發(fā)布時間：2023-09-24 10:44:20
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的煤礦災害治理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：煤礦；地質(zhì)災害；地球物理方法；能源；危害
引言
煤礦幾乎在世界范圍內(nèi)都有分布，而我國在世界上已經(jīng)成為了最大的出產(chǎn)煤炭的國家，每年的煤炭產(chǎn)量高達11.5×108噸，也就是說全世界四分之一的煤炭都是從我國地下挖出的。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭主要占71%，油氣占22%，其他能源占7%，這就使得依靠煤炭才能正常運行的生產(chǎn)生活活動除了要面對煤礦日益枯竭的事實，還要擔憂整體環(huán)境的改變所帶來的危害。我國煤炭開采的技術(shù)設(shè)備比較落后，煤炭企業(yè)管理和制度建立并不完善，這就導致在煤炭開采的過程中會引發(fā)大量的地質(zhì)災害，進而造成經(jīng)濟損失和人員傷亡。
1 煤礦地質(zhì)災害的種類及其危害
地質(zhì)災害的種類非常多，在我國因為煤炭開采所導致的地質(zhì)災害主要包括滑坡、坍塌、地面下城、瓦斯漏水或爆炸、煤礦所在區(qū)域的水土流失等問題，這不僅危害周圍人民的生命財產(chǎn)安全，而且對環(huán)境也會造成很大程度的破壞。其中塌陷造成的危害程度最嚴重。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在我國重點煤礦中，出現(xiàn)坍塌的礦區(qū)面積占總礦區(qū)面積的十分之一。我國境內(nèi)中山西省是煤炭生產(chǎn)大省，同時也是出現(xiàn)坍塌問題最為嚴重的區(qū)域，全省共計1560平方千米土地，采空區(qū)就已經(jīng)高達208平方千米，占全省總面積的七分之一。我國全部采空區(qū)中已經(jīng)有6000平方千米的區(qū)域已經(jīng)遭受了煤礦引發(fā)的地質(zhì)災害，進而導致采空區(qū)上方的房屋、橋梁、山體出現(xiàn)斷裂和坍塌。
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國歷年來由于煤礦開采導致的坍塌區(qū)域已經(jīng)累計超過了4000平方千米，其中耕地面積就占了30%。此外，不斷加快地水土流失速度，不僅破壞了土地資源，而且也會引發(fā)其他的環(huán)境問題。通常來說，我國煤礦富裕的地區(qū)也是水資源貧乏的地區(qū)，我國缺水的礦區(qū)占總礦區(qū)的71%，其中嚴重缺水的區(qū)域占40%。由于開采煤礦導致煤礦頂部的含水層慢慢變干，進而導致整個礦區(qū)的地下水位線下降，給礦區(qū)周圍居民的生活帶來很大的用水困擾。同時，因為地下煤層已經(jīng)遭到了破壞，使得大量的地下水滲入到礦井之中，而礦井正含有大量的煤粉等污染物，通過水解反應，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)滲入到地下水中，污染了地下水，嚴重危害到周圍居民用水安全。
2 煤礦地質(zhì)災害的地球物理特征
