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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇頂板災害防治，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】沖擊地壓；災害；防治措施
礦區沖擊地壓是井巷或工作面周圍的煤巖體因其變形能的釋放而出現的以急劇的破壞為特征的動力現象，并伴有巨大的聲響和強烈的震動，會造成慘重的人員傷亡和巨大的經濟損失。煤礦技術和管理人員必須注意沖擊地壓現象，分析和研究沖擊地壓的產生機理，預測其產生的位置，根據沖擊地壓的特征和礦井實際采取科學有效的預防措施，做好頂板事故的緊急處理措施。
1、沖擊地壓的產生機理
沖擊地壓產生機理非常復雜。一般認為：一是沖擊地壓是“礦體一圍巖”系統平衡狀態失穩破壞的結果；二是沖擊地壓多出現在采掘活動形成的應力集中區，在壓力增加超過極限應力，并造成變形速度超過一定極限時即產生沖擊地壓。
2、沖擊地壓產生的區域與位置
產生沖擊地壓的煤層一般是脆性的、硬度較高并干燥的煤層，頂板非常堅硬、完整，大面積不冒落，偽頂與直接頂較薄甚至沒有；在地質構造的向斜軸部、斷層附近、煤厚或傾角產生突變地點，是沖擊地壓出現頻繁的位置；兩側或三側臨空的半島或孤島形煤柱或巖柱附近易產生沖擊地壓；上層煤回采邊界影響帶內容易產生沖擊地壓，在承壓區內掘進巷道可能造成沖擊地壓。
3、沖擊地壓的特點
沖擊地壓一般無明顯預兆，不容易事先確定出現的時間、地點和沖擊強度。沖擊地壓發生過程短暫，出現前頂板巖層活動加劇，支撐物產生變形，頂板或煤壁伴隨巨大聲響和強烈震動。它發生形式復雜多樣，有煤層沖擊，也有頂底板沖擊和巖爆，多種條件下都可能發生沖擊地壓。它的破壞性較大，可能產生煤壁片幫、頂板下沉或底鼓，支架折損、巷道堵塞，出現人員傷亡。
4、沖擊地壓的防治措施
4.1預測預報。預測預報措施除經驗類比法外，還有以下兩類：一是以鉆屑法為主的局部探測法，包括煤巖體變形觀測法、流動地音法、煤巖體應力測量法及巖心“餅化”法等。二是系統監測法，包括地音系統監測法、微震系統監測法及其他地球物理方法等。
4.2開采保護層。多煤層開采時，要首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為保護層的方法，以降低潛在危險層的應力。
盡可能少留煤柱和避免孤島開采。優化井田和采區設計，防止形成應力集中的煤柱和孤島。
巷道布置盡可能把主要巷道和硐室布置在底板巖層中，回采巷道采用大斷面掘進，防止巷道多處交岔。
合理的頂板控制方法。煤層有沖擊傾向時，盡可能采用長壁式開采或全部陷落法控制頂板。
優化開采程序。在遇有斷層和采空區時，盡可能采用由斷層或采空區開始回采的順序。不可相向開采。回采線盡可能呈直線，并按正確的開采速度推進，推進速度不可太大。
煤層預注水，降低煤體的彈性和強度；頂板預注水，降低頂板的強度和彈性，消除或降低沖擊危害。
4.3解危措施
卸載鉆孔：通過在煤層鉆大直徑的鉆孔，使煤體應力狀態發生變化，峰值向煤體深部轉移。
卸載爆破：在高應力區進行鉆孔爆破，改變支撐壓力帶的形態和減小峰值。
誘發爆破：通過爆破人為地誘發沖擊地壓的發生，以避免人員傷害和設備損失。
煤層高壓注水。在工作面前方用高壓水注入煤體，使煤體結構破壞，從而降低承載能力和壓力。
5、頂板事故的緊急處理措施
對頂板冒落危險的處理要有效處置，可以停止生產，調集人力、物力進行處理，相關人員要無條件配合。
（1）采取有效手段全力控制冒頂區域兩側巷道，使其冒頂波及長度不再擴大。
（2）在冒頂支護穩定的情況下，按不同情況采取如下辦法：一是在冒落頂部穩定的情況下，采取打木垛接頂的方式。二是在冒落區域圍巖破碎、冒落較高的情況下直接向冒落區打排桿，實施撞楔法，隔斷頂部冒落體。三是在冒落區域破碎，在比較技術、經濟、安全因素后，可考慮改道。四是組織恢復通風網路，盡量保持冒頂區通風和對風流的調整。在積極處理冒頂的同時，應充分預見冒頂區給通風工作帶來的影響，采取應急方案。
同時，在出現冒頂征兆時，在難以采取措施避免頂板冒落時，應組織人員迅速離開危險區，撤退至安全地點；人員在遇險時應靠煤幫貼身站立或到木垛處避災。在出現冒頂來不及撤退至安全地點時，要靠煤幫貼身站立避災，注意煤避片幫傷人；如靠近木垛時，可撤至木垛處避災。遇險后要馬上發出呼救信號；遇險人員要積極開展自救和互救，要采取切實可行的措施設法營救被掩埋人員，并盡可能脫離險區或轉移到安全地點等待救援；被隔堵人員要積極配合外部的營救工作。
參考文獻
[1]楊琪勇.煤礦井下頂板事故應急救援預案.煤礦現代化,2008.3
[2]孫義民.淺談煤礦冒頂事故的緊急處理.科技信息,2009.29
[3]吳東亞等.淺析礦井沖擊地壓評價與防治.科學與管理,2011.4
論文摘要：華豐煤礦地質條件復雜,煤層傾角大,受水、火、瓦斯、煤塵、沖擊地壓、地表斑裂等多種災害的嚴重威脅。近年來,通過改造礦井生產系統、建立健全災害預測與防治體系,控制了重大災害的發生,實現了復雜地質條件下的安全、高效開采。
新汶礦業集團華豐煤礦是一個具有百年開采歷史的老礦,地質條件復雜,煤層傾角大,受水、火、瓦斯、煤塵、冒頂、沖擊地壓、地表斑裂等多種災害的嚴重影響。多年來,華豐煤礦通過開發和推廣應用新技術,緊緊圍繞礦井災害綜合治理,開展了技改挖潛和科學管理,實現了復雜地質條件下的安全、高效開采。
1礦井生產系統改造
1.1礦井運輸系統改造
為了適應煤層傾角變化大、地壓高、巷道易底臌變形的情況,自行研制應用了3條鋼絲繩吊掛下運帶式輸送機和水平彎曲線摩擦多點驅動帶式輸送機;將原順槽刮板輸送機或多部帶式輸送機串聯運輸方式改造為1部可彎曲帶式輸送機,順槽和集中巷帶式輸送機采用小角度多次轉彎技術,減少了設備投入。
根據薄煤層實際情況,將原使用的SGW-150C刮板輸送機改造為SGW-430/55型刮板輸送機,槽寬由630mm改為430mm,適應了薄煤層工作面特殊條件,減少了機電事故。
1.2通風系統改造
通風系統由原5個風井分區式通風改為集中通風。為保證五水平通風系統穩定、合理,采掘工作面風量充足,在-210回風巷建擋風墻,形成兩翼回風的通風系統;采用串聯通風,降低采區的總用風量;采煤面采用下行通風方式,構建3道密閉墻,封閉閑置巷道,提高五水平風量,保證安全生產。
1.3排水系統改造
為提高礦井排水能力,由原來的-90、-270、-450、-750多級排水改為-450、-750兩級排水,對主排水泵進行擴排改造,推廣PJ節能泵,淘汰低效水泵,增裝Φ325mm排水管路2210m,排水能力提高2倍,年節電耗168萬kWh。
1.4構建Webmrt集成化信息體系
建立了華豐煤礦集成化信息體系,使礦井安全監測數據處理系統、營銷管理系統、人力資源管理系統、物資超市系統、企業預算系統、辦公系統、設備管理等系統形成信息資源共享,提高了現代化管理水平。
2礦井集中化生產與單產單進的提高
華豐煤礦原為多井口、多水平、多采區、多工作面生產,為了實現礦井和生產水平的集中,將采煤隊個數由7個減為4個,生產采區由4個減為2個,實現了采區的集中生產。礦井效益的提高很大程度上取決于單產單進水平的提高。近年來,通過改造生產環節,推廣先進技術,涌現出了年產45萬t的炮采隊和月掘318m的炮掘隊。
在回采工藝上,大力推廣毫秒爆破技術,自行研制窄型刮板輸送機,下順槽采用自移式轉載機,配SPJ-800吊掛式皮帶機運輸。采用“1.1m頂梁、見三回一”支護,雙抗帶網護頂,推行正規循環作業,使毫秒爆破、單體支柱支護和大功率運輸機三者得到最優配合,工作面單產提高1倍以上。
在掘進方面,改善鉆、裝、運環節,采用YT強力風動鉆機,毫秒延期電雷管起爆,水膠炸藥爆破進行鉆爆法掘進,光面中深孔爆破,優化爆破參數,提高爆破效果;采用P-60B大功率扒裝機,配合電瓶車運輸,完善排矸系統,實現全巖、半煤巖巷道優質快掘。
疏通生產環節,采區上山自溜運輸改為大傾角皮帶運輸,推廣可彎曲皮帶、長距離多點驅動皮帶等技術,使單臺設備運輸長度由200m增加到1000m。
3深部開采頂板管理和煤巷錨桿支護
在回采工作面頂板管理方面,完成了回采面頂底板分類及支護形式研究,厚煤層、傾斜分層試驗金屬菱形網假頂采煤法,解決了網下高檔普采工藝問題,實現了分層開采頂板的安全管理;在破碎頂板試驗應用雙抗塑料網假頂采煤法和雙抗帶網護頂技術。
在掘進頂板管理方面,先后完成了4層煤順槽錨背網支護,粘土巖巷道錨噴組合支護、高地壓巷道錨噴網組合支護、破碎圍巖錨鋼帶支護、六岔門立體交岔點支護等方法試驗。針對深部開采、沖擊地壓條件下巷道維護困難的實際,開展了“沖擊地壓煤巷錨桿支護技術研究”,研制的全長錨固快硬水泥藥卷錨桿支護效果良好,為沖擊地壓煤巷的煤幫支護及軟巖巷道支護提供了一種錨固性能好、成本低的支護材料。
4災害治理
(1)加大安全投入,保證資金到位,保證安全治理措施的落實施工。
(2)近幾年華豐煤礦根據自然災害的情況與各科研單位共同開展了大傾角厚覆蓋層采煤后地表斑裂研究與控制、沖擊地壓綜合防治、綜合防滅火、頂底板承壓水上開采、深部地壓研究等10多項技術,有效地推動了礦井自然災害的治理,節約資金達億元以上。
(3)研究、推廣應用先進的科學監測儀器和先進技術,完善監測手段,提高監測水平和質量。建成了沖擊地壓預測預報及定位系統、束管監測系統、微震監測系統、地面高壓注漿減沉系統等,提高了災害的防治能力。
[關鍵詞] 礦井； 煤層頂板； 煤層底板； 災害分類； 防治措施
