導語：如何才能寫好一篇頂板災害防治，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關鍵詞]煤炭頂板；水砂

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）42-0111-01

煤礦開采行業相對其他行業來說，危險性極高，如瓦斯爆炸、突然涌水、崩棚現象以及冒頂等災害經常發生。頂板事故相對于其他事故，雖然傷亡率比較少，但是頻率相當高，是影響施工開采的一大隱患。本文就頂板事故中常發生的水砂災害進行了探討。

1、引起煤礦頂板水砂災害的主要因素

1.1 上覆水體因素

煤礦頂板發生水害的關鍵條件是煤礦附件有水源，而上覆水質的性質會對巖層性質有較大的影響，為保證煤礦開采的安全性，有上覆水存在的煤礦必須先進行疏放水，確認安全后才可以開采作業。上覆水體影響煤礦頂板安全的因素主要包括：水的性質、巖層的性質、水量的大小以及上覆水體對頂板作用的壓力大小。被污染的水里含有大量的腐蝕性物質，會對土壤和巖石都有比較大的腐蝕作用，甚至改變巖石的物理性質，使巖石含有孔洞，透水性增加，強度減少，增加頂板事故發生的可能性。另外，當上覆水體量比較大時，或者上覆水體與頂板的距離比較小的時候，上覆水體就會對頂板產生比較大的壓力，當頂板無法承受上覆水體的水壓時，就對發生頂板嚴重透水、坍塌等災害。當含水層中含有大量輕質的細砂、粉砂時，礦井充水就會產生涌砂現象，攜帶來的涌砂往往難以清理， 淤塞巷道，如不及時處理同樣會造成水砂災害。

1.2 開采技術因素

開采技術對煤礦頂板的影響主要包括兩個方面，支護方式和回采過程。支護方式主要分為梯形和拱形，其類型包括木支架、金屬支架和鋼筋混泥土等，它們的支護能力不同。在對支護參數進行設計時，不可以根據經驗而忽略實際情況。此外，不合理的回采工序也會導致頂板事故的發生，如在鉆孔的過程中鉆孔的深度和距離沒有按照作業規程規定鉆取，角度出現偏差等可能會導致涌水現象的發生。

1.3 巖層狀況因素

一方面，對于存在斷層和破碎帶的特殊地質的采煤地點，對施工作業帶來了極大的挑戰，由于斷層常常伴隨著斷層泥砂，遇水極易發生坍塌事故；另外，由于泥砂質的存在，該處的巖層的穩固性就較差，圍巖容易破碎，在爆破震動的作用下會使巖體發生改變，容易發生頂板冒落，在這種環境下進行作業，安全性是相對較低的。另一方面，對頂板也有較大的影響，一般來說，巖性越軟，導水裂隙帶的發育就越低，對開采作業越有利；開采的深度越大，導水裂隙帶的長度也越大，也就越危險；回采面積越大，導水裂隙帶的高度也會隨之增大，但是隨著回采工作面推進速度的加快，導水裂隙帶的高度卻逐步減小。另外，煤層傾角的影響，煤層傾角越大，矸石滑動的可能性也就越大，上覆巖層也就較容易發生破壞。不穩定巖塊的作用，在斷生三角塊等作用下會導致頂板圍巖承力能力發生變化，使巷道承重支柱受力不均，易發生坍塌事故。

2、煤礦頂板水砂災害的預防措施

2.1 全面考察地質構造，排除危險

在采煤作業開始之前，非常有必要對地質構造進行調研和分析。上覆水體，煤和水是共生的資源，煤礦大都含有上覆水體，而上覆水體是造成煤礦頂板水害的重要原因，為了防止頂板水害的發生，我們十分有必要了解水體的性質，水文地質條件，上覆水量的大小。為避免煤礦頂板水砂災害的發生，在加大排水量的同時，十分有必要清理突水攜帶的大量涌砂，避免堵塞現象的發生。煤層地質條件，評價頂板安全性能，煤層頂板有易冒落的松軟頂板、中等冒落性的頂板、難冒落的堅硬頂板、極難冒落的堅硬頂板和可塑性彎曲的頂板五類，在考察時要對頂板特性進行歸類，并且針對不同的頂板要有不同的防護措施。巖層的性質，要著重考察巖層是否受到腐蝕，巖層是否存在裂隙和節理，是否存在斷層和褶皺，是否有破碎帶和擠壓帶，并且在開采的過程中是否有可能發生層間滑動現象，對每種可能發生的危險要進行一一的考察、排除、監測，并準備好保護措施，以預防頂板水砂災害造成的安全事故。

2.2 力求優化采煤技術，合理施工

在采煤過程中要使用科學的工藝，要保護好頂板，優化采煤技術方面，最重要的是要保證采煤作業的安全性，在安全性的基礎上再考慮其效率和經濟性。為防止出現頂板安全事故，可適當減少空頂跨度，并采用合理的支護方式，及時支護，盡量減少空頂時間，尤其是存在破碎帶或貫通帶的地段，常常會出現支柱被炮崩倒的現象，此時若不進行及時的補救措施，極易發生冒頂的災害。提高支護的質量，若用木支架進行支護時要事先檢查它們的強度，錨桿插入深度是否能使錨固力達標等方面，因為當頂板來壓時，如果支護質量存在問題，無法抵抗突然產生的巨大壓力，就可能出現比較嚴重的頂板事故，如冒頂，坍塌等較嚴重的后果。合理的打炮眼、放炮，嚴格控制裝藥在打炮眼作業時，鉆眼人員必須按章操作，鉆眼的深度和角度嚴格按照要求，要嚴格檢查鉆孔的涌水情況，遵守“有疑必探，先探后掘”的原則，當涌水量較大時要停止作業并及時撤退工人，避免透水現象帶來的安全隱患，當出現霧氣、水叫、頂板來壓、滲水、采掘工作面或其他地點出現掛紅、掛汗等透水預兆時，一定要及時撤退所有工作人員至安全地帶。在施工的過程中要避免破壞到頂板，爆破的時候破壞到頂板就會導致頂板暴露太大面積，對存在斷裂的頂板就容易發生頂板水砂災害，在布置工程時，可垂直于構造方向來布置工程，這樣比沿著構造方向布置的頂板暴露面積要小的多，增加頂板的安全性。

2.3 改加強完善管理制度，提高意識

健全管理制度，根據有關法律法規，并結合近些年來出現的頂板事故，分析這些頂板事故發生的原因，探討如何避免頂板事故的發生，并整理出切合實際的安全生產管理制度，將制度落實到各個部門并嚴格執行。對每個崗位要有明確的規定，實行嚴格的考察制度，可以用現場考察各種實際情況或者閉卷考試的方法了解每位基層員工對基本技能的熟悉情況。實行嚴格的問責制度和監管制度，每位基層員工、技術人員和管理人員要對自己生產范圍或管轄范圍的安全負責，從而進一步提高安全生產的意識。此外，要加強現場管理，比如瓦斯、安全檢查員每班都必須要及時監測瓦斯、頂板壓力、涌水量等情況，從而以避免產生爆炸、透水、坍塌等安全事故的發生；在設備防爆性能管理方面，一定要嚴禁失爆設備工作，需要安裝失爆設備時必須要有安瓦員在現場，并對周圍一定范圍內的瓦斯濃度進行嚴格的檢測，只有當瓦斯濃度符合規定要求時才可以安裝失爆設備；另外，當班跟班區隊員要加強對頂板壓力、瓦斯、涌水等變化情況進行跟蹤檢查，確保施工能安全順利的進行。總之，在管理方面一定要嚴抓每一個細節，通過安全教育提高員工對安全生產的自覺性，通過對員工定期培訓如何預防頂板事故以及頂板事故的危害性，把安全生產的意識深入到每個員工心里，必能將頂板事故扼殺在搖籃里。

3、結語：

如何有效的防止煤礦頂板水砂災害，其關鍵就是要對頂板的變化情況有明確的認識并對頂板的變化及時的做出正確的反應。許多水砂災害發生之前都是有預兆的，如透水前空氣會變冷，煤壁掛汗、掛紅，頂板淋水加大，有水叫和臭味等，及時的撤退就不會產生人員傷亡，因此，加強對工作人員的應急培訓也是十分必要的。

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關鍵詞：地面塌陷成因防治對策

Abstract：On August 21, 2010, three ground collapses occurred，which was a threat to the safety of life and property of local residents in Miaogou Village of Haicheng city, in Liaoning province. The ground collapse has been one of the major geologic hazards in the threat of urban construction and people's lives and property, and study about the ground collapse will be the subject which the future urban development must be faced and resolved. This paper analyzed the causes that lead to the occurrence of ground collapse in Miaogou Village, and the prevention measures were put forward.

Keywords：Ground collapse Cause of formationPrevention measure

中圖分類號：TU767+.4文獻標識碼： A

1 引言

地面塌陷是與其所處的地質環境和地質作用等因素密切相關的，是指地表巖體和土體在自然或人為因素的作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑洞的一種地質現象[1]。當地面塌陷發生在人類活動區域或造成生命財產的損失時，這一現象就會成為地質災害。由于城市化進程的加快，人類對資源的需求越來越大，固體礦產和地下水的開采不斷加劇，以及城市地下工程的頻繁施工，對地質環境造成了巨大的破壞，在外應力條件下，很容易造成地面塌陷的發生。

近年來，城市地面塌陷現象頻發，不僅阻礙了城市化進程的發展，還造成了巨大的經濟損失和人員傷亡。據統計，廣州自1990年以來發生地面塌陷60余次，直接經濟損失達8000萬元以上[2]；北京從2005到2010年間共發生地面塌陷達150多次[1]；內蒙古地區截止到2000年底，發現的塌陷共有197 處，造成的經濟損失高達2. 146億元[3]；地面塌陷已成為威脅城市建設和人民生命財產安全的主要地質災害之一。因此，對于地面塌陷的成因和防治措施的研究，將是未來城市化發展過程中必須要考慮和解決的課題。本次以2010年8月21日發生在遼寧省海城市牌樓鎮廟溝村的三處地面塌陷為例，對于地面塌陷的成因和防治措施進行初步探討，提出相應的防治措施。

2 研究區地質環境背景

2.1 研究區地理位置

研究區位于遼寧省海城市牌樓鎮廟溝村。該區是我國的老海城鎂礦區，采礦業發達，交通十分便利。

2.2 地形地貌特征

研究區位于山谷交匯處沖積平原地帶，地勢呈東南高、西北低，屬東部山區低山丘陵區過渡段，山山相連，溝谷交錯，海拔高程位于212.5～67.5m之間。

2.3 水文氣象特征

研究區位于暖溫帶季風氣候區。春暖秋爽，夏熱冬寒，春季偏旱，少雨多風，蒸發量大；夏季多東南風，氣候炎熱，濕潤多雨；秋季短，降溫快，氣候涼爽；冬季冷，降雪少，降水主要集中在7和8月份，研究區內季均降雨量約400mm。海城市的年溫差和日溫差都較大，對巖石的熱脹冷縮和加速風化起到不可忽視的作用。

