發布時間:2023-09-21 17:41:52
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【關鍵詞】煤礦 礦井 水害 綜合防治一、礦井水災的危害
礦井水災對礦井生產危害較大,輕則影響礦井生產效率,重則造成淹井人亡的惡性事故,具體來說主要表現在以下幾個方面:惡化生產環境。可造成巷道積水,頂板淋水使工作面及附近巷道空氣潮濕,工作環境惡化,影響個人身體健康;增加排水費用,提高噸煤成本。礦井水的大小直接關系到排水設施、設備和排水費用;縮短生產設備的使用壽命。水對金屬設備、設施具有腐蝕作用;損失煤炭資源。主要是指隔離煤柱的煤損;引起瓦斯積聚、爆炸和硫化氫中毒;當礦井水的水量超過礦井的排水能力或發生突然涌水時,輕則造成礦井局部停產或局部巷道被淹沒,重則造成礦井淹沒、人員傷亡,被迫停產、關井。
二、礦井水害的綜治防治
(1)進一步完善水害防治各項規章制度。煤礦企業要結合各自實際情況,補充完善礦井中長期防治水規劃、年度防治水計劃、水害防治工作方案、應急預案等各項防治水技術措施,并組織實施,確定礦井水害防治的工作重點。要健全和完善地下水動態觀測網,定期開展水害隱患排查,根據礦井年度、季度、月度生產(建設)作業計劃,進行水害預測預報。建立和完善防治水考核制度,落實日常探放水孔進尺驗收記錄考核工作;完善礦井探放水制度,嚴格落實“防、堵、疏、排、截”和“有掘必探、先探后掘"等綜合防治水措施。
(2)狠抓探放水隊伍建設。煤礦防治水工作是一項系統工程,貫穿建井、生產乃到閉坑全過程。煤礦企業要積極引進煤炭院校主體專業(地測方面)的大中專畢業生,聘請有經驗的專業防治水技術人員充實優化目前的防治水管理隊伍;井下探放水隊伍要逐步實現以中專、技校畢業生為主,形成探水、放水、監測監控的專業化隊伍。要提高防治水隊伍的工資水平。煤礦防治水費用要列入當年礦井生產安全費用計劃。
(3)嚴格執行井下探放水規定。煤礦企業要及時按規定編制探放水設計,嚴格按設計進行探放水。必須嚴格執行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”,嚴禁在水文地質條件不清和掘前不探的情況下生產(建設)作業。要進一步強化采空水、老空水、構造水等積水的探放工作。在探放水前,必須查明采空區的空間位置、積水量和水壓,撤出探放水點以下受水害威脅區域的所有人員,預計有瓦斯或其它有害氣體時,還必須認真檢查空氣成分,礦井有突水征兆時,立即撤出井下所有人員,嚴格落實“有疑必停、有險必撤”的緊急措施。同時進一步完善防排水設施,礦井防排水能力必須按規程標準進行配套,達不到的要停產整頓,限期達標。
(4)進一步強化煤礦水害防治工作的安全監管。要全面落實上級有關水害防治的工作部署,要落實日常安全檢查包保責任制,認真履行對煤礦安全的日常性、經常性檢查和監管執法職責。特別要針對水害隱患工作中存在的問題、礦井水文地質類型,制定分類指導意見,周密部署安排,督促企業認真落實水害防治責任制,強化各項措施,對轄區內煤礦水害隱患登記建檔,督促企業對查出的隱患進行整改。
(5)加強“雨季”三防工作。煤礦企業必須就防范暴雨洪水進行隱患排查和專項整治,徹底消除隱患。井口標高低于歷史最高洪水水位的礦井要有應急措施;對洪水可能淹沒的廢棄老窯井口必須按規定填實封死,或在井口澆注1個大于井筒斷面的堅實的鋼筋混凝土蓋板,嚴防地表水倒灌井下導致淹井。雨季要安排專人負責對本井田范圍及可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙,以及可能影響礦井安全的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點部位進行巡視檢查,特別是接到暴雨災害預警信息和警報后,要實施24小時不問斷巡視。建立暴雨洪水可能引發淹井等事故災害緊急情況下及時撤出井下人員的制度,發現暴雨洪水災害’嚴重,可能引發淹井時,必須立即停產撤人,只有在確認隱患已徹底消除后方可恢復生產。
(6)加強水害應急救援和職工防治水安全知識培訓。相關部門要制訂完善水害應急預案,建立區域搶險排水基地,增置各類排水設備,定期對設備進行檢修,保證設備完好,以提高搶險救災能力和效果。煤礦企業也要儲備足夠的搶險物資和設備,確保搶險救災時能夠及時到位并發揮作用。煤礦企業要結合典型水害案例,加強對職工水害防治知識的培訓和教育,提高安全生產技能和綜合素質。制定并不斷完善礦井水害應急預案,開展應急預案的演練,使職工掌握逃生的路線。煤礦企業發生透水后,要立即啟動礦井水害應急預案,并按規定及時上報有關部門,積極開展救援工作。
三、防治水的技術措施
(1)防。在礦井設計時,井口和工業場地應選擇在不受洪水威脅的地點,井口和工業場地內的主要建筑物的標高,必須高出當地歷年的最高洪水位;如因地形限制,難于找到合適的井筒位置,就應修筑堅實的高臺,以使井口標高高出歷年最高洪水位。礦區地表的塌陷區(包括塌陷裂縫、塌陷洞等)、廢棄的鉆孔及小窯古并等,要用鉆土和石塊堵塞、填平、夯實,對于較大范圍的塌陷坑和裂縫塌陷區,如果填塞工程量太大,或固某些原因不能進行填塞時,也可采取在其外國挖掘環狀排水溝截水,不使雨水匯集。對于流經礦區的河流和溝渠,如確實查明有水流漏失情況,并對礦井安全構成威脅,可在礦區水流漏失地段,用粘土、料石或水泥修筑加固。這種辦法多用于流量不大或季節性河流,對于水量較大的河流,可采取改道的辦法。河流改道雖可徹底解決河流對礦井安全的威脅,但工程大,耗資多,還要涉及到當地的農業生產等許多問題,故不輕易采用,需作認真的調查和全面的經濟比較后再作決定。
(2)疏。對礦區內的大面積積水或防水匯集水,可開掘疏水溝渠將積水排走。如果積水流不出去,可以開鑿隧洞,把水引到礦區以外。修筑疏水溝渠時,應避開煤層和含水層露頭、地表裂縫等,以防地表水滲入井下。
一、造成瓦斯中毒、窒息事故來源主要有以下幾方面