煤礦安全生產是推動煤炭科學技術發展的重要動力，特別是在煤炭開采條件的約束下，對于煤礦現場圍巖-支護關系的分析與認識，借助于巷道圍巖的變形規律，加強對巷道支護技術的論證，從支護方式、支護手段上來提高煤礦安全生產的穩定性與可靠性。針對煤礦頂底板事故發生率的增長，從礦井生產工藝技術實際來重新分析礦井災害的原因，采取必要的采場、巷道圍護技術與監測方法，探討礦井頂底板災害的主要形式與發生規律，從而提出有針對性的防范措施，確保生產安全的有序與有效。
一 文家壩二礦礦井條件
本文所選礦井為水城礦業（集團）文家壩二礦，礦井地處黔西高原向黔中丘原的過渡地帶，海拔標高大部份在+1400m以上，井田呈北東-南西向分布，北部以F28（AF4）斷層與文家壩一礦相接，南部以SF4斷層與碾子邊井田相鄰。可采、和大部可采煤層有6#、7#、16#、23#、27#、30#，局部可采煤層為2#煤層。可采和局部可采煤層煤類均為無煙煤，其中23#煤為光亮型，7#、30#煤為半亮型，16#、27#煤為光亮型，2#煤為半暗～半亮型，6#煤多為半亮型，以粉狀、鱗片狀為主。
1.1 地質構造
井田地處阿弓向斜中段，礦區內地質構造復雜程度為中等類型，含煤地層主要是二迭系龍潭組（P2l），含煤24～44層，一般30～33層。本井田煤層埋藏較淺，阿弓向斜兩翼煤層傾角差別較大，南東翼煤層賦存絕大部分平緩，一般在3～12°左右，北西翼煤層較陡，傾角在20～40°，大斷層不發育，落差（或地層斷距）大于20m的僅9條，其中除F2030-2逆斷層位于井田中部外，其余8條都位于井田邊部，或其本身就是井田邊界斷層（如AF4、AF7、SF4、F61等），對井田內的煤層破壞不大；小斷層則較發育。
1.2 頂底板地質條件
本礦區可采和局部可采煤層直接頂板多為泥巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、石灰巖，底板多為泥巖、“根土巖”，因此抗壓強度低，遇水易軟化。此外，頂、底板巖層中發育有多組裂隙，巖體結合力差，巖層穩固性差，底板遇水易膨脹。礦井開采煤層瓦斯含量高，均具煤與瓦斯突出危險性，各煤層無煤塵爆炸危險性，煤層具有自然發火傾向[1]。
1.3 巷道布置層位特征
可采煤層分為上下二組，上煤組包括6#、7#煤層，下煤組為16#、23#、27#和30#煤層。采用分組聯合布置，主平硐按91°方位、7‰坡度布置至淺部家順和核桃壩小礦井邊界，1310水平大巷沿淺部小井邊界布置，待越過小井邊界后1310水平大巷穿層布置至一分區井田中部，然后布置一分區軌道石門及一分區1310車場，主平硐布置在茅口灰巖中，+1310水平大巷及1310軌道石門及車場均穿層布置，受場地條件限制，一分區進風排矸斜井和回風斜井布置在一分區北西翼的大土，井筒按314°方位角、25°傾角掘至一水平通過軌道石門與1310大巷連接。在距7#煤層底板約30m的細砂巖中布置采區軌道，運輸和回風上山，該層為膠結細粒硬砂巖，平均厚度14.5m，層位穩定，三條上山通過一分區軌道斜巷與軌道石門連接。為了加快施工進度和減短建井工期，在工業場地西面直線距離約2.6km處的田壩寨布置措施井。
1.4 支護方式選擇
主平硐基巖段采用錨噴支護；頂底板巖性穩定（如灰巖段）采用噴漿支護，穿過煤系地層或斷層帶時，如巖性較差，可采用錨網噴+錨索+注漿或聯合支護[2]，井頸段采用鋼筋混凝土支護。一分區排矸進風斜井、一分區回風斜井基巖段采用錨噴支護，巖性較差段采用錨網噴+錨索+注漿或聯合支護，井頸段采用鋼筋混凝土支護[3]。+1310水平大巷、井底車場、11采區運輸上山、11采區回風上山、11采區軌道上山及底板瓦斯抽放巷等巖層巷道，一般采用錨噴支護，如巖性較差，可采用錨網噴+錨索+注漿或聯合支護。井下消防材料庫、爆破材料發放硐室、等候硐室、采區變電所及躲避硐采用錨噴支護。煤倉、矸石倉、溜煤眼、溜矸眼、引風道及安全出口采用鋼筋混凝土碹支護；工作面開切眼采用單體液壓支柱支護[4]。
二 文家壩二礦頂底板災害因素分析
2.1 主采煤層頂、底板巖性及穩定性分析
根據文家壩二礦地質報告來看，主要可采煤層6#煤層頂板主要為粉砂巖、粉砂質泥巖、砂質泥巖、細砂巖，加之各處受斷層影響程度、節理發育程度、層理膠結強度各異，其穩定性具有復雜多變性[5]。6#煤層直接頂綜合厚度與采高的比值K為0.8～2.67，其值介于周期來壓強烈和無周期來壓之間，在一分區統計的122個鉆孔中有12個點為石灰巖，占9.8%，一般厚度為0.45～4.14m，平均厚度為1.92m；對7#煤層直接頂、底板巖性分析，煤層K值為0.21～5.78，在一分區統計的76個鉆孔中有18個點為石灰巖，占23.68%，一般厚度為0.5～2.21m，平均厚度為1.33m，說明6#、7#煤層為周期來壓強烈頂板，需要采取強制放頂措施來增強工作面支護安全。
2.2 對來自礦井地質因素的災害分析
2.2.1 地質斷層條件下對工作面的影響
由于受到地質擠壓、拉伸，以及剪切力的影響，對于地質斷層的出現所引起的局部采煤工作面的危害是十分復雜的，當斷層與工作面的夾角越小時，其造成的頂板冒頂的危險更大，尤其是傾斜斷層[6]。本礦井區域斷層發育較高，結合勘探中的三圍地震法、地質雷達、地質構造超前探測儀等儀器的使用，以最大化的了解地質特征，避免誘發冒頂事故。
2.2.2 地質褶曲與擠壓對工作面的影響
從煤礦生產實踐來看，對于大褶曲構造，往往影響煤層的傾角，而對于工作面壓力的影響不是太大，相反，對于小褶曲，當褶曲傾向與工作面一致時，對于采空區出現的垮落巖石的影響，則很容易使得礦井頂板發生局部冒頂[7]。同時，擠壓作用導致的對頂板巖層形成離層或破斷，極易引起頂板短時急劇下沉現象，從而增加了冒頂的危險性。
2.2.3 節理、裂隙對工作面的影響
從對礦井中出現的節理與裂隙分析可知，人字形與草帽型節理裂隙較為常見，由于頂板受到來自裂隙長軸推進方向的作用力，如直立裂隙對直接頂的切割，從而造成頂板的下沉或水平移動，很容易誘發巖層水，使工作面出現掉碴或淋水；同時，直立裂隙還能夠改變直接頂的垮落步距，造成老頂的大面積垮落。而對于斜裂隙，對于采空區造成片幫，對于煤層則造成傘檐或探頭煤，給頂板管理增加困難[8]。
2.2.4 層理與破碎帶對工作面的影響
層理是由于地質巖層的沉積而形成的巖層分界面，極易對于煤礦采動過程產生離層裂隙，其對工作面支架產生橫向推力，容易引起支架的歪斜和傾倒，導致冒頂。而破碎帶主要因地質原因而形成的工作面巖石或煤層破碎的現象，也給頂板管理帶來困難。
2.2.5 采動裂隙對工作面的影響
采動裂隙主要與煤壁的支承壓力有關，對于與工作面平行的煤壁裂隙，很容易在壓力裂隙與節理裂隙相互作用下造成楔形巖塊，從而誘發局部冒頂，而當工作面與節理方向一致時，容易加大裂隙的寬度，從而誘發大面積冒頂。
2.2.6 頂、底板巖石的物理性質的影響
從頂底板圍巖的物理力學性質來看，巖石的厚度、硬度、層理、裂隙等因素是造成頂底板危害的重要原因，特別是對于老頂巖層堅硬，大面積開采所形成的懸露，一旦達到強度極限，極易造成巖層斷裂而形成周期來壓。
2.3 對來自礦井生產作業的災害分析
2.3.1 開采深度的影響
開采深度直接影響原巖壓力大小，造成巷道或工作面周圍巖層內支承壓力發生變化，從而對礦山壓力影響明顯。本礦井開采標高范圍為+1900～+1100m。開采深度800m。首采工作面回風水平標高+1479.1m，但隨著采深增加，采面或巷道支承壓力必然增加，隨著深度的增加，巷道圍巖的“擠、壓、膨”現象更為嚴重，從而導致煤壁片幫及底板鼓起的機率增加，由此也可能導致支架載荷增加[9]。
2.3.2 采高與控頂距的影響
對于于頂底板移近量的計算與采高與控頂距密切相關，采高越大，采出的空間越大，必然導致上覆巖層破壞嚴重，就單一煤層開采時的冒落帶與導水裂隙帶的總厚度與采高基本上成正比關系。如公式所示：SL=η×M×L（其中，SL表示巖層與頂板下沉量；L表示控頂距；M表示采高；η表示下沉系數，一般取0.025～0.05）。通常來說，對于最大控頂距與放頂寬度來說，放頂距小，頂板放不下來，會增加壓力，放頂寬度太大，采空區垮落面積太大，容易撞倒支架，引起冒頂[10]。
2.3.3 生產工序和工作面推進速度的影響
推進速度快意味著回采工作面停滯時間短，頂板巖層下沉量小，一般來說，頂板壓力也較小，反之，推進速度慢，工作面頂板下沉量大，頂板壓力也會增大。結合礦壓實測資料來看，落煤與放頂是工作面頂底板移近速度影響最大的工序，因此，縮短循環時間，加快工作面推進速度是有效改善工作面頂板管理的重點。
2.3.4 上部煤層殘留煤柱及支護方式的影響
對于來自上部煤層的殘留煤柱所形成的壓力集中，很容易對巷道掘進與維護帶來影響，同時，不同初撐力支架對于防范直接頂離層冒落具有不同的效果，如初撐力小的支架容易造成動壓強烈而形成頂板破碎；不同特征、不同特性的支架應避免混合使用。
三 文家壩二礦頂底板災害管理與防治措施
3.1 對頂板冒落災害的防治措施
局部冒頂事故雖然范圍較小，但由于隨機因素較為復雜，往往比大型冒頂事故危害更大，因此需要從采、支等環節加大防范措施，以減少局部冒頂的發生率。對于鑲嵌型頂板局部冒頂事故來說，因其與地質結構有關，多發生在放炮后，因此需要加大地質勘探力度，制定完善的支護方式與支護作業規程，嚴格避免無支護區冒險作業。對于局部出現的空頂、空洞現象，從支護方法上采取超前支護，先掏梁窩，先掛頂梁，對漏頂問題必須封堵，如打撞楔、泡漠塑料、木材封堵等。對于隱地質斷裂而形成的帶層帶冒頂事故，要結合斷層面與煤層的夾角來判定易冒頂區，如對于正斜逆斷層形成的“煤溝”與“煤尖”，一種方法是開采“板尖”，丟棄底部煤，另一種是開采“底尖”，拖住“煤溝”；對于正斜正斷層形成的易冒頂區，以打下盤的煤，挑上盤的頂，加固下盤易冒頂區為好。在加強斷層帶冒頂事故的預防措施上，重點加大關鍵部位的錨固，防止沿斷層面離層滑移的現象產生，增強抗拉、抗彎和抗剪強度，如采用局部用木錨桿錨固并全段使用混凝土錨固劑或樹脂錨固劑，錨桿間距300～400mm。