研究區有溪流廟溝河穿過。廟溝河發源于馬家堡子，流經本區，橫穿王家堡子礦段西段，而后沿下盤黑云母片巖向東流出，匯入下房身河。廟溝河主要由大氣降水和基巖裂隙水補給，平時流量不大，但暴雨條件，洪峰流量迅速增大，洪峰徑流量達21988.8m3/d。

2.4 地層巖性

研究區出露的地層主要為下元古代遼河群大石橋巖組二段、三段及第四系（Q）土層。區內大理巖發育，主要為白云大理巖、菱鎂礦夾菱鎂大理巖及少量閃透白云大理巖、方解石大理巖，第四系（Q）土層多為沖洪積物組成的粉質粘土、細砂、砂礫石及礫石層等。

2.5 地質構造

研究區共有兩條構造斷裂帶經過，其中一條長約80m，走向NE，傾向NW，另一條長約160m，走向NW，傾向NE。研究區位于地震烈度Ⅵ度，其設計基本地震加速度為0.10g，屬高烈度地區。

2.6 地下水發育特征

研究區地下水豐富，多為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙、巖溶水。其中第四系松散巖類孔隙水多埋藏于河谷平原，山間谷地等較低部位的松散巖層中，垂直方向上接受大氣降水的補給，而側向則由山區基巖裂隙水來補給，近河地段與河水有著明顯的水力聯系。研究區富鎂碳酸鹽巖發育，故雨水的溶蝕作用較強，巖溶地貌發育，巖溶裂隙水也較為豐富。

2.7 人類工程活動

研究區內人類工程活動強烈，主要以采礦、房屋建筑和道路施工為主，而鎂礦的開采對環境影響最大。其中牌樓鎂礦和富源鎂礦均為露天開采，海鷹鎂礦為井下開采，這些對該區地質環境的破壞極大，在海鷹礦區以及形成了多處地面塌陷，造成了較大經濟損失。

3 研究區地面塌陷概況

研究區共發現3處地面塌陷：1#塌陷坑（見圖3-1）位于廟溝村休閑廣場附近的村民院內，塌陷坑直徑約為3m，深度達7m以上，呈漏斗狀；2#塌陷坑位于1#塌陷坑的西南方院墻外小路邊上，直徑約為3m，最大深度約為3.5m；3#塌陷坑則位于2#塌陷坑的南側莊稼地里，直徑約1.5m，較淺，深度約為0.3m，洞口呈圓形。

圖3-11#塌陷坑

4 研究區地面塌陷的成因分析

影響地面塌陷的因素有很多，其中人類地下開采活動造成的采空區是形成地面塌陷的主要原因，而其他外力作用如降雨、自然重力、過量抽排地下水等則是誘發因素。

4.1 采空區穩定性分析

采空區的面積大小反映了地下的開挖程度，也決定了地面塌陷發生的可能性的大小[5]。研究區地下存在有兩條平行巷道，分布在露天采礦場到廟溝村休閑廣場南側這一段。平行巷道長約110m，寬約為10m，高度約為5.7~8.5m，平均高約7.1m，中間有6m的寬礦柱。研究區內的采空區總面積約為4917m2，塌陷1#位于巷道北側巖溶區，塌陷2#位于巖溶區和采空區臨界位置，塌陷3#位于巷道正上方，采空區分布范圍較廣，面積也較大，其深度也有加大的趨勢。

該采空區頂板巖層厚度19-27m、冒落區頂板巖層厚度14-19m（均含第四系）。巖性主要有兩種，菱鎂大理巖和蛇紋石化大理巖，巖溶發育。根據巖石力學試驗抗壓強度 31～178MPa，屬堅硬巖。但是由于有公路并且有超重載重汽車通過，并且不斷有放炮震動影響，因此對坑道頂板進行驗算。

結合力學試驗成果分析對巷道頂板進行穩定性驗算，結果如下：

根據《工程地質手冊》，當建筑物已建在巷道上部時，可按式（1-1）驗算地基的穩定性

……………………（1-1）

式中：

H0為巷道頂板的埋藏臨界深度，m；

B 為巷道高度，m。10m；

γ為頂板巖體容重，KN/m3。菱鎂大理巖和蛇紋石化大理巖取27.7～29.9 kN/m3；

φ為內摩擦角，°。45～52°；

P0為附加應力，KPa。取149 KPa（包括土附加應力和車載附加應力）。

φ =45°時，按坑道寬10m，γ=27.7kN/m3，H0=63.78m；

φ =45°時，按坑道寬10m，γ=29.9kN/m3，H0=63.44m；

φ =52°時，按坑道寬10m，γ=27.7kN/m3，H0=70.1m；

φ =52°時，按坑道寬10m，γ=29.9kN/m3，H0=69.72m；

從安全的角度出發，實際采空區寬10m時的H0最大值，即63.78m，1.5倍 H0為95.67m。當采空區頂板小于H0（63.88m）時，頂板不穩定；

當采空區頂板大于H0（63.88m）時而小于1.5 H0（95.67m）時，頂板穩定性差；當采空區頂板大于1.5 H0（95.67m）時，頂板穩定；

根據以上不穩定的基本條件分析和依照坑道頂板穩定性驗算結果，本次地面塌陷地段可以確認為不穩定或穩定性差，需要進行治理。

4.2大氣降水的影響

由于2010年汛期雨量較大，且持續時間較長，加大塌陷區頂板自重的同時也導致塌陷區孔隙水壓力及地應力結構不斷發生改變，成為導致頂板失穩形成地面塌陷的誘發因素。

4.3 地下水作用的影響

為保證礦體開采，在洞口處抽排地下水。連續長時間的抽排研究區礦坑的地下水，在含水層裂隙巖溶與采空區之間形成滲水通道，導致該區地下水流場發生變化，形成以礦洞為中心的降落漏斗，導致該區地下水作用相對較高。特別是上覆第四系與基巖面以下采空區之間通過裂隙直接或間接連通，在地下水作用加大的條件下，局部第四系被夾帶至空洞中，導致第四系下部形成土洞，使其地應力變化失穩，成為地面塌陷形成的主要因素。

4.4巖溶區的影響

研究區地層以大理巖為主，受降雨的溶蝕作用強烈，地下溶蝕現象發育，該區內的巖溶發育面積約為1200m2。地下溶洞直徑約為1~5m，平均埋深在15m左右，局部埋深較淺，僅為0.2m。

巖溶的發育反映了地下的空曠程度，巖溶的埋深則間接反映了塌陷區的形成位置及規模[6]，進而決定了發生地面塌陷的可能程度。

4.5 塌陷成因分析

由于研究區主體為巷道采空區，規模較大，頂板埋深較淺，經計算不能滿足頂板穩定性要求；采空區背離洞口方向水位較高，不斷向洞口處補給，加之洞口處不斷對地下水進行疏干，并且2010年汛期降雨量較大，加速了地下水的徑流與疏干，并且巖溶區和采空區相鄰，地下水徑流的同時不斷夾帶頂板風化物進入坑道內，使頂板地應力不斷改變，最終導致頂板的失穩進而產生地面塌陷。

5 地面塌陷的防治對策

地面塌陷是與高度發達的經濟相耦合，這必然會放大災害的破壞效應，因此防治地面塌陷為當務之急[4]。當前對于地面塌陷的防治原則主要為以防為主、防治結合，首先應對未發生地面塌陷的地區進行預防，以防災害的發生，而對已經發生災害的地區，應及時進行治理，以防災害進一步擴大。

（1）對未發生地面塌陷的地區進行詳細的勘察，根據勘察結果來制定預防措施。首先停止使用可能出現塌陷的高危險區內的建筑物并進行搬遷；而擬建建筑物應避開易產生塌陷的危險區；對于輕度危險區應進行治理。

（2）加強采礦區的監管工作。在地下開礦的同時應做好支護措施，以防上覆土層承載力下降而發生塌陷。此外礦坑的抽排水方式應進行合理的設計和選擇，保證排水時，礦坑附近的地下水位緩慢變化，保證地下水位保持在一定的范圍內，以防地下水位變化過快，導致表層土失穩而形成塌陷。

（3）對采空區進行填充，對巷道內重要位置（如公路下方）采取混凝土澆筑的治理方式，在支撐地表公路的同時還可以封堵坑道的地下水，以防地下水泄露導致塌陷坑的進一步擴大，該工藝采用地面大孔徑混凝土澆筑（選取頂板最高點布設澆筑孔），洞內支模板振搗，治理效果良好。此外，在巷道主體部分應采取大孔徑投料、高壓注漿密實的處理方法進行治理，該治理方法簡單便于操作，但投料顆粒級配及注漿壓力是重點與難點；對巖溶區采用高壓注漿進行密實處理的同時可采用振沖碎石樁進行置換、振動密實處理，該治理方法加固效果良好，對于處理松軟地層有較好加固作用，但是該治理方法需要較大的作業空間及排污場地，預計治理后單樁承載力可達40t，完全達到加固效果。

（4）對于已經發生地面塌陷的地區，應禁止繼續大量的抽取地下水，以防災害的擴大。

6 結論

近年來，隨著城市化進程的不斷加快，資源的過度開采，地面塌陷地質災害頻發，地面塌陷已成為威脅城市建設和人民生命財產安全的主要地質災害之一。因此，對于地面塌陷的成因和防治措施的研究，將會是未來城市化發展過程中必須要考慮和解決的課題之一。

（1）研究區地面塌陷的發生主要受采空區和地下溶洞的影響，采空區的面積、巖溶的發育程度以及巖溶的埋深，都決定了發生地面塌陷的可能程度。其他因素，如降雨的強度和持續時間、地下水位的升降、地貌特征以及人為的地面動荷載等，也會對地面塌陷的發生起著一定的作用和影響。而連續長時間的抽排研究區礦坑的地下水，是導致此次的地面塌陷發生的誘發因素之一。

（2）當前對于地面塌陷的防治原則主要為以防為主、防治結合的方針，對未發生地面塌陷的地區進行預防，以防災害的發生，而對已經發生災害的地區，應及時進行治理，以防災害進一步擴大。

參考文獻

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關鍵詞：煤礦，地質災害，防治

近年來隨著國家經濟建設的發展,對礦產資源的需求與日俱增,不同規模的礦山都在進行開發,其中小型礦山占很大比例。礦山開采為國家帶來了很大的經濟效益的同時,也引發了很多地質災害，主要表現在崩塌、滑坡、地面沉陷(礦山采空區沉陷)及泥石流等方面。因此,對礦區進行地質災害的有效預測并根據礦山開采的實際情況提出相應防治措施,在盡最大努力避免和減輕地質災害造成的損失的同時,更能維護礦區的正常作業、人身和財產安全。