1、瓦斯中毒、窒息事故特點
根據福建省煤礦多年對煤礦瓦斯中毒、窒息事故事故統計分析,可以發現有如下一些特點:①瓦斯中毒、窒息事故多為較大事故;②事故地點多發生在采、掘工作面停工盲巷、小眼、采空區;③多為礦井通風管理不善導致瓦斯積聚;④瓦斯中毒、窒息事故多發生在鄉鎮煤礦,省屬國有煤礦偶有發生。
2、事故原因分析
發生瓦斯中毒、窒息事故與許多因素有關,但總的來說,主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關,發生瓦斯中毒、窒息事故往往是以上因素相互作用所導致的。
(1)煤礦開采條件差
南方礦井開采條件普遍較差,地質構造復雜,開采面在不斷延深。我礦2005年度礦井瓦斯相對涌出量5.38 m3/t,絕對瓦斯涌出量1.60 m3/min。雖然定為低瓦斯等級礦井,但是由于受地質構造復雜影響,給開采工作增加難度,加上礦井通風系統經常遭受周邊小窯的非法干擾,如對小窯巡查、調查工作沒有到位,礦井的風流會出現紊亂,有時會檢測出瓦斯超限現象。
(2)礦井通風系統紊亂
由于礦井遭受周邊小窯非法入侵嚴重,導致礦井的通風系統經常遭受破壞,造成內部漏風和外部漏風,加上受自然風壓影響,礦井通風系統不穩定。通風系統不合理、漏風大,導致礦井進風量嚴重不足、礦井有效風量率低;通風安全技術措施、通風安全設施不完善或安裝不及時;局部通風管理不位,采掘工作面常處在無風或停風作業現象;采掘工作面大多采用串聯通風,采掘工作面無進行氣體檢測,不能及時掌握井下巷道中瓦斯濃度的狀況;所有因素容易導致人員瓦斯中毒、窒息事故的發生。
(3)瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但通風系統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。據有關統計資料,在2005年全國34起特大瓦斯爆炸事故中,其中22起主要是因通風系統不合理,存在風流短路、多次串聯和循環風,造成供風地點風量不足,而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風管理不當、工作面有效風量不足,而造成瓦斯積聚;有2起主要是因停電、停風而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷瓦斯積聚而引發。
(4)安全裝備不足
由于礦井主要負責人安全生產意識和法制觀念淡薄,工程管理技術人才奇缺,加上思想麻痹,認為南方低瓦斯礦井不會出現瓦斯事故,對瓦斯檢測儀器、監控設備(如雙風機、雙電源、風電閉鎖裝備和機電設備的三大保護等)配備不全;或不愿花錢購置,造成必要的安全裝備不足。如某礦發生1 次瓦斯中毒、窒息死亡3人事故,其裝備狀況,唯有1臺光學瓦斯檢定器,而且是壞的;礦井安全裝備差,也無安設瓦斯監測報警系統,瓦檢員配備不足、瓦檢員監測不到位等。
(5)職工安全意識差
由于目前受勞動力市場的沖擊影響,煤礦工人的流動性比較大,職工隊伍穩定性較差,其直接影響到職工的安全素質、安全技術素質,許多職工對瓦斯的危害性認真不足,對設置的柵欄、密閉等安全設施的重要性認識不清。許多事故分析發現,是工人違章私拆密閉、柵欄進入無通風的盲巷造成的。因柵欄、密閉管理不當也容易造成較大瓦斯事故。如在1994年某礦早班放炮員,私拆停工設置的柵欄警標,在小眼私藏炮泥,結果倒在小眼5米處中毒、窒息死亡。因此,提高管理水平和職工的安全意識對于防治瓦斯事故的發生非常重要。
(6)安全管理混亂
各級主管部門對低瓦斯礦井危險性認識不足,通風與安全專業機構不夠健全和完善,沒有配備專業技術人員;通風管理不力,投入少,欠帳多。企業負責人不懂通風管理技術,局部通風機位置安裝不當,供風距離太遠,造成作業地點風量不足,有的甚至在微風、無風的情況下作業,瓦斯事故隱患普遍存在。有的停產停風地點、盲巷、廢巷不打柵欄,不掛警示牌,或排放瓦斯時沒必要的安全技術措施,無入井檢查制度,井下吸煙沒人管;有的未經許可擅自進入未通風的地點,誤入盲巷引起人員中毒,瓦斯窒息事故層出不窮。例如某礦,采空區漏風嚴重,發生一起瓦斯燃燒事故,造成重傷3人,輕傷3人。事故原因是由于隊伍搬家,在搬遷設備時沒有遵守管理規定而引發的。
(7)企業技術管理薄弱
一些煤礦企業由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統不完善,此外《作業規程》編制不符合現場實際,針對性不強,給安全生產帶來了嚴重隱患。
二、控制瓦斯中毒、窒息事故的對策
1、建立健全通風管理組織機構和規章制度
各級領導干部應提高認識,認真吸取有關事故教訓;要充分認識低瓦斯礦井防治瓦斯事故的重要性和緊迫性,克服低瓦斯礦井不容易發生瓦斯事故的麻痹思想,要把防治瓦斯事故工作當做頭等大事來抓;建立健全通風安全管理組織機構和各種《規章制度》,制定詳細的符合本礦井實際的《一通三防工作實施辦法》和各項安全技術措施,切實加強礦井通風管理,要徹底消滅采掘工作面無風、微風或循環風作業等現象,以防止瓦斯事故的發生。
2、完善勞動組織管理和職工安全培訓工作
(1)進一步完善煤礦的用工制度。要從招工形式上、用工制度、職工待遇上建立健全的用工制度、工傷保險制度、用工獎懲措施;加強新招工人、在職職工、流動人員的管理,充分把握好用人關。
(2)抓好領導干部的業務素質培訓。企業領導干部的業務水平和安全管理水平的高低,其直接影響到企業的安全生產。通過企業領導干部的安全生產培訓,使其全面掌握好專業知識和全面提高安全管理水平。
(3)加強各級管理人員的培訓。管理人員是工作現場的第一線指揮者,其素質的高低將直接影響到礦井整體的安全管理水平和企業的生產、安全效果;通過加強對各級管理隊伍人員的法律法規知識、安全管理知識、有關專業知識,讓他們熟練掌握煤礦的安全生產經營管理,不斷提高各級管理人員的工作能力和工作水平。
