时间:2023-10-07 08:52:05
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关键词:煤仓瓦斯;灾害;措施
引言
对于高瓦斯矿井选煤厂来说,煤仓普遍存在着瓦斯积聚和超限问题,有时煤仓瓦斯浓度远远超过《煤矿安全规程》的规定标准,极大地威胁着选煤厂的安全生产。井下煤炭采掘后经运输系统进入选煤厂贮煤仓后,堵严煤仓下口,贮煤仓上仓口到煤仓贮煤位间形成盲仓,瓦斯能长时间、均匀地从煤体中释放出来,加之仓内空气流通性差,极易造成煤仓上部瓦斯积聚。另外,由于仓内贮煤时间长且多,煤仓下部压力大,煤中瓦斯不易释放,因而当仓下放煤时,瓦斯就会随煤在出煤口释放,往往导致煤仓下部仓口处瓦斯浓度较大,故而在高瓦斯矿井选煤厂中,煤仓瓦斯是十分重大的危险源。陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿属于高瓦斯矿井,瓦斯绝对涌出量已达100m3/分钟,其配套的选煤厂设计有3个三万吨煤仓、3个一万吨煤仓,煤仓总贮煤量达到12万吨。其中3个三万吨煤仓仓直径达30米,仓内净高达60米,其仓容和仓高在国内较为少见,属特大型煤仓。因此,一号煤矿选煤厂煤仓的瓦斯灾害较为严重,必须采取有效措施进行治理。
1 瓦斯的特性及危害
1.1 瓦斯的物理特性
瓦斯是一种无色、无味的气体,密度约为0.554g/cm3。瓦斯难溶于水,比空气轻,扩散性比空气高1.6倍,虽然无毒,但当其浓度高时,会使人因缺氧而窒息。瓦斯不助燃,但当其在空气中有一定浓度并遇到高温时,能引起爆炸。
1.2 煤体中瓦斯的贮存和解吸
瓦斯通常是以游离状态和吸附状态存在于煤体的裂隙和孔隙内。游离状态和吸附状态的瓦斯处于不断变换的动平衡状态。在压力降低、温度升高或煤体结构受到破坏时,部门吸附状态的瓦斯就轻化为游离状态,即发生解吸现象。煤炭被采掘出后以及在随后的转运过程中,吸附状态的瓦斯因煤体结构被破坏,外界压力减小和温度升高等因素,一直处于解吸状态,因此吸附的瓦斯不断地从煤体中逸出,散发到空气中,当处于通风不畅通的地点,瓦斯便很容易积聚。
1.3 瓦斯爆炸的条件及危害
瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:一是要有一定浓度的瓦斯,瓦斯爆炸的浓度界限一般为5%-16%,但煤尘的混入则可以降低瓦斯的爆炸下限;二是要有一定温度的引火源,通常为650-750℃,电气火花、明火、煤自燃、撞击及摩擦火花等都足以引爆瓦斯;三是要有足够的氧气。瓦斯爆炸时,瞬间温度可达到1850-2650℃,爆炸压力可达0.75-1.03Mpa,是正常大气压力的7-10倍。这种高温、高压的气流,形成强大的爆炸冲击波,以极快的速度自爆炸点向四周冲击,可直接摧毁设备,并造成巨大的人员伤亡。
2 国内选煤厂煤仓瓦斯灾害的案例
我国高瓦斯矿井选煤厂发生瓦斯事故的案例也很多,在此列举几个典型案例。
2.1 案例1
山西焦煤集团屯兰煤矿属于高瓦斯矿井,屯兰矿选煤厂是一座设计入选原煤能力4Mt/a的大型炼焦煤选煤厂,有原煤仓4个,产品仓4个。2001年5月,屯兰选煤厂焊工在产品仓上部对刮板运输机横梁的插板进行电焊作业时,在没有任何安全措施的情况下,致使电焊火花掉入产品仓内,引起瓦斯爆炸,造成该电焊工重伤。
2.2 案例2
1991年至今,山西阳泉煤业集团选煤厂共发生瓦斯事故11起,其中新景矿选煤厂发生4起煤仓瓦斯事故,分别是1997年11月、1997年12月、1998年4月、1999年5月。
3 一号煤矿选煤厂煤仓瓦斯灾害预防和治理的具体措施
陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿井下瓦斯的绝对涌出量在100m3/min左右,属高瓦斯矿井,其配套的选煤厂是一座设计入选能力为6Mt/a的特大型选煤厂,建有原煤仓3个,单仓仓容为3万吨,另外还有3个地销产品仓,单仓仓容为1万吨。这些煤仓自2011年3月份建成投用以来,发现煤仓的瓦斯涌出量较大,尤其是三个3万吨的大型煤仓放煤时,煤仓下部仓口的瓦斯涌出量很大,并在仓口上方的隅角积聚,这些部位的瓦斯浓度已超过1%,有时甚至达到2%左右,给选煤厂的安全工作带来了很大隐患。为了有效的预防和治理煤仓的瓦斯灾害,我们结合具体情况,采取了以下一些具体措施。
3.1 加强瓦斯灾害的宣传教育,强化职工的瓦斯意识
针对地面职工对瓦斯的危害认识不到位,瓦斯事故安全意识淡薄的现实状况,我们狠抓宣传教育工作。一是组织全体职工学习煤矿瓦斯的基本知识,认清选煤厂煤仓瓦斯的危害。二是搜集了大量国内选煤厂瓦斯事故的案例,在班前会上给职工讲解。三是从矿上职教部门借来瓦斯爆炸事故的光碟,在学习室播放组织职工观看,通过强烈的视觉冲击和惨痛的事故现场,震撼教育职工。
3.2 防止瓦斯积聚
防止瓦斯积聚可采取自然通风、强制通风和强制抽放等措施。一是加强各处煤仓上部抽放风机的管理。我们将煤仓上部抽放风机的运行监护工作落实到每班的岗位工,作为其设备监护和班后交接的一项工作,发现故障及时上报厂部,迅速安排人员解决,并且落实专人(安监员)对各风机实行定期倒换运转,对停运风机强制进行维护和检修。二是针对煤仓下部瓦斯涌出较大的情况,我们首先加强仓体周围换气扇的运行管理,要求所有换气扇头必须24小时开启运行,出现问题及时修复;其次要求仓体四周的所有门窗全部打开,加强自然通风;再是对煤仓放煤口上部的各处盲区、隅角进行填充、封堵,消除易发生瓦斯积聚的通风死角;另外针对放煤时仓上瓦斯涌出大的情况,我们在煤仓下皮带间安装了两台11千瓦的局部风机,当放煤时将风机开启,用风筒对仓口上方强制通风,将瓦斯吹散,以防止发生积聚。
3.3 设计、安装抽放设施
为从根本上解决三个3万吨大型煤仓下部的瓦斯隐患,我们又在每个煤仓下部增加安装了两台抽放风机,并配套了抽放管路至每个放煤仓口的上方,及时抽排放煤时涌出的瓦斯。这样,在冬季来后,即使仓体四周的门窗关死,也能保证瓦斯的抽放,防止瓦斯积聚。
3.4 严管火源
火源是引发瓦斯事故的一个重要原因,必须从严管理。
(1)防止明火。煤仓上下禁止使用明火、吸烟、无安全措施施工等现象,一经发现严肃追查,从重处理。
(2)杜绝失爆。煤仓上下各类电气设备全部按防爆标准进行管理,杜绝各类失爆现象。我们与施工方配合,对煤仓上下所有电气设备逐台进行了防爆标准整改,并定期检查。
(3)防止其他火源。主要是防止机械设备运转和检修安装过程中产生的摩擦、撞击火花,对有可能出现的这类火源及时预防。
3.5 建设和完善瓦斯的自动监控系统
可靠的瓦斯监控系统是全天候监控瓦斯浓度是否超标的重要保证,为更好的防治煤仓瓦斯,在完善抽放系统的同时,我矿正在积极筹备建设选煤厂瓦斯监控系统,并将并入全矿井的瓦斯监控系统,进行统一管理。
