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[关键词]环境 污染 灾害 防治
中图分类号:TD824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0324-01
1.引言
煤矿环境污染是多种多样的,既有直接污染又有间接污染,既有化学污染又有物理污染还有生物污染,也有本文通过阐述煤矿地质灾害的危害性来提高人们保护煤矿环境意识,提高矿山作业人们的生活质量。
2.煤矿地质灾害
煤矿地质灾害主要有:岩移、矿井热、破坏土地资源、破坏水资源、影响大气结构、诱发地质灾害、危害人类健康。
2.1 岩移
矿山岩移主要由采矿活动引起,煤层自然、矸石堆积都可能引起岩移,例如新疆奇台县北山火灾,煤层自然引起的地面塌陷达8-10米。由采矿活动引起引起并直接破坏环境的岩体移动主要包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡。地表移动的形状和特点主要分为两类即漏斗状陷坑、阶梯状断裂和缓波状沉陷盆地。
2.1.1 漏斗状陷坑、阶梯状断裂
这类地表移动发生突然、快速、强烈,危害严重但是破坏范围小,主要发生在浅部及倾斜煤层采空区和开采深度与煤层开采厚度比小于20的缓倾斜煤层采空区以及较大的地质构造分布区。
2.1.2 缓波状沉陷盆地
这类地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%-80%,但这必须是采空区的长、宽均达到或超过开采深度的1.4倍时才可能发生的,这种塌陷的时间比较长,对地表的影响面积较大。
2.2 矿井热
矿井热是指矿井生产过程中所产生和行成的热,它决定矿井内空气温度、湿度等微气候的重要因素,一般来说,空气温度超过27°,人体散热就极为困难,并可能从空气中吸热而使人体热平衡破坏。因此我国《煤矿安全规程》规定:“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°,机电硐室的温度不得超过30°”,当矿井热导致矿井气温超过规定值时,便形成了矿井热害。行成矿井热的热源主要有:地热、空气压缩、井下煤岩层氧化热、煤层自然热、机电设备运行热、爆破热及井下人员体热等。现在随着开采深度延伸,大多数矿井面临着矿井热的危害。
2.3 破坏国土资源、水资源
露天采矿直接挖损土地;地下开采造成土地塌陷损坏;煤矸石和剥离物排放压站土地;采矿“三废”污损土地;采挖和塌陷引起的微地形地貌和地质、水文、水文地质条件的变化可导致土地的排水系统的破坏和水、热、气、肥等土壤肥力因子的恶化,以及地表积水、盐渍化、沙漠化和水土流失等,煤矿土地环境破坏造成了耕地锐减,不同程度的抑制农作物生长。同时采矿活动有时改变地下水恶和地表水的储存和循环状态,疏干和破坏水资源,造成井泉干涸或水位下降及地表水流失。此外煤矿固体废物可随大气降水、地表径流进入地表水体和地下水而污染水源。
2.4 影响大气结构
煤矿地质灾害不仅能改变井下和矿区空气的成分和结构,造成烟尘弥漫、能见度降低,有毒有害气体成分偏高等不良空气状况,而且会在一定程度上影响大气圈的成分和结构以及与岩石圈、水圈、生物圈的动态平衡,加剧温室效应,臭氧层破坏。例如煤矿废气中含有大量的CH4和CO2,排入空气后可使温室效应、平流层臭氧减少加剧;矿井废气含有硫化物、氮氧化物等则是酸雨和光化学烟雾行成的基础物质和根源。
2.5 诱发地质灾害
煤矿地质灾害严重威胁煤矿安全生产和矿区居民的人身安全。如矸石山堆积和采矿岩移可诱发山体滑坡、山崩、泥石流、矸石山滑塌、矸石流等,采矿废气中可燃气体和煤尘达到一定浓度会发生爆炸;二氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物等有毒有害气体达到一定浓度会造成旷工窒息、死亡;采动压力可诱发冒顶、片帮、矿井突水、煤与瓦斯突出和地面建筑物倒塌、断裂等灾害。