(4)加強對工人的安全技術培訓,不斷提高職工的安全素質和操作技能水平,增強安全意識。①對新工人要重點做好入礦前的安全技術培訓工作,特別是要重點對他們進行礦井基本安全知識、災害防治知識、操作技能知識、安全隱患的識別方法、事故案例等教育。②對采掘工要每季定期組織一次全員復訓,重點對他們進行煤礦法律法規知識、災害應變知識、事故案例等方面的培訓,通過不斷地培訓、復訓,提高煤礦工人的安全技術素質和井下各種應變能力,增強安全意識和自我保護能力,防止工人違章冒險作業、避免瓦斯事故的發生。
3、防止瓦斯積聚
防止瓦斯積聚是防止瓦斯事故的必要條件,把發生瓦斯事故的危險消滅在萌芽狀態,防止瓦斯積聚對瓦斯事故的防治有著重要的意義。預防井下瓦斯積聚方法很多,主要以下幾種:
(1)加強通風
加強礦井的通風工作是防止瓦斯積聚最有效的措施,其作用是將足夠新鮮風流送到井下各工作面地點,把采掘工作面以及局部積聚的瓦斯沖淡并排出。①礦井應合理選擇最佳的礦井通風系統,詳細制定好確保系統完善措施,使礦井有效的風量能夠正常滿足安全生產需要。②加強局部通風管理,杜絕井下各工作面出現無風、微風作業。③加強柵欄、密閉的管理,對采掘工作面停工的巷道、小眼必須及時進行密閉、揭示警標處理,并詳細制定管理措施加強管理。④及時做好工作面的風量調配工作,對礦井的風門、密閉、噴霧等通風設施形成制度化管理,確保工作面的風流穩定,對工作面風流發生變化要及時調節。⑤合理生產布局,防止工作面出現不合理的串聯通風,長距離通風、循環通風。
(2)加強瓦斯濃度檢測
礦井瓦斯濃度的檢測是我們發現瓦斯事故隱患的眼睛,也是防范和處理措施的依據,準確掌握礦井中瓦斯濃度的變化,是防止瓦斯事故的基本手段之一,也是礦井安全管理工作中的主要內容。①礦井必須建立瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體的檢查制度,檢查要全面要包括所有采掘工作面、硐室、使用中的機電設備的設置地點、有人員作業地點都必須納入檢查范圍。②礦井必須配足、配齊足夠的瓦斯檢查員、瓦斯檢測儀器,要制定瓦斯巡回檢測和請示報告制度,并認真及時填寫有關日報和記錄,發現問題要及時匯報并組織處理,要杜絕空班漏檢現象。③瓦斯檢查員在檢查過程中發現問題應及時向礦井口值班調度和井值班領導匯報。礦長、分管領導必須及時審閱好瓦斯報表,及時掌握好全礦的瓦斯變化情況,發現問題必須及時匯報組織處理。
(3)及時處理局部的瓦斯積聚
如工作面長期停工造成瓦斯積聚或檢查中發現個別工作面出現瓦斯積聚,礦技術部門必須及時制定好瓦斯積聚處理方法、安全技術措施進行組織處理。
4、加強礦井的生產技術管理
1、合理集中生產、優化生產布局,不斷完善礦井的通風系統,真正做好“以風定產”,防止超通風能力生產。
2、加強對采區復采區段的局部通風管理,對需要生長期停工的采區需要重新恢復生產的,必須詳細制定好復采區段的通風管理措施,等復采區段的通風設施完善、風流穩定,不影響全礦通風后方可組織生產。
3、努力創建正規回采工作面,確保回采工作面上風巷暢通,創造條件形成全負壓的通風。
4、做好工作面的貫通前和貫通后的風流調節管理工作,對工作面貫通后的風流變化要及時進行調節,確保風流穩定。
5、建立瓦斯監測報警系統
礦井必須按照《煤礦安全規程》規定,低瓦斯礦井的采煤工作面、煤巷、半煤巷必須在工作面設置甲烷傳感器監測回采工作面的瓦斯濃度情況;采掘工作面采用串聯通風時被串聯工作面的進風巷必須設置甲烷傳感器進行監測。監測報警系統一旦出現報警應立即組織人員查明瓦斯超限原因,并進行治理;報警設備必須要指定專人負責維護,確保報警系統能夠正常、準確使用。
煤礦職業容易發生危害的根本原因是由于企業的硬件以及軟件的基礎工作不足以及施工周期較長,施工條件較為惡劣等情況。同時,煤礦工作與危害因素接觸較為頻繁,風險發生的概率較大、傷害的結果也較為嚴重、作業人員素質相對較低等諸多因素造成了煤礦職業意外事故發生較為頻繁的情況。煤礦的井下開采是一種工作環境較為特殊的職業,長期以來多數煤礦礦區的現場作業條件較差,井下工作面場地狹窄以及地質條件較為復雜和水、火、頂板、煤塵等災害情況都嚴重威脅著廣大礦工的人身安全。即使是在井上礦區以及生活區域,也大都存在條件簡陋和投入不足等現象。長時間的工作或者生活在這樣的環境當中,對礦工及其家屬的身體健康造成著各種傷害,與經濟較為發達的國家相比,國內煤礦傷亡事故和職業病的發病形式已經十分嚴峻,在全世界的各個地方都引起較為強烈的反響,影響極壞,其特點可以分為以下幾個方面:其一,員工的傷亡比例較大;其二,群死群傷的情況事故發生較多;其三,職業塵肺病的人數較多;其四,傷亡事故的社會影響較大等等。
二、煤礦企業職工安全健康的重要性
煤礦職業安全健康工作的本質即是要降低甚至杜絕各種職業病的發生。針對礦山來說,就是要降低在煤炭生產過程當中煤矽肺病的發病幾率。煤炭職工的工作以及生活環境條件都十分惡劣,在工作當中,不僅是面臨著關乎生命安全的危險和挑戰,同時還面臨著粉塵等職業病的危害因素的威脅。伴隨著相關的保護措施以及開采技術的提高,在煤炭矽肺病得防治和治理上都取得了相當程度的進步。然而,在一些礦山,尤其是一些地方煤炭以及鄉鎮煤礦工作中,煤炭矽肺病的發病率仍然較高,對煤礦工作者及其親人都帶來了巨大的痛苦和不幸。所以,搞好煤礦職業的安全健康工作,是關愛職工以及關注生命最直接的體現,也是以人為本理念的體現。同時,提升工作人員的健康也對減少醫療費用的支持和提升企業效益有一定的積極意義,也是塑造企業的良好形象以及提高企業凝聚力的最佳途徑。
三、提升安全健康的具體措施
(一)建立和完善健康管理體系