4 结束语
常见的煤矿地质灾害有很多类型,根据灾害发生的具体特征以及造成危害的程度,可以将煤矿地质灾害分为三大类:突发性地质灾害,渐发性地质灾害,多样性地质灾害。其中突发性地质灾害往往具有爆发突然、持续时间短、危害大、应急防范较困难等特点,主要包括井下突水、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等。渐发性地质灾害主要是指一系列有着慢性发展过程、持续时间长、危害程度随时间推移增大的地质灾害问题,这类灾害的发生往往具有不可修复性,危害持续性较强,主要包括沙漠化、水土流失、地面沉降等。多样性地质灾害的发生机制相对较为复杂,存在着突发和渐发两种可能,灾害的发展具有一定的变化性,危害程度也因实际发生情况而有所不同,主要包括滑坡、岸边坍塌、地裂缝等。大多数煤矿地质灾害的危害性都是较为严重的,煤矿地质灾害的发生不仅威胁着人们的生命财产安全,影响着社会发展的稳定性,同时对于自然环境也会造成一定的破坏。如水土流失、沙漠化等问题,其危害十分严重且修复治理非常困难,目前已经成为了世界性的环境问题,而由于煤矿开采生产导致的区域性水土流失,土地荒漠化的问题也严重影响着人们的生存环境质量。由此可见,加强煤矿地质灾害勘察工作,预防和避免煤矿地质灾害的发生有着极大的必要性。
二、地球物理方法在煤矿地质灾害勘察中的应用
在煤矿地质灾害勘察中,地球物理方法的应用能够发挥出良好的效果,地球物理方法主要是通过对煤矿区域地质介质层间的电性、密度、放射性、弹性等物性差异变化的监测,结合不同煤矿地质灾害的地球物理特征,对监测数据进行科学的分析与对比,以此来判断地质变化的情况以及地质结构的稳定性,从而推测可能存在的地质灾害隐患,并通过对开采方案的调整与灾害防范措施的运用,预防地质灾害的发生,同时制定针对性的应急预案,在灾害发生时尽可能减少灾害所造成的人员伤亡以及财产损失,减少地质灾害所造成的社会不良影响。此外,利用地球物理方法的勘察技术在矿产资源的探测以及隐伏矿床的勘查等方面的应用,也有着理想的效果,显现出很大的优势。
1.高密度电法勘察技术
高密度电法勘察技术的主要原理是利用不同岩、土层之间,因种类、成分、结构、温湿度等方面的不同而产生的电性差异来进行对煤矿岩、土层的地质情况的判断,通过对勘察中检测到的电参数进行分析,判断可能存在的地质问题,并推测煤矿地区可能出现的地质灾害,进而采取有效措施予以防范。这种勘察技术不仅能够准确的反映出灾害地质体与周围介质之间的电性差异,同时对于因溶洞或断裂破碎带充水等情况造成的低阻变异情况,也能够以电测深曲线和断面图上的电阻率曲线扭曲和梯度变化的方式表现出来,这些变化情况能够更直观的被人们察觉到,因此也被作为勘查岩溶、土洞、塌陷和滑坡的主要异常标志。高密度电法勘察技术的主要优点在于,高密度测量系统具有较高的分辨率,其测量效果也较其他测量方法具有更大优势,对于探测过程中的分层测量、极细小目标的准确探查能够很好的完成,基于高密度测量系统的高精确性,其能够很好的胜任各种复杂的地质灾害勘察任务,如对堤防隐患探测和浅部岩溶、采空区、塌陷、滑坡等地质灾害的探测勘察工作。
2.瞬间电磁法勘察技术
瞬间电磁法勘察技术主要是依靠电磁感应原理来实现的,在实际勘察过程中,通过不接地回线和接地回线的配合向地下发送一次场,之后在传送的间歇阶段内,对地下介质电磁感应情况随时间推移的变化进行监测,并通过数据对地下介质产生的二次场衰减情况及其特征进行准确分析,形成衰减曲线,以便于对地质结构与条件的分析与判断,利用以上测量及分析所获得的数据资料,对地下介质的分布情况、规模、成分、结构及其稳定性等进行分析和判断,对可能出现的断层、采空区等地质结构及由此引发的陷落、坍塌、突水等地质灾害进行准确的勘查和预防。瞬间电磁法勘察技术的优点在于其抗扰能力强、环境因素影响小、纵横分辨率高、灵敏性强等,在煤层顶底板水层划分工作以及煤层陷落柱探测等工作中有着较好的效果。
3.放射性元素勘察技术
放射性元素勘察技术主要是利用对岩石中放射性氡元素含量及其浓度变化情况的监测,判断地下地质体的结构变化情况,以此来判断煤矿区域存在的地质问题,推测地质灾害的隐患因素,进而预测可能出现的地质灾害情况,并采取有效措施加以防范。煤矿的开采作业必然会导致地下地质体在横向连续性上受到破坏,这也使氡元素在岩石结构中的运移与集聚等情况出现改变,这种变化可以通过地表对氡值的测量数据体现出来,结合地质灾害的地球物理特征,对氡元素浓度变化、α射线强度、温度等情况进行分析,能够准确的判断出地下采空区位置及其范围、岩溶陷落柱的位置情况、潜在滑坡地质结构的情况以及地下火源的位置及火源温度等,在分析地质破坏情况、预防滑坡、煤层自燃以及瓦斯爆炸等煤矿地质灾害方面有着很好的效果。
三、总结
关键词:煤矿;地质灾害;地球物理方法;能源;危害
引言
煤矿几乎在世界范围内都有分布,而我国在世界上已经成为了最大的出产煤炭的国家,每年的煤炭产量高达11.5×108吨,也就是说全世界四分之一的煤炭都是从我国地下挖出的。据相关数据显示,我国的能源结构中,煤炭主要占71%,油气占22%,其他能源占7%,这就使得依靠煤炭才能正常运行的生产生活活动除了要面对煤矿日益枯竭的事实,还要担忧整体环境的改变所带来的危害。我国煤炭开采的技术设备比较落后,煤炭企业管理和制度建立并不完善,这就导致在煤炭开采的过程中会引发大量的地质灾害,进而造成经济损失和人员伤亡。
1 煤矿地质灾害的种类及其危害
地质灾害的种类非常多,在我国因为煤炭开采所导致的地质灾害主要包括滑坡、坍塌、地面下城、瓦斯漏水或爆炸、煤矿所在区域的水土流失等问题,这不仅危害周围人民的生命财产安全,而且对环境也会造成很大程度的破坏。其中塌陷造成的危害程度最严重。根据数据显示,在我国重点煤矿中,出现坍塌的矿区面积占总矿区面积的十分之一。我国境内中山西省是煤炭生产大省,同时也是出现坍塌问题最为严重的区域,全省共计1560平方千米土地,采空区就已经高达208平方千米,占全省总面积的七分之一。我国全部采空区中已经有6000平方千米的区域已经遭受了煤矿引发的地质灾害,进而导致采空区上方的房屋、桥梁、山体出现断裂和坍塌。
根据相关统计数据显示,我国历年来由于煤矿开采导致的坍塌区域已经累计超过了4000平方千米,其中耕地面积就占了30%。此外,不断加快地水土流失速度,不仅破坏了土地资源,而且也会引发其他的环境问题。通常来说,我国煤矿富裕的地区也是水资源贫乏的地区,我国缺水的矿区占总矿区的71%,其中严重缺水的区域占40%。由于开采煤矿导致煤矿顶部的含水层慢慢变干,进而导致整个矿区的地下水位线下降,给矿区周围居民的生活带来很大的用水困扰。同时,因为地下煤层已经遭到了破坏,使得大量的地下水渗入到矿井之中,而矿井正含有大量的煤粉等污染物,通过水解反应,产生酸性物质,这些酸性物质渗入到地下水中,污染了地下水,严重危害到周围居民用水安全。
