露天煤矿地质条件灾害有哪些
Ⅰ 矿山开采过程中引起哪些地质灾害
地面矿山地质灾害
主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等专,
井下矿山地质灾害属
主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。狭义的矿山地质灾害是指发生在井下的地质灾害。
在各种矿井中,以煤矿最严重,其矿井地质灾害种类多,发生频率高,分布广,破坏损失最大。除煤矿外,铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿和一些非金属矿也有不同程度的矿山地质灾害。开采放射性矿产,还有放射性灾害。
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Ⅱ 矿山与地下工程地质灾害
地下采矿和地下工程开挖,最基本的生产过程就是破碎和挖掘岩石与矿石,同时维护顶板和围岩稳定。如果对地下洞室不加以支撑维护,则洞室围岩在地应力的作用下发生变形或破坏,这种现象在采矿界称为地压显现。由地压造成的灾害,对矿井来说,主要表现为顶板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮帮、支架变形破坏、采场冒落、岩层错动、煤与瓦斯突出及岩爆等。因采空区处理不当而引起的大规模地压灾害在地面表现为地表开裂、地面下沉、建筑物倒塌、水源枯竭等。对于煤矿,尤其是露天煤矿,常常表现为滑坡、崩塌、倾倒等边坡失稳及其引起的地面变形破坏。而煤与瓦斯突出是高瓦斯煤矿开采过程中最常见、危害性最大的地压灾害。这里主要讨论危害大、发生频率高、分布范围广的冒顶垮帮、岩爆、煤与瓦斯突出。
(一)冒顶垮帮
1.冒顶垮帮的特征及其影响因素
地下洞室开挖后,由于卸荷回弹,应力和水分的重新分布常使围岩的性状发生很大变化。如果围岩岩体承受不了回弹应力或重新分布应力的作用,就会发生变形或破坏。围岩岩体变形及破坏的形式和特点,除与岩体内的初始应力状态和洞形有关外,主要取决于围岩的岩性和结构(表92)。
冒顶事故是对矿山工人人身安全威胁大且发生频率最高的矿山地质灾害之一。据不完全统计,我国各种矿山每年工伤死亡人数中有40%死于矿坑冒顶,死亡频率占各种矿山地质灾害之首。
表9-2 围岩的变形破坏形式及其与围岩岩体和结构的关系
续表
(据张倬元等,1994)
湖南锡矿山南矿的开采实践表明,当失去支撑能力的矿柱达到全采场矿柱60%左右时,采空区顶板就可能冒落。而一个采空区的冒落会在相邻采空区引起连锁反应,导致采场地压急剧增大,采场和巷道严重破坏,人员伤亡。美国、英国、日本等国金属矿山冒顶事故死亡人数均占井下事故死亡总人数的1/3~1/2,日本为40.7%,美国为30.2%,英国、俄罗斯、波兰和比利时等国约占30%~50%。
我国冶金矿山顶板冒落及其他地压灾害死亡人数占全部伤亡人数的25%~27%;大中型统配煤矿近年发生的重大死亡事故中,顶板冒落灾害占30%左右。
顶板冒落或侧壁垮帮的征兆有:顶板掉渣由小而大,由稀变密,裂隙数量增多、宽度加大,煤帮煤质在高压下变软,支架压坏、折断,瓦斯涌出量突然增多,淋水量增大等。
2.采空区处理方法
防止采空区大冒落的处理方法可归纳为“充填”、“崩落”、“支撑”、“封闭”8个字(隋鹏程,1998)。
1)充填法:采空场采矿开采完毕后,要及时用碎石、尾矿砂、水沙、混凝土等物质充填采空区,从而起到支撑顶板、减小其承受上覆岩土体压力的作用。如湖南锡矿山南矿在3次大冒落后,新采区地压剧增,地表不断沉陷,为保证安全,对采空区进行了全面充填处理,充填率达90.6%,使地压活动得以缓和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落,充填采空区。
3)支撑法:以矿柱或支架等支撑采空区,防止其发生危险变形。
4)封闭法:常用来处理与主要矿体相距较远、围岩崩落后不会影响主矿体坑道和其他矿体开采的孤立小采空区。封闭这些小采空区的目的主要是防止围岩突然冒落时空气冲击波对人员和设备的危害。
为有效预防冒顶垮帮,还必须采取合理的开采方案,避免片面追求产量而采富弃贫,坚决杜绝开采保护矿柱的乱采行为;采用合理的设计方案,进行科学的顶板管理;根据围岩应力集中大小与分布形式,采用声发射监测技术及其他测定地应力方法,预测预报顶板来压的强度和时间,掌握地压规律,及时采取有效措施;制定科学合理的工作面作业规程、支护规程、采空区处理规程等。
(二)岩爆
岩爆又称冲击地压,是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体,在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象,是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。
岩爆发生时,岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出,抛出的岩块大小不等,大者直径可达几米甚至几十米,小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响,甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使洞室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏,有时还造成人员伤亡。
1.岩爆的类型和特点
由于发生部位和释放能量的差异,岩爆表现为多种不同的类型,它们的特点也各不相同(张倬元等,1994)。