1礦區開采現狀及地質背景

1.1礦區開采現狀

從解放前至二十世紀九十年代間一直進行生產，采空區大面積存在，標高+30米以上已采空，后因某種原因而停止開采，。

該礦山設計開采方式為斜井片盤開拓方式，設計采區回采率80%，主要利用現有兩條井筒，一條為主井、一條為副井，主豎井井口標高為+65.69m，井底標高-60m,主要用于提升煤炭、提矸、升降材料和人員、進新鮮風燈；副豎井井口標高為+65.4m，井底標高為-40.0m，為回風井。

該井田為斜井片盤開拓方式，主井設提升絞車設備，主要擔負提升煤炭、升降材料設備、進新鮮風流。副井井筒為總回風井。礦井通風方式為中央并列抽出式通風。該礦正在做生產準備，對批準可采的3個煤層賦存情況和地質儲量，依據以前和現已掌握的地質資料情況，對井田地質儲量和煤層情況基本清楚，本次礦井設計生產能力為1.0萬噸/年。采煤方法設計為走向長壁和短壁后退式開采，采用打眼放炮、人工攉煤、木支架，全部跨落管理頂板，井下人力推車，絞車提升，機械通風。

1.2地質背景

該礦區內主要的出露地層有石炭系本溪組、太原組和第四系。

礦區范圍的北部邊緣有一條逆斷層，走向近東西向，傾向北，傾角60°～70°斷裂性質為壓扭性，破碎寬度在10m以上。

礦區內巖漿巖不發育，沒有發現較大巖漿巖侵入體，局部可見煌斑巖穿插地層間，而規模小，對煤層開采影響較小。

評估區域內斷裂構造較發育，地質構造條件較復雜。

1.3地震

根據國家地震局出版的第四代1/400萬《中國地震動峰值加速度、地震動反應譜特征周期區劃圖》，該礦區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，地震基本烈度為Ⅵ度。

2地質災害及其特征

該礦區開采時間較早，且企業性質由國企到私營的變換，歷經多次開采，地下開采情況復雜，采空區大面積存在，標高+30米以上已采空，現場調查未發現明顯的塌陷、沉陷反映，但隨時間的推移，依然是安全的隱患。

根據現場調查，該礦自建礦以來未發生過井巷坍塌冒頂和礦坑突水等災害，但該礦區為煙臺煤田的老礦區，開采活動強烈，老窯的存在不容忽視，在開采過程中應給與高度重視。

3地質災害發展趨勢預測

3.1 礦井突水：

由于該礦區開采時間較長，歷經多次復采、殘采，井下情況復雜，其內部可能積水蓄水，本礦在生產過程中，井下涌水量較大，最大涌水量可達12.0m3/h，斷裂構造比較發育，若疏于防范、局部遇到斷裂帶，可能會引發、加劇礦井突水的可能性大，易發程度高，直接威脅礦工安全。

該礦區礦體間距為3-6米，，在開采下部礦體時，若不小心打穿頂板，使上部煤層開采留下的老窯積水涌出，可能引發礦井突水事故，威脅礦工生命安全和生產設備的安全，在開采時應給與高度重視，其危險性中等。

該煤礦采空區頂板為第四系松散巖類透水性良好，在雨季，大氣降水易通過地表進入采空區內，造成采空區積水，通過滲透作用進入礦井小，從而加大礦井的涌水量，若排水不及時或受其他因素影響，也有可能引發礦井突水災害，其危險性中等。

3.2 井巷坍塌、冒頂：

井巷坍塌、冒頂一般是由地質條件、生產技術條件、組織管理等多方面的主觀和客觀因素綜合作用的結果。

地質條件：礦山開采煤層屬于緩傾斜煤層，層數較多，開采厚度較小，煤層頂、底板泥巖、泥質細砂巖，巖層完整性一般，強度較低，穩定性較差，受地壓影響，易發生局部坍塌、冒頂。

采礦條件：主要采用走向長壁法，頂板管理為自然冒落，勢必導致井巷坍塌、冒頂，特別是復采和殘采，加劇地面變形，容易導致地面塌（沉）陷。

生產管理方面：如果支護不及時、支護間距不合理，支護材料強度低，礦工安全意識淡薄，則更容易造成井巷坍塌、冒頂事故。

綜上所述，預測礦山開采可能引發、加劇井巷坍塌、冒頂事故，主要是危害井巷內人員、設備等安全，危險性中等。

3.3 地面塌（沉）陷、地裂縫：

根據本礦條件，開采垂深約120m，開采厚度一般在1.2～2.5m,地表風化巖石移動角 為45°，基巖段巖石移動角為75°，根據公式W0＝m·η·cosα,經計算其最大沉降值可達0.85米。采空區順巖層傾向傾斜向下，開采和殘采結果將全部形成采空區，其距離地表垂高范圍為80～130m，結合礦床開拓，地下采空區累計開采高度最大約3.2m。煤層頂板隨開采工作面的推進而自然冒落，進而形成采空區的垂直“三帶”和上覆巖層的移動變形。采空結果隨著時間的推移，煤層頂板將出現冒落帶、裂隙發育帶，其煤層頂板穩定性較差，在巖層自重壓力和復采情況下，可能引發、加劇地面塌（沉）陷地質災害，并伴隨有地裂縫的產生。

地面移動和變形與采深采厚比有關：本礦山地面標高50～90m，開采深度-60m標高，這樣，本礦山已經形成采空區的覆巖厚度為110～150m，開采高度按3.2米估計，a、在覆巖厚度小于96米的條件下，即H/m

該礦區開采時間久，地下開采情況復雜，根據記錄，該礦區附近有過亂采亂掘，也不排除有老的采空區，進而可能引發、加劇地面塌（沉）陷、地裂縫地質災害，威脅礦工的生命安全、設備的安全和地面建筑物的安全，其危險性中等。

4、地質災害防治措施

4.1 對地面塌（沉）陷、地裂縫地質災害的防治措施

（1）礦山開采時應及時做好支護，確保人員在巷道的安全。

（2）對采空區定期回填，減少地面下沉，留設保安礦柱以防地面塌（沉）陷。

（3）對地面陷坑、地裂縫進行回填，防治地表水流入井下，軟化巖土體，降低巖土體的穩定性。

（4）礦山建設過程中和結束后應建立地面塌（沉）陷、地面沉陷等災害觀測點，了解地面沉陷速率，閉坑后應在地表設置危險標志，以確保人身、財產安全。

4.2 對井巷坍塌、冒頂地質災害的防治措施

（1）加強掘進工作面的頂板管理，重視井巷的支護與維修工作。

（2）做好頂板鑒定與分級管理工作。

（3）加強對頂板松石的檢查和處理。

（4）堅持必要的制度，如“敲幫問頂”制度，支架驗收制度、崗位責任制度，防止麻痹大意。

（5）向井下工作人員普及井巷坍塌、冒頂前兆知識，發現問題及時處理。

（6）工作面頂板松軟或破碎、過斷層、過老窿或冒頂區以及托頂開采時必須制定安全措施，實行短壁式開采和后退開采，是復采礦山的一項安全措施。

（7）嚴格執行作業規程，操規程，嚴禁違章作業。

4.3 對礦井突水地質災害的防治措施

（1）開采掘進過程中要做到探采結合,特別是對老采空區的監測，若遇到斷裂構造和老窯積水,應先放后采，加強防護。

（2）開采掘進時，時刻注意頂底板的穩定性和完整性，下部煤層開采時，避免上部煤層采空區的滯留水進入，威脅礦工和設備的安全。

（3）增加排水設備,以備應急，對井下工人進行避險培訓。

（4）礦井正常涌水量為8m3/h,最大涌水量為12.0m3/h，必須做好礦井水的監測及排水工作，防止水患發生，確保礦井安全生產。

參考文獻

[1]張祖培.國際地質工程與地質災害新技術研討.國際學術動態，武漢，2007.

篇4

關鍵詞：煤礦;頂板;管理;研究;完善

0 引言

煤礦的每個安全事故都會涉及到工作操作人員的生命安全，因此，煤礦的監管部門如果只重視單位效益，沒有形成有力的監管，就會給煤礦施工埋下一定的安全隱患，必將形成安全事故。如何保障管理的有效性，管理人員要找準重點，以煤礦采掘質量管理為基本，全面綜合加強工程的質量管理，從管理方面控制頂板事故的發生。

1 煤礦頂板管理的意義

我國煤層賦存條件復雜，自然災害嚴重，大量資源多集中在深部。全國千米深井中，隨著開采深度的增加，煤與瓦斯突出、沖擊地壓、地溫、瓦斯、水害等自然災害對安全生產和勞動強度的影響正在加大，制約煤礦發展采掘機械化的因素越來越多，地質條件也愈加復雜。

礦井開采過程中礦壓問題日益突出，其中較為明顯的就是沖擊地壓的問題，沖擊地壓隨著開采深度的增加也會發生變化，從強度、頻率和規模上都會隨著開采深度而上升，同時沖擊地壓并不是單獨發生的，會伴隨著瓦斯突出、承壓水等各種問題一同發生，他們之間會有互相的作用和疊加，這就造成了更嚴重的事故，這些災害互為誘因給災害的預防和防治帶來了更嚴重的挑戰;另外煤與瓦斯的突出危險性會越來越高，開采的深度增加會直接造成地應力的增大，地應力的增大對于煤與瓦斯的突出危險有直接的關系。還有，采場礦壓也會由于開采深度的增加而危險性更大，深部煤巖體的應力環境、變形與破壞特性較淺部煤巖體發生了顯著變化。深層煤巖體的變形特性發生了根本變化，巖體的擴容現象突出;巖體變形具有不連續性，巷道圍巖變形量大。隨著采深的增加，采場礦壓顯現強烈，表現為圍巖劇烈變形、巷道和采場失穩，加大了頂板管理難度，增加了支護成本。

在這種嚴峻的開采環境下就需要各煤炭企業對頂板管理工作提高重視，深入貫徹落實相關文件，例如《國務院辦公廳關于進一步加強煤礦安全生產工作的意見》建立健全煤礦安全長效機制，對于煤礦頂板事故的發生起到預防和防治。

2 煤礦頂板管理方法措施

2.1 完善制度

健全完善規章制度，強化落實工作責任，推進各項管理制度真正落到實處。

2.2 動態監測和預防

加強地質勘探和地質資料分析研究，做好地質預測預報以及礦壓觀測工作，及時準確地掌握煤層賦存情況、地質構造、頂底板巖性和礦壓顯現規律，切實為做好煤礦頂板安全管理工作提供可靠基礎資料。在回采工作面的使用過程中容易出現初次來壓或者周期來壓造成的冒頂事故，通常事故多發區為斷層、裂隙發育的頂板等，這種情況下一旦出現問題將會造成局部漏冒嚴重的還會造成大片支架的平衡不能穩固直接影響工作面的穩定，造成垮塌，甚至會影響到工人生命財產的安全，所以這就凸顯了頂板監測的重要性，及時對頂板的具體情況進行有效的檢測，消除頂板事故隱患，加強支護措施，真正的保障在施工過程中的安全。