市委、市政府高度重視煤礦職業安全健康工作,認真落實國家職業健康工作的相關政策條例,出臺專門文件,指導全市的煤礦職業安全健康工作。同時按照國家煤炭產業結構調整政策,大力整合煤炭資源,加大綜合機械化采煤、綜合機械化掘進的技術改造、煤炭綜掘綜采一體化工作。科技興煤為落實國家職業健康工作奠定了良好基礎,建立完善的職業危害防治責任制度、宣傳教育培訓、日常監測等多項制度。通過制度建設,明確責任人,明確目標,明確措施,明確獎罰,做到“工作有人管,事情有人辦”,確保“清潔生產、舒適工作”。各礦每月都組織召開全礦職業健康工作會議,分析存在的問題和隱患,提出解決方案,制定防治措施。圍繞“快樂工作,幸福生活”理念開展煤礦技改工作、職業健康設施建設,推行健康、舒適化管理。右江礦務局專門成立了職業健康防治工作領導小組,研究落實職業危害防治資金、規劃、方案等;設立職業健康管理處,配備專職管理人員,各礦相應成立職業健康管理科;建立完善了職業危害防治管理考核制度,明確各級管理職能,形成主要領導親自抓,分管領導具體抓,各生產區隊直接抓,一級抓一級的工作格局。
(二)以科技進步推進職業健康工作
礦井“機械化、信息化、安全質量標準化”建設是推進職業健康工作的重要基礎。近年來,各礦井采用新技術、新裝備、新工藝淘汰落后的生產方式,以全新的生產流程、操作準則、管理理念提升煤礦現代化水平。礦井采用信息化遠程集中控制、高清晰大屏幕調度指揮、井下人員跟蹤定位、井下無盲區通訊、礦井水害預警等煤礦先進技術裝備系統。生產工藝由原來的炮采炮掘改變成綜采綜掘,不但消除了氮氧化物對人體的傷害,而且提高了工效,減少了生產作業人員,使得接觸粉塵、瓦斯的人員數量也大為減少,職業危害影響范圍進一步縮小;運輸方式由傳統的串車提升改造為皮帶輸送機運輸,控制方式采用地面集中控制,從工作面一直到井口煤倉全部改成高強度皮帶運輸,大大提升了運輸能力,減少轉載運輸環節,減輕了職工勞動強度,減少了運輸環節的職工人數,直接減少了接觸職業危害源的人數。
(三)細化職業健康現場管理
抓好職業健康工作,關鍵在于抓落實。我市建設和完善各礦井的職業健康設施,細化現場管理,從源頭上抓,做到每一個點都要有人管、有人檢測、有人清潔、有人監督。實行點線負責制,按作業點及連續作業區域劃分責任區,落實到具體的責任人負責,哪一個點或區域出現問題,就由該責任人承擔責任。每月組織驗收,驗收結果與當月安全工資掛鉤。建設煤礦井下空氣凈化系統,做到職業危害防治無盲區。加強綜采、綜掘等重點區域的管理。采煤機、掘進機除了起用自身的內置噴霧系統外,增設了隨機運行的外噴霧系統,消除粉塵飛揚根源。利用傘形裝置收集錨桿打眼產生的粉塵,并濕化處理。掘進工作面嚴格執行濕式打眼、邊幫灑水等綜合防塵措施。在綜掘工作面安裝除塵風機。對粉塵產生密集的巷道安裝捕塵網。落實粉塵沖洗及設備清潔措施。根據不同的作業環境,安裝設置職業危害警示標識,編制巷道清洗循環圖表,安排專人按循環圖表對巷道進行沖洗,特別對容易積塵的運輸機兩旁、轉載點等每班進行除塵。加強個體防護,確保員工身體健康。建立健全防護用品制度,定期按規定給職工發放勞保用品,保障員工有效防范粉塵。
(四)強化職業健康監護工作
在加強井下職業健康防范的同時,我市切實加強職業健康監護工作。定期對從業人員特別是長期接觸職業危害因素的勞動者進行職業健康檢查,詳細登記個人健康信息。右江礦務局與廣西安全生產科學技術研究中心聯合設立右江礦務局職業病防治研究所,主要就是開展職業病預防、治療相關研究,給職業病人提供治療,建立職工個人健康檔案,提出職業健康防治的措施和建議。多年來,該局依法組織所有接觸職業危害的員工進行上崗前、在崗期間和離崗時的職業健康檢查,詳細登記個人健康信息,做到早發現早治療早建立防護措施,近年累計為職工做上崗前體檢人次。連續個周期年的體檢跟蹤,職業病體檢累計人,共計人次。安排職工外出療養達到人次,確保了職工的家庭幸福、和諧。
關鍵詞:礦山地質;3S;災害類型;防治措施
Abstract: after the exploitation of mineral resources, in a great extent change the local geology environment, causing many serious mine geological disasters. This paper, from the mine geology disaster caused the main factors of, combining the characteristics of time and space of geological disasters and disaster methods, the mine geology disaster into several main types and the class. And according to the several types of geological disaster characteristics, this paper explores the establishing of the corresponding prevention and control measures, to China mine geology hazard prevention and control and the mine geological environment management to provide the scientific basis.
Keywords: mine geology; 3 S;Disaster type; Prevention and control measures
中圖分類號:O741+.2文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
由于礦產開采過程勢必改變原有穩定的礦藏條件,改變了當地的地質環境,而由于人為的采礦活動改變了地質環境所引起或誘發的災害被稱為礦山地質災害。礦山地質災害的發生會對生態環境、自然資源和經濟社會造成不可估量的危害和破壞。