1)围岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属这种类型。岩爆发生时常发出如机枪射击的噼噼啪啪响声,故被称为岩石射击。一般发生在新开挖的工作面附近,掘进爆破后2~3h,围岩表部岩石发生爆破声,同时有中间厚、边部薄的不规则片状岩块自洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆多发生于表面平整、有硬质结核或软弱面的地方,且多平行于岩壁发生,事前无明显的预兆。
2)矿柱围岩破坏引起的岩爆:在埋深较大的矿坑中,由于围岩应力大,常常使矿柱或围岩发生破坏而引发岩爆。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨响,甚至还伴有周围岩体的强烈振动,破坏力极大,对地下采掘工作常造成严重的危害,被称为矿山打击或冲击地压。在煤矿中,这类岩爆多发生于距坑道壁有一定距离的区域内。四川绵竹天池煤矿就曾多次发生此类岩爆,最大的一次将约20t的煤抛出20m以外。
3)断层错动引起的岩爆:当开挖的洞室或坑道与潜在的活动断层以较小的角度相交时,由于开挖使作用于断层面上的正应力较小,降低了断层面上的摩擦阻力,常引起断层突然活动而形成岩爆。这类岩爆一般发生在活动构造区的深矿井中,破坏性大,影响范围广。
2.岩爆的产生条件与发生机制
岩爆是洞室围岩突然释放大量潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件来看,高储能体的存在及其应力接近于岩体极限强度是产生岩爆的内在条件,而某些因素的触发则是岩爆产生的外因(张倬元等,1994)。
围岩内高储能体的形成必须具备两个条件:①岩体能够储聚较大的弹性应变能;②在岩体内部应力高度集中。弹性岩体具有最大的储能能力,受力变形时所能储聚的弹性应变能非常大,而塑性岩体则无储聚弹性应变能的能力。
从应力条件看,围岩内高应力集中区的形成首先需要有较高的原岩应力。但在构造应力高度集中的地区,岩爆也可以发生在浅部隧洞中,甚至有可能发生在地表的基坑或采石场中。
洞室围岩表部岩爆经常发生在如下一些高压力集中部位:因洞室开挖而形成的最大压应力集中区,围岩表部高变异应力及残余应力分布区以及由岩性条件决定的局部应力集中区,断层、软弱破碎岩墙或岩脉等软弱结构面附近形成的应力集中区。
对地下洞室造成破坏的岩爆主要有三种形式:岩体扩容、岩石突出和振动诱发冒落。岩体扩容是指由于岩石的破碎或结构失稳而使岩体体积增大的现象,如果扩容的幅度很大且过程较为猛烈,就会给洞室造成危害。当远处传来的扰动地震波能量较高时,可直接将洞室围岩碎块以非常快的速度(可达2~3m/s)弹射到洞室中而形成灾害,这就是以岩石突出形式发生的岩爆。振动诱发岩石冒落是当洞室顶部有松动岩块或存在软弱面时,在扰动地震波和巨大重力势能作用下发生垮落的现象。
3.岩爆的预测及防治
(1)岩爆的监测预报
对岩爆灾害的预测包括对岩爆发生强度、时间和地点的预测。由于地下工程开挖和岩爆现象本身的复杂性,岩爆的预测工作需要考虑地质条件、开挖情况以及扰动等许多因素。以往的岩爆记录是预测未来岩爆的重要参考资料。
岩爆的预测预报可以分为两个方面:①在试验室内测量煤岩或岩块的力学参数,依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度;②现场观测,即通过观测声响、震动,在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报。目前国内外常用的岩爆预测预报方法有钻屑法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法和统计方法等(张斌等,1999)。
1)钻屑法或岩心饼化率法:对于强度很高的岩石,若钻孔岩心取出后在地表发生饼化现象则表明地下存在较高的地应力,可根据一定厚度岩心中岩饼数量的相对大小来进行判断。在钻进过程中,还可借助钻孔中的爆裂声、摩擦声和卡钻现象等动力响应进行辅助判断。
2)地震波预测法:利用已发生岩爆(诱发地震)的信息来预测未来开挖过程中的岩爆,并建立岩爆次数、大小、分布及其与地应力场变化的关系,从而预报大中型岩爆的时空位置及数量和大小。此外,还可以利用单道地震仪对掌子面及前方岩体进行监测,如沿水平线每隔1 m逐点测试岩石弹性波速度,采用强度概念推测发生岩爆的可能性等。
3)声发射(A-E)法:声波发射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基于岩石临近破坏前有声发射这一实验检测结果,它是对岩爆孕育过程最直接的监测预报方法。其基本参数是能率和大事件数频度,二者在一定程度上可以反映岩体内部的破裂程度和应力增长速度。岩爆发生前通常有一个能量的积蓄期,这一时期是声发射平静期,可以视为发生岩爆的前兆。这种方法可望在现场对岩爆进行直接的定量定位监测,是一种具有很大发展前景的监测和预报方法。
岩爆预测是地下建筑工程地质勘查的重要任务之一,在总结已有的实践经验和研究成果的基础上,国内外学者目前已建立了一些可行的准则。挪威曾采用巴顿的方法,将岩石单轴抗压强度(Re)与地应力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作为岩爆的判别准则:
1)当α=5~2.5时,有中等岩爆发生;
2)当α<2.5时,有严重岩爆发生。
我国在一些工程实践中常采用巴顿法进行预测。例如贵州天生桥电站,根据巴顿法判断隧洞施工中可能有中等岩爆发生,工程开挖的实际情况证明预测基本成功(张倬元等,1994)。
此外,由于岩爆属于一种诱发地震,地震震级和发震时间的预报方法可用来预测岩爆的震级和发生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决,但在实践中已摸索出一些较为有效的方法,根据开挖工程的实际情况,可采取不同的防治方法。
1)设计阶段的防治对策:
·洞轴线的选择:人们通常认为洞轴线方向应与最大主应力方向平行,以改善洞室结构的受力条件。然而,使洞室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择,以减少高地应力引发的不利因素。
·洞室断面形状选择:洞室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽度高比等于侧压系数时,可综合考虑各种因素确定洞室断面形状。
2)施工阶段的防治对策:
·超前应力解除法:在高地应力区,洞室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象,可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破,造成围岩表部松动带,可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时,首先开采无冲击地压或一般冲击地压的煤层,作为解放压力层。回采时,要用全面陷落法管理顶板,不要留煤柱;对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
·喷水或钻孔注水促进围岩软化:在洞室的易发生岩爆地段,爆破后立即向工作面新出露围岩喷水,既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低,裂纹扩张传播的可能性减小,裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减少剧烈爆裂的危险性。
·选择合适的开挖方式:岩爆是高压力集中的结果,因此,开挖时可采取分步开挖的方式,人为地给围岩岩体提供一定的变形空间,使其内部的高应力得以缓慢降低,从而达到预防岩爆的目的。
·减少岩体暴露的时间和面积:在短进尺、多循环的施工作业过程中,应及时支护,以尽量减少岩体暴露的时间和面积,防止或减少岩爆发生。
·岩爆发生的处理措施:一旦发生岩爆,应彻底停机、躲避,对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录,仔细检查工作面、边墙或拱顶,及时处理、加固岩爆发生的地段。
3)合理选择围岩的支护加固措施:使开挖的洞室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态,同时,围岩加固措施还具防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有:①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固;②钢筋网喷混凝土加固;③周边锚杆加固;④格栅钢架加固;⑤必要时可采取超前支护。
(三)煤与瓦斯突出
在煤矿地下开采过程中,从煤(岩石)壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4,CO2)的现象,称为煤与瓦斯突出。大量承压状态下的瓦斯从煤或围岩裂缝中高速喷出的现象称为瓦斯喷出。突出与喷出均是在地应力、瓦斯压力综合作用下产生的伴有声响和猛烈应力释放效应的现象。煤与瓦斯突出可摧毁井巷设施和通风系统,使井巷充满瓦斯与煤粉,造成井下矿工窒息或被掩埋,甚至可引起井下火灾或瓦斯爆炸。因此,煤与瓦斯突出是煤炭行业中的严重矿山地质灾害。
1.煤与瓦斯突出的特征及其影响因素
煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯气体体积膨胀力联合作用的结果,通常以地应力为主,瓦斯膨胀力为辅。煤与瓦斯突出的基本特征是固体煤块(粉)在瓦斯气流作用下发生远距离快速运移,煤、碎块和粉尘呈现分选性堆积,颗粒越小被抛得越远。突出时有大量瓦斯(CH4或CO2)喷出,由于瓦斯压力远大于巷道内通风压力,喷出的瓦斯通常逆风前进;煤与瓦斯突出具有明显的动力效应,可搬运巨石、推翻矿车、毁坏设备、破坏井巷支护设施等。
发生突出的煤层具有瓦斯扩散速度快、湿度小,煤的力学强度低且变化大、透气性差等特点,大多属于遭构造作用严重破坏的“构造煤”。突出的次数和强度随煤层厚度的增加而增多,突出最严重的煤层一般都是最厚的主采煤层。突出的时间多发生在爆破落煤的工序。
煤与瓦斯突出灾害随采掘深度的增加而增加,其主要影响因素有矿区的地质构造条件、地应力分布状况、煤质软硬程度、煤层产状以及厚度和埋深等。一般说来,煤层埋深大,突出的次数多,强度也大。
此外,水力冲孔和震动放炮可使地应力作用下的高压瓦斯煤体在人为控制下发生突出。
2.煤与瓦斯突出的预防措施
预防煤与瓦斯突出的技术措施主要有以下4种:
1)首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层。由于受采动影响,地应力以弹性潜能得以缓慢释放,煤层因卸压而膨胀变形,透气性增大,或者因层间岩石移动形成裂隙与孔道,有突出危险的煤层中瓦斯缓慢排放而使瓦斯压力和瓦斯含量明显下降,从而避免或降低煤与瓦斯突出的危险。
2)在有突出危险的煤层内均匀布置钻孔并预先抽放一定时间的瓦斯,以降低瓦斯压力与瓦斯含量,并使地应力下降、煤层强度增加。
3)在工作面前方一定距离的煤体内,超前钻探一定数量的大口径钻孔,使煤层内的瓦斯得以提前释放。
4)利用封堵、引排、抽放等综合方法处理洞穴内积存的瓦斯。
为防止煤与瓦斯突出造成严重危害,必须加强煤层顶板管理和地应力监测,加强职工安全教育。
Ⅲ 露天开采矿山环境地质问题
露天开采必须剥离矿体上方及周围的表土、植被与岩石,直接破坏了土地的完整性及其植被。大量的矿石及废石被采走后,强烈地改变了原有的地形地貌,破坏了风景景观和旅游景观。埋藏较深的急倾斜矿床开采后会形成深浅不一的凹型露天坑,埋藏浅的缓倾斜和水平矿床开采后则形成凹陷型露天坑。矿坑疏干排水破坏地下水均衡系统,形成大面积的地下水下降漏斗。