2.6 危害人类健康
煤矿开采造成环境污染,而环境又影响人类的生存,轻则致疾,重则死亡。所导致的疾病既有急性的也有慢性的且以慢性的为多,例如煤肺病、硅肺病和煤硅肺病。此外还有放射性疾病等,对在井下作业的人们带来了极大的危害。
3.煤矿地质灾害的防治建议
3.1 政策性措施
所有煤矿企业必须坚持资源开发与生态环境保护并重的原则,加强矿产资源勘察、开发、闭坑的生态环境治理与恢复工作;坚持预防为主,防治结合的方针,严把矿山生态环境地质环评工作,大力宣传“合理开发资源,有效保护生态环境”;坚持“谁开发,谁保护,谁破坏,谁治理,谁受益,谁补偿”的原则,最大限度避免和减轻矿山生态环境问题及矿山地质灾害的发生,促进资源开发与环境保护协调发展。
3.2 地质灾害监测
展开煤矿地质灾害的监测,省、市、县各级形成地质环境监测网,展开煤矿地质灾害活动的同时,开展矿山地质灾害的调查工作,尤其是每年的汛期前、汛期、汛期后的灾害动态检查,对重要监测点进行定期、循环监测,将地质灾害造成的损失降到最小。例如利用仪器对岩体进行检测,主要检测内容是岩体移动方向、速度,井巷工作面收缩、变形,地表移动方式、类型、规模、范围,岩体应力、应变、岩体强度等,根据测定的相应参数,采取相应的支护方式,提前制定相应的应急预案。
3.3 依靠科技手段,提高矿山开采技术水平
加强矿山环境保护和科学研究,着重研究煤矿开发过程中引起环境变化及防治技术,煤矿三废处理和废弃物回收与综合利用技术,提高煤炭采、选技术,同时开展煤矿地质环境评价,发现可能存在的地质灾害,提前使地质灾害获得有效的控制,利用科技手段减轻或消除危害。
3.4 建设绿色矿山
第一,在源头上做起,煤矿企业应积极进行节能减排、改善矿区周边环境、改善周边交通和水利条件。对于无能力进行节能减排的煤炭企业进行勒令整改,并对其进行技术指导;第二,土地复垦、露天坑、塌陷坑、地裂治理方面,煤矿企业在矿产资源开发设计、开采各阶段中,有切实可行的矿山土地保护和土地复垦方案与措施,并严格实施;坚持"边开采,边复垦",对采掘活动带来的露天坑、塌陷坑、地裂进行回填,并植树造林,防止水土流失,逐渐改善地下水资源,改变矿山微气候,使矿区上空的空气质量高于城市空气质量。
3.5 煤矿企业责任
煤矿企业应坚持"以人为本"的理念,善待员工、鼓励员工、增加员工对企业的认可度、加强企业的凝聚力和向心力,激发员工的主观能动性,鼓励员工进行创新,营造良好的职工生活和井下作业环境,减少煤矿职业病人群,提高煤矿员工生活质量。
4.结语
煤矿环境地质灾害的防治看似简单,其实这件事任重而道远,把煤矿变成和谐矿山、绿色矿山可能需要几代人的共同努力。
【关键词】大面积采动矿区;水环境灾害;特征;防治措施;分析
某煤矿矿区区内地形起伏较大,地貌特征表现为低缓性丘陵,属于中生代煤盆地沉积区的东部边缘。该区岩性结构多为白色砂岩,呈现出浅灰色、灰白色、以及灰色状态。矿区全境内共划分为7个可采煤区以及25个可采煤层。含水层主要受到大气降水因素的影响,以矿坑抽水方式进行排泄。结合该工程项目的实际情况,在充分考虑大面积采动因素的影响下,就相关问题做详细分析与说明。
1.大面积采动矿区水环境灾害特征分析
1.1水资源流失方面的问题
该煤矿工程矿床所采取的开采方式主要涉及到两种类型,其一为地下开采,其二为露天开采。其中,长期性的露天开采使得矿床边帮出现明显的变形、以及松动问题,同时在一定程度上加重了此区域内的水资源流失问题。与此同时,长期性的地下开采作业也使得矿场井下地层冒落、以及裂缝现象层出不穷。可以说,上述两种采矿方式的共同作用下,使得此区域内的地下蓄水构造体系遭到了极为严重的破坏,地下水原有的调蓄能力也被极大的削弱。特别是在地下开采作业不断向着更深地层发展的过程当中,降落漏斗的形成最终导致此区域的地下水水位整体性降低,出现严重的水资源流失问题。
1.2废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题
