁严重，现场惨不忍睹。

另外娄底市保留248对矿井中，突出矿井128对，占矿井总数51.6%，灾害非常严重，可以说瓦斯突出事故娄底市煤矿“第一杀手”，如2005年资江煤矿发生一起特大煤与瓦斯突出事故，死亡40多人，突出煤量达1000多吨。随着娄底市煤矿开采深度的增加，采掘强度的加大，突出灾害程度越来越大。无论是从经济上看，还是从人民的人身安全来看，瓦斯灾害的防治都是刻不容缓的[4]。

1.4 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，具有来势迅猛、瞬时涌水量大、损失巨大的特点，目前已经成为影响娄底市煤矿安全生产的重大关键问题之一。如2008年冷水江市金胜煤矿突发涌水，死亡6人，事故非常惨重；另外娄底市晏家铺矿区一些煤矿井下存在大量溶洞水，且矿井大都是带压开采，严重制约煤矿安全发展。

1.5 其他灾害

煤矿生产中的大量废弃物，如煤矸石、矿井废水的排放等也对周围的环境造成了严重污染。还有抽放瓦斯、燃烟煤气和烟尘污染等对井筒破裂所造成的损失是不容忽视的。由于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、底鼓； 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、乱挖乱采等， 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害； 有的煤矿片面追求利润或为摆脱一时的经营危机， 摈弃常规， 如开采保安煤柱、求近避远， 结果会为后期发展埋下灾害隐患。

2 预防对策

2.1 高度认识煤矿安全生产的重要性

各级党委和政府要从思想上高度重视煤矿安全生产工作，要从维护人民群众根本利益和改革发展稳定的大局出发，坚持以人为本，认真落实科学发展观，正确处理安全与生产、安全与效益、当前与长远关系， 牢固树立安全第一和关爱职工生命的理念，真正把安全工作纳入经济社会发展的总体布局和政府工作的重要日程，进一步加强领导，落实责任，切实加强和改进煤矿安全生产工作。要坚持“安全第一、预防为主”的方针，逐步建立起安全生产的长效机制。

2.2 加强查明矿区地质状况预防

地质状况是产生各种地质灾害的地质背景，人类采掘活动使致灾速度加快，致灾程度更为严重。因此，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。认真开展矿区地质灾害危险性评价，按地质灾害类型谋划未来可能发生的事故，并做好灾害预测，制定防治方案，切实做好减灾防灾工作。

2.3 加强地质灾害监测预防

地质灾害监测的主要任务是监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等，最大程度地获取连续的空间变形数据，应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。随着科学技术发展，监测技术日趋成熟，设备精度、设备性能都具有很高的水平，而地质灾害的位移监测方法均可进行毫米级监测，高精度位移监测方法可以实现0.1mm精度。监测的方法也呈现出多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比检核，以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，使得综合判别能力加强，对促进煤矿地质灾害防治能力有很大的促进作用[5]。

2.4 加强开采沉陷地质灾害预防

矿区开采沉陷地质灾害是相当严重的， 必须采取一些措施使开采沉陷地质灾害减小到最低程度，达到预防减灾的目的。矿区开采沉陷分布规律与许多地质采矿因素有关， 如煤层倾角、开采厚度、开采深度、采区尺寸、采煤方法、松散层厚度等。不同矿区的地质采矿条件往往差异较大， 开采沉陷分布规律亦有区别。因此， 各矿区应积极进行开采沉陷预测预报，在已开采区域科学布设地表移动观测站， 定期、重复地测定观测路线在不同时期内空间位置的变化，并对观测数据及时整理和分析，总结出所在矿区开采沉陷导致地表移动和变形的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的规律， 从而有效地预计、预报开采区域的地面塌陷状况及设施的破坏程度。根据待采区域开采沉陷预计数据及其破坏程度，可综合采用减缓地表沉降技术来减轻地表下沉和破坏。减轻地表下沉的有效开采技术主要有大条带协调式全采法、冒落条带法、充填条带法、水砂充填法等， 同时地表有建筑物的可辅以地面建筑物维修加固。

随着矿区煤炭开采范围的不断扩大，塌陷、破坏的土地日益增多，矿区土地的大面积塌陷，不但给矿区带来严重的环境灾害，而且使农田荒芜，农民少地或无地，因此必须对采煤塌陷区域进行全面治理。治理时应根据现场的塌陷状况及当地的自然生产条件对塌陷区域进行全面规划，因地制宜，采用科学的治理措施。

2.5 加强瓦斯爆炸与瓦斯突出预防

为了防止瓦斯聚集引起的爆炸，首先要加强通风管理，增加有效风量，“以风定产”，降低瓦斯浓度，避免其达到某一浓度时引起的爆炸，各采区和各工作面都应该有独立的进回风系统；其次应该建立健全瓦斯检查制度，树立瓦斯超限就是事故；对于井下使用的机械设备、电气设备等还应符合《煤矿安全规程》的要求。

对于瓦斯突出的预防，矿井要严格执行“煤与瓦斯防治突出管理规定”，加强两个“四位一体”综合防突措施，优先开采保护层，强化“预测预报、抽采达标、管理有效”的瓦斯防治体系。

2.6 加强矿井水害预防

矿井水害主要指的是矿井涌水和老空透水，是煤矿重要的灾害之一，不容忽视。因此对其预防要做到详细调查、充分准备、细心观察、坚决处理。首先要对井田周围的老窑及采空区进行详细的调查，将获得的开采范围、积水量、警戒线等数据准确地标注在图纸上；其次要注意出水的征兆，当发现煤层发暗发潮、工作面温度降低、巷道出现雾气等出水征兆时，要及时采取措施转移工作人员；第三在对井筒的位置选择上要避开河床及受洪水影响的地段，为了防止河流及洪水灌入井下，要在工业广场设置挡水墙、构筑防洪沟等设施。

3 结束语

煤炭作为娄底市的主要能源，随着娄底市经济的进一步发展和需要，资源需求越来越大，煤炭资源的开采向深一步发展，由此带来的地质灾害也将越来越严重。因此，我们必须充分认识到煤矿地质灾害的危害性，采取有效措施对其进行预防和防治，保证娄底市经济的可持续发展。

参考文献：

[1] 刘梅，曾勇. 矿区开采沉陷地质灾害与防治对策研究[J].江苏环境科技，2005，18（3）：29-32.

[2] 国家环保总局.关于建设项目环境保护设施竣工验收监测管理有关问题的通知[Z]. 2000.2.24.