我國的礦產開采具有相當長的歷史,在相當長的時間內,我國礦產開采技術和設備都比較落后,這種條件下的礦產開采導致礦山地質環境不斷惡化,礦山地質災害事故頻發。危及生命的礦難和環境災害時有發生,近年來還有逐漸上升的趨勢。因此,根據我國礦山地質災害發生及發展規律、特點,將礦山地質災害進行詳細分類,并根據其各自特點提出防治災害的措施,是一項十分必要的工作。
2、礦山地質災害類型
就目前的科學技術發展狀況而言,采礦活動的范圍仍多數被限定在地球表面和巖石圈層內部。在礦脈開采之前,礦區地質環境是處于穩定平衡狀態。而采礦過程,是從地殼內部的土壤、巖石圈層挖出大量的土石方,對地質環境進行了巨大的破壞,使其處于非穩定狀態。我們可以看出,不論鉆井開采、掘坑開采、注液開采,還是露天開采,都改變了原有的地質環境,這種不平衡性的出現導致了地殼物質的不穩固,進而容易引發災難性地質改變。
礦山地質災害類型很多,若單從災害發生的速率加以區別,可分為突變型礦山地質災害,如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等,另一種就是緩發型礦山地質災害,如采空區的地面沉降,水體污染等。然而,在我們最常用的地質災害分類,常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究,才能根據各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境,進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型,本文將就其特點簡要分類闡述。
2.1 巖土圈層形變災害
這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區的地質環境,導致地區地下和地表巖土圈層形變,進而引發的災難性后果。
2.1.1 誘發性地震
由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡,這種失衡狀態反映在巖土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由于人為地質改變而誘發的淺源性地震,深度小,危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震,就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變,從而對建筑物、地表結構造成危害。
2.1.2 斷層錯位
斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現,不過由于斷層錯位具有緩發性,能量在緩慢積聚,短時間內不易被測量和察覺。但是,可以預見,隨著開采活動的不斷進行,礦脈被采空后,斷層積聚能量會在短時間釋放,終究會造成巨大的危害,這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。
2.1.3 地面圈層形變
地下巖土圈層的形變,往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等,進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如,礦山地面和采空區塌陷、礦區地面沉降,地面開裂。一般的礦區地面塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺,礦區地面平緩,地面塌陷與沉降的現象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區,如果不能及時回填礦渣,就有可能發生大面積塌陷,地面塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建筑物,還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建筑,造成更大的危害。
2.1.4 斜坡巖土體運動
這一類災害是由于采礦區地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩造成的災害,如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩,常常會造成邊坡巖土滑坡,巖崩等災難,泥土邊坡在雨后形成流動性土體,形成災害性泥石流等。這些地質災害發生的主要原因是不合理造成的采剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩定結構。此一類型礦山地質災害多發生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發生,但造成結果危害性更大,如礦山山崩,往往使礦產毀于一旦,造成人員大量傷亡,危害極大,是此類災害的典型例子。
2.1.5 礦坑工程災害
不合理的礦山開采手段與落手的開采方式,常會造成礦山地下工程災害事故的發生,如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。這些災害均是因為礦井、礦坑內的巖土圈層發生地殼應力變化,而導致巖層、土層應力突然釋放,導致大量巖石、碎屑,并向坑井內突進,給礦井開采帶來危害,危急礦工安全并造成財產損失。例如坑內巖爆就是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到巨大的巖石圈層應力作用狀況下,一旦因采掘面不能維持平衡,即有可能產生巖石圈層應力突然釋放,導致巖石破裂迸裂,并向坑內大量噴射、爆散,從而給礦山帶來毀滅性災難。
2.2 地下水位異變災害