3.5.2.1 外排土场压占土地植被数量巨大
露天开采剥离的大量岩土,除少数矿山采用内排土方式外,大部分为外排土堆放,因而除剥采占地外,废渣需压占新的大量土地,外排占用的排土场面积一般为采矿场占用面积的40%~55%。据有关资料,我国露天煤矿外排土压占的土地,约是挖损土地的1.5~2.5倍,露天矿正常生产后,每采万吨煤排土场平均压占土地0.16ha。我国铁矿开采以露采为主,剥采比多在2~4 倍之间,铁矿山每开采1×104t矿石,废渣占有土地3.97ha。因此剥离量很大,历年排土量累计约在100×108t以上,每年以5×108t的速度增加。陕南石棉矿露天剥采面积约2km2,造成同等面积的山体植被破坏。
3.5.2.2 滑坡是露天矿山最主要的突发性地质灾害
露天开采排土不仅压占大量土地,而且随着排土堆高度的升高,潜伏着失稳和滑坡的隐患。采边滑坡是露天矿山最主要也是最普遍的地质灾害,严重时甚至导致露天矿提前关闭的重大损失。1983年7月9日,甘肃白银露天矿滑坡导致运输系统中断和生产设施破坏,停产三个月,铜产量减少3000 t。金川露天矿因滑坡迫使运输道路改线,部分矿段提前闭坑停产。哈密三道岭煤矿1967、1983、1999年先后三次发生大的滑坡造成矿山多次停产,直接经济损失上百万元。白云鄂博铁稀土矿主采坑北部运渣道路因滑坡报废,直接经济损失90万元。甘肃厂坝铅锌矿区深凹的采坑北部高陡边坡存在多处滑坡危险,直接关系到露天矿安全生产,迫使矿山花费大量资金用于监测防治。陕西铜川焦坪前河露天矿采坑面积0.97km2,造成同等面积的土地植被破坏。剥离边坡地段平均坡度约50°,高陡边坡已经有多处小滑坡体,潜在的滑坡隐患较为严重。
3.5.2.3 土地沙化和水土流失
为了防止地下水突然涌出而淹没露天开采场,必须进行矿坑疏干排水,降低预定开采地段的地下水位,而这会形成大面积疏干漏斗,破坏地表水和地下水系统平衡,导致当地水资源枯竭或取水困难,造成地下水位降低,地表径流减少或断流,导致表土缺水,影响植物生长,重则导致土地沙化、荒漠化。
3.5.2.4 水土环境的污染
露天开采剥离的岩土、排出的废石、矸石含有害元素,长期遭受风化雨淋,淋滤出酸性水或含有重金属的淋滤水,污染土地、河流,并通过裂隙带下渗地下污染地下水。
Ⅳ 常见的地质灾害有哪些
我国地质灾害种类齐全,按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种(国土资源部地质环境管理司等,1998)。它们是:
1、地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;
2、斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;
3、地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;
4、矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;
5、城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;
6、河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;
7、海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海岸侵蚀、海港淤积、风暴潮等;
8、海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;
9、特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等;
10、土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;
11、水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;
12、水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
(4)露天煤矿地质条件灾害有哪些扩展阅读:
在所有的地质灾害中,除地震灾害外,崩、滑、流灾害是最为严重的,其以分布广、灾发性和破坏性强,具有隐蔽性及容易链状成灾为特点,每年都造成巨大的经济损失和人员伤亡。另外,土地沙(漠)化、地面沉降和水土流失等缓变型地质灾害发展迅速,危害愈来愈大,成为令人担忧的地质灾害。
从“成灾”的角度看,中国地质灾害的区域变化具有比较明显的方向性,即从西向东、从北向南、从内陆到沿海地质灾害趋于严重。这是因为虽然不同类型、不同规模的地质灾害几乎覆盖了中国大陆的所有区域,但由于人类活动和社会经济条件的差异,使不同地区地质灾害的发育程度和破坏程度显著不同。
东部和南部地区,人类活动频繁而又剧烈,区内人口稠密,城镇及大型工矿企业、骨干工程密布,因而,一方面,一旦发生地质灾害则损失惨重,另一方面,人类经济工程活动加剧了地质灾害的发生与发展。而西部北部地区,虽然地质灾害分布十分广泛,但大部分地区人口密度和经济发展程度低,所以危害和破坏程度相对较低。
调查表明,凡是人口密集,工业发达地区在人类活动的影响下,地质灾害正由自然动力型向人为动力型发展,由点状向带状、树枝状、片状发展。
Ⅳ 地质灾害有哪些因素
地质灾害的形成原因:
地质灾害都是在一定的动力诱发(破坏)下发生的.诱发动力有的是天然的,有的是人为的.据此,地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类.自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类工程开发活动制约,常随社会经济发展而日益增多.