對端頭冒頂事故的分析，從防治措施上，需要采用單體液壓支柱方式來提高端頭支架的穩定性，同時，增加支護密度，引入特殊支架如木垛等，針對頂板離層滑移問題，可以對上出口以下3～8m范圍內也用錨桿錨固，減少端頭冒頂的可能性。對于巷道冒頂事故的發生，從礦山壓力影響的主要因素出發，就開采深度、巖體初始應力狀態，巷道斷面與支護上，來分析圍巖變形的承載力與內粘結力[11]。在防治措施上，加強對地質條件的動態監測，確定巷道圍巖的不穩定地段與運動時間，分析與總結不同類型的事故原因，充分利用巷道斷面，設計采取橢圓+圓形設計，煤倉斷面采用噴漿、砼錨網噴支護，底板瓦斯抽放巷、材料斜巷、軌道斜巷、采區變電所聯絡巷采用直墻半圓拱斷面，采用全斷面錨網噴支護。
3.2 對堅硬頂板垮落災害的防治措施
對頂板活動規律進行全面觀測是有效控制頂板垮落災害的有效途徑，如搞清初次來壓步距、初次冒落層次和厚度、周期來壓步距等，從而選用科學的支護設計，確保初撐力要求，對于由堅硬巖石組成的直接頂，當達到人工強制放頂要求時，為減少威脅，必須加強人工強制放頂。
3.3 對開采中沖擊地壓的防治措施
從沖擊地壓的產生原因來看，不僅與地質因素有關，如采深越大，巖體的應力越高，所形成的變形和彈性潛能也越大，同時，對于地質褶曲、斷裂，以及煤層傾角與厚度的變化，也容易促發沖擊地壓的產生[12]。因此在防治上，盡量選擇無沖擊地壓或弱沖擊地壓的煤層進行開采，對于未受保護的煤層，必須采取放頂卸壓、煤層注水、打卸壓鉆孔、超前松動煤體等措施；在對巷道進行支護時嚴禁使用混凝土等剛性材料；對于嚴重沖擊地壓煤層的開采，所有巷道應布置在應力集中圈，對于雙巷掘進時，平行巷道間距不得小于8m，聯絡巷道應與平行巷道垂直；加強巷道沖擊地壓的預測預報工作，制定專門的安全技術防范措施，確保礦井安全生產。
4 結語
煤礦災害的預防和防治是一套系統的工程，通過對貴州文家壩二礦影響頂底板安全性與穩定性的災害因素進行分析，特別是針對“錨網噴注一體化”巷道支護技術的應用，從支護方式與手段上來強化采場、巷道的圍護有效性，并依據不同頂底板條件，及早發現失穩征兆與隱患，切實減少因巖體及支護因素而造成的變形、破壞、塌落等頂底板事故。
[參考文獻]
[1] 徐風. 深部軟巖巷道支護設計優化與應用[J]. 煤炭科技. 2011（02）
[2] 潘永剛. 錨網噴結構中新型復合材料網性能試驗[J]. 煤炭科技. 2012（04）
[3] 李蘇龍，侯瑋，李新明，潘越，平建明. 整合礦井采空區內掘進巷道圍巖加固支護技術[J]. 煤炭科學技術. 2012（11）
[4] 孫冰. 不同圍巖中錨桿錨固系統的低應變動力響應分析[D]. 中南大學 2010
[5] 李林.綜放工作面堅硬頂板處理技術應用分析[J].中州煤炭.2012（07）
[6] 黃存捍.采動斷層突水機理研究[D]. 中南大學 2010
[7] 朱術云，曹丁濤，岳尊彩，姜振泉，趙連濤，于旭磊. 特厚煤層綜放采動底板變形破壞規律的綜合實測[J]. 巖土工程學報. 2012（10）
[8] 王超.基于未確知測度理論的沖擊地壓危險性綜合評價模型及應用研究[D]. 中國礦業大學 2011
[9] 徐學鋒.煤層巷道底板沖擊機理及其控制研究[D]. 中國礦業大學 2011
[10] 文志杰. 無煤柱沿空留巷控制力學模型及關鍵技術研究[D]. 山東科技大學 2011
【關鍵詞】沖擊礦壓；形成機理；防治技術
1.沖擊礦壓概述
沖擊礦壓定義為：礦山井巷和采場周圍煤、巖體由于變形能釋放而產生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動力現象。沖擊礦壓是煤礦開采中典型的動力災害之一，通常是在煤、巖力學系統達到極限強度時，以突然、急劇、猛烈的形式釋放的彈性能，導致煤巖層瞬時破壞并伴隨有煤粉和巖石的沖擊，造成井巷的破壞及人身傷亡事故。隨著開采深度的增加，沖擊礦壓已經成為日益威脅煤礦的安全生產的要災害之一。
2.沖擊礦壓的機理分析
2.1沖擊礦壓的影響因素
2.1.1開采深度的影響
開采深度越大，沖擊礦壓發生的可能性也越大。我國各煤礦首次發生沖擊礦壓的采深為200m到600m之間不等。
2.1.2易于發生沖擊礦壓的圍巖結構
易于發生沖擊礦壓的圍巖結構可歸納為：在煤層頂、底板至少有一層堅硬巖層。根據地層結構分析方法，易于發生沖擊礦壓的圍巖大致可以概括為七種力學結構類型，分別為堅硬－堅硬－堅硬型、堅硬－堅硬－軟弱型、堅硬－軟弱－堅硬型、堅硬－軟弱－軟弱型、軟弱－堅硬－堅硬型、軟弱－堅硬－軟弱型、軟弱－軟弱－堅硬型。
2.2沖擊礦壓的發生機理
2.2.1強度理論
最早的強度理論從傳統的強度觀點出發，認為煤巖體強度達到應力極限時就會形成沖擊礦壓。近代強度理論著眼于“礦體—圍巖”力學系統極限平衡條件的分析與推斷，認為煤巖體的承載能力應是“礦體一圍巖”系統的強度，導致煤巖體破壞的決定性因素不僅僅是應力值的大小，而是應力與強度的比值。
2.2.2能量理論
隨著采掘范圍的不斷擴大，礦（巖）體發生破壞，引起“礦體－圍巖”系統的力學平衡狀態破壞時，若其釋放的能量大于所消耗的能量，則產生沖擊礦壓[3]。
2.2.3沖擊傾向理論
該理論認為發生沖擊礦壓的介質都具有一些特殊的物理力學性質，即介質的沖擊傾向性，當其大于規定的極限時，就會發生沖擊礦壓。
2.2.4煤巖失穩理論
該理論認為：根據巖石全應力-應變曲線（如圖1所示），在AC階段，煤、巖體抗變形的能力不斷增大，介質穩定；而CE階段，外界荷載的大小超過了其應力峰值，使得煤、巖體抗變形的能力迅速減小，介質處于非穩定的狀態，外界極小的擾動都可能使其失穩，導致大量的能量瞬間釋放而形成沖擊礦壓。
圖1 巖石應力-應變曲線
2.2.5“三準則”理論
“三準則”理論是我國學者李玉生在總結強度理論、能量理論、沖擊傾向性理論的基礎上，結合國外的研究結果所提出來的。該理論認為，強度理論是煤巖體的破壞準則，而能量準則和沖擊傾向性準則是突然破壞準則，因而只有當這三個準則同時滿足時，才能發生沖擊礦壓。
2.2.6“三因素”機理
“三因素”機理是齊慶新從煤巖體結構特性的角度，研究沖擊礦壓發生的機理時提出來的。該理論認為，沖擊礦壓多發生在斷層、煤層變化等構造區域，沖擊礦壓與煤巖體結構具有密切關系。
3.沖擊礦壓的防治研究
3.1沖擊礦壓防治原則
1）避免高應力的形成。
2）保證與最大地應力方向平行采煤與掘進。
3) 擴大應力釋放范圍，以降低應力集中程度與應力釋放速度。
4）控制煤層儲存能量的條件。
5）控制頂板能量的突然釋放與加載。
6）改善底板中的支承能力并加大煤層和頂板的變形。
7）優先開采無沖擊傾向性的煤層和無沖擊危險煤層。
8）最大限度的降低構造對沖擊礦壓的影響。
3.2沖擊礦壓防治措施
3.2.1整體防治
合理的開采技術。開拓布置、開采方法的合理布置對避免形成高應力集中和能量大量積聚，非常重要就，也是防治沖擊礦壓的關鍵。我國陶莊礦水采區開采方案的選擇與試驗是這方面較為典型的實例。該礦采區地質構造復雜，沖擊危險大，針對不同地質條件采取不同的采場布置形式（如水采常規布置方式、避峰跳采布置方式和多區段聯合開采方式），有效地控制了沖擊礦壓的發生。
開采保護層。在進行多煤層的井下開采時，每一層煤的開采工作都相互影響，因此，在設計階段就要規定煤層群的協調開采，先開采沒有沖擊危險的煤層，解放沖擊危險的煤層，達到降低沖擊礦壓潛在的危險性的目的。
煤層預注水方法。沖擊煤層物理力學特性變化的試驗和提高煤的濕度試驗，是研究煤層高壓注水工藝的基礎。波蘭上西里西亞礦井中的回采工作面主要采用兩種煤層注水工藝，短孔注水法和長孔注水法。目前該項技術日趨完善，歐美國家已將其廣泛用于降塵、沖擊礦壓防治和瓦斯突出。
厚層堅硬頂板處理。厚層堅硬頂板易引起沖擊礦壓，一是回采工作面上方厚層堅硬老頂的大面積懸頂和冒落，會引起煤層和頂板內的應力高度集中。二是工作面和上下平巷附近直接巖石的懸露，會引起不規則垮落和周期性增壓，給工作面頂板管理和巷道維護造成困難。目前較為有效的處理方法是頂板注水軟化、爆破斷頂。
3.2.2局部防治
卸壓爆破：卸壓爆破是對具有沖擊礦壓危險的局部區域，用爆破方法減緩其應力集中程度的一種解危措施。世界上幾乎所有國家在開采有沖擊危險的煤層時，都把卸壓爆破作為主要的解危措施之一。
誘發爆破：誘發爆破是在監測到有沖擊礦壓危險的情況，利用較多藥量進行爆破，人為誘發沖擊礦壓，從而避免更大損害。
鉆孔卸壓：采用大直徑鉆孔減緩沖擊危險，此法基于鉆孔沖擊。利用鉆孔周圍形成的破碎區的貫通作用，使煤層破裂卸壓。
3.3沖擊礦壓技術展望
通過對沖擊礦壓影響因素、發生機理及防治措施的分析研究，其中一些不足的地方，比如說，應充分考慮地應力及采動應力的關系對沖擊礦壓的影響；對于沖擊礦壓煤巖體的物理力學性質的更深入研究；此外沖擊礦壓的有效預測、監測以及控制等等都應該作為今后進一步的研究方向。
4.結束語
隨著礦井開采范圍的擴大，開采深度的加深以及開采難度的加大，地質條件和開采條件越來越復雜，沖擊礦壓災害日趨嚴重。通過對沖擊礦壓發生機理的研究分析，采取綜合性的防治措施，在現有的技術水平下對沖擊礦壓認真地進行測定和預測工作，對具體情況采取有效地防治措施，從而有效降低沖擊礦壓發生的次數和強度，避免或減少沖擊礦壓帶來的傷害事故，保證礦井的安全生產。
【參考文獻】
［1］齊慶新,竇林名.沖擊礦壓理論與技術[M].徐州:中國礦業大學出版社,2008.
［2］韓恩利等.淺談沖擊地壓的發生規律與防治[J].煤礦安全,2007,38（11）.
［3］李玉龍,陳科.沖擊礦壓的產生機理及防治措施[J]．山東煤炭科技，2009（2）.
［4］劉捷.沖擊礦壓的研究與控制[J]．山西焦煤科技，2009（8）.