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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

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中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-030-02

1 概述

在人类历史上，采煤技术起步早，发展快，一直是一项与人们生活、生产息息相关的采矿技术。煤炭，作为工业的粮食，满足着各行各业的动力需求。自18世纪以来，采煤工业不断发展，为各国经济发展起到了很好的助力作用，同时，也为人类社会的进步与发展做出了很大的贡献。

然而，在另一方面，由于煤炭开采量的日益增长，开采深度的逐渐增加，一系列安全问题也逐步显现。特别是近些年来，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井火灾等煤矿事故在世界各地频频发生，给人们的人身安全及经济安全均造成了极大的损失。事故惨剧的发生引起人们的普遍深思，由此，煤矿灾害防控技术得到越来越多的关注，人们逐步意识到，煤矿灾害预警预控技术，应该与煤矿开采业同步发展前进，也只有这样，方能保证煤矿开采的过程中各类灾害事故得到很好的预防，煤矿工人的人身安全以及国家、社会的经济利益才能得到有效的保障。

煤矿通防技术，是针对煤矿中包括瓦斯、煤尘等在内的易燃易爆物质作出灾害预报及防控的一项技术手段，通过这一技术的实施，非但可以对煤矿中各类通防事故起到很好的预防、控制作用，还可以建立起灾害应对措施库，为日后各类事故的预警预控起作出充分的准备。

2 煤矿通防灾害事故分析

煤矿通防事故的频频发生，给国家、集体以及每个煤矿工作人员都带来了巨大的损失，近些年来，通常发生的煤矿通防事故包括顶板事故，煤尘导致的事故，水灾、火灾事故，瓦斯导致的事故等等，任何一次事故的发生都不是偶然的，往往都是由于一系列人为或可控的自然因素所致。因此，倘若通过合理的分析，便可以对事故缘由进行有效的把握，从而有针对性的提出相应的预防及应对措施，有效降低事故发生率。

煤矿通防事故类型具有明显的多样性，然而不同的事故之间也存在着明显的相似性，即所有事故均存在的偶然性，因果性，规律性，必然性，以及可预测性等等。

其中，偶然性是指事故在发生过程中以及发生后导致的后果的不可预知性，比如某些不安全因素长期积累，在某一不可预知时刻导致事故爆发；同时，同一类事故在爆发时的具体形式也是具有其偶然性的；另外，事故发生之后，其危机范围以及导致的破坏程度等等，均不是事故发生前即可进行完全预测的。因此，对于煤矿通防灾害的预警预控工作并不等同于在事故发生前即对其百分之百的预知，而是通过现代化的科学技术进行最大程度的预测，并将事故危害程度降至最低。

除偶然性外，煤矿通防事故还具有规律性、因果性以及必然性等特点。每次事故的发生终有其必然的原因，比如天气因素，人为失误等等，并且各类不安全因素所导致的事故类型也常常尤其对应的规律性，一旦某一类或几类不安全因素被积聚，则事故的发生通常是不可避免的。因此，在事故的预警预控过程中，可以对事故的特征进行分析，通常情况下，只需对其某一环节进行截断，便可以有效的对事故的发生进行避免。因此，这便要求我们对各类事故发生的起因及主控因素进行深入分析，把控事故发生线索，遵循客观规律对煤矿通防事故实施预警预控。

3 煤矿通防灾害预警技术

煤矿通防灾害预警技术指的是在灾害发生之前，对于大量前期发生的煤矿通防灾害资料进行整理和总结，对该类事故的特点进行分析，并有针对性的对其进行分类备案，实现对灾害发生前的提前控制、预防的效果。在该类技术的实施过程中，通常是利用数学建模的办法，对事故的发生进行数值模拟，通过模型把握事故发生时的特点，依据这些分析提出相应的应对策略。在预警技术开展时，要首先通过前期分析对各类事故提出相应的预警指标，并依据不同的事故类型及危害程度设计不同的预警信号，并划分预警等级。在事故发生之前，即可对事故作出不同级别的警报提示，从而对事故的发生起到有效的预报及防控作用，最大程度上避免了事故的发生，减少了因煤矿通防灾害引发的各类损失。

3.1 煤矿通防灾害预警准则

所谓预警准则，指的是对灾害进行预报时的依据，只有制定了合理有效灾害预警准则，才能在事故发生前做出科学的、规范的、准确性高的预报提示工作。在准则的制定过程中，首先要考虑的是相关的规定，即《煤矿安全规程》等，同时，也要借鉴其他的各类安全规程标准，综合制定出相应的预警准则。

以“否决”为优先指标的预警准则为例。通常，此类情况下，总体的危害性评价位于评判标准的第二位，在进行实际评判时，两者是综合进行的。在对灾害事故进行评判时，对照事故的各项指标，首先依据“否决”标准进行判断，在各项判断指标中，凡有某一类指标达到“否决”规定的判断标准，则将该事故按照严重或较为严重定级。此后，再根据标定后的灾害等级进行判定，若尚未达到预警标准，则无需进行警报警示，但仍需继续进行数据搜索工作；若已达到预警标准，则必须进行相应不同级别的报警措施。

3.2 煤矿通防灾害预警指标

如前所述，煤矿通防灾害类型具有明显的多样性，因而其各自对应的通防灾害预警指标也各有不同。仍以“否决”为优先指标的预警类型为例，预警指标通常包括首要的否决性指标，以及相应的一般性指标两类。对于瓦斯爆炸事故、火灾事故、水灾事故等煤矿通防灾害，否决性指标通常包括危害性气体的浓度指标，即瓦斯浓度指标以及一氧化碳、乙烯的浓度指标等等；一般性指标则通常指的是对危害性气体的判断结果，即瓦斯爆炸事故危害性判断结果，火灾、水灾所致事故危害性判断结果，气体流通系统标准化程度危害性判断结果，等等。

3.3 煤矿通防灾害预警方法

依据不同类型的煤矿通防灾害预警指标，通过对多种煤矿数据资料的搜集，可以提出两类相应的预警方法，即煤矿通防预警的静态方法以及动态方法。两种方法各有其明显的优势与不足，故在实际操作过程中，两类方法分别进行，但所得预警结果又相互结合相互参考，共同完成煤矿通防灾害的防控任务。

3.3.1 煤矿通防灾害静态预警方法

静态预警是以分析、评判为主要工作内容的一类预警方法。通过对前期灾害数据及灾害资料的搜集整理，静态预警需将这些数据与相应的判定指标进行对照，凡超出临界值的事故类型，则判定其为高或较高的危险事故类型，并对其进行静态警报提示。静态预警方法在实际操作过程中简单方便，适用范围广且结果直观明了，但其也存在很强的局限性，即只能够对当前的矿内状况进行分析评价，而无法起到很好的预报作用，判断作用强但实际预警作用不够突出。因此，必须结合相应的综合指标预测方法对煤矿通防事故的危害程度进行提前的动态分析及事前预测工作，及动态预警方法。

3.3.2 煤矿通防灾害动态预警方法

与静态预警方法中简单的对照评判标准进行分析判断不同，煤矿通防灾害动态预警方法需要对一段时期中煤矿内的各类指标，如瓦斯浓度、一氧化碳浓度、通风程度等进行跟踪分析，并依据曾发生过事故的多类指标与灾害类型对应关系进行相应的判断，从而在某类指标达到某危害程度时发出灾害预测警报，从而实现灾害的预警目的。由于资料搜集及使用均非一成不变的，因而成此类方法为煤矿通防预警的动态方法。

3.4 煤矿通防事故预警信号

煤矿通防事故类型多样，其破坏程度也是不尽相同的。依据其各自的破坏形式，可将事故类型划分为特别重大事故、重大事故、较为重大事故以及其他破坏性较小的事故类型。其中，各个级别的重大事故均具有较强的破坏性，往往对国家、社会以及个人的人身及财产安全造成极为严重的损失，一旦发现此类的事故潜在危害，则需要立刻采取相应的措施进行潜在危害排查。在对煤矿通防灾害进行定级时，所依据的判断因素是多种多样的，个判定因素之间相互影响，彼此制约，方能得出最终的定级标准。目前，我国将事故危害划分为四个级别，由重至轻依次为需立即采取措施进行处理的事故；在规定期限内需处理完毕的事故；要求需要进行处理的事故；以及虽在目前的状况下可以接受，但必须进行追踪监控，防止问题恶化的事故。并对给予了这四类事故不同的颜色警报，依次为红色预警、橙色预警、黄色预警以及蓝色预警。