2 煤矿地质灾害的地球物理特征
对煤矿地质灾害的测量有很多方式方法, 当前最为常用的就是物探方法,这种方法主要依靠地下介质层之间电性、密度、弹性等方面的差异,来判断地下岩石层之间的变化,进而判断出可能出现的煤矿地质灾害。具体来说,在煤层没有被开采之前,整个地层是完整的,一定区域范围内的电性差异也不会很大,而每层和顶板、底板之间的差异也是一个比较稳定的值,具有比较好的弹性。但是在煤层被开采之后,煤层的完整性遭到破坏,空间上的连续性不存在了,采空区和坍塌物之间被空气所填充,那么在无水或者很少水的情况下,采空区的电阻率就会比周围的岩石要高,而当采空区中被水填充的话就会导致整个采空区的电阻率下降。一旦这种均衡性被打破,那么就会在三维空间中以某种形成的规律呈现出来,既可以表现出局部的,也可以表现出区域性的异常,则就为电法工作的开展提供了依据。在这个区域的反射波被中断以及频率特征发生变化都能够为开展地震勘探工作提供数据基础。
氡是一种无色,无嗅,无味的惰性气体,它具放射性,被认为是致癌物质,对长期工作在矿区的采矿人员带来很大的危害。在煤矿的采矿区域中,由于断裂缝隙的出现,就容易聚集大量的氡,所以在采矿区的上部测量氡的数值非常高,而且在坍塌区域,因为地面的塌陷使得地表和下面的地层之间相连,那么就会形成比较宽的裂缝,氡气体就会向地表方向游动,不过此时氡的保存条件并不好,所以氡的海量也就不高。在残留的煤柱区域,因为煤层的孔隙发育的并不好,所以上面的覆盖层就不会产生很大的破坏性,这就不利于氡的游动,所以地表只会残留低浓度的氡。也就是说我们可以通过氡的差异性来查看地下地质情况的变化,这也就能够看出煤矿地质灾害区域的范围、强度等方面。
3 应用物探方法勘查煤矿地质灾害
高密度电法是近年来发展起来的物探方法,广泛应用于灾害调查及工程勘察中。它是一种直流电阻率法,应用的地球物理前提是地下介质间的导电性差异,通过向大地供直流电,采用点阵式布电极,密集采样观测和研究电场的空间分布规律,和常规电阻率法一样,它通过A、B电级向地下供电流I,在M、N极间测量电位差u,从而求得该记录点的视电阻率值PS=KU/I,反演结果为二维视电阻率断面图。根据实测的视电阻率断面进行计算、处理、分析,从而获得地层中的电阻率分布情况,以此划分地层、圈闭异常、确定冒裂带等。通过研究高密度电法获得的数据资料,可以对灾害体的纵、横向发展的规模有更深入的了解。
瞬变电磁法是一种基于电磁感应原理的物探方法,利用不接地回线(大回线磁偶源)或接地线源(电偶源)向地下发送一次场,在一次场的间歇期间,测量地下介质的感应电磁场(二次场)电压随时间的变化。根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等,间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题.由于该方法是纯二次场观测,故与其他电性方法相比,具有体积效应影响小、对地形、地物条件要求小、抗干扰能力强有体积效应小、纵横向分辨率高、对低阻反应敏感等特点。同时,瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力,适用于进行煤层顶底板含(隔)水层划分、煤层陷落柱探测、断层及裂隙发育带导(含)水性评价等工作,是一种高效、快捷的物探方法。
采煤活动使得地下地质体的横向连续性遭到破坏,岩石中氡元素的运移和集聚作用发生异变,在地表面能测到氡值的异常。氡射气元素向采空区运移,在采空区积聚,在地表形成一个与采空区形态相应的氡异常区。因此,可以通过测量地表氡元素的浓度(实际上是测量氡衰变所释放的仅射线的强度)来准确圈定煤矿采空区的位置与范围。此外,根据氡气异常的峰值状态还可以确定岩溶陷落柱的位置和范围。由于地下的氡气通过构造、裂隙、地下水搬运由深部向地表迁移,测量氡气的浓度可间接反映地质体的裂隙系统的情况,并可分析其开启度、连通性及破碎程度,对预测滑坡能起到一定的指示作用。
不论是二维地震检测方法还是三维检测方法都是通过大量的信息、比较高的分辨率以及准确的空间定位来进行检测,这两种方法在地质灾害勘察中应用的范围比较广泛,物探的方法很多,适用的条件也不一样,在实际的检测过程中应该根据当时当地的地质条件、地球物理特征等方面,选择最佳的检测方法,同时兼顾经济投入最小化,获得最好的勘察结果。
【关键词】煤矿瓦斯;灾害治理
1 引言
矿井瓦斯灾害、火灾、水灾、顶板事故、矿尘灾害是煤矿井下开采危害最为严重的五大灾害,其中瓦斯事故的危害尤为严重,影响非常之大。因此,如何防止瓦斯灾害事故是煤矿安全工作的重中之重。为扎实有效推进“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系建设,顺利开展煤矿瓦斯治理,深化煤矿瓦斯治理攻坚战,有效防范和遏制煤矿瓦斯重特大事故,全面提升煤矿瓦斯治理水平,结合笔者的实际工作经验,本文从瓦斯灾害治理的指导思想、瓦斯治理的基本要求等方面谈谈瓦斯治理的技术方案。
2 瓦斯治理的指导思想
要想从根本上治理好瓦斯事故,必须从思想上入手,思想决定观念,观念影响行动,行动形成习惯,习惯引发事故。因此,我们必须从思想上高度重视,坚持以科学发展观为指导,以《煤矿安全规程》为标准,坚持“安全第一、预防为主”的安全生产方针,坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针,增强“瓦斯事故是可以预防和避免”的意识,落实瓦斯防治管理制度和措施,做到思想上警钟长鸣、制度上严密有效、技术上支撑有力、监督上严格细致,通过开展瓦斯治理工作体系建设,提高煤矿瓦斯治理水平,实现煤矿安全生产健康发展。针对当前煤矿安全生产形势和瓦斯治理的现状,我们必须进一步加强领导、落实责任、增加投入,依靠科技、严格管理,强化平时的监督检查,推动煤矿瓦斯治理再上一个新台阶。
(1)转变观念,提高对瓦斯综合治理工作的再认识,从思想上变被动为主动,要治理好瓦斯,首先必须以思想教育为先导,切实提高对瓦斯治理工作的重要性和必要性的认识。一是要坚决摆正煤矿安全生产与经济发展的关系,正确认识煤炭工业发展在经济社会发展中的基础地位和作用。二是要摆正安全生产与职工生命的关系。三是要以提高人的素质为突破口,强化企业主动安全管理。
(2)以投入为保障,提高瓦斯治理效果。一是瓦斯治理专项资金提取要全额按标准提取到位,提取的资金要切实用于改善通风系统和监测监控设备投入。二是要把资金用在刀刃上,更加突出矿井“一通三防”的治理整治,特别是抓紧,使矿井通风系统规范达标。