诱发地质灾害的因素主要有:
1、采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡.
2、开挖边坡:指修建公路、依山建房等建设中,形成人工高陡边坡,造成滑坡.
3、山区水库与渠道渗漏,增加了浸润和软化作用导致滑坡泥石流发生.4、其它破坏土质环境的活动如采石放炮,堆填加载、乱砍乱伐,也是导致发生地质灾害的致灾作用.
主要类型:
滑坡:是指斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象.
崩塌:是指较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象.
泥石流:是山区特有的一种自然现象.它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流.识别:中游沟身长不对称,参差不齐;沟槽中构成跌水;形成多级阶地等.
地面塌陷:是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然现象.
Ⅵ 煤矿地面安全隐患有哪些
第一编 总则
第一条 为保障煤矿安全生产和职工人身安全,防止煤矿事故,根据《煤炭法》、《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》,制定本规程。
第二条 在中华人民共和国领域从事煤炭生产和煤矿建设活动,必须遵守本规程。
第三条 煤矿企业必须遵守国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范。
煤矿企业必须建立、健全各级领导安全生产责任制、职能机构安全生产责任制、岗位人员安全生产责任制。
煤矿企业应建立、健全安全目标管理制度、安全奖惩制度、安全技术措施审批制度、安全隐患排查制度、安全检查制度、安全办公会议等制度。
煤矿企业必须建立各种设备、设施检查维修制度,定期进行检查维修,并做好记录。
第四条 煤矿企业必须设置安全生产机构,配备适应工作需要的安全生产人员和装备。
第五条 煤矿安全工作必须实行群众监督。煤矿企业必须支持群众安全监督组织的活动,发挥职工群众安全监督作用。
职工有权制止违章作业,拒绝违章指挥;当工作地点出现险情时,有权立即停止作业,撤到安全地点;当险情没有得到处理不能保证人身安全时,有权拒绝作业。
第六条 煤矿企业必须对职工进行安全培训。未经安全培训的,不得上岗作业。
矿务局(公司)局长(经理)、矿长必须具备安全专业知识,具有领导安全生产和处理煤矿事故的能力,并经依法培训合格,取得安全任职资格证书。
特种作业人员必须按国家有关规定培训合格,取得操作资格证书。
第七条 煤矿使用的涉及安全生产的产品,必须取得煤矿矿用产品安全标志。未取得煤矿矿用产品安全标志的,不得使用。
试验涉及安全生产的新技术、新工艺、新设备、新材料前,必须经过论证、安全性能检验和鉴定,并制定安全措施。
第八条 煤矿企业在编制生产建设长远发展规划和年度生产建设计划时,必须编制安全技术发展规划和安全技术措施计划。安全技术措施所需费用、材料和设备等必须列入企业财务、供应计划。
第九条 煤矿企业必须编制年度灾害预防和处理计划,并根据具体情况及时修改。灾害预防和处理计划由矿长负责组织实施。
煤矿企业每年必须至少组织1次矿井救灾演习。
第十条 入井人员必须戴安全帽、随身携带自救器和矿灯,严禁携带烟草和点火物品,严禁穿化纤衣服,入井前严禁喝酒。
煤矿企业必须建立入井检身制度和出入井人员清点制度。
第十一条 煤矿企业应有创伤急救系统为其服务。创伤急救系统应配备救护车辆、急救器材、急救装备和药品等。
第十二条 井工煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸:
(一)矿井地质和水文地质图。
(二)井上、下对照图。
(三)巷道布置图。
(四)采掘工程平面图。
(五)通风系统图。
(六)井下运输系统图。
(七)安全监测装备布置图。
(八)排水、防尘、防火注浆、压风、充填、抽放瓦斯等管路系统图。
(九)井下通信系统图。
(十)井上、下配电系统图和井下电气设备布置图。
(十一)井下避灾路线图。
第十三条 露天煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸:
(一)地形地质图。
(二)工程地质平面图、断面图,综合水文地质平面图。
(三)采剥工程平面图、断面图。
(四)排土工程平面图。
(五)运输系统图。
(六)输配电系统图。
(七)通信系统图。
(八)防排水系统及排水设备布置图。
(九)边坡监测系统平面图、断面图。
(十)井工老空与露天矿平面对照图。
第十四条 煤矿发生事故后,煤矿企业主要负责人和技术负责人必须立即采取措施组织抢救,矿长负责抢救指挥,并按有关规定及时上报。
第二编 井工部分
第一章 开采
第一节 一般规定
第十五条 单项工程、单位工程开工前,必须编制施工组织设计和作业规程,并组织每个工作人员学习。
第十六条 开凿平硐、斜井和立井时,自井口到坚硬岩层之间的井巷必须砌碹,并向坚硬岩层内至少延深5m。
在山坡下开凿斜井和平硐时,井口顶、侧必须构筑挡墙和防洪水沟。