[關鍵詞]煤礦挖掘 沖擊地壓 治理措施
中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0143-01
0. 引言
沖擊地壓是煤礦在開發過程中發生的具有代表性的動力災害之一。沖擊地壓的出現會導致煤與瓦斯突出、煤層自燃等各種安全事故發生。沖擊地壓是局部化問題，相對其他災害來說比較抽象，難以直觀闡述和檢測，因此預防沖擊地壓災害的難度巨大。當前國外部分發達國家展開了能源結構調整措施，沖擊地壓的礦井都是陸續關閉，不再使用，以此來避免沖擊地壓造成的人員傷亡和財產存世。因此我國成為了研究沖擊地壓的主要國家。
1.我國煤礦沖擊地壓現狀與特點
煤礦沖擊地壓主要就是指在煤礦挖掘過程中由于高應力作用使得大量彈性能的煤炭聚集，進而在一定環境條件下釋放，在釋放過程中產生了巨大的破壞作用，同時存在震動、氣浪等效應。1993年我國遼寧撫順地區首次出現我國第一次煤礦沖擊地壓時間，至此以后煤礦沖擊地壓事故就開始呈現突發性性、多樣性等明顯特征。并且在煤礦開采深度不斷加深的現代社會，煤礦開采的范圍和強度都明顯加大，而煤礦沖擊地壓事故的出現也必然會逐漸增加[1]。
沖擊地壓現象主要有以下幾個明顯特征：1）突發性。沖擊地壓事故在發生前一般都不會像其他煤礦安全事故發生前一樣有預兆。這也是沖擊地壓事故預防的難點之一。人工難以對沖擊地壓事件的時間和地點進行確認。2）瞬間震動性。沖擊地壓發生時伴隨著急劇而短暫的劇烈震動，有類似于爆炸般的響聲和強烈的震動。地面有明顯震感，但是一般震動持續時間再幾十秒之內。3）破壞性。沖擊地壓事故發生過程中煤礦頂板有可能隨時出現塌陷，巷道隨時可以被煤渣堵塞。頂板塌陷不單單會破壞挖掘設備，更為重要的是會造成嚴重的人員傷亡。
沖擊地壓的形成環境、出現地點和實踐、發生程度和破壞的嚴重性都是不一的，無法總結出相應的規律，更加無法用單一的方式對其檢測或預警。沖擊地壓可以分為以下幾個類型：1）按沖擊顯現巖體分類：以沖擊顯現的巖體進行分類的話沖擊地壓可以分為兩種。其中煤層沖擊為巷道頂板煤層受到高應力的作用出現巨大的彈性能釋放于煤層中。當頂板煤層彈性能超過極限時，頂板遭受破壞，煤層破碎釋放彈性能；巖體沖擊是強度高的密度低的巖石在極短時間內釋放彈性能，巖體被急劇猛烈扔出。2）按沖擊地壓釋放地震能大小分類。以沖擊地壓所產生的地震能進行分類可以分為微沖擊、弱沖擊等五種沖擊等級。最嚴重的災害沖擊會使得整個煤礦的巷道出現坍塌，嚴重者礦井報廢。
2. 出現沖擊地壓的原因
煤礦出現沖擊地壓事件的原因主要有以下幾個：1）煤層結構。沖擊地壓事故的出現一般都會受到煤層結構的影響[2]。2）開采深度。當煤礦開采的深度不斷增加，煤炭中蘊藏的彈性能也逐漸增加，煤炭中的彈性能超過煤層的承受極限時，在到達臨界點時就有可能會出現沖擊低壓事故。例如在唐山出現的沖擊地壓事故中，所有的事故發生煤礦深度都大于-530m。這就說明，煤礦沖擊地壓事故出現的概率和強度都與煤礦挖掘深度存在密切聯系。3）巖層活動。通常來說，煤層上方都會覆蓋約幾十米厚度的砂巖層。在煤礦挖掘工作不斷開展的過程中煤礦上方的砂巖層也會隨之發生變化，當巖層面積過大就會出現下沉。在下沉過程中必然會對周圍的巖體施加壓力，從而加大了巖層壓力的集中度，也導致沖擊地壓發生的幾率增加。
3.沖擊地壓的治理策略
3.1 加強預測準確度
雖然沖擊地壓事故的出現目前還難以準確預測，但是加強預測準確度仍然為治理沖擊地壓事故的首要關鍵措施。可以利用電池輻射進行預測。在煤礦發生沖擊地壓前由于受到高應力的影響會出現一定的輻射現象。并且產生的輻射會保持在穩定的水平內。在巷道掘進的過程中要實時注意對輻射進行檢測。當沖擊地壓即將發生時電池輻射會出現較為強烈的波動，因此可以同觀察其波動幅度來預測，從而預留充分時間做好安全保護工作。
3.2 降低煤層的應力
3.2.1爆破頂板
在煤礦的挖掘過程中一般都會采用強制放頂的措施來降低煤層的應力。即為使用爆破等方式，讓巷道頂板垮落，從而降低煤層的應力。在使用爆破方式降低煤層應力時一般都需要在采空區域進行預爆破，以便可以逐漸降低爆破強度來選擇最為合適的爆破強度，從而保證每天支撐面壓力可以得到均勻的分布[3]。
3.2.2煤層注水技術
向煤層中注水不單單能夠充分發揮機械設備的作用，還可以在危險區域外工作，最大程度的保證了工作的安全性。其是一種十分有效的防止沖擊地壓的技術。由于煤層本身存在一定的縫隙，并且具有親水性能，所以可以向其灌注水，從而改變煤層的結構，降低煤炭的強度，最終達到預防沖擊地壓的目的。煤層注水方式又分為頂板注水和壓住化學溶液兩種。這兩種技術都能夠有效的降低沖擊地壓發生概率，減少其發生的概率。值得注意的是在注水過程中要合理安排注水時間，從而獲得最佳的注水效果。
3.2.3鉆孔卸壓技術
鉆孔卸壓技術的使用也是為了降低煤層的應力.其主要是指在高應力的情況下，通過煤層中集聚的彈性能對周圍的煤體造成破壞，從而釋放頂板彈性能，進而降低沖擊地壓的發生。鉆孔卸壓技術能夠直接有效的環節煤體中存在的彈性能，避免應力增加集中。并且，鉆孔泄壓技術還能夠利用鉆孔使得周圍煤層的高應力轉移，進一步保證安全性。
煤礦沖擊地壓對煤礦挖掘工作人員的生命構成了重大的威脅，其會不單單會造成經濟損失，還會導致人員傷亡，給煤礦開采工作的順利進行帶來負面影響。為了進一步保證煤礦開采的安全性應該將沖擊地壓事件重視起來，通過強化預測技術和降低煤層應力的方式來最大程度的控制其發生。
參考文獻
[1] 鄒永德，趙立柱.大直徑鉆孔卸壓技術在深部沖擊地壓防治的應用[J].煤礦支護，2014，（01）：32-33+17.
[2] 楊光宇，姜福興，王存文.大采深厚表土復雜空間結構孤島工作面沖擊地壓防治技術研究[J].巖土工程學報， 2014，（01）：189-194.
【關鍵詞】煤礦；開采；地面塌陷；預測；地表下沉；等值線
1. 礦山概況
山西石泉煤業有限責任公司位于襄垣縣城西20Km處的夏店鎮柴家嶺村至下灣村一帶，礦區面積12.2251Km2，批采3～15號煤層，開采標高699.97～27.97m，批準生產規模120萬t/a。開采方式為地下開采，礦井服務年限為35.4年。自2004年建礦以來，一直未投產，目前正在基建。
2. 地質環境背景
2.1礦區位于太行山西麓、長治盆地的北部邊緣。地貌類型為斷塊剝蝕中低山區，區內黃土梁、沖溝分布廣泛，總體地勢為南北高、中間低。
（2）8-2號煤層位于太原組上段中部，上距3號煤層40m左右。頂板巖性為泥巖、砂質泥巖。底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖。煤層厚度為0～1.20m，平均0.59m，埋深570～710m。
（5）山西組厚58.60m，共含煤4層，自上而下編號為1、2、3、4號，其中3號煤層為穩定可采煤層，其余1、2、4號煤層為不可采煤層，煤層總厚6.85m，含煤系數為11.69%。
（6）3號煤層位于山西組下部，上距K8砂巖32m左右。頂板巖性為砂巖、細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖。底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖。含0～3層黑色泥巖夾矸。結構簡單～復雜。3號煤厚5.05～7.20m，埋深530～670m，平均厚6.14m，為穩定可采煤層。
（7）硬質巖石為砂巖，軟質巖石為泥巖、頁巖。砂巖、粉砂巖呈中厚層狀，比較堅硬，泥巖、頁巖較軟弱，遇水易泥化，抗風化能力低，工程性質差，巖性較為復雜，巖層層理發育，層間結合力較差，軟硬相間的巖層導致工程地質性質差異較大（表1），所夾的煤層采空后，易產生地面塌陷地質災害。
3. 礦山開采現狀
該礦目前正在基建，尚未開采，未形成采空區，地質災害不發育，未造成人員財產損失，地質災害危險性小。
4. 采煤引發地面塌陷預測
6. 防治措施
（1）對可能遭受地面塌陷、地裂縫地質災害威脅的主井、副井、風井工業場地、矸石場地及位于礦區內的村莊設計預留保安煤柱，防止地質災害的發生。
（2）由前述可知，在地表變形范圍內，采區邊緣有可能出現拉伸裂縫，中心地帶因地處山區，一般不會出現沉降盆地，但有可能在地表高低不同的部位出現地面裂縫與地面塌陷。可采取就近取土填埋、整平措施。填埋量根據前述地表下沉等值線及經驗公式確定。
7. 結語
通過以上實例對采煤引發地面塌陷的預測及繪制地表下沉等值線，便于確定具體的防治措施，對建立完善的地質環境保護與恢復治理制度，提高礦山企業的資源環境保護意識，促進礦山地質環境的改善，實現礦產資源開采與地質環境保護的良性循環具有重要的意義。
參考文獻
[1]《山西石泉煤業有限責任公司礦山地質環境保護與恢復治理方案》，葉晉巖、趙鐵玲、喬旭俊、全建英、杜媛，山西省第四地質工程勘察院，2012年.
[2]《礦區采煤塌陷綜合治理與評價》，朱偉，《建筑百科》.
[3]《山西襄垣縣采煤誘發地質災害分析》，周亞濤、鄧紅林、衛宏，《中國地質災害與防治學報》，2002年.