2.3 工程技術管理

有些煤礦頂板事故的發生經過查證之后發現是由于工作面的質量或者現場的管理問題造成的，這種情況下就需要充分認識到頂板事故的原因，針對原因采取措施，在頂板管理工作中，采掘工程是基礎，如何進行小煤礦的安全管理就需要從現場管理緊抓，首先重要的一項就是提高工程質量，這就需要在井下作業過程中及時進行現場的檢查和監督，一旦發現問題就要進行指導和解決，尤其是在地質構造等大問題上要及時進行安全技術措施的補充教育，組織所有員工進行學習和培訓，從而提高施工質量和安全，在日常工作中需要注意的是安全員要對采掘面的支護質量進行一個良好嚴格的檢查工作，及時發現問題并且解決，避免出現隱患后沒有察覺而造成的事故，在驗收中需要注意的是必須嚴格控制質量，保障工程質量的合格。

2.4 強化事故多發地點的頂板管理

在事故多發的地點，例如局部冒頂等問題，這種問題要首先找到問題產生的基本原因，針對問題采取解決方法，例如冒頂問題的實質就是頂區內的有效支護沒有充分的改善，這種情況下就需要我們了解容易發生冒頂的位置進行重點控制，其中主要是地質構造有所破壞的周圍;第二是采面靠近煤壁處或順槽掘進迎頭;第三是巷道、順槽交叉口及回采工作面上下出口處;四是采面放頂線附近。找到產生的原因和多發地點之后就能夠減少工作量，更有效率的維護頂板管理的安全。

2.5 加強現場檢查監督

在現場的檢查監督過程中要嚴格執行監管部門的相關管理條例，一旦出現有違規行為和違規人員都要嚴格處理，避免打人情牌，對于一些事故預防做出了巨大貢獻的人員必須給予獎勵以示鼓勵，井下一旦發生頂板事故，需要認真分析原因，并制定防范措施。

2.6 參與人員素質提高

在企業管理和生產過程中基本的單位組成就是小隊，如何有效的控制事故發生就需要對這些隊伍進行控制，在安全生產管理工作中這是一項非常重要的保障，在安全生產中需要及時解決一些安全隱患問題，對于班組建設不斷加強，這是實現安全生產的基本基礎，安全生產的根本就是將一些存在安全隱患的問題及時解決，對于工作人員以及各個班組要及時進行培訓和監督，提高施工人員素質，真正的保障頂板管理工作和井下工作的安全。

2.7 創新實踐

我國很多礦區，巷道支護工作難度很大，經過不斷的研究和實踐，在巷道支護方式上，建議采用錨、梁、網、噴、鋼帶、鋼棚、注漿加固等多種形式的聯合支護，有效地控制巷道變形。同時注重做好巷道底板水的治理工作，對于受動壓擾動影響的巷道，通過提高支護強度合理確定停采線等方法來加強頂板管理。

3 結語

綜上所述，在煤礦頂板管理工作中，由于頂板管理與工作安全息息相關，這就需要我們充分重視頂板管理工作，從多方面綜合控制，完善創新管理方法，真正的實現煤礦開采的安全和高效。

參考文獻：

[1]楊雪林.淺談煤礦頂板管理方法[J].科技與企業，2014（11）：18-18.

[2]蘇才.回采工作面特殊地段頂板管理方法探索[J].中國高新技術企業，2014（20）：146-147.

篇5

關鍵詞：沖擊地壓；構建體系；一般規律；可靠保障

中圖分類號：TD324 文獻標識碼：A

引言

唐口煤業公司是淄礦集團濟北礦區年生產能力最大的一對現代化礦井，年設計能力300萬噸，核定生產能力500萬噸，開采最深的工作面為-1300m。礦井不但具備水、火、瓦斯、煤塵、高地壓五大自然災害，同時經煤炭科學研究總院北京開采所做的沖擊傾向性鑒定結果，該公司3上煤層為具有強沖擊傾向性的煤層，3上煤層頂板、底板屬于2類，為具有弱沖擊傾向性的巖層，一但力源條件滿足，并受擾動影響，便可能導致工作面發生沖擊地壓災害。

一般情況下，礦井工作面煤層及頂底板、開采深度、斷層、褶曲等地質構造、工作面頂底板條件穩定、煤層厚度及傾角變化、放炮等因素極易誘發沖擊地壓現象。當開采深度達到800m以上時，沖擊危險性接近最大值。當工作面在斷層、褶曲等構造附近回采作業時，構造應力釋放并作用在煤體上，造成煤體應力集中，加之綜采產生的擾動影響，易導致巷道圍巖失穩。當堅硬頂底板破碎或滑移過程中突然釋放大量彈性能，導致頂板發生沖擊。當煤層厚度突然變薄或變厚處，煤層厚度變化越劇烈，應力集中的程度越高，沖擊地壓危險性越高。當放炮震動時，能使煤層中的應力迅速重新分布而增加局部煤體應力，進入極限平衡狀態，同時，能迅速解除煤壁邊緣側向約束力，使受力狀況發生改變，由三向受力向兩向受力轉化，使其抗壓強度下降，導致迅速破壞。因此，建立完善合理的礦井防沖體系是礦井安全高效生產的基本保證。

1礦井沖擊地壓防治體系構建的必要性

沖擊地壓是礦山井巷或采場周圍煤體與圍巖由于釋放變形能而產生的以突然、急劇而猛烈的破壞為特征的動力現象。它往往造成慘重的人員傷亡和巨大的經濟損失，是礦井安全生產的重大災害之一。通過以往的礦井沖擊地壓事故看，特厚堅硬頂板條件下，地應力和采動應力影響增大、極易誘發沖擊地壓；生斷層交匯點附近受地震影響，釋放出大量能量也會引發沖擊；堅硬的巨厚砂巖頂板受地震影響，在破斷離層時釋放出大量能量，也會引發礦震。其中最主要的原因都是因為沖擊地壓防治機構不健全，有的礦井沒有采取任何的沖擊地壓防治措施造成的，沖擊地壓防治體系的構建是有效防止沖擊地壓發生的一個必要條件。

2防沖體系的構建

2.1責任體系構建

2.1.1設立防沖機構。組建了防治沖擊地壓辦公室，任命了負責防沖專業技術的專職防沖副總工程師，配置了專職工作人員，組建了105人專業防沖隊伍。

2.1.2健全防沖制度。根據《煤礦安全規程》有關沖擊地壓煤層開采規定，先后下發了《唐口煤業防治沖擊地壓管理規定（暫行）》、《唐口煤業公司沖擊地壓防治實施細則（暫行）》、《沖擊地壓防治綜合管理制度》，進一步規范了礦井沖擊地壓的防治工作，做到了有章可循，為防沖擊地壓各項措施的落實，奠定了制度保障。

2.1.3建立防沖安全生產責任制。健全完善了沖擊地壓防治責任體系，形成了公司、防沖辦、防沖隊“三級責任追究考核體系”，同時明確了防沖擊地壓體系內的22個崗位工種的防沖安全生產責任。

2.2監測體系的構建

2.2.1微震監測系統

唐口礦井巷道變形較為嚴重，壓力顯現較為強烈，具有潛在的沖擊危險性，為監測礦井采掘過程中的煤巖體震動事件，消除或減弱沖擊地壓發生帶來的危害。利用波蘭ARAMISM/E微震監測系統進行沖擊礦壓災害監測預報。

從沖擊地壓與巖體震動的關系來看，發生沖擊地壓的最低能量為1×103J，大部分是從1×105J開始的，在能量級別為1×106J時，發生的沖擊地壓最多。但并不是每一個能量級別在1×109J的震動都有沖擊地壓發生。

微震監測系統的主要功能是對全礦范圍進行微震監測，是一種區域性監測方法。自動記錄微震活動、實時進行震源定位和微震能量計算，為評價全礦范圍內的沖擊地壓的危險性提供依據。其原理是：利用拾震儀站接收到的直接P波起始點的時間差，在特定條件下的波速場條件下進行二維或三維定位，以判斷破壞點；同時利用震相持續時間計算所釋放的能量和震級，并標入采掘工程圖并速報顯示給生產指揮系統，以便及時采取措施。

構建了四處ARP2000地面監測分站，形成井上下聯合監測網絡，有效提高監測精度，為沖擊地壓的防治提供有力的預測手段。

若微震監測系統監測到以下情況時，預測工作面具有沖擊危險性，應采取相應卸壓解危措施。

（1）工作面內2小時發生3次及以上能量大于1.0×104J的微震事件。

（2）工作面內1小時發生2次及以上能量大于1.0×105J的微震事件。

（3）工作面內發生1次能量大于1.0×106J的微震事件。

（4）經微震監測人員對一段時間內微震活動發生頻度及發生趨勢分析，預測作業地點可能發生沖擊地壓。

2.2.2現場監測鉆屑法

有沖擊危險采掘工作面必須采用鉆屑法現場監測，鉆屑法采用小直徑鉆頭（一般為42mm），鉆孔深度不小于7m，間距為3～5m（重點區域需加密）。記錄每米鉆進時的煤粉量，接近或超過臨界指標時，判定為有沖擊危險；記錄鉆進時的動力效應，如聲響、卡鉆、吸鉆、鉆孔沖擊等現象，作為鑒別沖擊危險的參考指標。

鉆屑法檢測沖擊危險的指標及判定方法：

（1）檢測指標由煤粉量、深度和動力效應組成。煤粉量是每米鉆孔長度所排出的煤粉的質量，單位為kg；深度是從煤壁至所測煤粉量位置的鉆孔長度，可折算成鉆孔地點實際采高的倍數，動力效應是鉆孔產生的卡鉆、孔內沖擊、煤粉粒度變化等現象。

（2）用鉆粉率指數方法判別工作地點沖擊地壓危險性的指標，可參照表1的規定，實際鉆粉率達到相應的指標或出現鉆桿卡死現象，可判定所測工作地點有沖擊地壓危險。

2.2.3電磁輻射監測法

采用便攜式電磁輻射儀對沖擊危險進行監測時，每隔10m布置1個測點，每個測點監測時間為2分鐘。記錄煤（巖）破壞過程中電磁輻射強度的最大值及脈沖數，采用靜態臨界值及動態趨勢法預測沖擊危險，接近或超過臨界指標時，判定為有沖擊危險；若電磁輻射指標升高較快，或指標較高時突然下降，也判定為有沖擊危險。