4 煤矿通防灾害预控技术

4.1 煤矿通防灾害预控技术概况

预警技术的核心问题是对灾害进行提前的报警，以对煤矿工作人员起到警示的作用。而相应的，煤矿通防灾害预控技术则指的是在接收到不同类型的预警之后，人们所应采取的各类相关措施，从而对灾害起到有效的控制效果。在预控技术中，针对不同级别的预警结果，需要对各类灾难形式进行分析，如灾害的发生类型，破坏对象，危害程度，等等，并对其提出一系列的控制措施。这样，一旦发现煤矿灾害发生的潜在可能性，即可立即采取相应的控制措施进行预防；或者，在灾害发生之初，即对其实施控制措施，避免重大事故的发生。

煤矿通防灾害的预控技术在实施过程中采取人工操作与计算机技术相结合的办法，其中，计算机技术可以对各种灾害警报进行充分准确的分析，并在应对各类灾害预警是作出快速的反应，但是，由于计算机应变能力较差，面对灾害的多变性，无法进行及时的措施结合或措施调整，故不能作为煤矿灾害预控过程中的主要技术措施。而灾害预控中的相关技术人员，特别是从事了多年此类预控工作的相关专家，他们对于煤矿通防灾害的预控工作经验丰富，实践能力及应变能力强，在灾害发生之初即可采取有针对性的有效措施，故而可以对灾害进行有效的规避。这些技术人员及专家是煤矿通防灾害预控过程中的主力成员。

4.2 煤矿灾害预控对策库

在煤矿灾害预警的前提之下，预控技术提出不同类型预警结果所对应的预控措施，并将这些措施形成统一的对策库，以便于事故发生时策略的快速调拨。

预控对策库的建立过程不应简单的无序进行，而应根据相关的制度标准，依据一定的原则建立。这些原则包括系统性原则、针对性原则、时效性原则、动静结合原则以及可靠性原则等等。依据上述原则，方可开展对各类煤矿通防灾害的防控对策提出。

以瓦斯爆炸事故为例，针对不同破坏程度的瓦斯爆炸事故，提出相应预控措施库如下：

（1）对于安全类预警提示，无需进行预控措施。

（2）对于潜在危害指标正在上升，但尚未发生灾害的预警提示，依据方式火灾发生的原则，需严格控制高温热源，严禁明火及潜在火源，严禁使用易燃易爆原料，防止高温、摩擦引发火灾等措施。

（3）对于采取措施后，潜在危害指数下降的预警提示，应依据防止火灾蔓延的原则，在适当的位置建立防火门，设立井上及井下消防器材库，保持通风条件及通风措施运行良好等措施。

总之，针对不同类型的煤矿通防灾害，需提出多种与之相对应的灾害预控措施库，为后期灾害控制系统打下有效基础。

5 结论

预防煤矿通防灾害发生，进行相关的预警预报技术研究是十分重要且必要的。煤矿开采等相关领域在发展采矿技术的同时，更应及时跟进灾害防控技术的研究，对于各种类型的煤矿灾难实施有效的控制措施，从而避免事故悲剧的再次发生，为国家、集体利益及个人的人身安全提供科学、有效地保障。

参考文献：

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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

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[摘要]本文在详细分析杨庄矿水害因素的基础上，介绍了高精度、自动化、网络化及运行可靠的矿井水害监测预警系统的建立、组成及应用现状，该系统的建立为探测潜在的煤矿水害隐患提供了强有力的分析和预警手段。

关键词：预警系统，多参数动态监测，水害防治

水害是煤矿开采中常见的一种灾害，一旦发生事故，往往具有突发性和极大的危害性，不仅影响生产、造成经济损失，而且易发生重大伤亡事故。煤矿水害是制约我国煤炭行业健康发展的灾害之一，严重威胁煤矿安全生产和矿工生命安全。随着煤炭工业的迅速发展，煤炭资源开采深度及强度不断加大，高产高效的生产管理方式对矿井水害防治安全技术的要求越来越高。

杨庄煤矿是一个水文地质条件极复杂的矿井，充水水源众多，底板灰岩水、老空水、松散层孔隙水和地表水体均威胁矿井安全生产。开采范围内有6个正在开采的小煤矿，这些小煤矿均在井田浅部煤层露头处，开采杨庄矿遗留的残余块段。小煤矿水文地质基础工作薄弱，一旦发生突水灾害，将严重威胁杨庄矿财产和生命安全。如果在这个煤矿水害发生之前或初期能够及时发现并采取措施，就能避免水害或减少水害的损失。

1 矿井主要的水患因素及防治措施

1.1 主要的水患因素

矿井可采煤层为3、4、5、6煤层，其中5、6煤为主要可采煤层，3、4煤为局部可采煤层。根据矿井水文地质条件，结合开采过程中矿井突水情况分析，矿井水害类型复杂，主要水害有：地表水、5煤顶底板砂岩裂隙及岩浆岩水，6煤顶底板砂岩裂隙水、太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙水、断层及裂隙带导水、老塘水害及封闭不良钻孔水害、相邻小煤矿采空区水害。其中6煤底板灰岩水和5煤顶板火成岩水威胁更为突出。

（1）地表水体

杨庄矿井田河流水系发达,有雷河、闸河、老濉河,还有东、西和乾隆湖3个大的塌陷积水区，积水总量2180万m3以上。小煤矿开采范围处于塌陷积水区以下，河流边缘，历史最高洪水位+32.7m，存在汛期地表水体倒灌的可能。

（2）新生界松散层水

杨庄矿属于新生界松散层覆盖的全隐伏矿井，松散层孔隙含水层含水丰富，是农业灌溉的主要水源，浅部开采时均留设了防水安全煤岩柱。

（3）6煤底板太灰水

6煤底板太灰含水层，特别是上段1~4使矿井开采的主要含水层（段）由于其富水性较强，因与奥灰含水层有水力联系，水量大，水压高，对矿井安全生产危害较大。

（4）老塘水

地方煤矿基本上是在开采杨庄矿报废采区的遗留煤柱,属老区复采。由于采区封闭时间长，积水情况不清，一旦接近或揭穿积水区，将发生透水事故。

1.2 水害防治措施

针对杨庄煤矿的水患特点，结合有关规程规范和以往矿井防治水经验，解决矿区水害隐患的措施的关键是：

（1）查明充水条件，采取合理有效的水害防治措施。特别是防治和杜绝小煤窑水害。

（2）建立健全矿井水害监测预警系统，做到对水害事故早发现、早预报、早防治。

2 矿井水害监测预警系统的建立

2.1 水害监测预警系统的提出

我们知道，煤矿水害是煤矿建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过某种途径进入矿坑，并给煤矿建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。如果在这个过程的初期能够及时发现并采取措施，就能避免水害或减少水害的损失。随着矿井的开采层位越来越深，矿井水文地质条件也变的越来越复杂，时常会发生矿井突水或透水事件，不但给矿工生命安全和国家财产带来严重危害，而且地下水已成为威胁煤矿安全生产的重要因素。因此，对煤矿地下水的实时监测和预警、预报显得尤为重要，对指导矿井生产和矿井水害的防治具有十分重要的意义。