對煤礦地質(zhì)災害的測量有很多方式方法， 當前最為常用的就是物探方法，這種方法主要依靠地下介質(zhì)層之間電性、密度、彈性等方面的差異，來判斷地下巖石層之間的變化，進而判斷出可能出現(xiàn)的煤礦地質(zhì)災害。具體來說，在煤層沒有被開采之前，整個地層是完整的，一定區(qū)域范圍內(nèi)的電性差異也不會很大，而每層和頂板、底板之間的差異也是一個比較穩(wěn)定的值，具有比較好的彈性。但是在煤層被開采之后，煤層的完整性遭到破壞，空間上的連續(xù)性不存在了，采空區(qū)和坍塌物之間被空氣所填充，那么在無水或者很少水的情況下，采空區(qū)的電阻率就會比周圍的巖石要高，而當采空區(qū)中被水填充的話就會導致整個采空區(qū)的電阻率下降。一旦這種均衡性被打破，那么就會在三維空間中以某種形成的規(guī)律呈現(xiàn)出來，既可以表現(xiàn)出局部的，也可以表現(xiàn)出區(qū)域性的異常，則就為電法工作的開展提供了依據(jù)。在這個區(qū)域的反射波被中斷以及頻率特征發(fā)生變化都能夠為開展地震勘探工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
氡是一種無色，無嗅，無味的惰性氣體，它具放射性，被認為是致癌物質(zhì)，對長期工作在礦區(qū)的采礦人員帶來很大的危害。在煤礦的采礦區(qū)域中，由于斷裂縫隙的出現(xiàn)，就容易聚集大量的氡，所以在采礦區(qū)的上部測量氡的數(shù)值非常高，而且在坍塌區(qū)域，因為地面的塌陷使得地表和下面的地層之間相連，那么就會形成比較寬的裂縫，氡氣體就會向地表方向游動，不過此時氡的保存條件并不好，所以氡的海量也就不高。在殘留的煤柱區(qū)域，因為煤層的孔隙發(fā)育的并不好，所以上面的覆蓋層就不會產(chǎn)生很大的破壞性，這就不利于氡的游動，所以地表只會殘留低濃度的氡。也就是說我們可以通過氡的差異性來查看地下地質(zhì)情況的變化，這也就能夠看出煤礦地質(zhì)災害區(qū)域的范圍、強度等方面。
3 應用物探方法勘查煤礦地質(zhì)災害
高密度電法是近年來發(fā)展起來的物探方法，廣泛應用于災害調(diào)查及工程勘察中。它是一種直流電阻率法，應用的地球物理前提是地下介質(zhì)間的導電性差異，通過向大地供直流電，采用點陣式布電極，密集采樣觀測和研究電場的空間分布規(guī)律，和常規(guī)電阻率法一樣，它通過A、B電級向地下供電流I，在M、N極間測量電位差u，從而求得該記錄點的視電阻率值PS=KU/I，反演結(jié)果為二維視電阻率斷面圖。根據(jù)實測的視電阻率斷面進行計算、處理、分析，從而獲得地層中的電阻率分布情況，以此劃分地層、圈閉異常、確定冒裂帶等。通過研究高密度電法獲得的數(shù)據(jù)資料，可以對災害體的縱、橫向發(fā)展的規(guī)模有更深入的了解。
瞬變電磁法是一種基于電磁感應原理的物探方法，利用不接地回線（大回線磁偶源）或接地線源（電偶源）向地下發(fā)送一次場，在一次場的間歇期間，測量地下介質(zhì)的感應電磁場（二次場）電壓隨時間的變化。根據(jù)二次場衰減曲線的特征，就可以判斷地下地質(zhì)體的電性、性質(zhì)、規(guī)模和產(chǎn)狀等，間接解決如陷落柱、采空區(qū)、斷層等地質(zhì)問題.由于該方法是純二次場觀測，故與其他電性方法相比，具有體積效應影響小、對地形、地物條件要求小、抗干擾能力強有體積效應小、縱橫向分辨率高、對低阻反應敏感等特點。同時，瞬變電磁勘探對地下良導電介質(zhì)具有較強的響應能力，適用于進行煤層頂?shù)装搴ǜ簦┧畬觿澐帧⒚簩酉萋渲綔y、斷層及裂隙發(fā)育帶導（含）水性評價等工作，是一種高效、快捷的物探方法。
采煤活動使得地下地質(zhì)體的橫向連續(xù)性遭到破壞，巖石中氡元素的運移和集聚作用發(fā)生異變，在地表面能測到氡值的異常。氡射氣元素向采空區(qū)運移，在采空區(qū)積聚，在地表形成一個與采空區(qū)形態(tài)相應的氡異常區(qū)。因此，可以通過測量地表氡元素的濃度（實際上是測量氡衰變所釋放的僅射線的強度）來準確圈定煤礦采空區(qū)的位置與范圍。此外，根據(jù)氡氣異常的峰值狀態(tài)還可以確定巖溶陷落柱的位置和范圍。由于地下的氡氣通過構(gòu)造、裂隙、地下水搬運由深部向地表遷移，測量氡氣的濃度可間接反映地質(zhì)體的裂隙系統(tǒng)的情況，并可分析其開啟度、連通性及破碎程度，對預測滑坡能起到一定的指示作用。