2.2.4應力在線監測法

采煤工作面開采期間采用KJ550煤礦沖擊地壓應力在線監測系統進行沖擊地壓的臨場預報。根據回采工作面的特點及構造特征，壓力傳感器安裝在軌皮順生產幫，自切眼前方40m開始，每25m一組，每組2個，埋設深度分別為10m、15m，每組兩個測點間距1m。

回采工作面的初始預警值設置見表2。

2.2.5礦壓在線監測法

（1）綜采工作面礦壓監測法

①壓力分機布置：綜采工作面每隔8個支架布置一臺壓力分機。通過監測工作面內支架的工作阻力變化規律，為評價支架支所效果、支架對該類頂板的適應性以及頂板初次來壓、周期來壓等規律提供依據。

②頂板離層儀的布置：采煤工作面軌道順槽每隔100m布置一臺離層傳感器。通過離層傳感器監測頂板離層位置、離層速度變化，用于判斷頂板破壞范圍，對巷道穩定性進行判斷，對巷道所處的安全等級進行評價。

（2）綜掘工作面頂板離層觀測法

頂板離層儀在全煤掘進巷道在順槽中每隔50m布置一個測點，其深基點保證進入煤層頂板穩定巖層中，深度不低于6m，淺基點固定在巷道頂板以上2.4m的巖層中。自安設之日起，15日內每天觀測一次，以后每兩天觀測一次，一個月后每3天觀測一次，每個測點觀測日期為2個月，頂板離層大于45mm的測點必須進行分析研究頂板變化情況。

2.3卸壓體系的構建

2.3.1煤層注水法

通過煤層注水，煤的結構發生改變、強度下降、變形特性明顯“塑化”，煤體中積聚彈性能的能力下降，以塑性變形方式消耗彈性能的能力增加，煤的沖擊傾向性大為減弱，甚至完全失去沖擊能力。

2.3.2卸壓爆破法

通過對煤體實施鉆孔爆破，使鉆孔周圍一定區域的煤巖體產生裂隙，其結構發生破壞，承載能力下降，在一定的范圍內形成卸載帶，便于應力和能量的釋放，消除發生沖擊地壓的應力條件，避免沖擊地壓的發生。

2.3.3大直徑鉆孔卸壓法

利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險的解危措施。鉆孔卸壓的實質是利用高應力條件下，煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險。

礦井發生沖擊地壓一般規律

（1）多發生在二、三、四原煤層采煤和掘進工序中發生前，小沖擊次數和能量迅速增加，一般持續2-3天后會出現大沖擊之后，次數和能量明顯降低。

（2）多發生在采深600-800m以下。

（3）多發生在采掘接近采空區、煤柱、停采線、老巷、煤層分叉、傾角變化等50m左右。

（4）多發生在采掘接近距斷層及向、背斜軸部30-60m區域。

（5）多發生采煤面上下端頭30m，上下平巷150m區域。

（6）多發生巷道掘進距迎頭10-50m區域。

（7）多發生巷道三岔點、四岔點區域。

（8）多發生頂板來壓時，頂板動靜載荷疊加誘發沖擊波。

結語

近三年來，通過防沖體系的不斷健全和完善，有效的防止了采掘工作面沖擊地壓事故的發生，為礦井的安全生產提供了可靠保障。

參考文獻

[1]周曉軍，鮮學福.煤礦沖擊地壓理論與工程應用研究的進展[J].重慶大學學報（自然科學版），1998（01）.

[2]邰英樓，王來貴，章夢濤.沖擊地壓的分類研究[J].煤礦開采，1998（01）.

篇6

【關鍵詞】構造；頂板事故；褶皺；斷裂；歷史性地震作用；煤巖組合

0.引言

煤層頂板事故是井工開采礦井的重要事故，常常造成停產、減產、支護困難，甚至人員傷亡和直接間接經濟損失。因些摸清頂板事故產生原因是煤礦企業的重點工作。本文從地質構造角度研究頂板事故，為防災減災提供依據。

1.煤層頂底板特征

羊場灣礦井主要可采煤層為一煤和二煤，根據有關部門提供的地質報告及相關資料表明，一煤和二煤的頂、底板巖性特征如下：

1.1一煤

直接頂板為粗粒砂巖，平均厚度為35.91m，巖石完整，較松軟，節理、裂隙均不發育。單向抗壓強度33～87kg/cm2。屬易冒落～中等易冒落較穩定巖層。底板多為粉砂巖，厚1～7m。單向抗壓強度232～296kg/cm2，抗拉強度8～43kg/cm2，屬中等較穩定巖層。

1.2二煤

偽頂巖性為泥巖、炭質泥巖及粉砂巖，厚度為0.12～0.79m。直接頂大致可分兩個巖性區，即砂巖區和粉砂巖泥巖區。砂巖區分布在井田中部至東北部，一般為中粗粒砂巖及細粒砂巖，厚2～8m。巖石多完整，裂隙不發育。單向抗壓強度144～246kg/cm2，抗拉強度10～24kg/cm2，屬中等易冒落較穩定巖層。粉砂巖泥巖區分布在井田中部至西南部，一般為粉砂巖、砂質泥巖，厚度為1～9m，巖石完整，質較軟，節理裂隙少。單向抗壓強度208kg/cm2，抗拉強度8kg/cm2，屬中等冒落較穩定巖層。底板除井田中部（16線～52線間）多為細粒砂巖外，其余均以粉砂巖為主，泥巖次之。細粒砂巖厚2～9m，粉砂巖、泥巖厚為1.5～3.5m。巖石較完整，節理、裂隙不太發育。細粒砂巖單向抗壓硬度151～572kg/cm2，粉砂巖267kg/cm2，抗拉強度為11kg/cm2，屬中等較穩定巖層。

2.巷道圍巖特征

我國將煤礦巷道圍巖劃分為5類，主要包括：

（1）I類為非常穩定圍巖，由較少裂隙、較少節理厚層狀石英砂巖、粗粉砂巖、輝灰綠巖、石英閃長等組成。

（2）II類為穩定圍巖，由較少裂隙、較少節理厚層狀粉砂巖與砂質泥巖組成。

（3）III類為中等穩定圍巖，由少裂隙，少節理粉砂巖、砂質泥巖組成。

（4）IV類為不穩定圍巖，由節理、裂隙較多的泥巖與砂質泥巖組成。

（5）V類為極不穩定圍巖，由節理、裂隙較發育的泥巖及松軟泥巖組成。

根據以上分析，結合羊場灣煤礦的煤與巖石力學實驗和圍巖分類指標等，初步確定羊場灣煤礦巷道圍巖以III類、IV類和V類為主。

3.頂板事故

3.1褶皺構造與頂板事故

褶皺構造是巖(煤)層在地質作用力的影響下，產生變形而形成波狀彎曲且未失去連續性的構造形態。從地質力學分析，褶曲一般是水平擠壓力或水平擠壓剪切力作用形成，煤層要發生塑性流動或滑動，巖層受構造應力的作用，不同部位會產生一系列的裂隙、小斷層、節理等內部小構造。特別是在褶曲軸部往往烈隙、節理更發育、巖層破碎，煤層暴露后吸水脫落，同時其軸部產狀變化急劇，煤厚發生急劇擠厚壓薄現象，回采中不易支護，易發生片幫及冒頂事故。其次褶曲軸部煤厚度易突變(變厚或變薄)，小眼掘進時易發生煤層跨落事故。

3.2斷裂構造與頂板事故

由于斷層的存在，使煤、巖層斷開，兩側巖塊相對位移，破壞了煤層的連續性。斷層廣泛發育于不同構造環境中,類型很多，特別是構造復雜的礦區，其斷距、破碎帶大小不一，對圍巖破壞程度也不同, 破碎帶是產生頂板事故的主要部位；另外，常在斷層兩側出現牽引褶曲、揉皺、擠壓和破碎等現象，煤層和頂、底板中裂隙也顯著增加,且常導致煤層厚度突增或壓薄，生產中該部位煤（巖）層暴露后容易產生冒頂事故；還有一些頂斷底不斷或底斷頂不斷的小斷層及層間滑動構造部位，由于受到構造應力的作用，圍巖易脫落，且脫落面積較大，沒有預兆，也易發生頂板事故。

3.3歷史性地震作用與頂板事故

歷史性頻繁地震作用不但破壞了煤層的連續性和完整性，形成的巖體邊緣極不規則，同時加劇了巖層空間變異性和巖體結構構造的差異性很大，在煤(巖)層中往往出現特殊的揉皺現象，煤理紊亂，具有旋窩狀褶曲等小構造，嚴重影響巖體與煤體強度，如果支護不當，容易發生局部冒頂現象。

3.4煤巖組合與頂板事故

煤層的頂、底板巖層的巖石性質、厚度、結構構造、巖石強度、含水性是煤礦生產中確定支護方式、采空區處理方法的重要依據，它們是引發頂板事故的重要地質因素。由于煤系地層受到地質應力及后期構造變動影響，煤巖層均已產生形變，導致圍巖破碎，頂板多變不平整，煤層形態多變，經實踐證實，通常易引發頂板事故的煤巖組合情況有：A、圍巖節理和劈理發育地段，易產生煤巖層脫落傷人，尤其是雨季期間，水沿裂隙滲入，更易造成冒頂及跨幫事故；B、煤層偽頂完整性差，強度低，如果支護沒有及時跟上或支護手段、方式沒有適應煤層頂板變化，也極易產生頂板事故；C、巖層膠結物以泥質、粘土質為主的，容易產生頂板滑移和冒頂事故；D、煤層厚度急劇變化地段造成頂板穩定性差，容易產生頂板事故；E、急傾斜煤層一旦發生局部冒頂時，由于頂板向下滑移，可能擴大成為大面積的冒頂；F、以沼澤相、泥炭沼澤相為主的煤巖組合，在原始沉積時部分沉積物的表層可能發生風化，形成土壤層，高嶺土化作用顯著，這些地段容易發生冒頂；G、煤巖結構復雜的煤層中往往含有多層夾矸層，開采中易發生夾矸至上分層脫落傷人事故。

4.結束語

根據現場開采實踐表明，羊場灣煤礦三軟煤層軟巖巷道冒頂發生主要與礦山地質條件、生產技術和組織管理等多方面因素有關，其中自然地質環境和惡劣的地質條件是孕育頂板事故的根源。因此，必須進行深入的現場調查與分析，剖析地質構造與頂板的關系，總結規律，才能實現“科學預測，超前預報，預先防范” 的災害防治模式，并最終在工程實踐中正確指導安全生產。