第十七条 掘进井巷和硐室时,必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。
冻结法凿井和在遇水膨胀的岩层中掘进不能采用湿式钻眼时,可采用干式钻眼,但必须采取捕尘措施,并使用个体防尘保护用品。
第十八条 每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口,各个出口间的距离不得小于30m。
采用中央式通风系统的新建和改扩建矿井,设计中应规定井田边界附近的安全出口。当井田一翼走向较长、矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时,必须掘出井田边界附近的安全出口。
井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有2个便于行人的安全出口,并与通达地面的安全出口相连接。未建成2个安全出口的水平或采区严禁生产。
井巷交岔点,必须设置路标,标明所在地点,指明通往安全出口的方向。井下工作人员必须熟悉通往安全出口的路线。
第十九条 对于通达地面的安全出口和2个水平之间的安全出口,倾角等于或小于45°时,必须设置人行道,并根据倾角大小和实际需要设置扶手、台阶或梯道。倾角大于45°时,必须设置梯道间或梯子间,斜井梯道间必须分段错开设置,每段斜长不得大于10m;立井梯子间中的梯子角度不得大于80°,相邻2个平台的垂直距离不得大于8m。
安全出口应经常清理、维护,保持畅通。
第二十条 主要绞车道不得兼作人行道。提升量不大,保证行车时不行人的,不受此限。
第二十一条 巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要,并符合下列要求:
(一)主要运输巷和主要风巷的净高,自轨面起不得低于2m。架线电机车运输巷的净高必须符合本规程第三百五十六条和第三百五十七条的有关要求。
(二)采区(包括盘区,以下各条同)内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m,薄煤层内的不得低于1.8m。
采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等的净断面或净高,由煤矿企业统一规定。
巷道净断面的设计,必须按支护最大允许变形后的断面计算。
第二十二条 运输巷两侧(包括管、线、电缆)与运输设备最突出部分之间的距离,应符合下列要求:
(一)新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧,从巷道道碴面起1.6m的高度内,必须留有宽0.8m(综合机械化采煤矿井为1m)以上的人行道,管道吊挂高度不得低于1.8m;巷道另一侧的宽度不得小于0.3m(综合机械化采煤矿井为0.5m)。巷道内安设输送机时,输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m;输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要,并不得小于0.7m。巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分,与巷帮支护的距离不得小于0.3m。
(二)生产矿井已有巷道人行道的宽度不符合本条第一款第(一)项的要求时,必须在巷道的一侧设置躲避硐,2个躲避硐之间的距离不得超过40m。躲避硐宽度不得小于1.2m,深度不得小于0.7m,高度不得小于1.8m,躲避硐内严禁堆积物料。
(三)在人车停车地点的巷道上下人侧,从巷道道碴面起1.6m的高度内,必须留有宽1m以上的人行道,管道吊挂高度不得低于1.8m。
第二十三条 在双轨运输巷中,2列列车最突出部分之间的距离,对开时不得小于0.2m,采区装载点不得小于0.7m,矿车摘挂钩地点不得小于1m。车辆最突出部分与巷道两侧距离,必须符合本规程第二十二条的要求。
第二十四条 采区结束回撤设备时,必须编制专门措施,加强通风、瓦斯、防火管理。
第二节 井巷掘进和支护
第二十五条 凿井期间,井口工作范围必须用栅栏围住,人员进出地点必须安装栅栏门;井口必须设置封口盘和井盖门,井盖门的两端必须安装栅栏,封口盘和井盖门必须坚固严密,并采用不燃性材料。
第二十六条 采用普通凿井法施工时,立井的永久或临时支护到井筒工作面的距离及防止片帮的措施必须根据岩性、水文地质条件和施工工艺在作业规程中明确规定。
第二十七条 立井井筒穿过表土层、砂层、松软岩层或煤层时,必须有专门措施。采用井圈或其他临时支护时,临时支护必须安全可靠、紧靠工作面,并及时进行永久支护。在建立永久支护前,每班应派专人观测地面沉降和临时支护后面的井帮变化情况;发现危险预兆时,必须立即停止工作,撤出人员,进行处理。
第二十八条 立井永久支护的质量必须符合设计要求。岩帮与支护之间必须填满灌实。井壁出水时必须采取导水或堵水等措施。
第二十九条 采用钻井法开凿立井井筒必须遵守下列规定:
(一)钻井的设计与施工最终位置必须通过风化带,并向不透水的稳定基岩至少延深5m。
(二)钻井期间,采用封口平台时,必须将井口封盖严密;采用井口梁时,必须有可靠的防坠措施。
(三)钻井过程中,护壁泥浆的各项参数必须定时测定,发现问题立即调整。井筒内的泥浆面,必须保持高于地下静止水位。
