煤礦隱蔽致災因素的危害和防治

崔瑾

摘 要：煤礦隱蔽致災因素主要包括采空區(qū)，廢棄老窯（井筒）、封閉不良鉆孔，斷層、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集區(qū)，導水裂隙帶，地下含水體，井下火區(qū)，古河床沖刷帶、天窗等不良地質(zhì)體等。其特點是具有隱蔽性、時變性和突發(fā)性，探測和預防難度大。因此，加強煤礦隱蔽致災因素普查尤為重要，是預防煤礦安全事故發(fā)生的重要技術手段。

關鍵詞：煤礦；隱蔽致災因素；采空區(qū)；廢棄老窯

中圖分類號：TD77+1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.053

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技水平的不斷提高，煤炭在我國經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)了很重要的地位。但歷年來，因煤礦生產(chǎn)導致的人員傷害事故不斷發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國的煤礦重大事故中，與地質(zhì)條件有關的各類事故約占80%，2008—2013年，頂板事故死亡人數(shù)最多；而在重大及以上的事故中，瓦斯事故總起數(shù)最多，成為重特大事故的主要災害類型。因此，國家煤礦安全監(jiān)察局要求各煤礦建立隱蔽致災因素普查治理機制，全面普查煤礦隱蔽致災因素，并強制查明隱蔽致災因素。

1 采空區(qū)的危害及防治

1.1 采空區(qū)的危害

采空區(qū)不僅會影響煤礦采掘設計和工程施工，還會引發(fā)突水、瓦斯爆炸、火災等煤礦事故，是煤礦生產(chǎn)的重大安全隱患。采空區(qū)或與采空區(qū)相連的巷道內(nèi)的積水為采空區(qū)積水，其幾何形狀極不規(guī)則，不斷推進的采掘工程與這種水體的空間關系錯綜復雜。采空區(qū)積水的流動規(guī)律與地表水流相同，不同于含水層中地下水的滲透。采掘工程一旦意外接近或揭露，采空區(qū)積水便會突然潰出，發(fā)生透水事故。

1.2 采空區(qū)致災防治

采空區(qū)致害的防治可從以下三方面做起：①及時排查、分析本礦的采空區(qū)積水情況，定期收集、調(diào)查、核實相鄰礦井和廢棄老窯的情況，并建立臺賬，深入研究本礦井積水區(qū)和礦界最少100 m范圍內(nèi)相鄰礦井的采掘工程平面圖，及時修訂積水線、積水量、積水上下限標高、探水線和警戒線；②采用物探或化探等方法查清水文條件，然后采取相應的治理措施；③新開拓的采區(qū)、采掘工作面要進行水文地質(zhì)條件分析，地質(zhì)說明書要闡明受采空區(qū)區(qū)積水威脅的情況，并制訂相應的探放水措施。

2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害及防治

2.1 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害

廢棄老窯（井筒）、封閉不良鉆孔會造成突水等煤礦事故。對于地面勘探施工的地質(zhì)孔和水文孔，如果封孔質(zhì)量不合格，且過含水層，就會使導水通過。當采掘工作面接近或揭露鉆孔時，容易造成突水事故。

2.2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔致災防治

廢棄老窯、封閉不良鉆孔致害的防治可從以下兩方面做起：①要查明廢棄老窯（井筒）的閉坑時間、開采煤層、范圍等，盡可能收集齊全以往煤礦采掘工程平面相關資料，并將廢棄老窯（井筒）水源井標注在采掘工程平面圖等相關圖件上，建立井天內(nèi)廢棄老窯（井筒）、水源臺賬。②確定鉆孔在采掘工作面的位置，核實鉆孔的封孔質(zhì)量，建立封孔質(zhì)量臺賬。如果鉆孔穿透含水層，且封孔不良，應當在地面重新套孔、封孔。對于地面無條件重封的鉆孔或封孔質(zhì)量有問題的鉆孔，應在井下采用鉆探的方法查清其導水情況，并采取井下注漿或留設防水煤柱等相應措施；對于無封孔資料的鉆孔，應按孔口坐標實測孔位，并開挖孔口，查看實際封孔情況；對于未封鉆孔，應采取相應的處理措施。

3 斷層、褶曲、裂隙的危害及防治

3.1 斷層、褶曲、裂隙的危害

斷層、褶曲、裂隙的存在不僅會對煤層的完整性和連續(xù)性造成破壞，影響煤炭資源儲量，也會影響開采區(qū)域、井田和礦井開拓方式的合理布置，增加開拓成本和降低生產(chǎn)效率，還會在其附近引起煤層頂板冒頂、突水、瓦斯突出等煤礦安全事故。

3.2 斷層、褶曲、裂隙致災防治

利用現(xiàn)場觀測和物探、鉆探等探測方法，了解斷層性質(zhì)、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及巖性，斷層兩盤伴生裂隙發(fā)育程度，斷層富水性等，查明礦井邊界斷層和井田內(nèi)落差大于5 m的斷層，并查明褶曲的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模、形態(tài)和分布特點，了解褶曲與礦產(chǎn)的關系等。在斷層兩側(cè)嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦防治水規(guī)定》留設安全保護煤柱，嚴禁開采防隔水煤柱等。