礦山開采過程中,深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或層壓含水層的結構穩定性,進而引起地下水位和礦山地質環境的改變,造成災害性后果。
2.2.1 礦坑突水涌水
礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災害之一。由于地下水位的短時間迅速改變,致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發性強、規模大,導致后果也十分嚴重。
采礦過程中常因對礦坑涌水量的排空速度估計不足,采掘過程中穿透隔水斷層,或者驟遇蓄水溶洞、暗河,導致地下水大量涌人,造成坑井被水淹沒,造成人員傷亡或其他嚴重災難性后果。這種災害在盜采嚴重礦山頻發,多數因為開采技術低下,私挖亂采的盜采現象存在,相互均有可能突破蓄水坑洞,引發災難性后果。
2.2.2坑內潰沙涌泥
坑內涌砂是礦坑突水的伴生災害,當礦坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞,突破隔水層后,泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑,造成涌漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位,夾雜沉積物下漏涌人坑內,其結果是使礦坑被泥漿阻塞,設備和開采人員被泥沙掩埋,致使礦山遭受災難性后果。
2.2.3地下水漏失
由于礦山開采,破壞了地下水埋藏條件,造成地下水的水源補給跟不上消耗的速度。比如礦山開采造成地下河流的改道,過分開采破壞潛水層,這些地質環境的改變,造成地下水位超常下降,從引發地下水源枯竭災害,進而引發河水漏失、泉水干涸,造成局域性干旱區。
2.3 礦體內因引起的災害
這類礦山地質災害常常是因為礦山地質環境改變后,一些偶發因素造成的突變性的災難性后果。
2.3.1 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸災害最常見于大小煤礦,由于礦坑通風條件不良,使瓦斯在封閉空間內積聚到一定程度,偶然因素引發爆炸。這種災害常常造成礦山開采人員群死群傷,礦井被劇烈的爆炸損毀,造成巨大的人員與財產損失。
2.3.2 煤層自燃
由于煤層開采,是一部分開采礦面暴露在空氣中,部分煤礦石因氧化放熱導致溫度逐漸升高,熱量集聚后溫度升高速度驟然加快,溫度升高到煤的著火點時,便會引起燃燒。煤層自燃現象在古今中外時有發生,我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸,經濟損失巨大。
2.3.3 礦山火災
礦坑火災常見于煤礦的煤矸石山和硫化物礦床,因為煤矸石和硫化物也能氧化生熱,進而引發火災。礦山火災對周圍環境的大氣危害也十分嚴重,一些常年燃燒的礦山,使當地空氣污染嚴重,區域小氣候發生改變,礦區周圍苗木大量死亡,田地荒蕪,環境狀況堪憂。
2.3.4 地熱
礦山開采過程中,凡需通過深入巖土圈層開采礦產資源,包括煤炭、金屬和非金屬礦等,當達到一定深度后都會遇到礦井溫度升高的危害。通常礦山開采深度達到800 米以后,礦山因含硫量高,開采深度大,地溫非常高,也會導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響正常生產。
2.4 礦山環境化學污染災害
采礦、選礦產生的廢渣、廢水、廢氣物質造成環境污染,也是礦山地質災害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經有效處理,直接堆棄或者無序排放,都會造成環境污染公害事件。這種環境災難還會引發水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關次生災難。這些污染事件的后果,往往長期影響人與動物的身體狀況,導致國民經濟和資源、環境的不可持續發展。
2.4.1 尾庫、場庫災害
許多礦山開采,都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩主要是由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩定性在日益增加的壓力,或因廢礦液溢出,壩體管涌而發生決堤。尾礦潰堤給礦區人民生產生活都帶來不可估量的災難性后果,同時也會給當地水土環境造成污染和長期危害。
2.4.2 水土環境污染
礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等,都會造成礦區水源與地下水的污染,同時廢液中的重金屬污染元素、有毒有害元素的存在,也會長期存留在土壤中,形成持久性的環境災害。礦業廢水量大,多數來不及處理,直接被無序排放進入環境水體,直接或間接造成區域性水土環境污染,致使礦區地表水、地下水源、農田遭受長期污染。這種如此危害性常常是潛在性的,其危害性更大。
2.4.3 土地退化
露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在露天開采和掘坑開采過程中,地表植被、土坡土體的破壞,尾礦的擴展都會導致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水,致使土地鹽堿化。
3、礦山地質災害的勘查方法
由于礦山的地質災害都在深部發生,勘查多采用遙感信息技術與物理勘查方法。
3.1 地球信息技術綜合方法
目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術,及時掌握地質災害可能的分布、發生地點與區域。如利用全球衛星定位系統對地質災害發生的高危點位精確定位,并利用遙感衛星進行疊加分析,預測災變發生趨勢。
3.2 地球物理勘查方法