在该煤矿工程生产实践的过程当中,基于对整个施工现场安全性、可靠性因素的考量,每年都需要消耗大量的资金,专项应用于对煤矿开采区域地表水的拦截以及疏导工作。同时,聚集于地下采场以及露天矿坑当中的水分,则主要是通过排水系统的方式进行疏导。然而,在罗天矿坑闭坑之后,大气降水、地表水渗透、河流渗透、工民用废水排放、以及地下水共同作为矿坑坑内水源的补给方式,由此甚至可能导致此区域出现人工湖波,同时并发包括边坡岩石软化、矿区地震、以及地下水水质污染在内的相关问题。上述问题的产生均对整个煤矿开采作业区域的安全生产产生了极为不良的影响。更加关键的一点是:受到大面积采动因素的影响,导致此开采区域内的地层结构、岩层结构受到破坏,并呈现出了大量横纵向可连通的裂纹、以及裂隙,由此串通了大量的含水层。在所开采的矿山结束开采作业之后,底层结构长时间的不稳定特质不会消除,甚至会引发更大规模的地层结构烟花,导致此区域内的地下水动力场关系复杂,地表径流、地下蓄水、矿坑、以及上覆含水层之间的水力联系尤为密切,最终使得大量补给水源通过渗透的方式在已废旧的采空区当中汇集。自然,积水当中所含有的酸性成分、碱性成分、毒性成分、重金属矿物成分均会受到大面积采动的影响,借助于裂缝扩展的方式,导致极为严重的穿层污染问题。
1.3地表以及地下水水质污染方面的问题
在该煤矿生产环境下,矿区内所对应的矿井水污染物主要是受到水体水岩作用以及煤岩体相互作用的溶出污染影响。井下工作面当中所含有的煤砂污染、以及煤矸石污染问题表现突出。据相关统计资料数据显示:整个煤矿矿区内所形成煤矸石堆积量达到了2.5×108(单位/m3),受到大面积采动影响而形成的矸石遍布整个区域。这部分煤矸石受到淋滤作用因素的影响,深入地下区域,当中所含有的大量剧毒物质成分也会随之渗透进地下水水体当中,引发严重性的污染问题。更加关键的一点是:由于部分煤矿开采区域已处于废弃状态,但地层结构长期性处于不稳定的状态,此过程当中产生的大面积性的变形以及破坏问题最终会导致地下水资源以及循环系统受到极为不利的影响,引发严重的水质污染问题。
2.大面积采动矿区水环境灾害防治措施分析
结合本矿区在大面积采动因素影响下出现的水环境灾害问题,为了确保在后续开采作业中的安全与可靠,就应当对上述相关的水环境灾害问题进行有效的防治。具体而言,需要重点关注以下几个方面的问题:(1)加大对国家矿山地质环境治理专项资金的申请力度。在专项资金的支持下,积极展开对本矿区地质环境,特别是水环境灾害的治理工作。此过程当中所涉及到的主要治理内容包括:对矿区煤矸石、生活垃圾等进行回填处理,对矿区塌陷坑进行回填处理,对生态环境进行重建,恢复矿区周边植被覆盖。以此种方式,确保矿区水环境在内的整个生态环境能够得到显著的额改善;(2)重视企业间的合作,实现优势互补。例如,某煤化工生产企业在生产过程中所产生的大量废灰渣无处对方。煤矿企业就可以与该企业进行积极协商,利用这部分废灰渣对开采区域内的废弃矿坑进行回填处理。但,在此环节的工作过程当中,还需要特别重视做好对灰渣场地层的防渗设计与施工工作,避免此区域出现更加严重的水体污染问题;(3)针对煤矿矿井外排下所造成的水资源浪费问题以及水环境污染问题,需要通过新建排水设施的方式,对其进行处理,为煤矿矿区的复垦绿化、植被恢复、乃至生态重建提供充足且具有保障性的水源;(4)通过对现代化技术的应用,发挥地质监测站在检测煤矿矿区生产生态环境中的重要意义。结合煤矿矿区的实际情况,采集包括地下水动态、地下水环境、以及地质灾变等多个方面的指标进行合理监测,结合煤矿矿区大面积采动的实际情况,构建健全的GIS地理信息系统,发挥数据保障功能。
3.结束语