经过调研，杨庄矿与西安科技大学合作设计了水文监测系统的总体方案，提出了建立一个以集团公司为高层、矿务局等二级实体为中层、各生产矿井为基层的多层次分布式水文多参数监测及水害预警系统,在整个集团公司建立统一标准的水文数据库系统，实现水文参数的动态监测预警和网络共享。

2.2 水害监测预警系统的原理

监测预警是指通过相关技术及仪器提前发现某一警素的隐患，并把该警情传送至安全管理部门，经相关分析及判断预报不正常状态的时空范围或危害程度，并采取相应防范措施。简单的说，监测预警系统即是基于一定的预警原理，以期完成预警任务而建立的一套完整系统。

矿井工作面水害的形成和产生都有一个发展的变化过程，不同的阶段都有其相对应的先兆。矿井水害监测预警系统是煤矿水害预测预报中的一项重要工作，是一种多信息监测突水条件产生、变化的系统。可以对控制和影响产生突水的关键因素进行实时监控和分析，对水害的发生进行预报和预警，提早启动应急预案，从而避免突发性灾害事故的发生。

根据杨庄矿的开采情况和小煤矿的分布情况，设立合理的水文观测点及观测量，采用先进的传感器技术和数据通讯技术，以企业内部网为平台，建立一个精度高、实时性强、运行可靠、自动化程度高，能够连续长期测量并利用计算机分析、辅助决策的，适用地面及井下各种水文参数（水位、水压水温，管道流量，明渠流量等）的利用局域网进行数据传输的的水文监测系统，及时掌握地下水动态，保障煤矿的安全、正常生产。

2.3 水害监测预警系统的组成

2.3.1 水文监测点的设置

在传统的监测方法中，对于井上、井下的水文观测孔通常是采用人工测量记录的方法掌握水位（水压）的变化情况；对于管道流量、明渠流量的测量也是采用人工携带仪器进行实地测量的方法。这种监测方法不能随时取得监测数据，而且借助人工来实现数据的记录和管理，使得工作量极为巨大，不但容易出现错误造成管理上的混乱，而且采集数据的统计和分析十分繁琐。水害监测预警系统会大大提高工作精度，减少繁杂重复的劳动。

水文监测点设置的原则：①能够反映矿井的水文动态（水压、流量、水温）；②对有小煤矿透水威胁的部位进行重点监测；③能够监测或计算出全矿井每条巷道的涌水量。根据以上原则在地面上设置4个水文长观孔，井下设置2个水压水温观测孔，10个明渠流量、水温观测点，如图1所示。观测点覆盖了正在生产的3个水平，随着四水平的开采，可以扩展观测点。

2.3.2 水害监测预警处理系统

水害监测预警系统由硬件系统和软件系统组成。系统的硬件部分研究内容主要有：传感器、遥测分站、传输系统（无线及有线方式）和水文监测主站等；系统的软件部分研究内容主要有：水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理（如对数据进行校正、异常值分析、信息统计查询、图表的浏览打印等）、数据以及智能预测预警功能的实现。

1、硬件系统和软件系统

矿井水害监测预警系统由硬件系统和软件系统组成。系统的硬件部分主要包括传感器、遥测分站、传输系统（无线及有线方式）和水文监测主站等；系统的软件包括水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理、数据以及智能预测预警功能的实现。

图1 井下水文观测点设置示意图

2、水害监测预警系统体系结构

该系统采用物理三层结构，分别称为数据采集层（各种监测分站），数据处理层（实时监测主站），水文数据库及网络层，如图2所示。

该系统的三层结构中，可以采用组合的方式构成独立运行的系统模式，能够构建的系统模式如下：①基层系统；②基层系统+中层系统；③基层系统+高层系统；④基层系统+中层系统+高层系统。每种系统模式都可独立运行。采用如此的系统模型使该项目的研究成果可以适应各种组织结构。

图2 水害监测预警系统网络结构图

3、基层系统组成拓扑结构

该系统分为矿井井上和井下两部分，采用树状星型网络拓扑结构。井上部分为地面水文长观孔的水位、水温监测，地面水位水温遥测自动记录混合分站采集水位和水温数据，通过GSM网络将数据传送到主站微机，进行数据处理。井下部分利用水文监测分站进行数据采集，通过环型以太网将数据传输到地面监测中心站，经过中心站的预处理存入水文数据库中，采用多用户的SQL-SERVER数据库管理系统作为系统的开发平台，利用水文数据软件，通过局域网或广域网就可对水文数据进行查询、统计、浏览，使相关领导及专业技术人员能够及时掌握水文动态，指导煤矿的安全生产。

2.3.3 水害监测预警系统软件功能及实现

水害监测预警系统软件由实时数据采集处理软件和水文数据网络软件两部分组成。实现水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理、数据以及智能预测预警。

（1）实时数据采集处理软件的功能

①数据的实时采集列表显示；②数据的可视化处理，包括曲线、报表分析等；③智能预警功能，采用多参数综合预警、极值预警、趋势预警等。

（2）水文数据网络软件的功能

通过水文数据的网络浏览、水文数据的图形显示及水文数据的图形报表生成，使煤矿水文参数信息在企业局域网内实时和共享。

（3）高级目标

实现集团公司（高层）、煤业公司（中层）、生产矿井（基层）等多层次网络互联，按照分层架构设计系统结构，实现水文监测信息的集团公司内部共享。甚至推广到全省信息共享。

2.4 水害监测预警系统特点

1、常规监测系统的弊端

随着计算机技术的不断发展及其在实际中的广泛应用，处理矿井水文信息的思路和方法也在不断更新。国内外监测设备与系统，从应用于煤矿安全生产的实际需要来看存在以下问题：

（1）国外产品针对的是常规的地下水监测，不适应国内煤矿企业防治水的要求；

（2）国内产品监测参数比较单一，有的只能测水位；

（3）测量范围有限、精度不高；

（4）供电方式单一，不能方便的在野外恶劣环境使用；

（5）实时性差、无法满足煤矿工作人员及时掌握地下水各种参数的变化情况；

（6）软件分析处理能力弱、无法直观的反映地下水水位变化趋势，不能做到智能预测、预警。

2、本监测系统的特点

（1）可监测水位、水压、水温和水流量等有关水文的多个观测参数，改变了传统系统只能对地下水位进行监测的历史。

（2）采用软件自复位和硬件看门狗技术，系统在无人值守情况下能够自动、可靠地运行；监测数据可通过通讯网络自动传输到控制主机，也可以记录于本地仪器内，本地仪器内存可以保存七千多组数据。

（3）分站监测数据可采用有线或无线数据收发装置传输到主机系统，这样既适用于地表地下水资源的监测预警，也适用于地下水资源的合理开发和有效利用以及矿井水害防治。

（4）设计实现了多参数水文动态监测智能预警系统软件，该软件对于采集的水文信息采用多种方法以表格、曲线、报表、图形等方式实现数字的动态显示和可视化输出，并可以进行相应的编辑、打印等操作，方便了用户的直观查询与使用。