主要指應用物理手段,探測巖土圈層相關信息,確定采空區、斷層位移、磁場變化等可能的災害伴發信息,對地質災害進行提前分析與預測。地球物理勘查礦山地質災害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。這些方法是預測潛在礦山地質災害重要技術手段。
3.3 環境化學勘測方法
在礦山地質災害預防過程中,人們也常常使用地球化學勘查方法。例如對礦區環境污染的監測,化學探測方法具有不可替代的優勢。這種方法的應用能夠有效確定污染因素、預測污染趨勢、追溯污染源、劃分污染區,為污染治理方案的制定提供重要的科學依據和技術支持。
4、礦山地質災害的防治措施
綜上所述,礦山地質災害由于時空特點與產生條件各有特點,隨著礦山地質勘查的手段逐步應用,我們應針對上述分類和勘查手段,采取有力的防治措施,才能防止礦山地質災害的發生,有效地減少人員傷亡和財產損失。根據礦山地質災害發生的特點,有些礦山地質災害我們能從主觀上加以預防,有些地質災害由自然誘因引起,我們不可能有效預防,因此我們制定具體的防治手段應包括如措施:
(1) 建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估,并制定環境保護與恢復治理的政策法規和規劃體系。做到開采前嚴格評估,開產中積極防范,開采后積極恢復,把礦山地質環境恢復與土地復懇納入法規,強制推行。
(2) 加強宣傳,普及礦山地質災害防治知識,提高礦山開采人員素質,增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段,強化礦山地質災害的防、險避險、搶險培訓。
(3) 開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段,對礦山地質進行嚴密監視,對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測,建立礦山地質災害監測系統,實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體系,避免重大人員財產損失。
(4) 加強礦坑、礦井邊坡設計,進行邊坡監測,堅固擋墻穩固邊坡地質構造,開挖后如果出現開裂變形,及時做地質勘察,并做好預防措施。合理建設尾礦礦壩,形成穩定礦場與尾礦庫,降低滑坡和塌方風險。
(5) 對于坑道開采,在坑道內一定要做好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂,同時做好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
(6)加強礦山環境監督與檢查,進行全面、系統的地質環境和地質災害影響評估。對破壞生態環境的小礦、低產能礦場進行堅決關停。對于污染型采礦區,制定科學開采和“三廢”排放方案,減少次生地質災害的發生。進行礦場開采后生態環境恢復治理,對于可回填的廢礦進行積極回填。
(7)對于閉坑礦山地質災害的防治和生態環境恢復,應該及時進行治理和生態恢復工作,全面推進礦山地質災害防治與環境綜合治理,進行復墾,提高土地復墾率,結合生態措施實施礦山生態環境綜合治理示范工程。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復和維護人類與環境和諧的目的。
(8)將礦山地質災害防治工作納入政府議事日程和國民經濟發展規劃、計劃,按一定比例安排地質災害防治經費,如建立礦山環境恢復治理、政府資助礦山環保、地質災害調查防治等基金。
(9)在礦山開采區應嚴格禁止私采亂挖和越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持工作,積極推行地質環境恢復方案及措施為防止水土流失、恢復植被和景觀。監督與制止開采棄渣胡亂堆棄和不加處理排放,強制其必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內。
(10)加大防治工作的資金支持,加強應該礦山等相關企業對礦山地質災害的關注度,預留地質災害調度金,構建地質災害、環境災難補償制和問責制。同時加強生態補償制度,加大懲罰力度,用經濟手段調節災害防治力度。
5、結語
礦山地質災害類型多,引發因素多樣,不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機制和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點,我們應該選擇適當的礦山開采方案,并進行積極的地質災害勘查方法,做到將災害消滅在萌芽期。綜觀當前對礦山地質災害類型、勘查技術方法和預防措施,查明礦山地質災害特征,預測災害體的發展變化,提出防治措施,為礦山防災減災提出合理建議。
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論文關鍵詞:計算機煤礦信息技術
煤礦安全信息技術應是集分析、預防、監控、應急全方位、一體化的系統工程。尤其應注重預防和應急處理模塊,轉被動為主動,充分的將計算機管理與安全生產管理緊密融合,有效地管理控制煤礦安全工作,保障礦井的安全有效建設。
我國煤礦“十一五”安全生產規劃中指出,我國目前的煤礦安全狀況與部分發達國家有較大的距離,技術裝備水平普遍不足,急待增強煤礦安全生產的技術支撐保障能力。大力建設煤礦安全生產的管理信息系統就是規劃中的一個重要部分。煤炭企業的信息化有兩個大模塊構成:一是安全生產信息化;二是管理信息化。
近年來我國煤礦發生多起礦難,礦工安全急需得到切實有效的保障,這也是建設和諧社會的內在要求。與此相對的是,美、德等產煤大國安全事故卻并不多見,究其原因,除嚴格的法律、監管制度約束以外,信息技術、自動化設備的大量應用是其實現安全生產的重要因素。從信息化出發,加強安全技術能力,也是我國煤礦實現安全的必由之路。我國已把“煤礦自動化安全生產監測監控和管理系統與標準體系研究”列為重大專項,已經組織研究開發及產業化,以推動我國煤礦行業信息技術的應用,為煤礦安全做好技術支撐。