【參考文獻】

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【關鍵詞】 水害 煤礦 防治 事故 透水

水害是僅次于瓦斯爆炸的煤礦重大災害，在煤礦重、特大事故中所占比重較大。它不僅造成人員傷亡、財產損失、煤炭開采成本增加、機電設備和管材等使用年限縮短，還會惡化生產作業環境。受地質條件和煤礦開采歷史等因素的影響，我國煤礦受水威脅的面積、類型及嚴重程度，都是世界少有的。隨著大量小煤礦關閉和煤礦采深增加形成積水的增多，煤礦面臨的水文地質條件越來越復雜。煤礦水害成為關系到煤礦安全和全國安全生產大局的重要影響因素，給人民生活和國家財產造成了嚴重損失。

1 煤礦透水事故多發原因分析

（1）礦井水文地質條件極為復雜。一些煤礦水文基礎資料不清，圖紙測繪不及時、不準確，老空區、采空區范圍不準，積水區域不明。一些關閉的小煤礦要么沒有留下任何水文地質資料，要么留下的資料與井下實際不符，這些都給周邊的大礦留下了隱患。

（2）煤礦設計先天不足，防治水工程、設施不符合規范要求。部分煤礦井下水倉、水泵、排水管路、供電系統不健全，配備標準低，不符合規程要求。有的煤礦甚至用探煤鉆代替探水鉆進行探、放水。大部分小煤礦和縣（市）級地區沒有應急預案，沒有配備相應的應急救援排水設備，更沒有進行應急救援演練，一旦發生水害事故，只能束手無策，等待他援。

（3）違章作業、越層越界開采、破壞防隔水煤柱等現象嚴重，不僅捅漏了原有的老空水，同時也制造了新的積水隱患，加大了防范突水事故的難度。

（4）企業對水害的嚴重危害認識不足，防治水意識淡薄，基礎工作薄弱，監督管理不到位，很多工作流于形式。大多數小煤礦沒有建立水害防治規章制度，“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治“十六字原則”和“防、堵、疏、排、截”5項水害綜合治理措施流于空談。一些地區多年未發生重大水害事故，導致水害防治工作思想麻痹、認識不高。

（5）煤礦地質、水文地質、測量等專業人才嚴重匱乏。水災事故如果做好預防工作，很多都是可以避免的。但由于煤礦水文地質專業人才培養數量少，而且畢業后也不愿意到煤礦工作，造成了煤礦現場能有效識別煤礦水害預兆的人員越來越少。

（6）治理成本增加。隨著煤礦開采年限的增加和開采深度的加大，噸煤排水費占公司噸煤成本的比重不斷加大，企業承受能力接近極限。在煤炭經營形勢困難的情況下，無疑加大了防治水工作的難度。

（7）目前防治水技術還不能準確做到水害預報，近年來頻繁發生的自然災害，更是增添了防治水工作的變數，突發性水災事故令企業猝不及防。

2 礦井水害來源

礦井水害按照水的來源不同，分為三類：

（1）地表水。針對地表水，要做好氣象觀測，掌握本區域雨量變化情況；做好地表水觀測，掌握雨季和暴雨后的水位變化情況；做好地表觀測，掌握煤層開采后地表變形及裂縫情況，防止地表水灌入井下。

（2）采空區、老窯積水。采空區和老窯積水不僅包括本開采層位的采空區、老窯積水，同時也包括上部煤層采空區積水。同一煤層中的采空區積水，必須留設防水煤柱。采空區積水的預防是煤礦防治水的重中之重，這主要是因為采空區積水范圍、積水量、水頭高度不清楚；已有突水預兆的情況下，易心存僥幸心理；要到突發事故手足無措，避險能力和意識差，易造成人員傷亡。

（3）地下含水層水。礦井應當做好充水條件分析預報和水害評價預報工作，加強探放水工作。

3 礦井發生透水事故的預兆

（1）煤壁“掛汗”。由于壓力水滲過微細裂隙后，凝聚于巖石和煤層表面后結成若干水珠的現象叫“掛汗”。但井下空氣中的水分遇到低溫煤體有時也會聚集成水珠，這是“假汗”。區別“真汗”與“假汗”的方法是：仔細觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕，若潮濕則是“真汗”，即透水預兆。

（2）出現臭味。由于老空區水中硫化氫有害氣體濃度增加，所以，老空區水滲出后一般可聞到臭雞蛋味。

（3）煤壁“掛紅”。由于礦井水中含有鐵的氧化物，在它通過煤巖裂隙而滲到采掘工作面的煤巖表面時，會呈現出暗紅色的水銹，這種現象叫“掛紅”。

（4）出現霧氣。當采掘工作面或巷道內空氣溫度較高時，從煤壁滲出的積水，由于蒸發而形成霧氣。

（5）“嘶嘶”水叫。由于含水層或積水區內的高壓水向煤巖裂隙強烈擠壓，與四壁摩擦會發出“嘶嘶”水叫聲，這表明采掘工作面距積水區或其他水源已經接近了，即將發生透水。

（6）礦壓加大。由于頂板受承壓水的影響，造成頂板壓力加大，往往發生冒頂、片幫事故。

（7）空氣變冷。采掘工作面接近積水時，空氣溫度會驟然降低，煤壁發涼，人一進去就有涼爽、陰涼的感覺，時間越長就越明顯。

（8）底板鼓起。由于承壓水（或積水區）作用，使巷道或采掘工作面的底板出現鼓起現象。

（9）水色發渾。由于斷層水和沖積層水常出現淤泥、砂，使水變混濁，多呈黃色。

（10）淋水增加。由于頂板裂隙增多、增大，積水滲透到頂板上，使頂板淋水增加。

4 礦井水害防治建議

（1）充分認識煤礦水害危害的嚴重性，成立水害隱患治理領導小組，加強煤礦水害防治工作的監管監察。

（2）學習借鑒先進單位的經驗，完善煤礦水害防治工作機制，嚴格落實煤礦水害各項措施。

（3）加強礦井防治水機制及技術體系建設，提高煤礦水害防治工作水平。落實地質、防治水預報制度。采取以月報為主，結合年報、季報、臨時預報的方法，做好地質及水害預報工作。

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摘要：煤炭作為不可再生能源，多數埋藏在地下，在對其進行開挖的過程中，會改變煤層附近的地質環境，當對煤層過量開挖時會造成地質環境的異常變化，引起煤礦地質災害，地質災害嚴重時會損壞煤炭開采設備和對工作人員造成危險，因此，重視煤礦地質災害是非常必要的。

關鍵詞：煤礦地質；災害特征；防治措施

為提高煤礦企業在遭受突發性地質災害時的快速反應能力，最大限度地減少地質災害造成的損失，根據地質災害防治相關條例要求，要加強煤礦地質災害防治，必須堅持“以人為本，預防為主、避讓與治理相結合”的原則，以減少地質災害造成人員傷亡和降低生命財產損失為目的，預防和減輕地質災害造成的損失，保障廣大職工的生命財產安全，加快礦井安全高效發展。

1煤礦地質災害的特征

1.1群發性

人們在開采煤礦時，難免會破壞原有地質環境，而煤礦地質災害正是地質環境對自身所遭破壞的一種反饋。煤礦地質災害具有一定群發性，在某一時段或某一區域易集中發生。如當礦井某一區域發生自然災害后，在群發效應的影響下，通常會伴有更多，更大的災害。

1.2衍生性

地質災害的衍生性主要指發生一種地質災害后，時常會衍生出很多并發災害與次生災害，形成災害鏈。如煤礦頂板災害會造成地面塌陷，形成地裂縫，毀壞耕地，同時也會破壞地表建筑物，影響地表徑流等。

1.3持續時間多樣

有些地質災害如瓦斯爆炸、頂板破碎等都屬于突發性災害，災害發生時間短，破壞強度大；而也有一些災害持續時間長，漸發性強，如采煤塌陷災害、土地鹽漬化災害，因此煤礦地質災害持續時間具有多樣性。

1.4無法避免但可防御

當前受科學技術水平的限制，我國的煤礦地質災害防治工作存在的問題仍然較多，在一定時期內避免地質災害發生很難。但就以往煤礦地質災害發生情況而言，只有地質隱患達到一定程度后通常才會發生地質災害，且地質災害的規律性較強，因此可采取措施防御這些災害，在我國煤礦科技飛速發展的影響下，這些地質災害在將來的某一時間一定可以得到控制。

2煤礦地質災害現象

2.1地表下沉

對于煤炭開采區域發生地表的下沉是不可避免的，但是當一些煤礦為了追求更多的經濟利益，對煤炭進行過量開采會造成煤層上方的地表下沉嚴重，甚至某些地方發生塌陷現象，結果會造成地表的建筑或農田被損壞而無法使用。塌陷的發生主要是因為開采的煤層被過分挖空，同時采空區沒有及時回填，在原巖應力的作用下煤層上方頂板失去平衡，破壞嚴重，從而破壞延伸到地表產生塌陷。另外，對于在水體下采煤時，如果對水體處理不當，導致水體大量流入礦井內，造成地下水位的下降，這也會引起地下水上方的巖層破壞，且可能延伸到地表引發地表塌陷。

2.2瓦斯

瓦斯作為一種易燃易爆的氣體賦存在煤層內，當含量較小時不會產生危害，但是當在礦井內積聚到一定量時容易造成煤礦工人窒息或引起瓦斯爆炸事故發生。煤礦瓦斯的積聚有兩種方式：緩發性。對于瓦斯礦井，工作面在推進過程中，煤層內的瓦斯會逐漸的外流，當通風系統設計合理、工作正常時，瓦斯隨風流被順利的排出，但是當出現通風死角或通風故障時，局部瓦斯會逐漸的積聚并達到對人體傷害和爆炸濃度，顯示出一定的緩發性；瞬發性。有些高瓦斯礦井在開采過程中會出現瓦斯噴涌狀況，不可避免的產生瓦斯濃度增大的現象，如遇火源會引發瓦斯爆炸事故發生。

2.3滑坡

對于煤礦開采造成的滑坡與自然災害情況下發生的山體滑坡是不一樣的，煤礦發生的滑坡主要是指對煤礦生產過程中產生的廢棄物（如矸石、建設廢料等）的不合理堆放對原有山體或植被造成影響和破壞，導致礦區周邊山體發生滑坡事故，這樣的滑坡是人為的結果。

3煤礦地質災害的預防措施

3.1強化災害宣傳、教育

為更好的防治煤礦地質災害，首先政府及相關部門應足夠重視煤礦防災工作，應做好防災宣傳、防災教育工作，讓全礦井人員足夠重視防治災害，同時應提高礦井施工人員的防災、救災技能，逐步提升礦井防災，救災能力。其次礦井災害防治部門，也應實時深入調查研究礦井地質災害與災情，以便第一時間掌握災害實情，不斷更新災害防治方法與技術，同時應做好災害防御準備工作，以更好的防御各種地質災害。