（5）利用动态网页技术实现了水文数据的网络，实现了水文数据的实时共享，方便了各相关部门用户的数据查询。

（6）利用多参数实时数据进行超限分析，实现系统的实时综合超限预警功能；提出了多测点、多参数条件下的极值突水预警方法；利用神经网络技术可根据历史数据预测水位的变化趋势，实现趋势预警，为矿区的水文动态分析提供了有力的控制与分析手段。

（7）综合应用计算机科学、水文科学、神经网络、电子技术、通讯技术、网络技术和信息处理技术，建立水文信息资源动态管理模型。

3 水害监测预警系统的应用现状

水害监测预警系统2007年在我矿投入使用以来，运行稳定可靠，应用情况良好，社会效益明显。

（1）系统实现了数据采集自动化、数据处理自动化和数据的自动化。大大提高了管理水平。

（2）系统主站及分站，性能优良，安装及使用灵活方便，能适应于矿井的恶劣环境，水位水温传感器、明渠流量传感器、管道流量传感器、水压水温传感器具有较高可靠性和稳定性。

（3）系统提供的综合超限预警方法、极值预警方法、趋势预警方法实用性强，对矿井安全生产具有重要作用。

（4）使用该系统能够及时掌握水文动态，提高了我矿水害防治能力，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治。节约了大量人力、物力，对保障煤矿的安全、正常生产具有重要的意义。

4 结语

篇（8）

我国能源有70%以上取自煤炭，煤炭行业在国民经济建设中占有重要地位，而煤矿灾害的发生已严重制约煤炭工业的健康发展和社会的全面进步。煤炭开采不仅受到地面地质自然灾害的威胁， 更严重的是还遭受井下各种灾害的威胁，无论从灾害的经济损失， 还是从死亡的人数看，煤炭行业均占全国灾害损失的 1/10 以上。

复杂地质环境是引发煤矿地质灾害的主要条件，一般情况下，复杂地质环境的结构呈现多样化的表现，地质内风险发育的机率非常大，不利于地质的稳定性。复杂地质很容易受到地层性能、外力、自然环境等因素的影响，发生破坏性较大的地质灾害，严重影响了地质的稳定分布，同时增加了地表活动的风险性，体现了复杂地质的危险性。

1 复杂地质条件下的煤矿地质灾害分析

复杂煤矿地质条件，是指岩浆岩侵蚀煤层严重，地质构造复杂，煤层赋存极不规律，呈鸡窝状，厚度变化大，多数不可采。因此，更好的开发利用有限煤炭资源，安全回收现有的煤炭资源，提高资源回收率，延长矿井服务年限，是煤矿技术管理的重要工作。

地层、岩相等构造中含有比较剧烈的运动，如：断块、沉积等，对原有的地质造成一定程度的冲击，引起了明显的地质灾害。结合复杂地质的表现，此类条件下最为常见的煤矿地质灾害进行分析。

1.1 地面塌陷

地面塌陷是煤矿地质中最常见的灾害，地面塌陷的直接影响因素是采空区。煤矿采空区中，暴露了大面积的地质面积，干预了地面的稳定性，再加上采空区安全防护的水平不足，即会引起大规模的地面塌陷。煤矿复杂地质中的地面塌陷问题，还受到岩石力学的影响，如：振动、渗透，都是引起地面塌陷的主要因素。煤矿地质中的地面塌陷，存在很大的安全风险，对周围的环境、土体以及生活区有明显的影响，降低了地质结构的稳定性[1]。地面塌陷是煤矿地质灾害中的主要表现，不仅破坏了煤矿安全开采的环境，更重要的是影响了煤矿开采的经济效益，很容易引发风险事故。

1.2 煤与瓦斯突出

复杂地质条件下的煤矿开采，很容易发生煤与瓦斯突出的风险。此项地质灾害发生在一定深度的煤矿开挖中，集中在断层、褶皱等地层位置，煤与瓦斯突出风险发生时，有明显的征兆，降低了煤矿开采的安全风险，可以保护人员安全。煤与瓦斯突出中，复杂地质条件是最主要的影响因素，也存在其他因素的综合作用，增加了煤矿开采的风险性。

1.3 矿井突水及淹井灾害

煤矿开采地层中的地质复杂，即可降低煤矿地层的稳定性，促使地层中出现诸多风险性因素[2]。例如：煤矿所处地层中，含有大量的断层、岩溶等复杂地质，在多雨季节内，复杂地质在煤矿开采区囤积大量的水，导致矿井失去了正常的排水能力，形成了矿井突水及淹井的灾害，严重威胁了煤矿作业的安全性。

2 复杂地质条件下煤矿地质灾害的预防

工作面的地质条件从断层多少、褶皱大小和数目、火成岩侵入情况等方面分解若干指标，划分为简单、较简单、较复杂、复杂、极复杂五个类型，复杂地质条件下的煤矿地质灾害，具有毁坏性的特点，结合复杂地质条件，针对煤矿地质灾害提出有效的预防措施。

2.1 地面塌陷的预防措施

煤矿地质灾害中，地面塌陷的预防措施，主要围绕治理地表下沉、沉降等问题展开，合理保护煤矿开采的环境[3]。上文中表明，煤矿中地面塌陷的直接原因是采空区的影响，所以采空区，提出预防地面塌陷的措施，落实“采注采”的方法，先在煤矿作业区域中开采中窄条，用于充当煤矿工作面，全面控制地层岩石的变化，维护地表的平衡，在此基础上，填充开采的窄条，预防采空区内的岩石发生断层，确保采空区稳定后，再开采剩余的宽条部分，规避煤矿开采中潜在的塌陷风险。

2.2 煤与瓦斯突出的预防措施

煤与瓦斯突出中的预防措施，需要明确此类地质灾害发生的征兆，如：煤矿地层构造紊乱、地压过大、瓦斯涌出异常等，一旦煤矿开采中出现此类征兆，表明有可能发生煤与瓦斯突出征兆，此时需要采取治理措施，快速疏散煤矿作业人员，保护煤矿作业现场[4]。煤与瓦斯突出预防中，应该严格按照煤矿作业的规范安排开采工作，杜绝煤矿开采现场潜在风险。

2.3 矿井突水及淹井灾害的预防措施

复杂地质条件下，煤矿矿井突水及淹井灾害的预防措施有：（1）防：在复杂地质条件下，提前做好防水的工作，预防矿井突水灾害，进而预防淹井灾害；（2）堵：当煤矿矿井面临强降水时，应加强堵水控制，以免矿井积水，提高煤矿现场的堵水能力；（3）疏：及时疏通煤矿矿井周围囤积的雨水，采用疏导的方式将雨水引流到安全的地方；（4）排：在煤矿施工现场设置排水系统，主动排掉矿井中的水，保护矿井安全；（5）截：配合矿井堵水，将雨水拦截在安全的位置，避免雨水流入到煤矿现场。通过上述方法，提高煤矿矿井安全的管控能力，解决复杂地质条件对煤矿地质灾害的影响。

3 结束语

复杂地质是预防煤矿地质灾害的重点区域，因为复杂地质本身风险性高，所以增加了煤矿地质灾害的预防难度。在预防复杂地质条件下的煤矿地质灾害时，还要结合煤矿现场的实际情况，便于治理复杂地质条件中的灾害，加强煤矿工程的保护力度，改善地质条件，以此来降低煤矿地质灾害的发生机率，提高复杂地质的稳固性。

参考文献：

[1]陈伟.常见地质灾害预防措施[D].成都理工大学，2011.