1我國煤礦行業當前特點
我國煤礦地質構造比較復雜,自然災害嚴重。煤礦事故主要還是由四大類構成:瓦斯事故、頂板事故、水害事故和運輸事故,所占比例分別為36%、33.3%、9.9%和9.3%。據統計,僅國有重點煤礦中就有44.4%的礦井高瓦斯或煤與瓦斯突出,自然發火危險礦井占51.3%,煤塵有爆炸危險的礦井占87.4%,水文地質條件復雜或極復雜類型煤礦占25.04%。小煤礦中高瓦斯或煤與瓦斯突出礦井超過15%,具有煤塵爆炸危險礦井占91.35%,其中高達57.71%的礦井具有強爆炸性。總體來看,目前我國煤礦行業信息化水平還比較低,信息技術和安全投入都還不能滿足實際需求。
2煤礦安全管理信息技術建設目標和原則
作為未來“數字煤礦”的一個子系統,安全管理信息系統是煤礦持續發展的基礎,與礦井地理、生產、物流等子系統類似,其主要內容是安全信息的采集、信息的傳輸、信息的處理、信息的應用與集成。實時、準確、全面的安全信息管理和響應是煤礦安全管理的核心。煤礦安全管理信息系統應是集分析、預防、監控、應急全方位、一體化的系統工程。尤其應注重預防和應急處理模塊,轉被動為主動,利用通信、計算機、自動化等多項技術的緊密融合,有效地管理控制煤礦安全工作,保障礦井的安全有效建設;同時,系統設計要本著先進性、投資保護、開放性、可擴充性、可維護性的原則,根據目前業務實際,并充分考慮今后業務發展需要,針對企業實際情況具體實施。
3煤礦安全管理信息技術的主要構成
目前,各軟件和系統集成商開發的系統千差萬別,但從信息設施的種類來劃分,可以分為檢測、監控、通訊、信息管理四大部分。從市場主流來看,功能模塊大同小異,整個系統可分為以下幾個模塊:
1)安全信息收集。安全信息收集主要是由安全崗(網)員在安全檢查過程中對收集到的安全信息錄入到計算機中。本模塊主要包括安全信息錄入、對安全隱患的處理意見、領導審批意見、對安全隱患處理落實情況和安全信息的綜合查詢等功能。
2)交接班管理。交接班信息管理模塊用于安檢人員處理交接班過程中的問題記錄與移交。記錄本班生產過程中發生的問題/隱患、“三違”人員、掛停止作業牌、傷亡事故、非傷亡事故及相關人員的信息,當班次交接時,瀏覽上班次發現未解決的問題和還沒有檢查到的檢查控制點信息并確認,為本班次的跟班安檢人員下井檢查提供指導,以明確責任,為系統跟蹤安全監控人員工作是否到位提供依據。
3)安全規章制度。該模塊是煤礦各種安全規章制度的匯總,供有關人員查詢、學習和參考。煤礦安全規章制度,是煤礦安全生產的依據,是由一件件血的教訓而寫成的,它在煤礦安全生產過程中起到了重要作用。
4)防治病毒入侵、傳播。大力學習計算機病毒防治知識,有效防止計算機病毒的傳播。計算機病毒是由計算機語言編寫的計算機程序指令。計算機病毒的發生可導致計算機系統崩潰、文件丟失、設備損壞。計算機病毒的傳播方式主要有文件復制、接收發送郵件、下載文件等,計算機病毒的傳播工具有磁盤、優盤、移動硬盤、光盤等。
5)安全綜合報表管理。安全綜合報表是安全信息的匯總,可以對煤礦安全情況進行綜合分析,通過日報和月報的形式提交給各級領導審核,使各級領導能及時的了解總體安全情況,為領導分析和掌握安全管理狀況提供了真實可靠的依據。
6)煤礦事故管理。正確地記錄煤礦所發生的安全事故,并查明事故的原因,記錄事故的綜合分析和處理情況。真實地記錄發生的安全事故,可接受事故教訓,起到安全警示作用,并作為該部門安全情況評比的依據。
7)安全技術措施管理。本模塊包括安全技術措施制定、安全技術措施審核和審批。從技術角度出發,對于煤礦各種類別的工程制定安全措施。審批后執行,記錄措施的執行情況,并對安全措施進行月度的復審,確保安全措施的可行性。
8)安全標志管理。為了引起人們對不安全因素的注意,預防事故的發生,需要在各有關場合作出醒目標志,在礦內部安裝的安全標志也是不容忽視的。安全標志是由安全色、幾何圖形和圖形符號構成,用以表達特定的安全信息,安全標志分為禁止標志、警告標志、指令標志、提示標志四類,對安全標志要定期檢查和維護。本模塊記錄全礦安全標志的安裝地點、內容和使用情況,并備有安全標志的基本知識。
9)安全生產考評獎懲。為了加強職工的安全意識,對各部門和個人安全生產情況要定考評和獎懲。本模塊是對各部門和個人獎懲情況的評比和記錄,當某個部門連續評比不合格后,系統發出警告,并通知有關領導和部門,對該部門進行處罰。
1O)人員定位查詢。可查詢到某人員當前是否下井及在某一時間段的下井記錄。此外,部分模塊還可以和其他礦井信息技術結合使用。以上面介紹的人員狀態查詢模塊為例,除可單獨應用外,還可以和跟蹤定位系統配合使用。在漳村礦,目前通訊技術和計算機技術為一體的煤礦人員定位系統,可在任何聯網地方監控人井人員數量、身份和井下工作位置,是打擊煤礦超能力生產,超人員人井的有效的高科技手段。在突況下,監控計算機上還可立即查詢事故現場的人員位置分布情況、被困人員數量、為事故搶險提供科學依據。
4有待解決的問題
1)通過各類傳感器所采集的數據信息,由計算機進行分析、處理,可以實現對井下瓦斯、通風、溫度、濕度、頂板壓力、罐籠升降位置等進行有效監控,有力的解決人工監測不及時、不到位、不準確、憑感覺的弊端,用準確的數據反映安全生產中的各種安全隱患因數,使得安全生產管理變得科學、可靠,使“預防為主”的安全生產方針真正落到實處。
2)信息共享和互通。目前煤礦安全信息系統在信息共享和互通互聯方面還有很多不足,“信息孤島”還大量存在。由于供應商眾多,應用系統五花八門,設備也是型號多樣,極不統一。監測系統、控制系統和管理系統還不能有效實現聯動,滿足實際需求,由于不能信息共享,信息的價值大打折扣,對集中管理、決策不能提供有效的支持。