(3)以矿井技术改造为先导,探索瓦斯治理的手段和规律。在搞好矿井设备设施引进、吸收、消化的同时,要积极加强矿井瓦斯综合治理的技术攻关,促进瓦斯治理成果转换,特别是要认真总结瓦斯治理方面的成功经验和失败教训。加强矿井掘进、生产前后瓦斯应力分布规律、危险重点区域和矿井瓦斯监测的预警预报,分析其活动规律。
(4)加强全过程控制,提高矿井瓦斯综合治理水平。要以瓦斯抽采为根本抓手,从源头上降低瓦斯的危害。通风系统合理规范、稳步可靠是减少瓦斯积聚,消除瓦斯爆炸危险的最主要手段。要认真落实好工作面“三专两闭锁”管理制度,加强矿井现场管理的监督检查,加强机电设备的管理,杜绝失爆或不符合国家煤矿安全标准的机电产品下井。要以制度建设为保障,落实好现场安全管理责任。
3 瓦斯治理基本要求
通过开展煤矿瓦斯治理工作,进一步贯彻落实有关煤矿瓦斯治理工作的安排部署,查找瓦斯治理的薄弱环节,建立健全瓦斯治理管理制度,提升煤矿瓦斯治理水平。瓦斯治理的基本要求,具体的来说,主要有加强机构建设、保障机制、基础建设、突出重点、加强管理、合理部署采掘计划、通风可靠、监控有效等几个方面,下面对其分别进行阐述。
3.1 加强机构建设
(1)成立瓦斯治理工作领导小组,全面领导瓦斯治理工作,每月召开1次会议,及时研究解决瓦斯治理重大问题。
(2)树立煤矿企业安全诚信榜样,促进企业增强法律意识、安全意识,做到依法生产、安全生产。
(3)设置“一通三防”、地测、安全监控等技术管理机构,推广瓦斯治理成熟经验与先进技术。
(4)编制瓦斯治理规划和年度计划、生产计划、安全生产指标统一考核。
(5)建立安全生产责任制,责任落实至各基层管理。
(6)建立健全煤矿重大安全生产隐患排查治理和报告、“一通三防”管理制度。
3.2 保障机制
建立煤矿瓦斯治理专项资金,按原煤实际产量从成本中提取,税前列支,全部用于瓦斯整治工作。
3.3 基础建设
(1)按照《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》安监总煤装〔2011〕162号文的通知开展瓦斯等级鉴定工作,建立通风系统及瓦斯治理技术档案管理制度,实行统一管理。
(2)矿井具备完整的独立通风系统,实现机械通风;采区实现分区通风,按规定设置专用回风巷;杜绝无风、微风作业和不符合规定的串联通风作业。
(3)建立矿井正规采煤制度,实现矿井全部采用正规采煤。
(4)按要求及时报送瓦斯治理相关材料。
3.4 突出重点
(1)开展煤矿瓦斯专项整治各项活动,建立瓦斯治理工作体系,有效遏制重特大瓦斯事故。
(2)总结瓦斯治理成熟技术和经验并推广,依靠科技推进瓦斯治理体系建设。
3.5 加强管理
(1)建立健全以矿井主要负责人为安全生产第一责任人的瓦斯治理责任体系,以总工程师(技术负责人)为核心的瓦斯治理技术管理体系和安全生产责任制。
(2)建立健全瓦斯治理管理制度,健全瓦斯治理工作机构。
(3)煤矿每年编制通风、防治瓦斯、防治粉尘、防灭火安全措施计划,并贯彻执行。
(4)对检查出的重大瓦斯隐患,建立专项档案,落实分级监控责任,跟踪整改进度和质量。
3.6 合理部署采掘计划
(1)优化生产布局。充分考虑瓦斯治理的需要,优化巷道布置,简化生产系统,明确开采顺序,合理确定工作面参数,实现安全高效、合理集中生产。
(2)合理组织生产。按照《煤炭生产许可证》载明的能力编制生产计划和组织生产。
(3)坚持正规开采。采煤工作面必须保持至少2个安全出口,形成全负压通风系统。
3.7 通风可靠
(1)矿井有完整的独立通风系统。巷道贯通前,按《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)规定,制定安全措施。
(2)矿井生产水平和采区实行分区通风。
(3)按规定设置和管理风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物。
(4)矿井、采区通风能力满足生产要求。
(5)设置专用回风速符合《规程》规定设置专用回风巷。
3.8 监控有效
(1)按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的要求布置、安装煤矿安全监控系统。
(2)监控设备传感器的种类、数量、安装位置、信号电缆和电源电缆的敷设等符合规定。
(3)监测设备的报警点、断电点、断电范围、复电点和信号传输符合规定。
(4)下井人员按《规程》规定佩戴便携式瓦斯监测仪器。
(5)矿井安全监控系统设备性能完好,工作正常。
(6)煤矿与具有相应的煤矿安全监控系统技术服务机构签订服务协议。
4 结束语
瓦斯灾害是矿井五大灾害之一,由于它在矿井安全生产中的特殊性和重要性,所以我们必须从思想上高度重视瓦斯灾害的治理,从制度上和行动上杜绝瓦斯灾害事故的发生。本文主要从加强机构建设、保障机制、基础建设、突出重点、加强管理、合理部署采掘计划、通风可靠、监控有效等几个方面对瓦斯治理的基本要求进行了简要的阐述。
【关键字】柠司煤矿;地质灾害;防治策略
引言
随着社会经济的高速发展,人们的生活需求不断提高,现代人类活动也已经成为强大的地质营力作用到自然地质环境中。自然地质灾害和人为造成的地质灾害的危害越来越突出,给人们的生活带来严重影响。下面重点介绍柠司煤矿的主要地质灾害类型及其相应的防治措施。
柠司煤矿开采对矿区环境的影响主要表现在由地下开采所造成的地面开裂及塌陷,沟缘崩塌、滑坡,泉水枯竭,河水断流以及区域地下水位的下降;周边矿山剥离堆土和矿渣堆积而占用土地以及淤塞河道而造成山洪或矿山泥石流发生的危险在水文地质条条件不明进行采掘活动时还可发生突水灾害;当临近老窑采空区周围区域进行采掘活动时还可发生透水、有害气体中毒等灾害
一、柠司煤矿开采可能引起的地质灾害类型
(一)地面塌陷与地裂缝
柠司煤矿为采用地下开采的煤矿,由于煤层开采后采空区上覆岩土体冒落、弯曲变形并产生裂缝等而在地表发生大面积变形破坏,形成矿区地面变形地质灾害。表现面状下沉的地面塌陷和线状分布的地裂缝。
地面塌陷与地裂缝不仅破坏土地资源,影响农业生产,在沟谷边缘处还易造成崩塌、滑坡等地质灾害,影响正常的生产和生活。据初步统计,目前柠司煤矿因采动造成的地表塌陷面积已达1000公顷。
(二)地压灾害
地下采煤的过程中,同时要维护顶板和围岩稳定。如果对地下硐室不及时进行支撑和维护或维护质量不过关,则硐室围岩就会在地应力的作用下发生变形或遭到破坏。当工作面过断层、冲刷等地质变化时,在初采初放、末采过程中,尤其是当煤层顶板兼为软岩或复合顶板时,矿山压力表现明显,在地应力作用下,常造成顶板离层、切顶、下沉和垮塌,甚至造成采场大面积冒顶等地质灾害。