【關鍵詞】 井工煤礦 高危環境 實現零事故
隨著煤炭生產現代化的發展的今天，安全要求越來越高，井工煤礦的事故雖然有所下降，但重特大事故時有發生，需要說明的是，各類不同事故究其原因，都是由于管理不到位、人為因素所造成，它不同于地震、海嘯等人類無法抗拒、無法預報的自然災害。井下的五大自然災害是井工礦特有的自然災害，我們安全管理的目標很明確，就是首先要管控好五大自然災害，怎樣消除管理和人為的缺陷因素，其基礎是清楚認識到危害的因素和實施有效的管控手段。
1 井工煤礦高危因素再認識
1.1 系統性危險因素的存在與過程管控是井工煤礦高危性的具體體現
由于井工煤礦作業系統和環境是人為形成的，這個環境中的所有人員都共用這個系統，經過對這個人為形成環境中的水、火、瓦斯、煤塵、頂板的管理與控制，經過供風等形成的環境中的氧氣、空間、適宜人員生存作業的環境，這個環境中每個因素都互相關聯，把每個人聯系在一起，他們共用系統中的氧氣、空間等各種資源，一旦這個環境中某個因素受到破壞，就會影響到整個系統的安全，系統中的每個人均會受到安全威脅。同時每個危險因素，都由不同崗位人員控制，如果某一崗位某一危險因素失控，即會造成系統災害發生。說明只要我們處在井下這個系統中，每個人自己的安全是自己掌控不了的，掌握在系統中或系統外其他人的手中，系統中其他人的安全也掌握在你的手中。
我們每一個井工礦員工，不論職務高低，一入井口，就進入到一個高危環境中，井工礦這個高危環境安全是非常脆弱的，可以說是稍不注意，就可能釀成大禍，造成群死群傷系統災害的發生，如目前機械化礦井皮帶長度都有幾萬米，每隔1.5米就有4個托輥，在生產過程中一直在高速運轉著，難免有個別托輥軸承損壞，在不能及時更換運轉的過程中，就會產生高溫熱源，如果浮煤清理不及時，極容易產生火災，形成系統性災害，影響系統中人員的安全。一個正在井下運行的無軌膠輪車，如果發生自然，在井下風量大的巷道內，即使車上或周圍有滅火器材，由于空間所限，人員也無法接近車輛進行滅火，在著火點如果煤壁沒有進行噴漿隔火處理，一場大的系統火災瞬間就可形成。一個高瓦斯礦井，一輛車或一個人通過風門時沒有關閉風門離開，就會造成風流短路，局部區域就會瓦斯集聚，在井下大功率設備隨處存在的情況下，摩擦、撞擊火花隨處可見，瓦斯爆炸災害瞬間就可以產生等等。水、火、瓦斯、煤塵、頂板、通風在井下每時每刻都存在著危險，每個人的不規范操作、管理，都有可能造成災難性后果，這就是我們井工礦的高危性和安全全管控的難度。
1.2 形成高危環境的因素
形成高危環境的因素主要有以下幾點：
（1）井下系統是一個受限空間，需要人為供給穩定的氧氣，通風系統需要穩定可靠，通風系統是否可靠，直接威脅到系統安全。
（2）五大自然災害“水、火、瓦斯、煤塵、頂板”的存在及其安全預控是否到位直接威脅到礦井安全。
（3）引發系統災害的因素遍及系統人、機、環、管各個方面。
井下系統中，每個環節、每個因素、每個人員如果管控不到位，都可能引起系統性災害事故發生。
1.3 不能正確擺正安全與生產的關系，導致高危源及五大自然災害和系統的穩定性得不到有效控制
1.3.1 對安全第一的生產方針理解不全面，現場落實不到位
一些人認為，安全和生產是相矛盾的二個方面，在生產和安全發生矛盾的時候，由于企業效益的關系，總是偏向于生產。但實際情況是安全第一是井工礦煤炭生產的需要，是煤炭生產的前提條件，我們生產內容的80%以上是安全管理問題，一通三防、頂板管理、地質防治水、設備管理、輔助運輸管理、安全六大系統等，均是安全管理方面的內容，安全與生產的區別只是安全監管與安全工程具體施工的區別，職能不同，其目的是一致的，關乎安全的每一個問題如果處理不好，就不能正常生產，而實際情況一些單位面對安全考核不能給予應有的考核力度，這方面神東公司安全考核的權重已經占績效考核的35%，具體體現了安全第一的管理理念。
1.3.2 由于安全第一認識不到位，重大隱患控制不到位，導致一些井工礦安全安全事故頻發，生產不能正常進行
我國煤礦安全生產管理根據經濟、技術條件，分為初期生產安全管理時期（1953-1978年）這一時期經歷了經濟困難時期、安全管理技術發展初期，由于安全投入不足，加上當時安全技術研究上為初級階段，技術上支撐力度不夠，井下隱患和五大自然災害及通風不能得到有效管理和控制，表現在當時安全管理目標為指標形式，說明人們對災害的控制能力沒有足夠的把握，對隱患的控制沒有可靠的措施和技術手段來預防控制，災害處于不可控狀態，人們對安全管理沒有十分的把握，這個階段，對井下一般事故的發生認為是正常的。第二階段為安全生產的發展階段（1979-2002），這個階段隨著經濟、技術的不斷發展，對井下災害的認識和管控能力逐步增強，安全技術研究迅猛發展，監測監控在井下得到廣泛應用，瓦斯、地測防治水安全管控研究取得突破，支護技術和材料（錨桿、錨索）支護方式的改變為及時控制頂板提供了條件，防控措施能夠做到有效到位，井下安全控制能力得到顯著提升，產量穩定持續增長。這個時期，安全管里認識逐步提高，逐步認識到安全管理是生產的前提條件，井下作業環境安全不能得到有效控制直接關系到作業人員的安全，更關系到煤炭生產的正常進行。第三階段（2003-2006）生產與安全管控發展速度不均衡階段。由于現代化生產機械的應用，煤炭產量突飛猛進，安全管理手段和措施還停留在過去的管控基礎上，安全控制能力、范圍與機械化開采速度不相適應，開采速度大于瓦斯、水、頂板安全控制范圍，這個階段，全國范圍內，發生多起瓦斯、水災、頂板事故。安全管理主要是過去的經驗管理為主，沒有形成系統化安全預控模式。第四階段為與現代化開采相適應的安全風險預控管理模式的發展與應用（2007-）。在這個階段，神華集團由于在煤炭生產現代化處于國內領先地位，對井工礦安全認識已經比較全面，提出了安全零死亡、安全零傷害理念，率先提出并實施安全風險預控管理，這一安全管理系統的發展與應用，科學的適應了現代化煤礦安全管控的需要，為企業高產高效奠定了堅實的基礎。
1.3.3 由于安全與生產關系不能擺正，導致設備故障不斷，生產不能正常進行
安全管理是生產的前提，這是井工礦的特殊環境所決定的，是自然規律所要求的，他不是行政口號，是自然規律，不尊重自然規律，生產就不能正常進行。如綜采工作面如果工程質量標準化動態達標安全方面管理的不好，造成工作面起伏不平，煤壁里出外進，支架不成直線，那工作面就會出現漏頂，片幫，溜子負荷增大，那溜子運轉就不正常，不是啞鈴銷子斷，就是鏈子斷，或者是電機燒，造成生產不正常，同時，給檢修班造成突發性機電事故增加，打亂了計劃檢修秩序，本來檢修班按正常檢修，按計劃更換易損件、按服務時間重點部位檢修等，由于質量管理跟不上，打亂了計劃，該檢修的檢修不了，該更換的更換不了，處于被動，嚴重影響生產。所以，機電管理人員一定要關注工程質量，機電事故的追查一定要聯系工程質量，工程質量是保證正常檢修的重要一環，而生產管理人員一定要關注檢修，是保證正常生產的關鍵，這二個方面是互為條件的、因果關系的、統一的整體，不是對立的個體。
1.3.4 生產產量大于煤層解放的安全儲量，安全管理失控
我國發生的瓦斯爆炸事故、火災事故、透水事故及頂板大面積垮落沖擊地壓事故的發生，大都是由于安全超前投資不足、重大隱患治理不到位，可以控制的安全儲量不足以完成生產產量，導致安全失控，發生事故。如高瓦斯礦井抽采達標儲量和速度小于開采速度；存在水害的煤塵疏放水范圍小于回采范圍，開采有沖擊地壓的煤層超前泄壓措施不到位，導致災害的發生。
2 安全零事故管控措施
2.1 正確認識井工礦的高危性
只有切實認清井下高危的自然條件，人們因為對安全的需要，才能主動地進行安全作業，才能自覺地接受安全管理，才能要求嚴格的安全管理，安全管理在思想上重視起來，安全管理的主動性才能調動起來，這是安全管理重要的基礎。
2.2 煤礦的五大自然災害“水、火、瓦斯、煤塵、頂板”
“水、火、瓦斯、煤塵、頂板”是井工礦特殊條件下時時刻刻都存在的災害，在井工礦全生命周期中，我們只能時時刻刻控制，不能消除。且引發災害的條件很多，每個人的操作、每個人的管理都需要嚴謹細致，在井下的每時每刻都要有如履薄冰、如臨深淵的感覺，我們的安全制度和措施才能在現場落地生根。
2.3 過程管控比結果管控更重要
利用風險預控管理體系實現動態達標，實現動態管控。井工礦的高危特點就是危險時時刻刻存在，不只是某一時刻，所以過去質量標準化驗收管控的只是一個結果，對過程監管失控，對災害控制也處于失控狀態。
目前，由于風險預控管理體系的形成與應用，給安全動態管控提供了科學理論和工具，為實現現場動態達標管理提供了可靠管理體系。
2.3.1 風險預控管理系統的應用，實現了由人的關系的管理向現場管理的革命性轉變
風險預控管理系統由于錄入權限大眾化，每個管理人員都有錄入隱患問題的權力，考核結果由系統自動生成，相當于每個人都有參與考核打分的權利，避免了過去體制下由少數人控制考核的情況，為了提高考核成績拉關系走后門，減少處罰提高效益，把精力耗費在關系上，同時大大減弱了現場管控力度。現在由于系統提供了人人參與考核的平臺，現場的問題如果和某單位關系好的管理人員不錄入考核，如果不及時整改，但其他管理人員也會及時錄入系統進行考核，徹底消除了關系考核帶來的弊端，被考核單位只能通過加強現場管理來提高考核成績獲得效益。
2.3.2 風險預控管理系統考核實現了危險源的全過程管控，夯實了安全管理基礎
風險預控管理系統的連續記錄跟蹤功能和自動預警功能奠定了全過程管控的基礎功能，通過礦領導職能科室帶班跟班動態巡查；礦領導職能科室管理人專項檢查巡查，專檢人員跟班盯防的動態檢查，定期步行檢查發現隱患除現場盯防處理外，升井后及時錄入本安系統進行進一步跟蹤落實，實現了全過程零漏洞動態管理。
2.3.3 本安體系對人的管理以不安全行為管控手段，更加完善了作業行為操作行為的管控，使員工上標準崗干標準活有了保證，進一步提升了對人的危險因素的管控
過去對人的安全管控是以“三違”的形式進行管理，種類簡單，粗放，對員工作業行為管控不具體，不全面、不嚴謹、不系統。現在，以不安全行為為管控手段，是對每個工種的每個操作，分段全過程進行辨識管控，系統的規范了每個崗位每個工種的管理行為、作業行為和操作行為，使員工上標準崗干標準活有了管理保障。
2.3.4 風險預控管理系統每一部分都與效益掛鉤參與考核是風險預控管理體系落地的關鍵
2010年4月， 隨著神東公司各單位效益工資以五型績效考核作為考核結算依據，本安考核占在五型績效考核中的系數加大，各單位本安系統考核進入實質性應用落地階段，柳塔煤礦堅決執行公司要求，在過去的試運行基礎上，加大本安信息系統考核在本單位五型績效考核所占系數，本安信息系統考核占五型績效40/%的系數， 礦內各單位以此比例結算績效工資，本安信息系統考核得到各單位前所未有的重視，錄入本安系統的隱患得到了及時整改，各單位紛紛出臺內部管理制度，把每一條且把每一條隱患都落實到現場具體管理人員和具體職工，隱患整改效率顯著提高
2.4 切實把握安全與生產的關系，達到安全與生產的和諧統一
2.4.1 安全管理是生產管理的充分條件，沒有安全環境，生產無存談起，安全是生產的前提條件，安全是生產的充分保障
管生產的前提要管好安全，管生產不是一定要管安全，是必須要管安全，管安全就是管生產，生產施工過程90%以上是安全施工，就連采煤面管理頂板的支架占綜采設備比例也相當大，動態達標工作所占比例也很大；掘進面頂幫管理占掘進作業量很大比例，加上通風、瓦斯管理，動態達標管理，比例相當大，一通三防、地質防治水、動壓防治等等。所以在這個特殊環境下，不管安全不要說不能保證人身安全，就是生產不可能正常的。
2.4.2 生產以安全為前提，產量以安全為保障
以安全預控能力計劃產量；以風定產；以治理瓦斯能力定產；以治理水害的能力定產；以治理火災的能力定產；以治理地質礦壓能力定產，以安全綜合保障能力定產。否則安全就是失控，事故就會發生。
2.4.3 精細化管理
安全投入要以安全預控需要為前提，降本增效，精益化管理的前提是在高危控制下的基礎上進行的，精益化管理是在高危環境下的精益化管理，不是在地面工廠里的精益化管理，他是有安全條件的精益化管理，有了安全保證后才能談到精益化管理。很多井工礦管理者由于對自然不重視，違背規律做事，結果事與愿違，釀成事故。
3 零事故是可以實現的
（1）零事故可以實現是因為井工礦的事故是可預見的，不同于地震、海嘯等不可預見性的自然災害。井下可以預見的五大自然災害目前的管控技術與施工措施已經過關，管理經驗也已經較為豐富，水災預防提出“先治后采、預測預報、有疑必探，先探后掘”的十六字方針；瓦斯治理提出“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”十六字體系，還有先進的支護技術的應用，六大安全保障系統實施，已經能夠做到控制預防事故的發生。