我国是煤炭资源的生产与使用大国。煤矿生产在整个国民经济建设发展体系中所占据的地位是极为关键的。为了确保煤矿生产的安全与可靠,就需要结合煤矿矿区的实际情况,详细分析各类水环境灾害的特征,制定相对应的防治措施。在本文上述分析过程当中,首先针对该煤矿矿区工程的在大面积采动因素影响下,出现的水环境灾害特征进行了简要分析,当中主要涉及到以下几个方面的问题:(1)水资源流失方面的问题;(2)废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题;(3)地表以及地下水水质污染方面的问题。结合上述情况,提出了针对性的灾害防治措施,希望能够通过各方通力合作,保障矿区生产作业的安全与可靠。
【参考文献】
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1矿山地质灾害防治与地质环境保护的结构和内容
我国大多矿山环境都比较恶劣,水文条件以及地质条件对企业设备要求较高,矿区环境严重阻碍了开采人员的安全,严重的安全事故也时有发生,矿产生产和其他职业非常不同。矿山生产管理环境比较麻烦。一般来说,工作环境的温度和湿度都很高,有很多不确定的因素,特别是有毒气体。如果有毒气体没有妥善处理的话,在相关的工作开采和操作过程中,可能会发生有毒气体爆炸和建筑人员中毒。引发很严重的安全问题,然而矿山预测防治水改进了矿山控制系统的实用性和简洁性,减少了现场操作员的工作负荷。另外,矿山环境恶劣,对人十分不友好,需要稳定性和抗干扰性强的机器,改善矿山机械和电器安全稳定的工作,防止外部不确定因素对矿山工作的生产和操作造成影响。在开采之前,煤矿企业应该首先熟悉当地环境,很多企业因为环境问题导致出现很多安全问题,从而导致企业经济损失。矿山地质灾害防治与地质环境保护的安全性跟稳定性都比较高,施工人员可以根据这些问题制定相关方案,从而可以有效的处理大多数隐患。
2矿山防治地质灾害和环境保护的重要意义
矿山防治地质灾害和环境保护在实际的地矿工作中有着极大的发挥空间,不但可以有效避免水灾,保障员工安全性的同时还可以给企业提供与防治水相关的信息,企业可以根据所得信息来合理规划采矿路线,从而更高效且省时省力的进行施工,在一定程度上来说推动了矿业的发展。站在企业的角度来讲,矿山防治地质灾害和环境保护节省了大量的人力物力,降低了企业的成本,同时也保障了员工的安全性,相对于传统的探测方式有着极大的优越性,所以需要加强对矿山防治地质灾害和环境保护的研究。以下从两方面来分析防治地质灾害和环境保护的优势。优化煤矿企业采矿思路。我国幅员辽阔,在境内存在不少自然资源,而煤矿资源是其中非常重要的资源之一,对于我国经济的发展有着不可磨灭的作用,因此煤矿的采集关乎国内经济的发展。而我国大部分的煤矿周围环境恶劣且复杂,贸然进行采矿容易出现意外,为防止员工在采矿过程发生意外,所以需要对周围的环境进行预测,从而可以更加合理的规划采矿路线。例如,一个煤矿处在地质和水质极为复杂的地区。周围有不少的暗河,那么在采矿之前,需要对该地段暗河的数量和位置有一个明确的把握和了解,避免出现突水等现象,合理的对路线和方式进行一个统筹规划,在有效率的开矿同时保障了员工的安全,一举多得。
3提高矿山地测防治地质灾害和环境保护精准性的方法
技术性方法。在矿产企业施工之前需要对开采地进行细致的勘探,若发现危险性较高的地区,需要进行更高精度的探查,来获取更加精准的信息。然后根据所得的信息,来设计开采思路。以开采思路为核心,围绕这一核心来考虑可能会发生的各种意外,并想出相应的对策来应对。在实际的开采过程中,员工需要谨慎且小心进行开采。在遇到不确定性较高的意外时,要遵循先测后采的原则,在保证自身安全的条件下,再进行开采。这样可以有效的避免意外发生。三维地震数据体技术在矿山的水预测预报中应用极为广泛。通常是和一些高端技术结合来实现对矿山地质环境的动态测量,这样可以实时监控矿山地质环境发生的变化,从而保障员工在施工过程中的安全性。如果发现矿山的地质环境出现异常,就可以进行实时分析,从而及时的避免和解决问题。在施工前的勘探上,需要细致的探查和了解周围的地质环境。再根据实际的环境进行一个全面且复杂的问题分析。保证员工在施工过程中发生意外时,可以从容的应对。工作人员可以实时的查看地质情况,来根据当时的实际情况判断安全隐患的同时,对挖矿设计中存在的不足进行优化完善,这样可以有效的防止水灾害发生,保证了员工的安全性。