4 陷落柱的危害及防治

4.1 陷落柱的危害

陷落柱的危害主要有破壞煤層的連續(xù)性，在陷落柱區(qū)域形成無煤區(qū)，減少煤炭可采儲量；破壞頂?shù)装?，造成冒頂片幫等事故，并充當特殊的導水通道，造成水災事故?/p>

4.2 陷落柱致災防治

采用井下判識、地球物理勘探、井下鉆探等手段探明陷落柱的富水性和導水性，及時記錄在案，并留設陷落柱安全保護煤柱，嚴禁開采防隔水煤柱等。

5 瓦斯富集區(qū)的的危害及防治

5.1 瓦斯富集區(qū)危害

瓦斯富集區(qū)的形成會引發(fā)煤礦瓦斯突出和瓦斯爆炸等事故，是煤礦主要的事故類型，會造成巨大的經(jīng)濟損失和大量人員傷亡。

5.2 瓦斯富集區(qū)致災防治

在綜合分析煤炭勘查、煤層氣勘探開發(fā)的瓦斯測試資料，以及煤礦生產(chǎn)過程測試的相關瓦斯參數(shù)資料、礦井通風數(shù)據(jù)、瓦斯等級鑒定資料等的基礎上，繪制采區(qū)、礦井瓦斯地質(zhì)圖，并根據(jù)礦井瓦斯賦存情況分區(qū)，開展瓦斯防突預測預報，并提出防突建議。另外，在生產(chǎn)過程中，要加強煤層瓦斯管理，貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的工作方針，落實“一通三防”管理制度，建立健全隱患排查的長效機制，加強瓦斯監(jiān)測預報和通風管理工作，預防瓦斯聚集，造成災害，同時，杜絕明火，嚴格遵守煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程，以確保安全生產(chǎn)。

6 導水裂隙帶的危害及防治

6.1 導水裂隙帶的危害

導水裂隙帶除由煤礦開采巖層垮落等形成外，還會由構(gòu)造、成巖、風化等作用下形成。導水裂隙帶不僅會積聚地下水，還會成為含水層或水體的導水通道，引發(fā)突水事故。

6.2 導水裂隙帶致災防治

采用物探、鉆探方法可探測導水裂隙帶可能的分布區(qū)域和分布范圍，并用經(jīng)驗公式法、相似模擬法、數(shù)值模擬法和現(xiàn)場實測法確定導水裂隙帶的最大高度，指導煤礦防治工作。如果煤層頂板受開采破壞，其導水裂隙帶波及的范圍內(nèi)存在富水性強的含水層（體），在掘進、回采前，應當先疏干含水層（體）。

7 地下含水體的危害及防治

7.1 地下含水體的危害

地下含水體包括含水層、含水巖溶陷落柱、含水斷裂帶、充水采空區(qū)等，這些都是引發(fā)煤礦突水事故的重要因素。

7.2 地下含水體致災防治

通過物探、鉆探等手段查明影響礦井安全開采的水文地質(zhì)條件，各種含水體的水源、水量、水位、水質(zhì)和導水通道等，進行各煤層帶壓開采突水危險性評價，預測開采煤層涌水量，預測對煤礦安全生產(chǎn)的威脅，提出防排水建議和煤炭采掘建議。

8 井下火區(qū)的危害及防治

8.1 井下火區(qū)的危害

地下煤炭自燃不僅會嚴重浪費煤炭資源，污染環(huán)境，同時還會使火區(qū)內(nèi)溫度上升，一氧化碳等有害氣體濃度增加，成為煤礦生產(chǎn)的安全隱患。

8.2 井下火區(qū)致災防治

井下火區(qū)致災防治措施主要有以下三種：①嚴格按照煤礦安全規(guī)程和作業(yè)規(guī)程要求，在發(fā)火期內(nèi)采完，及時永久密閉采空區(qū)；②加強采空區(qū)管理，要經(jīng)常檢查，一旦發(fā)現(xiàn)高溫火點，應及時采取有效措施，防患于未然；③加強通風管理，減少漏風量，提高永久密閉質(zhì)量。

9 古河床沖刷帶、天窗等的危害和防治

9.1 古河床沖刷帶、天窗等的危害

沖刷帶對煤礦生產(chǎn)的危害表現(xiàn)在因沖刷使煤層變薄，造成煤炭資源量減少；造成煤礦采掘設計改變，增加投資，影響煤礦的正常生產(chǎn)進度；天窗的存在會引發(fā)涌水潰沙事故。

9.2 古河床沖刷帶、天窗等致災防治

采用走訪調(diào)查、鉆探、物探等方法對古河床沖刷帶、天窗等不良地質(zhì)體進行探查，一旦發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)，應及時、準確地標繪在采掘工程平面圖上，研究、總結(jié)其發(fā)育規(guī)律和分布規(guī)律，以有效指導礦井采掘設計和制訂防治措施。

煤礦隱蔽致災因素的防治需要各方面相關人員齊心協(xié)力，按照“地質(zhì)先行—物探跟進—鉆探驗證—綜合分析—預測預報”的工作模式，依據(jù)“地面、井下相結(jié)合，化探、物探、鉆探等多手段相配合”的探測思路開展工作。只有這樣，才能預防煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，確保國家利益和人民生命安全不受損害。

〔編輯：劉曉芳〕