(三) 矿井突水
矿井突水是煤矿开采中发生的严重并常见的地质灾害之一。煤矿建设及生产过程中,因对地质及水文地质条件不明或资料掌握的不确切,也会发生突水灾害。柠司煤矿在建井期间曾在施工主副斜井时因对所穿越的煤层火烧区资料掌握不细,对灾害估计不足,虽预先对围岩进行了加固处理,仍然发生过小到中等突水; 由于对矿井南翼水文地质条件认识不够,在南翼首采面投入生产时也曾经发生过较大的突水灾害,严重影响着煤矿的安全生产和经济效益。
(四)老窑采空区威胁
在柠司矿井中部河道两侧原分布有多达15个有采矿权证的地方小煤矿, 2009年,政府将这15个小煤矿进行了整合。目前柠司矿井北翼东临两个整合后的地方煤矿,井田南翼东部河道以南保留两个地方煤矿。
当采掘活动接近这些煤矿开采形成的老空区时,会受到与老窑贯通而发生透水、有害气体溢出等危险。
同时本矿采空区积水也成为采掘生产的潜在威胁。
(五) 煤层自燃
柠司煤矿所采煤层属侏罗纪中等变质的易自燃煤层,当氧气、温度等条件允许时,可发生自燃。由于矿井埋藏浅,采动裂缝往往与地表贯通,当采空区通道封闭不及时等因素同时作用时,可发生采空区散落的煤炭发生自燃的危险。
二、柠司煤矿地质灾害的防治措施
(一)查明矿区的地质及水文地质特征,提前做好减灾防灾工作
查明矿区内的地质及水文地质特征,寻找出隐蔽至灾因素,认识地质灾害产生的原因,及时分析出地质灾害可能的分布规律,合理规划煤矿开采活动,提前做好矿区井下地质灾害危险性评估,灾害的预测预报,及时做好防灾减灾工作。
(二)建立良好的通风系统,以降低瓦斯、煤尘及煤层自燃灾害
确保矿井通风,搞好“一通三防”工作,加强防灭火,是防治井下瓦斯、煤尘事故和煤层自燃的有效预防措施。矿井应配足风量,实行机械通风、分区通风、上行通风;禁止携带烟火等易燃物品入井,必须选用煤安、防爆型的电器设备;放炮前后必须检测瓦斯;注意防灭火;建立瓦斯检查制度及时处理积存的瓦斯。及时封闭与采空区沟通的巷道,对采完的工作面及时封堵,注意防止漏风等。
(三)加强采场顶板支护
在矿井建立矿压监测系统,对工作面顶板压力进行实时在线监测,根据周期来压、过变化带等时的压力显示及时移动支架缩短控顶距离,加强顶板支护,减小压力作用。当工作面在初采初放阶段初次垮落步距较大,在老顶尚未垮落时,矿山压力显现明显,支柱行程常会缩短,支架被“压死”,必须保证泵站额定压力,加强支护;工作面在末采阶段,因煤柱缩小,矿山压力集中且反复作用,使得工作面支撑压力增大且顶板异常破碎,常造成煤壁片帮,采场冒顶现象,因此在保证泵站核定压力的同时,还要采取工作面顶板锚固、挂网等特殊支护方式,保证回撤安全。
(四)对地表沉陷进行调查、治理
在工作面日常生产中,及时对地表塌陷范围进行调查,并设立标志牌,圈出塌陷区范围,禁止闲散人员进入。对塌陷区及时投入,安排治理。目前公司已经对北翼一条沟谷及其部分支沟进行了沟底填实和隔水处理;对北翼东区多个工作面采空区地表沉陷、裂缝,采用人工为主配合机械对裂缝进行开挖、填土、夯实处理,恢复生态平衡。已累计投入资金近千万元。
通过地表裂缝填埋,沉陷治理,既防止了大气降水和地表水进入井下的威胁,也减小了采空区浮煤通过采动裂缝与地表大气沟通发生自燃的风险。
(五)超前探查老窑采空区
当采掘临近原地方煤矿采空区时,提前采取超前探查采空区工作,严格执行《煤矿防治水规定》“预测预报,有疑必探,先探后掘‘先治后采”防治水原则,通过物探先行,钻探验证的方法,目前已多次探到老窑采空区,确保了采掘生产安全。
(六)工作面顶板疏放水
通过南翼补勘及矿井水文类型划分工作,我矿南翼水文地质类型属复杂型,充水水源主要为风化基岩含水层水。在南翼水文条件不明朗区域,一直坚持开展工作面煤层顶板含水层钻探探查兼疏放水工作,确保了工作面开采安全。
(七)相关政府部门应加强在地质工作中的领导作用
在煤矿地质灾害治理过程中,政府部门应发挥好组织领导作用。首先,相关部门应清楚本地区的地质灾害状况,掌握地质灾害分布规律,从而推测本地区易发生地质灾害的薄弱区域以及这些地质灾害发生可能带来的的严重破坏性,据此制定出初步的防治计划和措施。其次,应坚持每年组织专家组进行灾前、灾中和灾后的检查与研究,遵循“以防为主,综合治理”的原则。最后,应完善政府部门执行法律法规的机构和体系;建立健全相关法律制度,并加强执法力度;建立并完善本地区地质灾害监测机构体系,及时掌握地质灾害动态;加强对各相关部门的协调监督管理,对存在问题的及时进行纠正,杜绝对灾害防治工作中的疏忽大意。
(八)煤矿企业应全面加强地质灾害宣传教育工作,形成全员防灾意识
做好煤矿地质灾害防治工作,必须首先要加强对员工进行防灾知识的培训、宣传教育。煤矿企业应做到广泛宣传各种防灾抗灾知识,通过各种形式的教育宣传,提高员工的灾害意识,要让员工对煤矿地质灾害有足够的认识和重视。有效帮助员工做好灾前预防,灾害发生时不慌乱、及时进行自救,提高生存能力,减少灾害损失。
【关键词】 煤层开发 煤矿瓦斯治理 跟踪控制 节点控制
瓦斯灾害是煤矿井工矿的主要灾害,今年来,经过治理,瓦斯灾害得到了有效控制,但形势依然严峻,其仍然是煤矿安全生产的大敌。治理瓦斯灾害,防范瓦斯事故,始终是煤矿安全和全国安全生产工作的重中之重。依靠传统的加大通风量、优化巷道布置体系的方法, 不能从根本上解决瓦斯灾害问题。怎样才能够经济有效的治理瓦斯灾害,成为煤矿工作者的一个重要课题。
1 煤矿瓦斯治理过程中控制方面出现的问题
尽管各种新能源的开发和利用日渐成熟,但是煤炭资源在我国的能源架构中仍然处于主置。尽管我国的煤炭资源位列世界第三,但我国负载的地形地貌给煤炭的开采带来了不少的难度。相当数量的煤矿地质松软,不够稳定,易发生地形灾害。一些煤体甚至产生了的大范围的破碎现象,加上煤层的透气性差。这些都给瓦斯治理的过程控制带来了不小的挑战。直接抽采瓦斯的效果往往不尽如人意,易留下安全隐患。尤其是某些埋藏较深的煤矿,需要建构很深的开采矿井,瓦斯治理更加困难。瓦斯压力、应力和含量随着开采深度的增加而增加,且具有相对更低的渗透性。仅仅采用普通的瓦斯抽采处理,效果差,抽采率不高,远远达不到煤矿安全生产的标准要求。这也是煤矿出现瓦斯灾害的重要原因。另外,井下煤矿的开采与瓦斯的抽取工序必须保持一致。既要保证煤矿开采的工作效率,又要保证瓦斯抽采的效果,二者相互协调,做到煤矿生产效率和生产安全的和谐统一。受到煤矿生产技术手段和瓦斯治理控制方法的限制,煤矿开采和瓦斯抽采不够协调的现象时有发生,这也是许多瓦斯事故的重要诱因。
2 煤矿瓦斯治理过程的实践控制方法
2.1 跟踪控制方法