（2）風險預控管理體系的應用實現了動態達標管理，實現了全過程管理，對井工礦整個系統有了安全管控辦法和安全管控能力。
（3）先進的安全管理技術支持和應用給安全管理提供了可靠保障。
（4）對自然環境危險因素的認識，增強了自覺遵守安全規章制度的思想，形成對安全管理高度統一的認識，促進安全齊抓共管局面的形成。
4 結語
只要管控到位，就可以不發生事故，就能實現零傷害。用零傷害安全管理的目標實現井工礦安全管理的目的――多出煤，達到效益最大化！
參考文獻：
關鍵詞 卓越計劃 煤礦安全 采礦工程
中圖分類號：G640 文獻標識碼：A
煤炭工業作為國民經濟的基礎產業，因其生產過程存在諸多不安全因素和職業危害，要求從業人員具備較高的安全意識和安全生產能力，才能保障煤炭生產的安全和高效。采礦工程專業學生是主要為煤礦及相關部門培養的人才，煤礦安全課程是其必修的課程，該課程注重采礦工程專業學生安全本領、安全素質和意識的培養，不但能使他們快速的進入職業角色，更是煤礦安全生產的重要人才保障，是提高煤礦安全生產和安全管理水平的根本途徑。
1煤礦安全課程發展沿革
內蒙古科技大學采礦工程專業以金屬礦開采為主，以煤礦開采為輔， 2006年增設“礦山安全”選修課程，其內容包括了金屬礦開采和地下采煤兩個方面的安全技術，因兩者在諸多方面不盡相同，所以學生學習礦山安全課程時易于概念混淆，且難以理解，不利于學習與掌握。2012年，為突出我校采礦工程的地下采煤特色方向，將“礦山安全”課程改名為“煤礦安全”課程，且為地下采煤方向的必修課程。
2煤礦安全課程的教與學現狀
2.1行業發展態勢影響學生的學習主動積極性
經歷了生產實習的實踐教學環節，學生對煤礦企業的工作環境和各生產環節都有了相對較為清晰的認識。大部分學生并不熱愛礦山，只是為了能就業而選擇采礦專業，加之行業現狀令人堪憂，學生幾乎沒有學習專業知識的興趣和動力。部分學生幾乎不來上課，遲到、早退現象更是普遍，上課的學生多數也是“人在曹營心在漢”。雖學校加強教學管理和教師課堂約束，但效果不佳。
2.2教學內容龐雜加劇學生厭學情緒
煤礦安全課程以《煤礦地質》、《礦山壓力與巖層控制》、《井巷工程》、《采掘機械》和《采礦學》等課程學習為基礎，同時與《煤礦安全規程》、《礦山法律法規》、《礦井通風》和《現代礦山企業管理》等課程相銜接，課程涉及面廣，專業術語、概念、理論的工程實踐性非常強，多數知識要結合實驗或現場才能理解。一般的課堂講授很難把現場實際宏觀的表達清楚，加之井下實踐時間短，室內實驗條件不成熟，多數學生難以理解和掌握課堂教學知識。教材的理論和實踐性太強，學生自學受挫，導致厭學情緒激增，上課流于形式，只為應付老師而上課。
2.3煤礦安全課程教材現狀解析
根據行業發展的趨勢和要求，以及畢業生對課程教學內容的反饋，在現有“煤礦安全”方面的教材中，仍然沒有一個相對比較系統的、實用性強的專業教材。教材中多數仍沿用舊的規范和規程，同時，在煤礦安全生產過程中，有些技術與措施、設備儀器都已不使用或淘汰，這就造成學生所學無用，學生不定教材，上課也沒有教材，不利于正常有效地“教與學”。
3煤礦安全課程設計理念與思路
3.1課程的作用
該課程主要培養學生礦井瓦斯、頂板、礦塵、礦井火災、礦井水災等防治技術及礦井災害處理能力，兼具現場的自救與互救和煤礦安全管理能力，通過課堂教學、實驗教學、實踐與實訓達到能針對礦井瓦斯、頂板、礦塵、水、火等災害選擇使用各種安全檢測儀器儀表與設備，制訂相應的礦井災害事故應急預案和能及時進行正確的災變處置，同時編寫事故分析報告。
3.2課程的設計理念
根據產業特色和行業發展需求，我校著手煤礦開采方向的專業建設，經多方調研并結合我校專業師資配置，將采礦工程專業分金屬礦開采方向（包括露天開采和地下開采）和地下采煤方向，重點突出地下采煤方向，在地下采煤方向設煤礦安全必修課程。為體現地下采煤方向的煤礦安全課程特點，刪去“礦山安全”課程中金屬礦山開采安全技術知識的內容，本著求精務專的理念來梳理煤礦安全課程的構架與內容，以期達到精益求精的知識體系。
3.3課程設計思路
教育部“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）旨在通過改革和完善我國高等工科教育來培養擁有較強創新能力和國際競爭力的高級工程技術人才。按照“卓越計劃”人才培養的目標，基于我校采礦工程專業現有師資與實驗平臺，將煤礦安全課程劃分為三大教學模塊，即理論教學模塊、室內實驗教學模塊和現場實踐教學模塊，三者相輔相成，互為補充。
（1）根據煤炭行業對采礦工程專業人才需求，學習同類院校人才培養理念，與相關知名專家學者探討教學方法和經驗，將煤礦安全課程知識體系按照教學單元劃分為瓦斯防治、頂板災害防治、防塵、防火、防水、自救與互救和煤礦安全管理等7個篇章及下屬32小節，每個小節講授專項任務。例如：瓦斯防治可劃分為瓦斯的生成與賦存、瓦斯涌出規律、瓦斯突出的防治技術、瓦斯爆炸防治技術、瓦斯抽放技術5小節。
（2）為加強學生的認知和操作能力，除觀看采礦教學模型外，購置三維虛擬仿真實驗平臺，把學生分成若干小組，每個小組獨立完成單項操作，然后進行單項實驗的互換，要求每個學生都可熟練完成設備操作。對于一些大型復雜設備，可聘請校外專家或現場技術人員到學校進行技術指導和講解其使用方法及注意事項。若校內實驗設施不完善，可到內蒙古煤炭安全培訓中心進行實操練習。
（3）通過校企合作與實習基地等多種途徑，讓學生到井下實際考察與觀摩，有條件時可進行跟班作業，實現理論與實踐相結合的教學模式，促進學以致用的學習宗旨。例如：在現場技術員的指導下，學生可進行井巷瓦斯含量檢測、頂板離層的觀測等內容。
4結語
煤礦安全是關乎煤礦企業正常生產的經濟命脈，煤礦安全人才是煤礦安全生產的主力軍，煤礦安全課程是培養煤礦安全人才的重要基石。通過對我校采礦工程專業的發展和煤礦安全課程建設的需要，制定出以地下采煤方向為特色的采礦工程專業煤礦安全課程內容體系，構建專業特色明顯的課程實驗平臺，全力推行“卓越計劃”背景下的采礦工程人才培養計劃，為乃至全國培養出更多更好的高科技人才。
基金項目：內蒙古科技大學教學（教改）研究項目（JY2014075）。
參考文獻
[1] 于威，張學武.高校煤炭類專業學生安全素質的培養[J].煤，2012（3）：75-76.
關鍵詞：礦井；頂板；管理；安全；效益；方法
1 煤礦頂板安全的重要性
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，首先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，它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。其次煤與瓦斯的突出危險性會原來越高，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。再次，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的作用。
2 煤礦頂板常見事故原因
2.1 地質問題
復雜的地理環境對煤礦生產有很大的影響。煤礦區域不同，地質結構也就會有很大的區別。有些地質條件下沒有適當的防護措施，就會影響工程的進度；甚至發生頂板坍塌以及冒頂的事故；煤礦如果處于地理環境較活躍的地方，頂板沒有適當的加固，事故發生的幾率就會加大。不穩定的地質結構的結合情況較差時，就會對煤層頂板的結構造成很大破壞，如果穩定的巖塊發生垮塌，就會對頂板造成極大的壓力，形成頂板事故的發生。
2.2 人員問題
煤礦生產的每一道工序有極其嚴格的規定，施工過程中應該嚴格按照施工技術的限定進行，才能避免事故的發生。如果操作不規范，就會造成安全事故。煤礦規模較小的企業，極容易忽視對技術操作人員的培訓，使施工技術欠缺，極易造成煤礦頂板坍塌或冒頂。
2.3 管理問題
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。
3 煤礦頂板管理的加強措施
在煤礦開采的過程中安全和穩定是極為重要的，這就對加強頂板的管理提出了更高的要求。
3.1 加大投入
資金是必備的基礎支持，煤礦的開采需要很多設備和機械，這就對設備和機械提出了很高的要求。煤炭企業要保證煤炭開采的安全，首先必須加強對安全裝備的控制，保證質量數量；另外要積極引進應用煤礦支護的新技術、新材料、新工藝以及新設備等，從科技上提升裝備水平，在科技的支撐基礎上，積極的與院校、科研所、廠家等密切合作，深入研究頂板支護的技術，不斷強化支護技術，從而保障頂板管理工作的順利進行。
3.2 加強管理
通過對某些煤礦頂板安全事故進行詳細的分析和研究之后我們總結出結論，很多安全事故都是由于工程現場的管理松懈造成的，開采面的質量達不到標準一定程度上是管理工作出現了問題。另外頂板的管理工作順利開展是煤礦工程采掘質量的基礎，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。另外在采掘工程管理中頂板安全性的技術是支護質量，這就對支護質量提出了相當嚴格的要求，一旦支護質量出現問題的在驗收時候一定不能放松。對于支護質量的管理人員來說，需要由技術性的人員參與負責，常見的即為由礦長組織生產副礦長、班組長以及安全管理人員，對采掘面的支護狀況進行現場檢查實行動態化模式的管理措施，從人員控制和管理方式上控制安全管理漏洞的出現，從而保障頂板管理的質量，保障煤礦工作的安全。
3.3 技術控制
在煤礦頂板的工作中技術是極為重要的，煤礦頂板技術應用出現的問題直接影響著煤礦頂板的安全，煤礦頂板技術應用的方法以及管理的不當是煤礦頂板事故的一個主要原因。所以在煤礦企業的管理中必須加強煤礦頂板技術的管理，針對不同的煤礦企業具體要求不同：煤礦企業需要根據自身的實際情況進行科學的分析處理，對工程開展狀況組織專門的監督管理部門進行實時監督，以便能夠及時的發現問題解決問題，工程中遇見的技術問題要根據工程的進度安排進行及時的解決，一些安全隱患的問題也要組織技術人員及時進行評判解決，解決技術控制的根本性問題，最大程度地杜絕安全事故的出現。外部影響在煤礦生產中不可忽視，雖然不可避免但是工作人員可以提前做好防范，做好足夠的準備工作之后就能夠盡可能的消除隱患，對煤礦的頂板進行有效的加固和處理，防止出現頂板坍塌事故的發生。
3.4 重點監督
在煤礦頂板管理中，綜合性管理是十分必要的，管理人員對整個煤礦頂板的實施過程進行全面的控制。另外還需要進行重點控制的管理方式，由于頂板管理中工作較為復雜，這就使得頂板管理的工作量較大，工作人員工作任務重，這種情況下就需要管理人員選擇著重點進行著重管理，例如采掘工作面是頂板管理的重點，也屬于事故多發部位之一，為了解決安全隱患就需要對采掘工作面的放頂、過斷層、周期來壓、過老巷以及工作面收尾、掘進開門等環節嚴格控制，必須有相應的管理措施，并且管理措施必須經過各個相關部門管理人員制定。最大程度上的解決安全隱患，保證煤礦安全開采過程。
3.5 人員培訓
人員作為煤礦工作中的能動因素，人員因素也是煤礦事故產生的一個重要原因，由于煤礦開采是一個高技術性、高風險性的工作，這就對技術人員和管理人員提出了更高的要求，嚴格遵守工作規范能夠杜絕事故的發生，如何保障工作人員能夠嚴格遵守工作規范這就需要將頂板安全管理及技術培訓制定到員工培訓計劃中，對相關管理技術人員進行培訓。使管理及技術人員能夠及時掌握及更新并合理、科學地應用到生產中，從而保障工程的安全高效運行。
3.6 檢查監督
如果要減少煤礦施工事故的發生，確保煤礦頂板的安全管理，就必須加強質量檢查工作，就必須成立煤礦安全檢查小組，定期對煤礦頂板的質量進行檢查和檢驗，及時處理檢查中的安全隱患。
3.7 創新實踐
我國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。
4 結語
在煤礦的生產中，頂板管理工作對于煤礦的安全生產具有十分重要的意義，如何做好頂板管理的安全有效，就需要從態度上、技術上、人員上綜合控制，不斷的保障煤礦安全生產，提高經濟效益，降低事故發生的幾率，通過嚴格的控制消除隱患。
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.