不論是二維地震檢測方法還是三維檢測方法都是通過大量的信息、比較高的分辨率以及準確的空間定位來進行檢測，這兩種方法在地質(zhì)災害勘察中應用的范圍比較廣泛，物探的方法很多，適用的條件也不一樣，在實際的檢測過程中應該根據(jù)當時當?shù)氐牡刭|(zhì)條件、地球物理特征等方面，選擇最佳的檢測方法，同時兼顧經(jīng)濟投入最小化，獲得最好的勘察結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】 煤層開發(fā) 煤礦瓦斯治理 跟蹤控制 節(jié)點控制
瓦斯災害是煤礦井工礦的主要災害，今年來，經(jīng)過治理，瓦斯災害得到了有效控制，但形勢依然嚴峻，其仍然是煤礦安全生產(chǎn)的大敵。治理瓦斯災害，防范瓦斯事故，始終是煤礦安全和全國安全生產(chǎn)工作的重中之重。依靠傳統(tǒng)的加大通風量、優(yōu)化巷道布置體系的方法， 不能從根本上解決瓦斯災害問題。怎樣才能夠經(jīng)濟有效的治理瓦斯災害，成為煤礦工作者的一個重要課題。
1 煤礦瓦斯治理過程中控制方面出現(xiàn)的問題
盡管各種新能源的開發(fā)和利用日漸成熟，但是煤炭資源在我國的能源架構(gòu)中仍然處于主置。盡管我國的煤炭資源位列世界第三，但我國負載的地形地貌給煤炭的開采帶來了不少的難度。相當數(shù)量的煤礦地質(zhì)松軟，不夠穩(wěn)定，易發(fā)生地形災害。一些煤體甚至產(chǎn)生了的大范圍的破碎現(xiàn)象，加上煤層的透氣性差。這些都給瓦斯治理的過程控制帶來了不小的挑戰(zhàn)。直接抽采瓦斯的效果往往不盡如人意，易留下安全隱患。尤其是某些埋藏較深的煤礦，需要建構(gòu)很深的開采礦井，瓦斯治理更加困難。瓦斯壓力、應力和含量隨著開采深度的增加而增加，且具有相對更低的滲透性。僅僅采用普通的瓦斯抽采處理，效果差，抽采率不高，遠遠達不到煤礦安全生產(chǎn)的標準要求。這也是煤礦出現(xiàn)瓦斯災害的重要原因。另外，井下煤礦的開采與瓦斯的抽取工序必須保持一致。既要保證煤礦開采的工作效率，又要保證瓦斯抽采的效果，二者相互協(xié)調(diào)，做到煤礦生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全的和諧統(tǒng)一。受到煤礦生產(chǎn)技術(shù)手段和瓦斯治理控制方法的限制，煤礦開采和瓦斯抽采不夠協(xié)調(diào)的現(xiàn)象時有發(fā)生，這也是許多瓦斯事故的重要誘因。
2 煤礦瓦斯治理過程的實踐控制方法
2.1 跟蹤控制方法
瓦斯治理過程系統(tǒng)包括若干過程環(huán)節(jié)和若干節(jié)點，跟蹤控制的過程可分為施工參數(shù)跟蹤控制、瓦斯抽采和排放參數(shù)跟蹤控制、采掘工作面跟蹤控制3類。穿層鉆孔結(jié)合順層鉆孔預抽煤層瓦斯技術(shù)所需要的跟蹤控制過程依次包括如下6個方面：1）穿層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯工程施工過程。需要跟蹤控制底板巖巷、鉆場和穿層鉆孔的施工參數(shù)，與設(shè)計參數(shù)比較，確保施工狀態(tài)穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)異常及時預警。2）穿層鉆孔抽采煤巷條帶瓦斯過程。需要跟蹤控制瓦斯抽采和排放參數(shù)，維持其穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常波動時進行預警。3）煤巷掘進過程。需要跟蹤瓦斯抽采和排放參數(shù)，以及煤巷掘進工作面突出危險性預測或效果檢驗指標參數(shù)，維持其穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常波動時進行預警。4）順層鉆孔施工過程。