[2]刘刚锋.地质环境条件与地质灾害危险性[D].长安大学，2010.

篇（9）

随着经济发展进程的加快，人类对煤炭资源的开采程度不断加大，然而在煤炭的开采过程中伴随的人为或自然因素引起的煤炭地质灾害不断发生，严重影响和制约了煤矿业的发展，给国家经济发展和人民生命安全造成了极大的威胁。如何防治煤炭业的地质灾害成了国家关注的重点问题，本文将详细介绍了煤矿地质灾害发生的特点和类型，并针对煤炭煤矿发生地质灾害的原因做了进一步探讨和研究，提出了相应的防治措施。

1 煤矿地质灾害的特点

1.1 区域性

由于每个地区的地形、地貌、气候、地理位置、地质结构等自然条件的不同，每个地区发生的煤矿地质灾害也不尽相同。因此煤矿地质灾害在分布上具有一定的区域性特点，它是每个特定区域自然现象的反映。例如：煤矿区矿井突发水灾害主要发生在岩溶发育的区域；煤矿区岩溶塌陷主要发生在石灰石广阔的区域。

1.2 群发性

煤矿发生地质灾害是因为人们在开采煤矿的过程中破坏了地质环境的基本平衡，引起地质层的剧烈运动，从而引起的一连串的地质灾害活动。地质灾害并不是独立存在的，总是在同一矿区或同一时间段形成的一个灾害群，一个灾害发生会引起很多灾害发生。例如塌陷灾害、煤层自然灾害、井下突发水灾害等很有可能同时发生。

1.3 衍生性

地质灾害并不是单独孤立存在的，各灾害之间都有着一定的关联性，一旦发生往往会引起一连串的反应，从而诱发一系列的次生灾害，地质灾害的衍生性极大的增强了煤炭地质灾害的严重程度，并且灾害一旦发生，其他环节是不可控制的。比较典型的例子：地面塌陷――地面裂开――破坏地面建筑物等。

2 煤矿地质灾害的类型

2.1 山体滑坡灾害

由于煤矿企业管理不善，在开采过程中随意丢弃废弃的煤矸石等杂物，日积月累，越来越多的杂物堆放在一起使地面支撑的平衡力受到破坏，容易诱发塌陷、滑坡等地质灾害，据煤炭地质灾害研究局统计分析发现，每年，我国因山体滑坡造成的经济损失竟然高达数亿元。

2.2 地面沉降灾害

地面沉降灾害是指地下煤矿被开采之后，原来的实心土地变成了空心，使开采区周围的土地失去了原来的支撑力，这样容易引起矿井周围的地面和地下岩层发生移动、变形，进而造成地面沉降、塌陷灾害等。在我国煤矿区，由地面沉降引起的地质灾害非常严重。

2.3 矿井突水灾害

在煤矿开采过程中，矿井突水造成的灾害是比较普遍的，这是因为在进行井下开采活动时，井下岩层受到破坏，而使周围大量的水受到矿山的压力，通过断层或薄弱层渗入到开采工作区中。水量大、水流快、损失惨重是一般矿井突水灾害的特点，矿井突水灾害已经成为煤炭地质灾害的重大灾害之一。

2.4 煤矿瓦斯爆炸灾害

瓦斯爆炸是煤炭开采过程中发生的最常见最严重的地质灾害。瓦斯是一种无色无味的气体，通常情况下，瓦斯主要吸附或游离在煤层缝隙之间，呈一种封闭的系统存在，稍不小心破坏它的封闭系统就会引起煤炭瓦斯爆炸灾害。在煤矿开采过程中，当煤层周围的地应力受到破坏，煤层发生移动或断层时，就会把瓦斯从煤层中释放出来与空气混合就会引起煤矿瓦斯爆炸。

3 煤矿地质灾害的诱因

煤矿地质灾害的诱因包括很多方面，下面总结了几点：

3.1 很多煤矿企业在煤炭开采、生产过程中，片面的追求经济效益，不顾开采工作工人员的安危，不严格遵循开采规则，采富弃贫、采易弃难，不遵循一定的开采工作顺序，造成了后续煤炭开采工作的困难，甚至无法进行，另外也给后期的煤炭开采工作造成了安全隐患。

3.2 在煤炭开采过程中，开采工作人员不严格按照煤矿企业制定的各项开采规则来进行煤炭开采工作，另外煤炭开采工作人员缺乏对煤矿地质灾害的认识，不清楚煤炭发生地质灾害的严重后果，从而忽视了在煤炭开采过程中的预防工作，由于没有防备心理，极大的增强了煤炭开采过程中煤炭地质灾害发生的机率。例如，很多开采工作人员随着不断增加煤炭的开采深度，只顾开采更深的煤炭，而忽视了煤矿周围地应力的改变，从而没有采取有效措施和手段来处理，最终容易引发大面积的煤炭地质灾害。

3.3 很多煤矿企业在开采过程中，对煤炭开采工作的管理不科学、不合理，使工作人员的开采工作不规范，由于煤炭企业不科学的管理和开采人员不规范的操作，容易引发煤炭地质灾害。例如，煤矿企业在煤矿开采完之后没有对采空区及时进行回填，管理人员不科学的盲目指挥，对生产过程中的废水和废渣没有进行处理随意安放等。

3.4 不同的地区，对于开采煤矿的标准是不一样的，因此，在实际的煤矿开过程中，会出现各种问题，举例来讲，有些地区经常出现农民胡乱开采煤矿的现象。他们在实际的煤矿开采过程中，由于没有安全意识方面的防范，经常会出现一些安全事故与问题。加上他们没有资源与环境保护的意识，在实际的煤矿开采过程中， 很容易出现由于乱采乱开导致地区性的环境与资源破坏，直接给开采地区留下安全性的隐患。

3.5 在实际的煤矿开采过程中，很多煤矿开采企业在管理上存在问题，管理极为不规范，没有形成相应的煤矿开采规章制度，导致后期煤矿事故的发生。举例来讲，有些煤矿开采企业对于地区煤矿开采完之后，没有及时对于煤矿进行填充，加上管理人员盲目管理，盲目指挥，煤矿开导致的一些废水、废气、废渣无法进行排放。加上地质人员对于本地区的地质以及水位条件不甚了解，都是得煤矿灾害的产生埋下了隐患。

4 如何防治煤矿地质灾害

4.1 加强科学管理水平

煤矿地质灾害的产生与有关部门的审查与管理力度有着密切的联系，要想提高煤矿地质灾害的预防力度，有关部门必须要做到以身作则，提高对于煤矿地质灾害的预防重视程度，同时采取相应的措施，加强对于煤矿开采的管理力度。煤矿地质灾害的产生是有着一定的规律的，都有着自身的自然属性，同时它还有着偶然性的规律，因此，有关部门在对煤矿地质灾害进行管理的过程中，应该对于这些基本的规律以及性质进行研究与了解。同时，加强煤矿地质灾害的管理力度，严格规范当地有关煤矿开采企业的行为，对于地区性的煤矿进行合理的规划与管理，禁止出现乱采乱挖现象。