瓦斯治理过程系统包括若干过程环节和若干节点,跟踪控制的过程可分为施工参数跟踪控制、瓦斯抽采和排放参数跟踪控制、采掘工作面跟踪控制3类。穿层钻孔结合顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术所需要的跟踪控制过程依次包括如下6个方面:1)穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程施工过程。需要跟踪控制底板岩巷、钻场和穿层钻孔的施工参数,与设计参数比较,确保施工状态稳定,发现异常及时预警。2)穿层钻孔抽采煤巷条带瓦斯过程。需要跟踪控制瓦斯抽采和排放参数,维持其稳定状态,发现异常波动时进行预警。3)煤巷掘进过程。需要跟踪瓦斯抽采和排放参数,以及煤巷掘进工作面突出危险性预测或效果检验指标参数,维持其稳定状态,发现异常波动时进行预警。4)顺层钻孔施工过程。需要跟踪顺层钻孔的施工参数,与设计参数比较,确保施工状态稳定,发现异常及时预警。5)顺层钻孔抽采回采区域瓦斯过程。同穿层钻孔抽采煤巷条带瓦斯过程。6)工作面回采过程。需要跟踪瓦斯抽采和排放参数,以及回采工作面突出危险性预测或效果检验指标参数,维持其稳定状态,发现异常波动时进行预警。
2.2 节点控制方法
节点在过程系统中是一个时间点概念,同时也是一个里程碑事件,它连接着若干过程环节,是它们之间过渡的纽带。通过对节点的控制,人们可以将过程系统的总目标分解并分配到具体的过程环节上,实现对每一个过程的阶段性评价,进而达到过程系统的总目标。一个较大的工程过程系统通常包含很多个节点,每一个节点控制都分析和评价上一过程环节是否达到了预期的目标,只有达到预期目标才能通过,否则必须补充一定的措施,直至通过。节点控制的内容和控制方法十分广泛,过程系统不同或过程系统的控制目标不同时,它们都不相同。煤矿瓦斯治理过程系统控制的最终目标是消除煤与瓦斯突出危险性,避免瓦斯灾害的发生,其控制内容主要包括区域突出危险性预测、瓦斯治理工程涉及方案审核、瓦斯治理工程施工质量验收、区域瓦斯治理效果检验和安全采掘条件审核。煤矿瓦斯治理过程中,节点包括五种类型:(1)区域突出危险性预测;(2)瓦斯治理工程设计方案审核;(3)瓦斯治理工程的施工质量验收;(4)区域瓦斯治理措施的效果检验;(5)安全采掘条件审核。
在瓦斯治理过程系统中,五种类型的节点按如上顺序依次进行,每一个节点控制都是对其前一个过程环节的阶段性评价。其中,瓦斯治理工程的施工质量验收节点由于施工时间跨度长,一般不在所有工程施工完毕后再进行,例如,底板岩巷穿层钻孔的质量验收可以在每一个钻场的钻孔施工完毕后进行,同时不影响其它钻场和钻孔的施工作业;其余四类节点则再上一个过程环节结束后进行,其节点控制的结论直接决定是否能继续下一个过程环节。从这一点来看,节点又可以分为如下两种:(1)非关键节点:该节点控制的结论不影响过程的继续运行;(2)关键节点:该节点控制的结论直接决定过程能否继续运行。
因此,瓦斯治理工程的施工质量验收节点为非关键节点,区域突出危险性预测节点、瓦斯治理工程设计方案审核节点、区域瓦斯治理的效果检验节点和安全采掘条件审核节点为关键节点。需要说明的是,无论非关键节点还是关键节点,都是瓦斯治理过程所必须经历的,不能因非关键节点不影响过程继续进行省略,它的严格控制同样是消除瓦斯事故隐患的必要手段。
3 结语
煤矿瓦斯治理必须坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。为进一步提高煤矿瓦斯治理水平,加强煤矿瓦斯治理的过程管理,本文在区域防突措施的基础上,结合瓦斯治理过程控制理论,以煤矿瓦斯治理过程智能化支撑系统为手段,通过对瓦斯治理过程的跟踪控制与节点控制,确保瓦斯治理过程规范、质量合格、措施有效、管理到位,以消除煤层的突出危险性及安全生产隐患,最终实现瓦斯治理过程的规范化和程序化。
参考文献:
[1]程远平,付建华,俞启香.中国煤矿瓦斯抽采技术的发展[J].采矿与安全工程学报,2009(02).
关键词:煤矿瓦斯;危害;治理方针;对策
煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的,影响因素众多。有的原因具有潜在性、突发性,而事故本身具有破坏性和灾难性。但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律,只有掌握了灾害发生、发展的规律性,才能有效地避免事故的发生和发展。
一、煤矿瓦斯的危害
1、煤矿安全方面
瓦斯窒息,甲烷本身无毒,当空气中甲烷浓度较高时,就会降低空气中氧气的浓度,井下的盲巷或通风不良地区,易造成瓦斯窒息事故;瓦斯爆炸,当瓦斯与空气混合后,瓦斯浓度在5~16%之间,氧气浓度不低于12%时,遇到高温火源就会发生爆炸,严重威胁安全生产,瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首;煤与瓦斯突出事故,由于地应力和瓦斯的共同作用发生的煤与瓦斯突出事故,会对巷道设施和通风系统产生破坏,有时会发生风流逆转,造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤流埋人事故;煤矿瓦斯突出及瓦斯爆炸事故频发,严重影响了矿井的安全生产,对人身健康造成了极大的负面影响,严重限制了煤矿的生产进度。
2、环境污染方面
煤矿瓦斯含有甲烷,甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍,预计2010年甲烷排放量全世界将增至2800万t,其中70%来自低浓度煤矿瓦斯。目前,我国的泛风煤矿瓦斯(由于甲烷浓度低于5%)排入大气中,会加剧温室效应,严重地浪费资源和污染环境。瓦斯事故主要表现为瓦斯爆炸,瓦斯突出和瓦斯窒息等几种形式。前,瓦斯事故多发已成为制约我国煤矿安全状况好转的最主要因素,经成为严重影响我国煤炭工业形象、制约煤炭行业发展的突出问题主要矛盾,因而必须抓住瓦斯这个煤矿安全生产的关键因素,狠抓治,只有这样才能将瓦斯事故降下来,才能使我国煤矿安全生产局面发根本性的改变。
3、我国煤矿在防治瓦斯灾害方面存在的问题
主要表现在以下几方面:
(1)认识上尚存在着定位不准、认识不清的问题。
(2)乡镇、个体煤矿已成为瓦斯灾害的重灾区,是瓦斯事故的主要生地。
(3)瓦斯管理仍存在着大量问题和隐患,瓦斯治理已成为煤矿安全产工作中的薄弱环节。许多煤炭企业包括国有重点煤矿在内安全投严重不足,通风系统及配套设备落后,“一通三防”设施不建全,许多瓦斯矿井没有建立瓦斯抽放系统,监测监控系统装备不全、功能落,设备严重老化或者带病运转,矿井防灾、抗灾能力普遍偏低。
(4)突出理论还没有实现重大突破,不能为突出事故的预防提供理上的必然保障。
(5)瓦斯抽放效率偏低。
二、煤矿瓦斯灾害的治理方针与对策