關鍵詞：鋁土礦，地質安全，影響因素，防治措施
中圖分類號： F407.1 文獻標識碼： A
引言：“安全第一，預防為主，綜合治理”是我國的安全生產方針，是礦山永恒的主題，同時也給我們指出了安全工作的重點是以預防為主。本文通過綜合分析某鋁土礦山影響安全開采的地質影響因素，然后提出相應的防治措施，對該礦山和類似礦山的安全開采具有一定的指導作用和實際意義。
1、鋁土礦地質安全問題的背景
隨著經濟的快速發展，社會對礦產資源的需求量越來越大，礦產企業迎來了更大的發展空間。然而由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理，加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后，大多無環保措施，加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化，礦山地質災害問題日趨嚴重，潛在的致災隱患不斷增多，且隨時可能發展成災，造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經濟的可持續發展。本文針對某鋁土礦山的地質安全問題，對安全問題的預防措施作出分析，該礦區內大部分被黃土覆蓋，溝壑眾多，多呈近南北向，低山坡地植被貧乏。該區屬黃河水系，區內溝中大多缺水，周圍有兩條屬季節性河流，雨季河水暴漲，水流湍急；旱季流量顯著變小，僅為涓涓細流，甚至干涸，地質條件較復雜。礦區含礦巖系沿走向或傾向呈波狀起伏，波狀起伏以走向較為明顯，這種起伏受褶皺構造和底地形控制，形成沉積無礦、沖刷無礦、漏斗礦。漏斗礦頂面受古地貌的影響亦有下凹現象，從四周向漏斗礦中心傾斜，與基底產狀不盡一致。鋁土礦的開采坑口工業場地，地表植被破壞，巖體、土體、土石松散堆積物受力平衡破壞失穩，多在水的參與沿下部斜面滑動或急速傾瀉。該礦區鋁土礦采礦范圍比較大，有可能發生滑坡和泥石流，這種地質災害將使鋁土礦的安全開采難度增大。
2、影響鋁土礦地質安全的因素
2.1地質構造的影響
2.1.1褶皺的影響
成礦后的褶皺可使礦體變位和形態復雜化，背斜軸部巖石比較破碎，因此在生產過程中容易發生冒頂、片幫掉渣、透水等安全問題。
2.1.2斷層和節理的影響
成礦后的斷層可使礦體形態復雜化，開采難度增大，使采場容易冒頂、片幫，造成回采工作困難，增加礦石的損失和貧化，甚至造成重大安全事故；同時成礦后的斷層容易引起礦坑涌水，斷層破碎帶多數是地下水的良好通道，尤其是斷層透水性較強的巖石或與地下水源相連通且多溶洞時，礦坑的滴水、淋水和涌水增大，甚至造成突然涌水事故，直接影響安全生產。
該礦區絕大部分為第四系所掩蓋，礦區南側二疊系煤系地層大面積出露，北緣寒武系、奧陶系地層出露良好，而中部石炭系、奧陶系地層出露情況不好，僅在中部一帶有出露。礦區內無明顯大中型褶皺與褶曲構造。區內大小斷裂有5條，斷裂長500m至1500m，多為正斷層，以右旋式(順時針)為主，此帶主要是燕山期造山運動的產物，個別斷裂有喜馬拉雅構造運動的疊加。采礦工程范圍內有四條斷層，斷層對井下安全開采構成威脅。
2.2地表水和地下水的影響
礦坑突水涌水這是常見的礦山災害。地表水源和地下水源對生產都會造成不同程度的威脅，地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人員傷亡災難。
2.2.1地表水的影響
鋁土礦地下開采山洪也可能沖擊礦井。該礦區內的主要河流為季節性河流，旱季時斷流，由于河床兩岸較為平坦和長期缺乏治理，每當汛期來臨，常造成洪水泛濫，洪水也會流入民采井、采空塌陷區，滲漏補給礦層頂底板含水層，或直接潰入井下，將對井下安全開采構成嚴重威肋。
2.2.2地下水的影響
鋁土礦地下開采水害分布有一定規律，它與成礦環境、地質構造、氣候及區域水文地質條件等因素有關。從水文地質資料來看，該礦區存在的主要地下水患類型為寒武至奧陶系灰巖水、采空區積水以及斷裂構造的突水。因此水文地質條件對礦床開采影響較大，極有可能發生透水淹井事故。
2.3地質條件的影響
鋁土礦的開采安全受地質條件的影響，地面和采空區塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區，若保留礦柱不足，或因礦柱受損失，就會造成地面塌陷。該礦區內軟弱層面積大，幾乎覆蓋整個礦區，礦區內軟弱層有粘土巖、炭質頁巖、泥巖、煤層等。它們的分布廣泛普遍，層位相對穩定，但厚度變化大。軟弱層巖石顆粒膠結性能很差，力學強度低，巖體質量差至極差，且吸水后膨脹，呈塑性狀態，干燥后收縮開裂。有些軟弱層極薄且互相迭加又反復出現。因此，礦床賦存于堅硬、半堅硬、軟弱、松散巖類中。表現為礦層頂底板巖層強度較低，穩固性較差，屬于軟弱至半堅硬巖層；第四系砂卵石和風化帶發育，民采礦井廣布；斷裂較發育，水文地質條件復雜，礦床工程地質條件屬于中等偏復雜類型。
2.3 瓦斯的影響
瓦斯爆炸是煤礦中最常見的災害。由于通風不良，使瓦斯積聚發生爆炸，造成井下作業人員傷亡，礦井被毀。該鋁土礦上部有兩層煤層。煤層的開采對鋁土礦的安全造成巨大影響，在采礦過程中，隨著采掘活動的進行，上部煤層中的瓦斯可能沿頂板裂隙涌入采掘空間，或頂板垮落后上部煤層的煤直接進入采掘空間釋放瓦斯。所以瓦斯礦井己構成該建設項目的重大危險源，必須引起高度重視。同時礦區范圍內老窿、舊井巷分布較廣，尤其是開采煤礦的廢棄老窿、舊井巷區內可能積存有大量瓦斯，對礦井未來的生產構成了嚴重威肋。該礦井同時作業的采掘工作面較多，通風系統復雜，瓦斯防治必須引起高度重視。
3、鋁土礦地質安全防治措施
3.1主要地質構造影響的防治措施
3.1.1在碰到褶皺構造時,必須加強安全生產管理工作,以防事故發生。
3.1.2斷層影響井巷掘進，如掘進中碰到寬度較大的破碎帶時，必須加強支護，甚至要采取特殊措施才能通過斷層。
3.1.3在采場設計中應充分弄清采場內斷層情況，認真對待，并采取有效措施，以防止斷層對回采工作的危害。
3.1.4在節理發育地段進行掘進工作時，必須加密支護和加強頂板管理，否則容易發生坍塌及頂板沿節理冒落，影響安全生產。所以，在頂板節理發育時，工作面支架不能用頂柱，而要用棚子，且支架要密。當采用錨桿支護時，要垂直節理布置錨桿。
3.1.5在布置掘進巷道和回采工作面時，要與主要節理面垂直。
3.1.6節理是地下水的良好通道，必須加強礦山排水工作，以保證安全生產。
3.2水害主要防治措施
根據水文地質條件及其特點，采用綜合、全局、系統的思路和方法，系統考慮礦山基建期和生產期的防治水方案與措施，系統考慮各礦段的開采順序，采用有利于鋁土礦地下開采防治水的開采方案與技術，系統考慮礦井淺部開采與深部開采的防治水方案與技術。開采設計應從寒武至奧陶系灰巖含水層帶壓開采技術、寒武至奧陶系灰巖含水層防治水技術、井巷工程及采場防治水等方面采取相關措施。本著充分利用地下水資源、當確保礦床開采對當地供水不產生太大影響的原則，在礦山防治水工作中應采用“統籌兼顧，排供結合”的對策。
3.3地質條件影響防治措施
3.3.1針對該礦區復雜的地質條件，在豎井施工及井下中段和其他巷道的掘進過程中，必須加強地質預測預報工作，在接近松軟地層及斷裂構造地帶時，必須采取短掘短支的辦法加強支護，防止發生片幫、冒頂事故，以保證施工作業安全。
3.3.2要保證礦區開采的安全，需對礦區上層老窿、采空區、塌陷區的問題進行處理，必須加大人力財力的投入，探清并監測鋁土礦上部原老煤窯以及現生產煤礦的采空區范圍、空間位置、充填情況、采空區頂板巖層工程地質穩定狀態以及冒落變動情況等。對于該礦的開采，應該組織專門的“老煤窯采空區治理專項研究”，對未來采空區編制地下采空區實測圖，及時回填采空區，預留合理的安全礦柱。
3.3.3礦山要不斷研究改進采礦方法，完善礦房結構要素，設置標志點，地表、井下要嚴密監測巖體變形、移位等現象，及早發現、及時治理。
3.4與煤供伴生鋁土礦開采瓦斯的防治措施
3.4.1在通風、爆破、設備選型、供電等方面均要均充分考慮瓦斯的影響，制定措施，加強管理，防止發生瓦斯事故。
3.4.2根據2004年4月19日施行的國家安全生產監督管理局（國家煤礦安全生產監察局）第9號令《非煤礦山企業安全生產許可證實施辦法》第十條（三）的規定：“開采與煤伴生、共生的金屬與非金屬礦床的通風條件，應當符合煤礦開采有關安全規程要求”。因此在基建和生產期間應按照《煤礦安全規程》進一步加強瓦斯管理。
4、結束語
對于礦井生產來說，由于面臨的安全問題多，安全隱患輻射面廣，因此在礦井安全管理過程中首先應該注重細節，即在礦山生產過程中要樹立安全無小事的思想，對每一項可能出現的安全問題要從細節制定相應的應對策略；其次，要注重與時俱進，即在安全生產過程中，要時刻關注安全條件、生產條件和地質條件等影響安全生產的條件變化，并且根據變化情況及時制定相應解決方法。
參考文獻
[1]張吉龍，姜立春.我國鋁土礦資源開采技術綜述[J].輕金屬，2007.6:5-8.
[2]廖士范，梁向榮.中國鋁土礦地質學[M].貴陽:貴陽科技出版社，1991.
[3]辛奎德，余霈.討論我國北方奧陶系巖溶水礦床的排供結合.水文地質工程地質.1986.3.