4.2 弄清地质构造，健全煤矿通风系统

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。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。因此，做好煤矿地质灾害预防，弄清地质构造，健全煤矿通风系统是极为关键的举措。

5 结语

综上所述，我国在煤矿地质灾害预防方面积累了丰富的经验，取得了重大的进展，但是，在实际的煤矿地质灾害预防过程中，还是存在着很多的问题。作为煤矿开采企业以及有关部门，需要深入研究煤矿地质灾害预防存在的问题，创新煤矿地质灾害预防策略，为我国在煤矿地质灾害预防工作的顺利开展提供借鉴。

篇（10）

引言

地质灾害是人类发展过程中不可抗拒的灾难性事故，是对自然进行过度索取的恶性后果。破坏性地震、滑坡、矿井瓦斯爆炸等对人的生命健康造成巨大的危害，给社会带来不可估量的经济损失，是人类在谋求快速发展、追求利益过程中不容忽视的客观威胁。煤矿企业只有科学地认识各种地质灾害发生的规律，在开采过程中采取综合有效地预防措施，才能尽可能的减少不必要的人员和财产损失，提高我国煤炭资源的开采率，促进企业的长远发展。

1 矿井地质灾害概述

1.1矿井地质灾害的种类

矿井的地质构造是影响地质灾害的关键性因素，在矿井的开发和建设过程中会打破地下原有的封闭环境，改变地质构造，造成安全隐患。地质构造受外界环境改变的刺激所产生的变化种类复杂，后果也不尽相同。以往的研究和实践表明，地表移动、瓦斯泄漏和岩层渗水等是较为常见的矿井地质灾害。

1.1.1 地表移动及覆岩破坏

较为常见的地下水位下降、地表裂缝和开采沉降均归因于地下开采面积过大，在矿区范围内，尤其是煤层浅埋区，大面积的煤层开采形成采场空间，会引起围岩的原始应力变化，当围岩所承受的应力超过它的极限强度时，就会发生位移、开裂甚至断裂，造成覆岩破坏、产生地表裂缝等。虽然煤矿企业会对裂缝地区采取回填、土地复垦等措施，但很难恢复到地质构造变化前的效果，这不仅涉及到生态环境的破坏，更为地表水渗透提供了通道，埋下了安全隐患。

1.1.2 瓦斯与煤尘爆炸

矿井瓦斯是煤的生成和变质过程中伴随产生的气体，由以甲烷为主的各种有害气体构成。瓦斯爆炸是一定浓度的瓦斯在引火源的作用下与一定浓度的氧气发生的剧烈氧化反应。瓦斯浓度、氧气的浓度以及引火温度是瓦斯爆炸的三个条件，但三者的临界值并不是固定不变的，受压力及煤尘、混合气体浓度和惰性气体混入等影响，情况通常较为复杂。更为重要的是爆炸产生的高温高压，会促使附近的气体产生极大的冲击力，造成人员伤亡和巷道、器材破坏，其扬起的煤尘使之参与爆炸，形成连续爆炸，破坏力骤然提升。

煤尘爆炸是指煤矿生产中的各种矿物细微颗粒在一定条件下发生的燃烧或爆炸反应，在此过程中产生的CO等有毒气体能导致人员窒息身亡。2014年辽宁省阜新矿业（集团）有限责任公司恒大煤业公司“11？26”重大煤尘爆炸燃烧事故即为惨痛的典型案例。

1.1.3 矿井水害

透水事故在近期发生的矿井灾害中所占的比例有所提高，以矿井涌水和老空透水为主的水害事故不容忽视。大多数地方的煤矿均在煤层浅部开采，将井筒建在老空区或周围有老空区的现象普遍存在，古老煤矿形成的老空区积水量很难预测，开采范围也难以确定，极易引发透水事故。

1.2 矿井地质灾害的特点

充分地掌握矿井地质灾害的特点对有效预防事故发生、及时减小灾害损失起到关键性作用。综合来看，我国的矿井地质灾害主要有连发、区域性强、可预测性等特征。

（1）连发性。生态系统具有明显的联动性，牵一发而动全身，某一方面出现变动必然会引发其他自然因素的改变，这个道理同样适用于煤矿开采的过程中。当矿井的地下构造因开采而发生改变时，就会引发其他地质要素发生某种程度上的改变或破坏，这种连锁式的改变达到一定程度后就会引发地质灾害，且灾害的种类极可能具有非唯一性，产生复杂的、连发性的地质灾害。

（2）区域性。几乎每个不同的区域都具有独特的地质构造特征，其耐受性和受破坏程度通常具有较大的差别，因此，不同区域的矿井面临的地质灾害威胁不尽相同，由地区特性决定。

（3）可预测性。随着科技的进步和我国科研能力的提高，相关部门关于地质灾害的认知程度不断加深，煤矿企业也从多种渠道获得了有关知识和实践经验，对地质灾害的预兆、形式等有了进一步的把握，不再单纯凭借以往的经验教训，先进的科学设备得到了广泛的应用，地质灾害的可预测性表现突出。然而，由于地质结构复杂多样，现阶段仍难以实现全面的地质灾害预防工作。

2 矿井地质灾害的预防措施

2.1 减轻地下开采对地面影响的措施

为了降低地下开采对地面造成的不良影响，应对开采可能影响到的地质结构及其应力能力进行透彻的分析，并采取有针对性的措施加以预防。当地下开采面积达到一定规模时会对地面建筑及道路造成不同程度的损坏，也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂缝。

对于薄煤层和中厚煤层而言，虽然随着上覆岩的成分、膨胀系数等变化其塌陷带波及上部岩层所造成的裂隙高度会不尽相同，但其裂隙高度仍然是有限的。对于厚煤层来讲，由于采取与薄煤层不同的开采方式，开采过程对岩层的破坏程度也明显加强，基本上为开采厚度的2-8倍。裂隙沉降带高度能达到不规则塌陷带的2倍多，若覆岩层的厚度超过了以上数据计算的破坏影响高度，则地面可以免受波及，几乎不会产生破坏迹象，否则，要充分考虑应对地面破坏的预防措施。然而，从煤矿企业的角度出发，即便是没有影响，也应该制定科学合理的控制性预防措施。

2.2 预防瓦斯与煤尘爆炸的措施

2.2.1 防止瓦斯爆炸的措施

预防瓦斯爆炸可以从控制爆炸条件入手，防止矿井瓦斯集聚、避免接触高温火源。

对于预防瓦斯气体聚积可以从三方面加以控制。首先，要加强矿井的通风管理，使瓦斯浓度保持在《煤矿安全规程》规定的浓度以下，在各工作面设置独立的进回风系统，使瓦斯浓度在进风风流中不超过0.5%，回风风流中不超过1%，矿井总回风流中低于0.75%。其次，要建立健全瓦斯检查制度，保证检查的及时性和全面性，利用先进的甲烷检查仪器对各用风地点的瓦斯浓度进行精准测量，发现隐患并及时处理，严禁超限作业。最后，从降低煤层及采空区瓦斯产生量的角度减低瓦斯浓度，采取瓦斯抽放的方式对含量大的煤层进行事先处理。