4需要注意的问题
一般在矿产开采过程中,多多少少都会出现一些问题,有时可能一个小问题会导致一个让人难以接受的后果。所以在平时需要对员工进行技术上的培养,让员工有一定的处理问题的能力,从而减少意外发生的可能性。当然,企业在加强员工的培训的同时,还需要注意对探测设备进行维修以及维护,避免因为探测机器出现差错,导致意外发生。在勘探地形时,需要了解周围全部的安全隐患,以及曾经发生过的安全隐患。对该地形的地质和情况有一个较为熟悉且全面的认知。避免因为偷懒而导致意外的发生。最后需要注意的是,矿产开采之前,一定要制定一个开采思路,并要求员工严格执行,这样可以有效的避免意外的发生。总的来说,企业要不断的加强对员工技术的培养,还要重视对施工前地形的考察以及严格要求员工。按照制定的思路和方式进行采矿。
5结束语
对于矿产资源的开发是必然的,因为这是发展经济的需要。而开采矿产出现意外也是难免的,这就需要我们尽量去避免这种情况的发生。这就要做好矿山防治地质灾害和环境保护,通过对矿山附近地质环境进行探查和了解。有效地避免了很多意外的发生。在增加企业收益的同时也保障了员工的安全。最重要的是这种方式相对于传统的方式有的极为明显的优越性。
参考文献
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[2]李颖玲.探讨矿山地质灾害防治与地质环境保护研究[J].世界有色金属,2019(21):171+173.
【关键词】煤炭资源;开采;地质灾害;预防措施
煤炭资源的地下开采工作所带来的地质灾害一直是煤矿行业里沉重的话题,更是社会关注度很高的一大话题。随着我国经济的发展,煤矿行业的发展势头也越发迅猛。但各种煤矿安全事故,如瓦斯爆炸、地面塌陷等等,不仅仅为煤炭行业带来巨大的经济损失,更造成了严重的人员伤亡,对我们社会的和谐造成了威胁。
我国正处于社会主义新时期,针对煤炭开采引发的一系列问题,我们应当加强对煤炭开采过程中引发的地质灾害的问题研究,寻找其源头,并具体问题具体分析,针对不同类型的地质灾害,对其防治措施进行探究。地质灾害的防治措施不仅仅可以使我国煤矿管理更加规范化和制度化,以促进煤矿向着科学适度开发的方向发展,促进我国经济的发展,同时,也可以最大程度上减少煤炭开采事故的发生,促进煤矿行业的健康化和规范化,从而推进社会主义和谐社会的建设进程。
1 煤炭地下开采引发的地质灾害
1.1 开采沉陷
据调查,在煤矿地下开采引发的地质灾害中,开采沉陷事故频率高居榜首。并且,由于开采沉陷引发的地质灾害一般都发生于平原地区,这些地区绝对大部分都属于优良的土地,适宜耕种。随着煤炭开采量的不断加大,开采沉陷的土地面积也会越来越大,土地塌陷情况越来越严重,范围越来越广,这不仅对适宜耕种的耕地资源造成了破坏,给当地的农业生产收益带来了难以挽回的损失,而且严重破坏了生态环境,破坏了原有的自然景观。
1.2 矿井突水
矿井突水是由煤炭的地下开采工作所引发的一种突发性、破坏性的矿山地质灾害。矿井突水现象发生时,水流来势汹猛,一时间涌水量大,难以控制。矿井突水已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题之一,矿井突水现象的频繁发生为我国的经济造成了难以避免的损失,也严重威胁到矿区居民的生命和财产安全。
1.3 瓦斯灾害
除了开采沉陷与矿井突水,瓦斯灾害是由煤矿的不当开采而造成的另一种主要的地质灾害。瓦斯事故的防治一直是我国煤炭开采过程中安全防治的重点之一。由于自然因素的影响, 我国开采煤层中,瓦斯含量一般都偏高, 尤其是我国现开采的矿井中, 40 %以上的瓦斯含量都高于正常量,属于高瓦斯含量矿井。近年来, 我国煤矿开采引起的瓦斯灾害事故频发,造成的损失是难以估量的。仅2000 年, 全国范围内煤矿施工场地发生包含10人以上的重大瓦斯爆炸事故就有59 起, 其中贵州水城矿务局木冲沟煤矿2000 年9 月27 日的瓦斯爆炸造成一次死亡人数达162 人。此外, 2002 年6 月20 日, 黑龙江鸡西成子河煤矿瓦斯爆炸造成115 人死亡。因此, 瓦斯防治亟需被重视并加以防治。