(四)钻井时必须测定井筒的偏斜度。偏斜超过规定时,必须及时纠正。井筒偏斜度及测点的间距必须在施工组织设计中明确规定。钻井完毕后,必须绘制井筒的纵横剖面图,井筒中心线和截面必须符合设计要求。
(五)预制井壁的质量,必须逐节检查鉴定。井壁连接部位必须有可靠的防蚀、防水措施,合格后方可下沉井壁。
(六)井壁下沉完成后,必须检查井壁偏斜度,只有符合要求后方可进行壁后充填,壁后充填必须密实。充填材料必须经过试验,满足强度和凝固时间的要求,并保证能够置换出泥浆。开凿沉井井壁的底部或开掘马头门之前,必须检查破壁处及其上方15~30m范围内壁后的充填质量,发现不合格时,必须采取可靠的补救措施。
(七)开凿沉井井壁的底部和开掘马头门采用爆破作业时,必须制定安全措施。
第三十条 采用冻结法开凿立井井筒应遵守下列规定:
(一)冻结深度应穿过风化带延深至稳定的基岩10m以上。基岩段涌水较大时,应加深冻结深度。
(二)钻进冻结孔时,必须测定钻孔的方向和偏斜度,测斜的最大间隔不得超过30m,并绘制冻结孔实际偏斜平面位置图,偏斜度超过规定时,必须及时纠正。因钻孔偏斜影响冻结效果时,必须补孔。
(三)地质检查钻孔不得打在冻结的井筒内。水文观测钻孔偏斜不得超出井筒,深度不得超过冻结段下部隔水层。
(四)冻结管应采用无缝钢管焊接或螺纹连接,冻结管下入钻孔后应进行试漏,发现异常时,必须及时处理。
(五)开始冻结后,必须经常观察水文观测孔的水位变化。只有在水文孔冒水7天、水量正常,确认冻结壁已交圈后,方可进行试挖。冻结和开凿过程中,要经常检查盐水温度和流量、井帮温度和位移,以及井帮和工作面渗漏盐水等情况。检查应有详细记录,发现异常,必须及时处理。
(六)开凿表土层冻结段时,可以采用爆破作业,但必须制定安全技术措施。
(七)掘进施工过程中,必须有防止冻结壁变形、片帮、掉石、断管等安全措施。
(八)生根壁座应设在含水较少的稳定坚硬的基岩中。
(九)只有在永久井壁施工全部完成后,方可停止冻结。
(十)梁窝的设计和施工必须有防止漏水的措施。
(十一)不论冻结管能否提拔回收,对全孔必须及时用水泥砂浆或混凝土全部充满填实。
冻结站必须用不燃性材料建筑,并应有通风装置。应经常测定站内空气中氨气,氨的浓度不得超过0.004%。站内严禁烟火,并必须备有急救和消防器材。
氨瓶和氨罐必须经过试验,合格后方准使用;在运输、使用和存放期间,应有安全措施。
第三十一条 立井井筒穿过含水岩层或破碎带,采用地面或工作面预注浆法进行堵水或加固时,应遵守下列规定:
(一)注浆施工前,必须编制注浆工程设计。
(二)注浆段长度必须大于注浆的含水岩层的厚度,并深入不透水岩层或硬岩层5~10m。井底的设计位置在注浆的含水岩层内时,注浆深度必须大于井深10m。
(三)地面预注浆的钻孔,每钻进40m必须测斜1次,钻孔偏斜率不得超过0.5%。
(四)注浆前,必须进行注浆泵和输送管路系统的耐压试验。试验压力必须达到最大注浆压力的1.5倍,试验时间不得小于15min,无异常情况后,方可使用。
(五)注浆过程中,注浆压力突然上升时,必须停止注浆泵运转,卸压后方可处理。
(六)每次注浆后,应至少停歇30min,方可提拔止浆塞,以防高压浆顶出钻杆。
(七)冬季注浆施工时,注浆站和地面输浆管路,必须采取防冻措施。
(八)井筒工作面预注浆前,在注浆的含水岩层上方,必须按设计要求设置止浆岩帽或混凝土止浆垫。含水岩层厚度大,需采用分段注浆和掘砌时,对每一注浆段,必须按设计要求设置止浆岩帽或混凝土止浆垫。岩帽和混凝土止浆垫的结构形式和厚度应根据最大注浆压力、岩石性质和工作条件确定。混凝土止浆垫由井壁支承时,应对井壁强度进行验算。
(九)孔口管必须按设计孔位埋设牢固,并安设高压阀门。注浆前,必须对止浆垫和孔口管进行耐压试验,试验压力必须大于注浆压力1MPa。
煤矿隐患排查系统管理与决策支持系统系统一方面实现了隐患信息的采集、审核、发送、整改(反馈)、复查(反馈)等事物处理等环节,另一面实现了隐患信息的综合查询、自动统计、图表分析、区队考核等方面内容。 系统对提高隐患信息的流转速度、促进隐患信息的闭环管理以及实现隐患信息的统计分析起到重要作用。通过隐患排查信息平台的建立,全面提升安全管理的水平,降低事故的发生率。
Ⅶ 煤矿的五大自然灾害是什么
煤矿5大自然灾害是瓦斯、煤尘、水、火和顶板灾害。
瓦斯是指井下各种有毒、易燃易爆的气体;
拓展资料:
顶板事故
顶板灾害是煤矿最常见、最容易发生的事故。在煤矿五大灾害(煤尘、水、火、瓦斯、顶板)中,无论是发生次数,还是死亡人数,顶板事故都居煤矿各类事故之首。
随着工作面的开采,煤层上面的顶板岩层失去 了支撑,原来的压力平衡遭到破坏,煤层顶板在上覆岩层压力的作用下,发生变形、破坏。如果我们支护不及时或支护强度不够,很容易使工作面的顶板岩层发生断裂和冒落,造成人员伤亡和财产及设备的损失,这就是我们所说的冒顶事故。
气体 粉尘
煤层中经常伴随瓦斯(甲烷等)的存在。瓦斯容易引起爆炸事故。因此在封闭的空间工作时,需要经常监测瓦斯浓度。若气体中有一定浓度的粉尘,也有可能因为火星引起爆炸。粉尘体积细小,但表面的相对比例大。若周围空气中有充足的氧,对于燃烧反应便会非常敏感。
气体喷出
瓦斯本身对人体无害,但有时伴随着一氧化碳等有毒气体。若大量的瓦斯一次喷出,通常煤气爆炸的可能性也迅速增加。