3.2增強對地質災害相關問題的研究

應依據當地自然地質環境特點，對礦區地質災害進行有針對性的綜合治理。對此，首先應系統性的調查監測礦區地質環境災害，把地質災害發生機理、規律找出來，以給災害治理提供參考。若遇到獨發性災害，應聯合相關科研單位共同攻關，仔細分析調研，努力制定一些針對性強，科學、合理的災害預防措施。

3.3嚴格落實國家相關法規政策

當前雖然我國已頒布了多條法規來限制約束自然地質環境的污染現象，破壞現象，但在實際實施中由于很多因素的影響，這些法規很難落實到位。對此，我們一方面應深入學習研究，仔細解讀這些法規。另一方面應以本礦井實際情況為基礎，有針對性的制定一系列生態恢復措施，堅持走可持續發展道路，強化執行力度，充分落實好各項規章制度。

3.4開展綜合化治理

綜合性系統規劃礦區地質環境治理，充分借助各種防災減災手段，改善礦區生產環境。強化地質環境評估，在開展礦山工程項目前，應先進行地質環境影響評估，以協助礦區后期綠色開發。同時，為使礦井施工對周邊環境影響達到最小，應把地質環境評估工作貫穿于整個礦井生命周期全過程，應從建井一直到最后報廢關停；建立健全地質環境監測體系。應以礦區多發災害點為中心，構建一地質環境監測網絡，進行“重點抓，全面鋪”，以實現及時有效預防礦區地質災害的目的；發展有效的防治技術。可通過對工程措施、生物措施以及農業措施的綜合系統應用，來有效治理地質環境。如復墾技術、矸石再利用技術、地表減沉技術等，以更好的支持礦區地質環境治理。

3.5合理開發資源，進行清潔生產

據以往經驗礦井發生的很多地質災害，都是由于資源開發的不合理引起的。因此，為實現礦井的長期健康可持續發展，各礦區在未來發展中一方面應重視統籌管理資源開發利用，另一方面應大力發展煤炭資源清生產工藝，適度、優化資源利用。具體可從下列幾方面著手：發展動力洗煤技術，固硫煤炭技術，不斷提升煤炭品質，從源頭治理污染；綜合質量礦區地下水與地表水，合理利用水資源，逐步優化礦井排水；綜合利用礦井三廢（廢氣、廢渣、廢水），發展循環利用技術。

3.6及時啟動應急預案，疏散礦區作業人員

一旦出現了煤礦地質災害事故，礦區負責人需要及時啟動應急預案，通知上級領導部門以及消防部門組織相關救援人員進行處理，同時，迅速疏散事故區域工作人員，避免出現二次塌方或二次爆炸事故。在事故處理完畢后，需要進行總結，發現問題出現的原因并杜絕該問題的再次出現，保證煤礦開采安全。

4結論

總之，煤礦地質災害具有群發性、衍生性、持續時間多樣、不可避免但可防御等特點，我們應根據煤礦地質災害特點，積極尋找地質災害發生原因，研究地質災害防治方法。通過科學、合理的預防、治理手段，以有效控制各類地質災害，努力實現人與自然和諧發展。

參考文獻：

[1]董來啟，李峰，武艷麗，等.煤礦地質災害特征防治措施[J].科教文匯，2016（4）：192-193.

篇9

關鍵詞：礦山；地質災害；防治

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0169-01

當前，隨著我國經濟的高速發展，礦產資源開發規模也越來越大，隨之而來的則是礦山地質環境的惡化。據調查，全國采礦地面塌陷相當嚴重，據對全國1 173個大中型礦山企業調查，地面塌陷破壞土地面積達84 200多公頃，煤礦區最為突出。地面塌陷，毀壞城鄉各種建筑、交通設施和農田，威脅人民生命財產安全，影響經濟建設，造成嚴重的經濟損失。因此，加強礦山地質災害的防治刻不容緩。

1 礦山開采引起的環境地質問題

隨著近年來的礦產資源加速開發，難以避免地給所開發的礦山環境造成不容忽視的破壞。由于礦山開采而導致的地質災害是一個非常突出的地質環境問題，礦山地質災害的特點是具有很強的隱蔽性和突發性，一旦發生，便會為所在地區帶來較為嚴重的災情。經常發生的地質災害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等。

1.1 滑坡、不穩定斜坡

根據調查，礦山所存在的易滑坡區域和不穩定斜坡區域，其形成的原因主要來自于多年來某些地區持續而無序地對礦山進行開挖，并且沒能科學管理礦山棄渣，此外，礦山的采空區出現沉陷，以及較大規模的降雨、采空區發生地震、爆破等活動，也會使滑坡和不穩定斜坡發生的幾率增多。在礦區的滑坡等地質災害一般來講單體規模不大，但是分布很廣泛，因此對當地居民有著不容忽視的潛在危害，且難以準確及時地預測。

在礦區，滑坡和不穩定斜坡的出現誘因有如下三類：第一類比較常見，主要是由于采礦者將礦渣置于比較高而陡的坡地，一旦礦渣累計過多，在發生短時間強降雨的時候便很容易形成滑坡；第二類是因為大規模的礦產開采而使礦區局部的巖體應力產生了變動，一旦有強降雨的觸發，或者重力變化和類似的因素影響，便很容易造成巖土體滑動，形成滑坡；第三類是在某些露天開采的礦區里，礦區的上半部分土體已經逐步風化，而此時如果采面過于陡峭，便會很容易由于在強降雨或者自身重力、以及開采時的爆破力的影響下松動崩塌，形成滑坡。

1.2 地面塌陷及地裂縫

大多礦區開采歷史悠久，近幾年隨著采煤機械的日新月異，新增采空區面積越來越多，這些采空區隨時都可能冒落，產生地面塌陷及地裂縫。這些地面裂縫遍布，一般長數百到上千米、多呈平行狀密集式排列，垂向深度較大，以張剪性破裂為主，方向性良好，裂而光滑平直，與下部煤層頂板貫穿。眾多裂隙將地表切割得支離破碎，大部分地下水被截流至井下，致使淺層地下水日趨枯竭，植被退化，農田無法耕作。

在堅硬頂板條件下，大量未經處理的采空區是發生大而積塌陷的根本原因。這主要與采煤方法及煤柱的留設等因素有關。另外，礦區水文地質條件的變化不僅產生了環境問題，而且使采空區的煤柱受到侵蝕，加速了頂板的垮落。隨著掘進水平的延伸，復合采空區面積會進一步擴大，如何制定新的采煤方法標準，因地制宜地留設保安煤柱是礦區二次創業中的重要課題。根據資料分析：埋深100 m，采高3.5 m的采空區，留設煤柱的面積比率應達到30%以上，才能保證地表的穩定性不受影響。在舊采區內煤柱由于氧化及滲透壓力作用，使其抗壓強度下降，引起地表整體移動。

2 礦山地質災害的防治

隨著礦區的持續開采，附近的自然環境逐步出現退化，危害的范圍還將繼續增加，所形成的地質災害也會漸漸嚴重，導致更大的致災性。目前的科學技術尚無法從根本上控制由于礦區開采而引發的地質災害，我們可以盡可能采取一切有效措施，使災害的損失減輕到最小程度。

2.1 采空區塌陷的防治

隨著礦區開采程度的加大，礦區地面的塌陷現象是一個難以回避的地質問題，大量事實證明采空區塌陷會對礦區的人類生活和生態環境帶來負面的甚至惡劣的影響，隨著開采過程的深入，采空區塌陷也逐步惡化，而當前的采礦工程發展是難以避免采空區塌陷現象的。目前只能通過科學的施工措施，以各類手段盡可能降低采空區塌陷的程度，使之對當地環境和居民生活影響降到最低，并保持礦區生態經濟效益的最大化。

目前，有不少針對采空區塌陷的施工模式，在采礦實踐中也取得了一定的效果。一種比較有效的模式叫做“充填復墾”模式。該模式通過將礦區所產生的大量煤矸石、粉煤灰等物質對采空塌陷地進行有效填充。這種防止策略適合于在填充物質比較充足的地區使用，因為所選擇的填充物質不會對環境產生污染，并且能夠對采空區塌陷產生較好的一只作用，還能有利于廢棄物的處理，因此具有一舉多得的效益，被許多地區使用。

2.2 采礦區滑坡的防治

如果所采的礦床都處于相對軟弱的地層中，并且在軟弱層之上由灰巖或砂巖組成的高陡崖，則很容易出現采礦區的滑坡現象。常用且比較有效的治理滑坡的方法包括通過支擋或者鉚固以及邊坡的加固等等，來改變區域地形，進而防止滑坡；而對于某些比較特殊的危險地區，則應著重修正邊坡的形狀和尺寸比例。例如減少邊坡的高度以及降低邊坡角度，使邊坡巖體內的應力狀態得到改變，從而保持邊坡穩定，減少滑坡風險。

2.3 采礦區泥石流的防治

由于過度采礦，破壞植被改變地形，便很容易引發泥石流。根據近年來的采礦工程經驗，對于泥石流的防治策略可以通過兩個方面進行，一是攔擋，二是疏導。在礦區中泥石流發生幾率偏大的地區，結合其具體的地形條件，在合適的地段構建攔截壩，從而攔擋可能構成泥石流的松散固體物質。同時選擇合理區域構筑溝渠等排泄公事，使以及形成的泥石流可以通過這些溝渠順利排走。

2.4 采礦區水土流失的防治

采礦區的水土流失危害主要是影響區域的水循環、破壞土地資源、加劇人為水土流失的發生。其中，對采礦區的林木和植被進行保持，是對礦區進行水土保持之中十分重要的部分，在采礦區的水土流失防止里發揮著不可替代的作用。在水土保持工程中，應該建立一套綜合的防護系統，既能防止水蝕，也能防止風蝕，通過以林草等植被使礦山土壤得到固結，從而在最大限度上避免水土的流失。應采取恢復植被、修建蓄排水工程和攔擋工程等綜合防治措施。

2.5 采礦區突水災害對防治

采礦區容易發生突水災害，這種災害的避免和防止可以分為兩個類別，一是地面防水策略，二是井下防水策略。對于第一種情況，采礦區的地面防水，其原理是通過斷開大氣降水，達到避免來自地表的水涌入采礦區。地面風水的實際策略包括構建地面防洪溝、對礦井的塌陷坑進行有效封堵、對礦區的地勢低洼處積水進行排除或疏導、通過墊高河床達到河流流向的變化等。對礦區中一些年代較舊的坑洞，應該對其實施封閉處理，達到避免雨水灌入的目標。

2.6 采礦區三廢排放的防治

挖掘采礦區中的尾礦與矸石的利用價值，對存在于礦坑中的水源進行回收利用。一方面能夠對廢物進行循環利用，另一方面則能夠對水源進行有效的回收。對采空區里的尾礦，在進行洗選處理之后，對其中含有的有用物質進行應提取，從而繼續挖掘其價值。對于已經塌陷或者遭到破壞的礦區土地，則應結合其具體情況來進行繼續開發，包括回復種植以及進行行政區域規劃等等。土地的再利用應該嚴格與環境的保護和修復進行配合，例如，對于采礦區里的矸石，可以用于填充廢舊的巷道，也可以將其用于建筑材料等，通過廢物的二次利用來實現環境的保護。