2 地质灾害的防治措施
2.1 开采沉陷防治措施
首先,应着重加强对开采沉陷的预计工作。煤炭的地下开采导致采矿活动决定了开采沉陷现象的分布规律,针对这一规律,在不同的采矿地区,由于覆盖岩石的力学性质、煤层倾斜角度、煤矿开采的厚度和深度等等都有差异,在采矿地区,应严格设立情况观测站,根据规律的总结对煤炭开采后的沉陷现象举行预先的估计,以为灾害的预防提供参考数据,以便合理的治理规划的制定。
其次,应在采矿地区展开科学合理的治理工作。地表下沉带来的损伤是巨大的,但是地表一旦下沉,形势难以扭转,只有通过科学的治理方法,具体问题具体分析,进行综合的补救工作。比如针对我国东部的采矿区,应依据实际条件,在塌陷较浅的区域内,建立排水系统使水位得以下降,从而土地便得以重新利用;对于塌陷情况更为严重,塌陷更深的区域,因地制宜,将其挖得更深来制作成鱼塘,挖出来的土方则用来填充其它下陷较浅的区域,使土地得以重新的使用。;而对于大面积的塌陷区域,这些区域成年沂水,可直接利用,作为鸭、鹅的养殖始水域;若有些塌陷地区有充足的土方进行填充,则进行填充后,可直接进行耕作。
2.2 矿井突水的防治措施
矿井突水作为地下开采共作经常引发的地质灾害之一,也理应对其防治工作予以高度的重视。矿井突水情况严重时,不仅会造成煤矿资源的浪费,还会对工作人员造成生命威胁。为了预防矿井突水现象,在仿制手法实施的过程中,首先应对工地进行勘测,结合实际情形,提前对煤矿开采地区的地形、地貌做出精确的检测和预估,并结合相关的勘查工作,总结出土地内岩石断裂及其分布的规律。在地形以及地貌的勘测过程中,工作人员一刻也不能马虎,需进行严密精细的检查和记录,将各个工作面的岩石断裂、断裂情况分布进行仔细的标注后,在煤矿的开采图纸上悉数标出,对整体情况作出宏观的把握。这样的标注以便开采过程中突况的预防和及时救治。
2.3 瓦斯灾害的防治措施
瓦斯灾害的频发程度我们有目共睹,瓦斯灾害的频繁发生对社会造成了难以估量的负面影响。作为危害最大且最易发生的开采灾害,对于瓦斯灾害的防治,应首先加强安全预防工作。安全预防主要是针对瓦斯集聚现象,对突出的瓦斯进行消除工作。预防瓦斯突出的途径有很多,例如减少向采掘空间内涌进的瓦斯量、将开发空间内的瓦斯进行浓度稀释、将每层中的沉积瓦斯进行释放等等。其中,做好矿井内的通风换气工作从而达到瓦斯浓度的稀释,是消除突出瓦斯工作的主要技术。除此之外,火源极易引发瓦斯的突然爆炸,对于地下矿境内的火源,应进行严格的控制,简历防爆工作以及个人防护工作,对工作人员作出充足的安全培训,同时加强对瓦斯量的检测和报告。
另外,针对瓦斯易引发灾难事故的现象,开发煤气层也是有效预防地质灾害的途径之一。煤气层较于煤矿开发,安全高效,不易引发安全事故。由美国以及澳大利亚的实践表明,煤气层的开发不仅仅有利于新能源的开发和投入使用,更重要的是能减少瓦斯事故的发生。因此,除了进行相应的防护工作,我国的煤矿工程应着眼于其它能源的开发,扭转观念,将部分人力物力相关资源投入到煤气层的开发工作之中,为新能源的开发创造更大可能。
3 结束语
现阶段,随着我国煤矿开发量的不断增加,加强对煤矿开采所引发的地质灾害的预防工作意义重大。因此,在煤炭开采的过程中,应做好相应的管理工作,严格制定煤矿开采规范,积极控制风险,以做好各种防护措施,尽量使地表沉陷、矿井突水、瓦斯爆炸等等事故的发生率降到最低,使煤矿行业的安全生产得到保障,避免人力物力的损失,从而保证煤矿开采行业的社会效益以及经济效益。
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一、矿井系统安全性评价