坑内火灾
煤矿事故中最坏的情况。与一般的火灾不同,周围有许多可燃物(煤)大量存在。若坑道被热及烟堵住出口,同时发生缺氧的情况,通常会造成重大的伤亡。
水灾
在水底 (海底、湖泊或水库附近) 的矿区坍塌时发生的事故,是比坑内火灾更糟糕的情况,几乎没有生还的可能。大量洪水在很快的时间内将坑道吞没,造成全体工作人员死亡。
通常生还者无法救援、遗体无法回收,坑道也同样被放弃。在承压水上采煤和小煤窑破坏区复采,也有可能发生突水、透水事故。井下突水和小煤窑透水事故远多于水体下采煤透水事故。
Ⅷ 采矿会不会引发地质灾害,有哪些解决办法
矿山地质灾害又称矿井地质灾害、采矿地质灾害、矿区地质灾害等是指在矿床开采活动中,因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化,危害人类生命财产安全,破坏采矿工程设备和矿区资源环境,影响采矿生产的灾害。
防治方法:
(1) 建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估,开产中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复恳纳入法规,强制推行。
(2) 加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高矿山开采人员素质,增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段,强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。
(3) 开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段,对矿山地质进行严密监测(威海晶合),对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测,建立矿山地质灾害监测系统,实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系,避免重大人员财产损失。
(4) 加强矿坑、矿井边坡设计,进行边坡监测,坚固挡墙稳固边坡地质构造,开挖后如果出现开裂变形,及时做地质勘察,并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝,形成稳定矿场与尾矿库,降低滑坡和塌方风险。
Ⅸ 地质灾害有哪些类型
它们是:1
地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;2
斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3
地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;4
矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;5
城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;6
河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;7
海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等;8
海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;9
特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等;10
土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;11
水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;12
水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
致灾地质作用都是在一定的动力诱发(破坏)下发生的。诱发动力有的是天然的,有的是人为的。据此,地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类工程开发活动制约,常随社会经济发展而日益增多。所以防止人为地质灾害的发生已成为地质灾害防治的一个侧重方面。
地质灾害的发生、发展进程,有的是逐渐完成的,有的则具有很强的突然性。据此,又可将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。前者如地面沉降、水土流失、水土污染等;后者如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐变性地质灾害常有明显前兆,对其防治有较从容的时间,可有预见地进行,其成灾后果一般只造成经济损失,不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然,可预见性差,其防治工作常是被动式的应急进行。其成灾后果,不光是经济损失,也常造成人员伤亡。故是地质灾害防治的重点对象。