瓦斯治理,通风是治标,抽采是治本,管理和科技是联系二者的桥梁和纽带,所以依靠严格的管理和先进的科学技术,能使二者更加紧密的联系在一起,最终实现瓦斯的综合治理。
1、以人为本,加大日常瓦斯管理力度
在瓦斯管理上,要坚持“以人为本”的原则,注重现场瓦斯检查及治理,不断扩大瓦斯检查及监控范围,使瓦斯治理工作关口前移。在瓦斯检查上,要根据开采实际,增加测点数量,完善测点布置。瓦斯检查员不但检查工作面、上隅角、回风流及回风硐室的瓦斯浓度,同时检查回顺高顶、工作面后三角点,综放面放煤口等风流中的瓦斯。
2、强化通风管理,整治隐患根源
矿井通风管理的好坏,是“一通三防”安全隐患的根源,矿井通风的核心是以风定产,也是治理瓦斯的主要手段。“治火先治风”是矿井防火的基本规律,要作好瓦斯整治及矿井预防自然发火工作必须紧紧抓住这个核心。处理好二者之间关系须遵循两个原则:一是“通风为生产服务”的原则。二是“生产必须服从合理通风规律”的原则。
3、依靠科技支撑,加大安全系统改造,全面提高矿井的综合抗灾能力
引进新产品、新技术,加大安全系统改造,使企业的科技含量大幅度提高,同时矿井生产的安全系数也大大提高。安全系统的改造主要体现在五个方面:即,通风系统改造、消火注浆系统改造、监测系统改造成、瓦斯抽采系统改造和生产系统改造。
三、总结语
通过走出去参观、学习、培训,参加文化交流,组织本部门有关人员尽可能参在一些瓦斯治理领域应投入大量的科研力量,与高校联手,加大科技攻关力度,增加科技含量,努力探索瓦斯治理的新方法、新工艺,购置新设备,解决面临的实际问题。积极推广应用先进的瓦斯治理经验、理念和技术,实现科学采矿。
参考文献
[1] 魏小文,姜新佩.煤矿瓦斯的综合治理与利用研究[J].科技信息,2008(11):105-107.
关键词:煤矿;区域性瓦斯;治理技术发展
1 煤与瓦斯突出引发事故的危害
中国的主要能源之一――煤炭,在我国的一次能源的比例约为70%,到2006年时,我国的煤炭产量已经达到23.5亿吨,其中存在的一些技术漏洞或人员疏忽造成煤与瓦斯突出灾害,而在这样的高产能压力下,中国也成为了世界上受灾害最严重的国家。而中国煤矿矿井_采深度在以每年10~20m(最快近50m)的速度向深部蔓延。在一些传统的煤与瓦斯突出矿区,突出危害也会随着矿井的开采深度逐年增加,而以往突出危害并不严重的煤与瓦斯突出矿区,也相继发生千吨级以上的特大型煤与瓦斯突出事故,其中造成的人员伤亡数量也在逐年增加,这是我们最不愿看到的结果,也是发生事故后体现危害最严重的表现。也刺激中我国对煤与瓦斯突出灾害区的治理。
2 煤与瓦斯突出治理技术应用的重要性
由于煤与瓦斯突出是一种极为复杂的矿井瓦斯动力现象,截止到现在,人类对煤与瓦斯突出的发生规律还未完全掌握,所以对于不同地质和不同的开采条件下会存在很多突出安全隐患。尽管很多专家对煤与瓦斯突出机理方面提出很多不同假想,但人们普遍认为,煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力和煤的力学性质等综合作用的结果,即“综合作用说”。目前,由于我国对煤矿的需求量日益增加,导致煤矿开采的矿井深度不断向下延伸,直接造成了矿井中煤体强度和突出阻力不断降低,这种情况下,也是让我国煤和瓦斯突出灾害事故发生的原因。
3 我国煤矿区域性瓦斯治理技术的应用
经过长期的开采实践研究出,由于保护层和预抽煤层的开采方式可以减少开采工作人员与危险煤层的接触时间,这样可以有效的降低煤和瓦斯突出的事故发生,从而提高工作环境的可靠性和安全性。就目前我国的煤炭开采技术来说,我国煤矿区域性瓦斯治理技术主要由井上和井下抽采技术两部分组成。如果这两种方式能结合起来,就能更有效的降低并控制煤和瓦斯突出的危险性。下面对这两种方式进行分析。
3.1 保护层开采及卸压瓦斯抽采技术
想要对具备保护层开采条件的矿井进行开采和瓦斯抽采,根据规定,必须对该矿井提前3-5年提出开采计划,做好矿井开拓和回采准备,并协调好相关工作。在保护层的开采过程中,一定要保证安全开采的安全性,让高瓦斯区域变成低瓦斯区域需要对保护层的卸压进行瓦斯强化抽采计划,可以有效降低煤层中的瓦斯含量。也是进行安全开采工作的重要保障。只有当被开采矿井消除突出危险后,才能进行煤矿井下作业。
3.2 强化预抽煤层的瓦斯技术
当一些矿井不具备保护层的开采条件时,此时强化预抽煤层瓦斯技术便可以派上用场,此方法也可以降低煤层中瓦斯含量,降低发生突出的可能性。该技术首先要对突出煤层的底板岩巷进行开拓,对突出煤层进行网格式向上钻孔施工,进行煤层的瓦斯预抽。这个过程中会在工作项和开切眼之间形成一个煤层开采的工作面。而且经过实验证明,利用煤层的压裂、松动爆破、水利冲击等方式进行煤层渗透,可以取得更有效的瓦斯抽采结果。
4 煤与瓦斯突出煤层防突治理技术措施
(1)在煤与瓦斯的煤层开采过程中,通过降低不安全区域的瓦斯含量,从而有效的消除煤与瓦斯突出煤层开采的危险性,在从安全区域向未知区域开采过程中,使未知区域转变为安全区域的防突措施,称为区域性措施。
(2)在煤与瓦斯的煤层开采过程中,在煤层开采面前方的局部区域内进行防突措施称为局部措施。通过消除该局部区域的危险性,从而形成防突安全带,保证留下足够的超前距离条件下,进行煤层开采工作。
5 我国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展
目前,随着我国对煤与瓦斯的需求不断增加,煤与瓦斯突出灾害也日趋严重,中国作为世界上受灾害最严重的国家之一,对煤与瓦斯突出灾害的治理已经迫在眉睫。而在有限的技术条件下,煤矿区域性瓦斯治理技术无疑是应对目前煤与瓦斯突出灾害的最佳首选。为此,很多矿业集团认识到这一点后,也结合相应的自身特点,制定了应对煤与瓦斯突出灾害的治理策略。面对煤与瓦斯突出造成的事故灾害,我国也将煤矿区域性瓦斯治理技术做了深入的研究并在矿业集团进行大规模的推广,由此看来,我国煤矿区域性瓦斯治理技术必将为我国煤与瓦斯突出煤层的高效开采提供不可替代的技术保障和技术支持,煤矿区域性瓦斯治理技术在我国的发展也将越来越广。
6 结语
综上所述,我国的社会发展进步刺激着我国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展,就目前来,我国的煤炭开采技术状况仍让人担忧,更何况我国是使用煤炭的大国,所以降低因为煤和瓦斯突出事故造成的经济损失和环境污染,是对做好煤炭资源的安全开采提出的挑战。通过我国对区域性瓦斯治理技术的不断推广和更加深入的研究,煤矿区域性瓦斯治理技术必将为中国煤与瓦斯突出煤层开采的安全高效工作,提供不可替代的重要技术保障。
参考文献