(一)矿井通风系统安全性的评价指标
矿井通风系统安全性是客观评价矿井通风系统结构的安全程度指标。参考有关文件资料,并根据主从相关原则、回归关系原则和方向性原则,确定了主要通风机运转稳定、用风地点分区通风且风量满足要求、矿井风量供需比、矿井通风系统和设备有利于灾害的防治、矿井风压、反风系统灵活可靠通风设备及风门装有自动监控系统、主要调节风窗数及工作面调节风窗数与回采工作面数之比、隔爆设施齐全等9个指标。
(二)评价指标的权值
根据各评价指标对矿井通风系统安全性影响的重要程度,应用层次分析法确定了各指标的权值。
(三)评价指标的函数
根据各个指标与矿井通风系统安全性的关系,求得各指标的函数。
1、主要通风机运转稳定
(1)一台通风机的矿井
f1=0;k1>0.9或k1
(2)多台通风机的矿井
f2=0;k1i>0.9或k1i
式中,HS―通风机风压,Pa;Hsmax―通风机最高风压,Pa。
2、用风地点为分区通风且风量满足要求
f2=n1/N1式中,n1―用风地点为分区通风且风量满足要求数;N1―用风地点的总数。
3、矿井风量供需比
f3=0;k2>1.5或k2
式中,Q―矿井实际供风量,m3/min;Q0―矿井的需风量,m3/min;
4、矿井风通系统和设备有利于灾害的防治
f3=n2/N2式中,n2―有利于防治灾害的地点数;N2―应防治灾害的地点总数
5、矿井风压
f5=1 H;f5=1-(H-h0)/h0 H>h0;h0=174.95Qf0.42
式中,h0―矿井风压的阈值,Pa;Qf―通风机的风量,m3/s;H―矿井的实际风压值,Pa。
6、反风系统灵活可靠
f6=0无反风系统;f6=(1、(2有反风系统;其中,(1=10/t;(2=(/0.4;
(1、(2在[0,1]范围取值。
式中,t―反风时改变巷道中风流方向所需的时间,min;(=Q(/Q;Q(―反风时通风机供给的风量,m3/min,Q―通风机正常的供风量,m3/min。
7、通风设备及风门装有自动监控系统
N;f7=(Pi/n0;i=1式中,n0―应装自动检控系统的通风设备及风门数;n―已装有自动检控系统的通风设备及风门数;Pi―第i个装有自动检控系统的通风设备或风门的有效度。
8、主要调节风窗数及工作而后调节风窗数与回采工作面之比
f8=1-d其中:f8在[0,1]取值
d=0.3(1+0.2(2+(0.1(3/b)式中,(1―总回风巷调节风窗数;(2―每翼或采区回风巷调节风窗数;(3―回采工作面调节风窗数;b―回采工作面数。
9、隔爆设施齐全
f9=1-e其中:f9在[0,1]取值
e=0.2C1+0.1C2+0.1C3+0.05C4
式中,C1―未设隔爆设施的矿井翼数;C2―未设隔爆设施的采区数;C3―未设隔爆设施的煤层数;C4―未设隔爆设施的采、掘工作面数。
二、矿井通风系统的安全性分析
(一)矿井通风系统的安全度
矿井通风系统的安全度是指矿井通风系统安全性的程度。依据矿井通风系统安全性的评价指标,当9个评价指标的函数值均为1时,矿井通风系统的安全性最好,安全度最高。在此,矿井通风系统的安全度的计算式为:9;s=2((ifi*;i=1 式中,(i―第i评价指标的仅值;fi―第i评价指标的函数值。
(二)矿井通风系统安全性的等级
以式*计算矿井通风系统最高的安全度值为100,此时矿井通风系统的安全性最好。以此为基础,通过分析依安全度的大小将矿井通风系统的安全性分为A、B、C、D四个等级,不同的等级应采取相应的安全措施。
三、应用实践
某矿年生产能力为240万吨,2个风井,6个回采工作面,3个备用工作面,掘进工作面14个,矿井通风系统存在较多的不安全因素。
依据矿井实际,求得了各指标的函数值。计算的矿井通风系统的安全度为:
9;s=2((ifi =2×(0+9×0.91+8×0.34+6.5×0.5+5.5×0.63+4.5×1+0+2×0.5+1×0.65);i=1;=85.4
改造后矿井通风系统的安全性为B级,安全性为良好,提高了矿井的抗灾能力。