[4]楊新安，黃小平，孫新禮，祝瑞勤.鋁土礦地下開采水害分析[OL].2008.3
關鍵詞:礦山地質 環境保護 治理
礦山地質環境保護與安全生產是礦山企業在實際生產過程中所面臨的兩大主題,也是當今社會、政府主管部門以及礦山企業所關注的熱點問題。如何既合理地開發礦產資源,又不至于造成礦山地質和生態環境惡化以及重大地質災害事故發生,是實現經濟社會可持續發展戰略的重要研究課題[1]。
1、礦山地質環境的內涵
礦山地質環境是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦床及其鄰近地區,其巖石圈上部與大氣、水、生物圈組分之間,不斷地進行著聯系(物質交換)和能量流動,這一部分組成一個相對獨立的環境系統。這一系統是以巖石圈為依托,礦產資源開發為主導,不斷改變著地球表面和巖石圈自然平衡狀態的地質環境,也是一個環境地質問題較多、地質災害較突出的環境。礦山地質環境存在的問題主要有:采、選礦過程中產生的有毒、有害氣體,礦渣,廢水,粉塵等,不僅直接影響作業環境和工作條件,而且給礦區周圍的大氣、水質、土壤造成危害;廢石堆、尾礦庫擠占大量土地、農田;污水和煙塵的排放,污染水源、江河和大氣,也破壞了景觀和植被;露天礦邊坡崩落,井下采空區造成地面塌陷;礦井突水、礦山疏干排水引起鄰近地區地表水和淺層地下水疏干涸干或形成海水入侵;采礦剝土等造成水土資源平衡失調,易誘發和引起土壤侵蝕、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地質災害。所有這些環境地質問題,都給人類生產和生活帶來嚴重影響,而且預防和治理的難度很大。因此,必須切實加強和做好礦山地質環境的監督管理[2]。
2、礦山地質環境存在的主要危害
礦山開采誘發的地質災害主要為地面塌陷、地裂縫、崩塌及滑坡、煤層自燃、礦井突水、有害氣體突出、冒頂等。針對上述主要類型分析如下。
2.1 崩塌
多發生在地質構造發育地帶。礦山開采而誘發的巖土體崩塌,在平原地區主要為開采粘土、砂石礦產時的邊坡失穩;在山區露天開采過程中的坡角過大而誘發的巖體崩落（包括建礦時修路切坡等）,以及在深部采礦過程中出現地面塌陷而導致上覆脆性巖體（節理裂隙發育）沿裂隙出現崩落。如某煤礦,該礦區上覆第四系玄武巖,儲礦層為侏羅系,經多年的地下開采,形成大面積的采空區,并且出現地面塌陷,引發上伏玄武巖沿節理出現裂縫,在降水作用下,沿裂隙在陡坡處出現崩落,危害近陡坡處的人群及建筑物。
2.2 地面塌陷
多年以來,地下開采礦山地區均有不同程度的地面塌陷發生。這些礦山多分布于山間盆谷地及其周圍。塌陷坑一般近橢圓或近圓形,略大于采空區范圍,深度由內至外,從大變小,個別塌陷由數個塌陷坑相連或重疊。煤系地層多分布于中生代的砂巖、砂礫巖、頁巖之中,巖體類型為軟弱層沉積巖,該地層巖體結構松散、破碎,處于新構造運動上升區,斷裂分布廣泛。煤層礦體多屬于淺埋藏型,松散覆蓋層厚度比例大,礦層覆巖強度低,厚度比例小,巖性組合復雜。當地下礦層被采出后,采空區的頂板巖層在自身重力和上覆巖層及建筑物等的壓力作用下,產生向下的彎曲和移動,當頂板巖層內部所形成的拉長應力超過該層的抗壓強度時,直接頂板首先發生斷裂并相繼冒落,緊隨其后的是上覆巖層相繼向下彎曲、移動,進而發生斷裂和離層,隨采礦工作面的推進,受到采空影響的巖層范圍不斷擴大,當礦層開采的范圍擴大到某一時刻,在地表就會形成一個比采空區大的盆地形塌陷坑。
3、礦山環境治理方案實施部署原則
3.1 以人為本,減災防災的原則
礦山開采誘發的各種地質災害隱患直接或間接地對當地居民的生命財產安全構成威脅,因此礦山地質環境治理首先要保證其免遭該類地質災害隱患的危害,達到防災減災的目的。
3.2 因地制宜,突出重點的原則
針對礦山環境地質破壞的特點、方式、分布及危害程度,重點對開挖較深的采坑、露天堆積較大的礦渣堆、高陡邊坡（危巖體）,順坡就勢因地制宜實施削坡、填坑、平整修復治理工程。
3.3 工程措施與生物措施相結合的原則
以工程措施為主修復破壞了的地形地貌景觀,并結合種植樹木的生物措施修復破壞了的礦區礦山生態地質環境。
3.4 量力而行、注重效益的原則
根據資金情況,結合礦山環境地質問題危害大小情況,礦區地質環境治理工程既要遵循生態、社會效益優先,又要爭取最大的經濟效益。
4、礦山地質環境保護及治理措施
建立礦山生態環境監測及預警系統。加強對采礦活動引起的環境污染和地質災害的監測及預報,及時采取有效防范措施。礦產開發成本的提高,反過來可促進礦山環保技術的革新和科技進步,這不僅有利于礦山地質環境的恢復,還可使發展環保技術的礦山企業盈利。礦山地質環境恢復治理的程度,是衡量一個地區發達程度的標志。只有把礦山地質環境問題作為經濟要素來實施,礦業才是地區經濟可持續發展的表征,才有益于社會獲益于人民[3]。建議如下:
4.1 加強新建礦山審批管理制度,防止產生新的生態破壞和環境污染
加強新建礦山審批管理制度。對不符合建設條件和對生態環境破壞嚴重,又無條件采取有效防治措施的擬建礦山,建議實行“環保一票否決制”;限制在地質災害易發區開采礦產資源,禁止在地質災害危險區、自然保護區等區域開采礦產資源;限制改擴建含硫量大于1．5％的煤礦,禁止新建含硫量大于3％的煤礦。
4.2 加強礦山地質災害評估和環境影響評價制度,制定生態環境恢復治理方案
新建、改擴建礦山應嚴格執行礦山建設用地地質災害危險性評估和環境影響評價制度。開發利用方案中必須有水土保持、環境治理達標、礦山生態恢復和重建的實施措施。經批準確定的新建礦山的生態環境保護工程與地質災害防治工程,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收和使用。新建礦山的生態環境治理率必須達到100％。
參考文獻
[1]武強,陳奇.礦山環境問題誘發的環境效應研究[J].水文地質工程地質,2008,35(5):81－85.
【關鍵詞】頂板；大面積來壓；成因；預防措施
頂板大面積來壓時，一次冒落的面積少則幾千平方米，多則幾萬乃至十幾萬平方米。這樣大面積的頂板在極短時間內冒落下來，不但因重量的作用出現嚴重的沖擊破壞力，更嚴重的是將已采空間的空氣瞬時排出，破壞力極強。
1、頂板大面積來壓的成因和機理
頂板大面積來壓是由堅硬巖層大面積冒落形成的。如砂巖和礫巖層等，其單向抗壓強度可達8.0-16.0kPa，甚至達20.0kPa。這些巖層是厚層整體結構，巖體中的層理、節理和裂隙不發育。這些堅硬巖層有的直接覆于煤層上面，有的在煤層間有一薄層強度較大，因直接覆于煤層之上的頂板巖層堅硬，在采面初采時，頂板初次垮落步距達50m-70m，甚至達100m以上。為防止初次來壓形成的危害，要用刀柱法進行開采，在采面推進一定距離后，在采空區留一段煤柱支撐頂板。看起來對一個采場似乎安全，而隨采空面積的增加，上覆巖層的壓力把主要由留下的煤柱承擔。因煤柱本身的力學性質發生變化，喪失了對頂板的支承能力，在煤柱支撐面積與采空面積之比低于1/3時，這種現象非常嚴重，形成大面積來壓現象。
從能量積聚的條件看，堅硬頂板在破斷前彎曲下沉，使前方的煤巖體積聚大量的彎曲彈性能。在破斷中，如果條件充分，要突然釋放，發生煤的彈射或突出和破壞巷道等沖擊礦壓現象。
要了解難冒堅硬頂板的破壞機理和活動規律，某煤礦采用鉆孔電視觀測方法，觀測頂板的破壞和冒落狀況。
在開采中難冒堅硬頂板雖然懸露面積很大，在曲應力值超過其強度極限時，必將發生斷裂縫或使原生的細微裂隙擴展。這些裂縫貫穿堅硬巖層時，就會出現斷裂。因其頂板大面積懸空，使采空空間形成扁平狹條孔，在煤柱上的頂板巖層內產生巨大的切應力，會促使頂板被切斷。厚層堅硬巖層斷裂后，相互間很難靠咬合點的摩擦力維持平衡的。一旦斷裂，就會冒落，產生沖擊動壓和暴風現象。從時間和空間過程講，能將上述的破壞分為兩個階段，一是巖層的裂縫擴展和離層的斷裂階段；二是斷裂后冒落階段。整個從斷裂到冒落的來壓過程，要經歷一定的時間和有足夠的空間。
2、頂板大面積來壓的防治措施
2.1頂板大面積來壓的預兆及測定
大面積來壓的預兆表現為，頂板斷裂聲響的頻率和音響增大；煤幫明顯受壓和片幫現象；底板發生底鼓或沿煤柱附近的底板出現裂縫；巷道超前壓力明顯；工作面中支柱載荷和頂板下沉速度明顯增大。
大面積來壓的測定可用微震儀、地音儀和超聲波地層應力儀等進行量測巖層斷裂時的脈沖信號。按上述頂板大面積來壓的機理，厚堅硬巖層的破壞過程，長的在來壓前幾十天即發生聲響和其他異常現象，短的在來壓前幾天，甚至幾個小時前發生預兆。所以，按儀器量測的結果和結合歷次來壓預兆的特征，可對大面積來壓進行較準確的預報，防止出現災害。
2.2頂板大面積來壓的防治措施
頂板大面積來壓的主要危險是由頂板冒落而形成的沖擊荷載。避免和減弱大面積來壓的危害，就要改變巖體的物理力學性能，減小頂板懸露和冒落面積，減小頂板下落高度和降低空氣排放速度。具體辦法有以下幾種：
（1）頂板高壓注水
從工作面兩巷向頂板打深孔，進行高壓注水。頂板注水能夠軟化頂板，增多裂隙其鉆孔的布置方式及參數，及注水系統、弱面等作用。它的主要機理是，在注水后可溶解頂板巖石中的膠結物和部分礦物；減小層間粘結力；高壓水能形成水楔，增加巖石中的裂隙弱面。因此，注水后巖石的強度會顯著降低。
（2）強制放頂
用爆破的方法把頂板切斷，并使頂板冒落形成矸石墊層。切斷頂板能夠控制冒落面積，減弱頂板壓力和冒落時出現的沖擊載荷；形成墊層能緩和冒落時出現的暴風。為形成墊層，放頂的高度要根據形成墊層的厚度來計算。按實踐經驗，采空區中矸石充滿程度達到采空和放頂高度之和的60%，就能預防過大的沖擊載荷和暴風。頂強制放頂方法有以下幾種：
一是“循環式”淺孔放頂。對周期來壓不太嚴重的頂板，每一至兩個循環在工作面放頂線上打1.8-3.0m，主要作用是，爆破后破壞頂板的完整性，形成矸石墊層。
二是“步距式”深孔放頂。其主要作用是切斷頂板，防止頂板大面積一次冒落。平時再配合淺孔放頂，可以有效控制頂板來壓強度。
三是臺階式放頂。是為方便安排采面的回采工藝，應把切頂線上的兩排鉆孔，按上、下兩部分分開。第一個循環先放一半工作面的頂板，第二個循環再放另一半。這樣上、下交替放頂，形成臺階狀。
四是超前深孔松動爆破。綜采工作面，因在工作面內不能設置打頂眼的設備，可在上、下順槽內分別向頂板打深孔。在工作面未采到以前進行爆破，預先破壞頂板的完整性。鉆孔間距為頂板自然冒落步距的60%以上，鉆孔長和裝藥量按工作面長度和巖石硬度等因素確定。對采用刀柱法的工作面，可在平巷或相鄰把懸露的頂板放落消除隱患。
五是地面深孔放頂。對歷史上已造成有大面積來壓隱患的地區，可在采空區上方的地面打垂直鉆孔，達到已采區頂板的適當位置。進行爆破，把懸露的大面積頂板崩落。這樣，把大面積采空的頂板切割成小塊，減小來壓強度。
開采煤層群時，除了以上各種防治措施外，在下煤層的頂板較軟，上煤層的頂板有大面積來壓危險時，先開采下煤層，使上煤層位于下煤層采后頂板的裂縫帶內，產生松動和破斷，又保持一定的完整性。
（3）預防暴風措施