參考文獻：

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篇10

關鍵詞：沖擊礦壓；礦井生產；影響；控制

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

沖擊礦壓屬于煤礦開采過程中的一種煤巖動力現象，這種現象發生在礦井巷道和采場附近煤巖中的能量突然釋放，造成井下發生劇烈的爆炸，產生的動力將煤巖拋向巷道，并且產生巨大震動將煤巖體破壞，井下設備損壞，井下人員受傷，巷道坍塌等。還可能引起例如:瓦斯爆炸、地面建筑物破壞、水災、火災等，是影響煤礦安全的重大事故之一。隨著煤礦開采的深度不斷加深，沖擊礦壓發生的概率也越來越高，造成的安全威脅也將增大。因此，研究沖擊礦壓的影響因素及防治措施對提高煤炭安全生產十分關鍵。

一、沖擊地壓的突出特點

(1)突然性。沖擊地壓發生前，一般沒有明顯預兆，突然發生過程短暫，很難在事發前確定發生的地點、強度和時間。

(2)沖擊強度大。煤巖體內所積聚的彈性因突然釋放所產生沖擊波非常強大。伴有巨大的聲響和強烈的震動，造成電機車等重型設備被移動或歪斜，人員站立不穩被彈起或被沖擊波沖倒，震動波及范圍可達幾千米甚至幾十千米，一般震動持續時間不會超過幾十秒。

(3)破壞嚴重。沖擊地壓發生時，常導致頂板下沉、底板突起或兩幫煤巖體塌落。據事故現場觀測，沖擊地壓造成煤幫拋射性塌落，多發生在煤幫上部到頂板的一段，越靠近頂板塌落越深，強烈沖擊時，塌落深度可達1.5m～2.0m。在煤巖體淺部發生沖擊時煤體發生移動，煤體移動時在頂板接觸面上留有明顯的沖擊擦痕。底板鼓起導致導軌扭曲變形。沖擊地壓發生后，沖擊源附近巷道會變形嚴重時，甚至被堵死。

(4)復雜性。在煤層賦存條件上，除褐煤以外的各煤種均沖擊記錄，開采深度在200m以下，地質條件劃分從簡單到復雜，煤層厚度從薄到厚，煤層傾角從水平到急傾斜，頂板巖性砂巖、灰巖、頁巖等都發生過沖擊礦壓。回采工藝不論水平、炮采、機采、綜采全部垮落法或水力充填等各種采煤工藝都發生過沖擊地壓。

隨著，開采深度的增加，礦井的開采條件越來越復雜，沖擊地壓所造成的礦井災害也日趨嚴重。所以深入探討發生沖擊地壓的影響因素，有針對性地采取預測和預防措施是十分必要的。

二、沖擊礦壓影響因素

(一)開采深度

煤巖體應力與煤礦開采深度成正比，因此開采越深發生沖擊礦壓現象的概率也就越大，應該引起我們足夠的重視。其中，沖擊礦壓的發生有一個臨界深度值，據研究表明，當開采深度小于350m時，不會發生沖擊礦壓現象;當開采深度在350～500m之間時，發生沖擊礦壓的概率也相對增加;當大于500m時，沖擊礦壓的發生概率急劇增大。

(二)地質構造

在地質構造不同的地區，煤礦中通常存在斷層、褶曲等地質構造帶。通過研究得出，沖擊礦壓通常發生在向斜軸部，特別是在地質構造變化大的部分，煤層褶曲及斷層，煤層傾角變化帶附近，這些區域由于應力較為集中，有產生大量彈性形變的趨勢，因此沖擊礦壓也最易發生。

(三)煤層和頂底板的力學特性

沖擊礦壓還與煤層的沖擊傾向有關，煤的強度高，較小的應力就能引起沖擊礦壓，相反來說，煤強度小時，引起沖擊礦壓所需的應力較大。因此，煤質中硬或存在裂隙相對于不發育的煤產生沖擊礦壓要強。由此可知，將軟煤體轉換成離散體或塑性時，可以有效防止沖擊礦壓的發生。此外煤層的厚度也是影響沖擊礦壓發生的一個因素，煤層越厚，所產生的局部應力也就越大，如發生沖擊礦壓，造成的破壞也就更強。根據研究，頂板巖層厚且硬度大易積聚更多的彈性能且不易冒落，這就增加了發生沖擊礦壓的概率。煤層上100m范圍內的巖層是影響沖擊礦壓發生的區域，且厚大的砂巖層起主要作用。

(四)采煤方法

沖擊礦壓大多數發生在巷道(72.6%)，采場則較少(27.4%)。殘采區和停采線對沖擊礦壓發生影響較大。從統計結果看，89%的沖擊礦壓發生在殘采區，停采線，斷層區域或煤層超采的地方。(1)開采設計和開采順序。當在幾個煤層中同時布置幾個采面時，采面的布置方式和開采順序將強烈影響煤巖體內的應力分布。沖擊礦壓經常出現在采面向采空區推進時；在距采空區15m～40m的應力集中區內掘進巷道；兩個采面相向推進時及兩個近距離煤層中的兩個采面同時開采時。(2)上覆煤層工作面停采線和煤柱的影響。上覆煤層工作面的停采線和煤柱形成的應力集中對下部煤層造成了很大的威脅，是沖擊礦壓得危險性有很大的增加。(3)采空區的影響。當工作面接近已有的采空區，其距離為20m～30m時，沖擊礦壓危險性隨之增加。(4)開采區域的影響。在煤層開采面積增加的情況下，巖體的震動能量也隨之增加。研究表明，當開采面積為3萬m2時，釋放的單位面積的震動能量為最大。

三、沖擊礦壓防治措施

(一)全面防治措施

(1)開采技術合理

開采方法的合理安排能夠有效避免能量積聚和應力的過分集中，是防止沖擊礦壓形成的有效措施。在地質構造復雜，沖擊礦壓發生概率大的區域，通過合理的采場布置后，將會大大降低了發生沖擊礦壓的危險。

(2)開采保護層

由于煤層的開采受上下煤層的影響較多，因此，在設計階段應規劃好煤層群的開采順序，先開采不易發生沖擊礦壓的區域，減少安全區域對危險區域的影響，降低危險區域煤層發生沖擊礦壓的可能性。

(3)煤層預注水方法

煤層預注水的目的主要是降低煤體的彈性和強度。通過注水，人為的在煤巖內部造成一系列的弱面，使相鄰巷道、采煤工作面的煤巖層邊緣區內部粘結力降低，使其軟化，降低了煤的強度，增加塑性變形能量，降低巖層其彈性，減少其潛能。注水后，煤的濕度平均增加1.0％～2.2％時，可使其單向受壓的塑性變形量增加13.3％～14.5％。

(4)厚層堅硬頂板處理

通常采用的處理方法包括頂板注水軟化法和爆破斷頂法。頂板的厚度過大且較為堅硬容易產生沖擊礦壓，原因是回采工作面上方厚層堅硬老頂的大面積懸頂和冒落，將會導致煤層和頂板內的應力過于集中;另一個原因為工作面上下平巷附近暴露的巖石，易發生周期性的壓力增大和無規律垮塌，這都會給工作面頂板管理和巷道的維護提出更高的要求。

(二)局部防治措施

(1)卸壓爆破

爆破卸壓是一種特殊爆破，它是在確保安全的條件下，用爆破方法使煤層產生裂隙松動，釋放煤層積聚的應力能量。爆破卸壓的主要任務是爆破炸藥，形成強烈的沖擊波，使得煤、巖體產生裂隙破壞，分為卸載爆破和誘發爆破兩種方式：一是卸載爆破。是在高應力積聚區附近施工鉆孔，鉆孔深度一般在大于5m，在鉆孔中裝藥爆破，爆破后壓力峰值區的形狀被產生位移、壓力被分散、減小。爆破深度越接近支承壓力帶峰值位置，效果越好。二是誘發爆破。目的是在有沖擊地壓危險的高應力集中區域，進行預先設計的大藥量、高強度的爆破，誘發沖擊地壓。誘發沖擊地壓跟在采掘活動時產生沖擊地壓的危害程度是不同的，誘發沖擊能避免對人員安全的威脅。

(2)主動爆破

主動爆破是在線監測發現要發生沖擊礦壓的區域，主動利用足量的炸藥將其先爆破，誘發沖擊礦壓的發生，從而避免突然發生沖擊礦壓，給礦井造成更為巨大的影響。

(3)鉆孔卸壓

在應力集中區煤巖層中施工鉆孔，使鉆孔周圍的煤體受力狀態發生變化，破壞應力集中區的煤、巖層整體性，使煤體卸載，讓煤層支承壓力的分布發生變化，壓力峰值會向煤體深部轉移，釋放積聚在煤、巖層中的彈性能。卸壓效果可根據應力及巖性具體情況，通過采用不同直徑鉆桿或控制卸壓區鉆孔的疏密程度來控制。支承壓力愈高，鉆孔的破壞范圍愈大，煤層積聚的應力愈高，直徑卸壓的效果越理想。

(三)預測措施

沖擊礦壓的預測主要包括時間、地點及規模。目前主要采用的方法有數值模擬分析法、綜合指數法、鉆屑法、振動法、微震法、重力法等。以上方法均可較好的預測發生沖擊礦壓的區域，準確的預測震動釋放多少能量和礦壓發生的具體強度。

(四)組織管理措施

對于參與沖擊礦壓預防和預測的工作人員，應定期組織沖擊礦壓基礎理論知識的培訓及操作指導，熟悉如何預防沖擊礦壓發生的基本知識。此外，在沖擊礦壓容易發生區域，相關作業人員應佩戴防護裝備，防止突發沖擊礦壓時對人身造成更大的傷害。對于井下常用的儀器設備進行必要的固定工作，并將不用設備及時清理出去，防止沖擊礦壓發生時，設備對人身安全的威脅。

結語

煤礦開采過程中，沖擊礦壓現象的危害程度比一般礦山壓力顯現程度更為嚴重。尤其是同煤集團的一些礦井開采邊角煤、保護煤柱的條件下，開采中更易發生沖擊礦壓，造成嚴重的自然災害。但是，我們在掌握其成因和機理，并了解影響其發生因素的基礎上，在現有的技術水平下，通過對沖擊礦壓認真地測定，并針對具體情況采取有效的防治手段，完全可以消除或大大減少沖擊礦壓事故，確保煤礦正常有序的生產。

參考文獻

[1]侯瑋，姜福興，霍海鷹.深部煤層沖擊礦壓防治技術研究[J].煤炭工程.2008(08)