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淺析煤礦安全與地質環境

類別:煤礦安全 發布時間:2017-08-15 瀏覽人次:

摘要 安全生產是煤礦企業永恒的主題,事故的發生與地質環境密切相關。文章從巖性組合、地質構造、瓦斯地質、水文地質等因素,分折事故發生的內在原因,提出相應的防治措施,指導煤礦的安全生產。


一、引言


安全管理理論認為,事故的根本原因是物的不安全狀態和人的不安全行為。煤礦也不例外,近年來,我省煤礦事故頻繁發生,按事故形成環境可以分為人為環境和自然環境即地質環境。事故統計表明煤礦發生的事故有一與地質因素有關。因此,加強礦井生產環境中地質因素的研究,實現礦井環境的本質安全化,是煤礦事故預防的重點。


福建省煤礦近三年事故中,局部冒頂、瓦斯中毒窒息、水害事故約占總事故的以上。造成這些事故發生的地質因素有巖性組合、巖石的性質、強度、含水性、透水性等地質構造,包括摺皺、斷層、裂隙、火成巖侵人體瓦斯的含量,涌出量、涌出規律,瓦斯梯度等礦井的充水水源、通道,小窯、老空區的分布及積水,聚氣情況等煤層自燃的傾向。認真研究這些地質因素,找出規律,制定有效的防治措施,對指導煤礦安全生產具有十分重要的意義。本文就冒頂、瓦斯中毒室息和水害等事故的地質因素進行分析。


淺析煤礦安全與地質環境

二、冒頂事故的地質因素分析


據統計,福建省煤礦易發生局部冒頂事故的主要地點有頂板破碎,層理發育易脫層及偽頂發育的回采工作面和煤巷謀層厚度變厚點、急傾斜煤層和煤質松軟的回采工作面和切眼見煤點和過斷層破碎帶的掘進工作面采空區附近等。縱觀這些冒頂事故發生的地點,都與地質因素有關。福建省主要含煤地層屬二迭系下統童子巖組,由細砂巖、粉砂巖、泥巖和煤組成。主采煤層的頂板多為泥巖,少數粉砂巖。偽頂發育且不規則,巖性為泥巖或炭質泥巖,呈鍋底狀、透鏡狀等不規則狀,大小不一,其完整性和穩定性差。直接頂多為泥巖、粉砂巖互層,層理發育,強度差,受后期構造影響,裂隙發育,采動后易形成“人字劈”等,許多案例證明,若不及時支護或支護質量低劣,往往造成冒落傷人事故。童子巖煤系形成之后,受燕山期構造運動改造,褶皺、斷層、裂隙異常發育。摺曲的軸部、斷層破碎帶等部位巖石破碎易發生冒頂事故。據某礦統計,百米之內竟有十幾條大小不一的斷層,有的頂斷底不斷。如某礦“”頂板事故,就因為采面頂板存在“隱蔽”斷層,回柱時又沒有打密集柱切頂,造成胃頂死亡人的重大事故。


童子巖煤系煤層厚度后生變化普遍,煤層形態多變。受應力擠壓煤層產生塑性變形而形成藕節狀、雞窩狀、透鏡狀、瓜藤狀、申珠狀等大煤包和變薄帶,特別是急傾斜煤層的煤包往往煤質松軟容易片邦胃落造成埋人傷人事故。采空區邊緣頂板由于采動影響已失去完整性和穩定性,且往往又是壓力集中部位,若未加支護,冒然進人回采區,也是造成冒頂事故的原因之一。


2、冒頂事故的防治措施


冒頂并非不可預防。加強地質因素的研究,在編制“三書”時,詳細闡述頂板的巖性,強度、完整性、層理、裂隙發育程度、發育方向,頂測煤層厚度、傾角的變化,構造情況,采空區的分布范圍等,建議生產部門選擇何種支護方式,同時加強現場管理,堅持“敲邦問頂”制度,發現預兆,及時整改,可有效地預防冒頂事故的發生。如某煤礦年至年間先后發出預防冒頂通知十份,有關部門及時整改,七次未發生事故,三次因頂板破碎,煤厚達米,無法控制造成片邦,但無傷人,實現了安全生產。


三、瓦斯室息、中毒事故與瓦斯地質


福建省煤礦均屬低瓦斯礦井,但近年來因瓦斯造成的窒息、中毒事故卻頻繁發生,據統計年至年間,福建省煤礦共發生瓦斯事故起其中重大事故起,死亡人,占事故總起數和死亡總人數的和。因此,開展瓦斯地質研究對煤礦安全生產,杜絕重大事故的發生,具有十分重要的意義。