2.2.2 防止煤尘爆炸的措施

根据煤尘爆炸发生的特征，要从防尘和隔绝火源两方面防止事故的发生。一是采用静压洒水的方式减少矿井中煤尘的悬浮量和产生量；二是采取全方位的火源隔绝措施，坚决禁止因摩擦等产生高温火源。

2.3 矿井水害的预防措施

矿井水害不仅关系到煤矿企业的利益和员工安全，更关系着水资源的合理利用与保护，要给予足够的重视。对于预防矿井水害，企业管理人员可以从以下几个方面进行：首先，要摒除工作人员的保守思想，充分调动其工作热情，灌输矿井水害的相关知识，让他们切身体会到矿井水害的危害，提高警惕。其次，要加强预先探测，明确分工和工作职责，对于相关岗位的工作人员要严格执行岗位责任制，保证探测工作及时进行，同时也要引进先进的技术和探测设备，确保获得全面、准确的高质量探测结果，争取将矿井水害扼杀在摇篮中。最后，要注意矿井选址和合理改造，在矿井选址的过程中要事先对水害的风险进行评估，结合工程的实际效果进行综合考量，充分降低水害发生的概率。

3 结束语

矿井地质灾害具有一定的复杂性和综合性，危害等级高、防治较为困难，短时期内无法从根本上杜绝此类危害的发生。因此，煤矿企业要充分利用现有的科技和设备做好全面的预防工作，为辛勤的员工负责，为企业的发展负责，为百姓健康和人民幸福负责。

篇（11）

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0240-01

煤矿巷道顶板事故指的是矿工在采煤的时候，顶板突然冒落，最终导致采煤人员伤亡、采煤设备损坏、采煤工程停止。一般情况下，根据煤体的强度以及煤体层理发育程度，确定断面形状以及支护形式。在实际生产过程中，巷道可能出现断层，顶板容易松动或者破碎。因此，研究断面形状、支护形式对顶板事故的影响，可以改善巷道围岩的受力情况以及变形情况，有效预防煤矿顶板事故。

1 煤矿掘进巷道顶板事故预防的重要性

安全是煤炭事业发展的基石，是煤矿顺利开采的前提。煤矿一旦发生重大矿难事故，不仅会给社会带来不良影响，更会给伤者家庭带来打击，给国家带来损失，另外，事故的发生给企业带来的负面影响不可预期，煤矿事故影响巨大。煤矿掘进巷道顶板事故是目前煤矿事故中死亡率较高的事故之一，对煤矿掘进巷道顶板事故必须给予相应的重视。我国是煤炭采矿大国，虽然在煤炭开采方面已经取得了一定成绩，但实际上我国煤矿开展不论是开采技术上、还是开采设备上都与发达国家有着一定距离，并且煤矿开采环境较为恶劣，这都增加了煤矿事故预防难度。煤矿事故制约着煤炭企业发展，做好煤矿事故预防不仅是为了企业利益着想，更是为了施工人员生命安全着想，煤矿掘进巷道顶板事故预防具有重要意义。煤炭企业想要在未来的市场中站稳脚步，必须保证煤矿安全，煤矿掘进巷道顶板事故预防势在必行。

2 掘进巷道顶板事故频发原因

2.1 地质构造

中国地域辽阔，地质构造比较复杂，无疑增加了煤矿开采的难度，再者，煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障，危险系数比较高。调查数据显示，我国的主要煤矿中，38%的煤矿处于非常复杂的地质环境中，相对来说地质比较简单的只占据了21%。另外，在煤矿生产中，瓦斯在煤层中的含量较高，稍不注意，就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置，由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起，互相影响碰撞，更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

2.2 煤矿开采技术及管理方面的原因

当前，我国煤矿开采过程中出现顶板事故的原因除了围岩地质结构复杂之外，还包括煤矿开采过程中的开采技术以及作业管理等多个方面的原因。笔者通过对近几年煤矿巷道顶板事故发生的案例分析来看，在开采过程中导致事故发生的原因主要包括这样几个方面：①生产企业方因为注重利润而忽视采煤作业过程中的技术管理。导致在作业过程中因为安全意识和安全处理不到位而出现顶板事故；②采煤作业过程中涉事单位没有对采煤过程进行严格监督，没有及时发现作业过程中存在的相关故障问题，从而没有及时的对相关隐患进行处理，引发严重事故；③煤矿开采过程中没有根据矿业管理部门的相关规定购置对应的采矿设备、安全设备等，留下了巷道顶板事故隐患。

3 掘进巷道顶板事故预防措施

3.1 技术方面

（1）做好煤矿掘进巷道地质预测和预报工作。在井下工作面移动之前，需要对巷道进行再次勘探，看是否存在比较特殊的地质构造或者异常的水文情况，确保没有问题后才能够进行巷道的掘进。

（2）做好煤矿掘进作业准备工作。在掘进作业开始之前，必须按照掘进地质说明书等相关地质资料编制作业流程。同时要做好巷道的支护设计，熟悉巷道支护施工的基本流程，以保障施工的质量。加强对于顶板变化的监测，运用收集的数据来预测顶板变化的趋势，从而为接下来的生产提供科学的依据，顶板变化超过警戒值时立即停工，确认顶板稳定性之后方能继续生产。

（3）对掘进施工作业人员进行严格管理。掘进施工作业人员作业前一定要经过学习培训取得上岗证，了解作业工序与施工工艺，能够严格按照规章操作；这样不仅能保证施工工程质量提高施工效率同时也能避免和减少安全事故的发生。

3.2 管理方面

（1）严格制定管理制度矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、《煤矿设计规范》等相关规定，而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验，因为不同条件必须不同对待，务必使作业规程、作业措施等符合规定，更加的具有科学性，能对煤矿生产及安全更有帮。

（2）加强监督管理。矿方各个相关部门要以严谨的态度做好煤矿生产组织、调度协调和指挥管理工作，切实认真对业务保安责任制进行有效的落实，部门干部更要放下身段，亲自进入生产现场进行观察，对生产过程的每个环节进行了解与监督，对生产过程中有可能出现的问题进行预测，在其出现的时候及时发现并解决，以防更大问题甚至是灾害的发生。

（3）合理分配人员。矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候，一定要从实际情况出发，进行合理科学的调整并加强管理，使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝，在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

（4）重视安全防范。矿方领导部门注重生产效益不为过，但在安全方面也要加强防范，生产过程中稳扎稳打，严格贯彻“安全第一”的要求，不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼，在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时，也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

4 结语

随着我国浅层煤炭资源的挖掘殆尽，我国的掘进巷道在不断地深入地下，而巷道越深地质条件就越复杂，掘进巷道顶板的稳定性就越差。为了降低顶板事故发生的几率，必须从技术和管理两个方面加以预防，用技术来防止自然因素带来的巷道顶板不稳定问题，用管理来防止人为因素带来的巷道顶板不稳定问题。总之，只有对顶板事故采取了健全的预防措施，才能有效确保煤矿的安全生产，为工作人员的生命财产安全提供保障，从而为煤矿的稳定发展奠定基础。

参考文献

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[2] 林大力.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究[J].现代矿业，2011，04：40-42.

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