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[4]贾成飞;综采工作面瓦斯治理技术探究;科研;2012(06)
[5]雷洪波;周政林;王荣超;;松软突出煤层顺层抽放钻孔施工及封孔技术研究[J];矿业安全与环保;2009年S1期
[6]颜爱华;赵文义;;煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
【关键词】煤矿;地质环境;综合治理
我国是一个煤炭资源相对丰富,石油与天然气等资源相对贫乏的国家,对于煤炭能源的消费已经占到了总消费量的70%以上。专家预计即使在2050年,煤炭能源的消费量的比重仍会维持在50%以上。随着我国工业化程度的不断增强,对于煤炭资源的需求也在逐年上升。目前,我国的煤矿地质环境污染问题已经日益严重,从而引发了一系列的环境问题、社会问题,对煤矿地质环境进行综合治理已经到了迫在眉睫的程度,这就需要我们深入分析煤矿地质环境问题产生的根源,进而寻找切实可行的治理方案。
一、煤矿地质问题的现状
随着我国对煤炭资源开发的力度不断加大,煤矿地质环境问题已然日益突出。相关统计显示,全国因开采而引起的地面塌陷已经达到了1159km2,目前,国有煤矿矸石山有1500多座,其堆积量已经达到了30×108t,占地面积达到了5000km2。煤矿行业排出的废气占全国工业废气排放量的5.7%。虽然我国已经加大了对地质环境保护的重视程度,完善了相关法律制度,但收效甚微,煤矿地质环境恶化状况并没有得到根本的性的改善。
二、煤矿生产引发地质问题分析
如果煤矿企业在从事煤炭生产的过程中,没有进行合理规划,或者开发的过程中不科学、不合理,无视国家、地方政府、行业等方面的相关制度,肆意进行开采,必然会导致一系列地质环境问题,比如资源破坏、环境污染、矿山地质灾害等一系列问题。
煤矿生产引发资源破坏主要是由于在对煤矿进行开采的过程中,发生岩移,或者在对矿井进行抽排水操作时,改变了地表水、地下水的循环与储存状态,进而使煤矿区域内的地下水水位下降、地表水流失。这不但会破坏区域内的煤炭资源,同时会导致煤层自燃、水土流失、地表下陷。煤矿生产引发的环境污染是指因从事煤矿生产而引发煤层、煤矸石等地质体之中的有毒有害物质发生了扩散,从而对煤矿四周的空气、水体以及土壤造成了污染,在一些矿井的周围也可能会由于辐射、振动而形成污染。煤矿生产引发的矿山地质灾害可以分为地表地质灾害与井下地质灾害两个方面。地表地质灾害是由于对煤矿进行开采时,发生了岩移而诱发了山体滑坡、崩塌、泥石流等灾害。井下地质灾害是指在对煤矿进行开采时,由压力而引起的冒顶、瓦斯突出、矿井突水等一系列问题,井下地质灾害对采矿工人的生命安全构成了严重的威胁。
煤矿生产所引发的地质环境问题带有很强的隐藏性,而且破坏性也是惊人的,对煤矿员工、当地居民均会产生严重影响,因此,必须要引起我们的注意,加强煤矿地质环境的综合预防与治理工作。
三、加强煤矿地质环境综合治理的建议
想要做好煤矿地质环境综合治理工作,首先要摆正自己的思想观念,提高对地质环境综合治理的认识,以防治结合为指导思想,及时、全面、具体的展开煤矿的地质环境的调研工作,然后运用先进的管理与技术手段展开治理活动。现阶段,我国的地质环境治理仍然处于被动局面,而且无论在调研管理,还是在治理方面都远远落后于西方发达国家。想要扭转这种局面,就必须转变思维观念,增加资金投入,逐步完善与地质环境相关的指标体系、技术规范,比如滑坡、坍塌、泥石流等技术标准,不断推进地质环境保护的合理化、规范化、制度化。
(一)提高地质调研工作的质量
对矿区可以发生的地质灾害工作进行深入分析,特别要注意一些因采动、煤矸石堆放而引发的地表塌陷、山体滑坡、泥石流等地质灾害展开全面调研、预测、评估与预报,对这些灾害所形成的条件、原因、分布的规律、危害的程度以及影响的范围进行归纳总结,同时对容易发生灾害的区域进行连续监测。
对煤矿区的瓦斯地质进行调研,特别注意煤层之中瓦斯的来源、储存及其分布特征,及时评价瓦斯涌出的特征与涌出量,从而把握瓦斯抽放的地质条件与改良方法。对煤矿区的水文地质展开调研,理顺煤矿井下地下水的分布情况,同时注意地下水与地表水的流通渠道,从而确定水体受污染的原因、渠道。对煤矿区的水质与岩土进行分析调查,从而把握水体污染、土壤污染以及煤炭生产过程中有毒有害物质迁移的规律,为控制土壤污染、水土流失以及其他环境治理提供依据。
(二)逐步完善生态补偿机制
我国政府要积极推进公共财政体系建设,增强各地区之间的财政转移与支付的力度,保证现有资源能够实现有偿使用;制定排污收费制度,加强监管,保证制度的贯彻落实;根据当地的实现情况,制定矿产资源补偿费与水资源费征收的条款,启动自然环境治理资金备用库;充分利用市场经济的优势,探索生态补偿的市场化运行机制;在现有的法律规定的基础上,结合煤矿自身的一些特点,建立与我国国情相符的法律制度体系与技术标准体系,并且积极推进这一体系的覆盖面积;政府职能部门定期举行听证会、论证会,听取专家、学者以及社会公众的意见,集思广益,积极探索煤矿地质环境综合治理的新方法。
(三)建立健全技术保障机制
合理规划煤矿资源的开采以及基础地质调查工作,认真、细致的对矿区内可能发生的地质灾害进行分析总结,进而把握煤矿地质环境变化的趋势。我们知道,煤矿的地质环境监测工作是安全生产的重要保证,因此,必须要投入资金,引起必要的监测设备、监测仪器,对煤矿进行全面监测、随时监测,然后对监测所形成的数据资料进行深入分析,寻找煤矿地质环境变化的一些规律,进而有效预测煤矿地质环境的变化趋势,运用防治结合的方法,保证员工以及周边地区居民的生命、财产的安全。如果遇到实际技术困难的情况,主管部门要组织工程技术人员进行技术攻关,再组织培训教育,将这些技术传播给一线技术人员,如果遇到典型情况,可以组织专业进行现场指导,确保技术保障机制的有效运行。
(四)拓宽融资渠道
煤矿地质环境的治理是一项周期长、投资大、涉及面广的系统工程,所以我们要积极拓宽融资渠道,采取多种融资方式。比如对于一些由国家控股的企业,其资金应该由政府与企业来共同承担;建于新建或是正在建设的煤矿企业,则需要由企业自行承担相关责任;同时地方政府还要从地方经济的发展现状与特点出发,制定一些有利于投资的优惠政策,从而吸引社会资金,再按制度与比例来享受收益分配。
四、总结
综上所述,煤矿地质环境的综合治理不但与员工的安全生产有关,与企业的可持续发展有关,同时也影响着我国的国民经济发展。因此,我们必须从煤矿所在地的地质地貌、煤矿企业的实际生产等方面出发,采取切实可行的措施,加强煤矿地质环境的综合治理。
参考文献:
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