1、瓦斯事故的地質因素分析


瓦斯是礦井內有毒、有害氣體的總稱。福建省煤礦瓦斯成分主要是、和比等,由于這些有毒、有害氣體的局部積聚,造成中毒或窒息事故。據統計,我省煤礦瓦斯事故發生的主要地點有褶曲軸部和壓性斷層、火成巖侵人體附近的工作面和采空區、圍巖透氣性差的盲巷、深部開采的下山。


不同的構造部位,瓦斯含量也不同,礦井內頂板完整性較好,裂隙不發育的褶曲軸部壓性斷層和火成巖侵人體,起“截流”作用,位于這些部位的獨頭小眼、上山或巷道的迎頭,易于瓦斯局部積聚。若是無風或微風作業,極易發生瓦斯中毒室息事故。


井田內以壓性斷層為主,巖層產狀平緩,裂隙不發育,造成圍巖透氣性差,如果通風不良,有毒、有害氣體難以逸散,那么這種礦并的盲巷和采空區易于積聚瓦斯。如某鄉鎮煤礦死亡人的‘,”重大瓦斯中毒窒息事故,就是因為采通采空區,導致大量有毒有害氣體涌出所致。


隨開采深度的增加,瓦斯含量也會隨之增加。瓦斯是可流動的有毒有害氣體,隨氣壓變化而流動,改變聚集地點。此外,局部煤層自燃產生大量的、氣體,也是導致瓦斯事故發生的原因之一,如某鄉鎮煤礦“”瓦斯窒息中毒事故,就是因煤層自燃產生的有毒有害氣體,隨上行風流涌人上部各井炯所致。


2.瓦斯事故的預防措施


福建省煤礦屬低瓦斯礦井,但一旦發生事故,重大事故比例高約占。要有效地預防瓦斯事故,一是要正確認識瓦斯的性質和危害性,在職工中普及瓦斯地質知識二是加強瓦斯地質研究,對影響礦井瓦斯聚集的因素進行綜合分析,找出瓦斯聚集規律,瓦斯含量、涌出量、涌出規律,瓦斯梯度及當地氣壓變化情況,編制瓦斯地質圖,指導通風同時加強現場瓦斯濃度檢測和通風管理,促進安全生產。


四、水容事故與水文地質


據統計,福建省煤礦在年至年間發生透水事故起,占事故總起數和死亡總人數的和,是我省煤礦的第三大類事故。因此,開展水文地質研究對煤礦安全生產是非常必要的。


水害事故的地質因素分析統計資料表明,福建省煤礦造成水害事故的主要地點有掘進巷道和回采工作面采通小窯、老空區、遇導水斷層或封閉不良的鉆孔、雨季期間的淹井等。


福建省煤礦發生透水事故造成人員傷亡的絕大多數是小窯、老空水積水所致。由于井田內淺部小煤窯的非法超層越界侵人,溝通地表,致使大氣降水、地表水沿通道進入,聚積采空區。若不注意水文地質調查,弄不清楚采空區的分布范圍、積水量及充水通道,使“探放水”無的放矢,極易導致工作面掘或采通老空水,釀成透水事故。如某煤礦“透水重大死亡事故,就是因為小煤窯非法越界侵人,致使采空區積水,工程技術人員和作業人員在不明情況下,放炮導致透水。


福建省童子巖煤系地層本身屬弱含水巖系,底部文筆山組泥巖起著隔離棲霞灰巖的作用,含水層突水可能性較小。但若受斷裂構造影響,導水斷層可能與棲霞灰巖接口或溝通,就可能導致突水。早期鉆孔封孔質量不好,積水多,來通鉆孔亦可能發生透水事故。


福建省煤礦區地處亞熱帶,溫濕多雨,年降雨量在毫米以上,且多集中于一月份,占年降雨量的。雨季期間,若不嚴加防范,可能造成淹井事故。如年閩北地區發生洪災,致使某礦被淹,造成幾千萬元的損失,因此,雨季“三防”不容忽視。


2、水害事故的防治措施


水害事故的發生率雖然較低,但一旦發生所造成的經濟損失卻是巨大的。廣泛開展水文地質調查,對礦區范圍內巖層的含水性,各種構造的水文地質特征,小煤窯采空區的分布范圍積水悄況,各鉆孔封孔質量,當地的年降雨量等情況進行綜合分析,查明充水水源和通道,編制水文地質圖,指導防治水,使探放水工作有的放矢,避免水害事故的發生,促進安全生產。


至于人為因素,可以通過對員工的培訓、教育,提高其安全意識和安全技術素質,貫徹落實“三大規程”,杜絕“三違”,實現消除人的不安全行為。


綜上所述,通過廣泛細致地開展煤礦生產過程中各種地質因素的研究,找出規律,制定更有效的災害預防措施,實現礦井環境因素的本質安全化,科學地指導煤礦安全生產,實現煤礦安全生產,提高經濟效益。


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