需要跟蹤順層鉆孔的施工參數(shù)，與設(shè)計參數(shù)比較，確保施工狀態(tài)穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)異常及時預警。5）順層鉆孔抽采回采區(qū)域瓦斯過程。同穿層鉆孔抽采煤巷條帶瓦斯過程。6）工作面回采過程。需要跟蹤瓦斯抽采和排放參數(shù)，以及回采工作面突出危險性預測或效果檢驗指標參數(shù)，維持其穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常波動時進行預警。
2.2 節(jié)點控制方法
節(jié)點在過程系統(tǒng)中是一個時間點概念，同時也是一個里程碑事件，它連接著若干過程環(huán)節(jié)，是它們之間過渡的紐帶。通過對節(jié)點的控制，人們可以將過程系統(tǒng)的總目標分解并分配到具體的過程環(huán)節(jié)上，實現(xiàn)對每一個過程的階段性評價，進而達到過程系統(tǒng)的總目標。一個較大的工程過程系統(tǒng)通常包含很多個節(jié)點，每一個節(jié)點控制都分析和評價上一過程環(huán)節(jié)是否達到了預期的目標，只有達到預期目標才能通過，否則必須補充一定的措施，直至通過。節(jié)點控制的內(nèi)容和控制方法十分廣泛，過程系統(tǒng)不同或過程系統(tǒng)的控制目標不同時，它們都不相同。煤礦瓦斯治理過程系統(tǒng)控制的最終目標是消除煤與瓦斯突出危險性，避免瓦斯災害的發(fā)生，其控制內(nèi)容主要包括區(qū)域突出危險性預測、瓦斯治理工程涉及方案審核、瓦斯治理工程施工質(zhì)量驗收、區(qū)域瓦斯治理效果檢驗和安全采掘條件審核。煤礦瓦斯治理過程中，節(jié)點包括五種類型：（1）區(qū)域突出危險性預測；（2）瓦斯治理工程設(shè)計方案審核；（3）瓦斯治理工程的施工質(zhì)量驗收；（4）區(qū)域瓦斯治理措施的效果檢驗；（5）安全采掘條件審核。
在瓦斯治理過程系統(tǒng)中，五種類型的節(jié)點按如上順序依次進行，每一個節(jié)點控制都是對其前一個過程環(huán)節(jié)的階段性評價。其中，瓦斯治理工程的施工質(zhì)量驗收節(jié)點由于施工時間跨度長，一般不在所有工程施工完畢后再進行，例如，底板巖巷穿層鉆孔的質(zhì)量驗收可以在每一個鉆場的鉆孔施工完畢后進行，同時不影響其它鉆場和鉆孔的施工作業(yè)；其余四類節(jié)點則再上一個過程環(huán)節(jié)結(jié)束后進行，其節(jié)點控制的結(jié)論直接決定是否能繼續(xù)下一個過程環(huán)節(jié)。從這一點來看，節(jié)點又可以分為如下兩種：（1）非關(guān)鍵節(jié)點：該節(jié)點控制的結(jié)論不影響過程的繼續(xù)運行；（2）關(guān)鍵節(jié)點：該節(jié)點控制的結(jié)論直接決定過程能否繼續(xù)運行。
因此，瓦斯治理工程的施工質(zhì)量驗收節(jié)點為非關(guān)鍵節(jié)點，區(qū)域突出危險性預測節(jié)點、瓦斯治理工程設(shè)計方案審核節(jié)點、區(qū)域瓦斯治理的效果檢驗節(jié)點和安全采掘條件審核節(jié)點為關(guān)鍵節(jié)點。需要說明的是，無論非關(guān)鍵節(jié)點還是關(guān)鍵節(jié)點，都是瓦斯治理過程所必須經(jīng)歷的，不能因非關(guān)鍵節(jié)點不影響過程繼續(xù)進行省略，它的嚴格控制同樣是消除瓦斯事故隱患的必要手段。
3 結(jié)語
煤礦瓦斯治理必須堅持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充的原則。為進一步提高煤礦瓦斯治理水平，加強煤礦瓦斯治理的過程管理，本文在區(qū)域防突措施的基礎(chǔ)上，結(jié)合瓦斯治理過程控制理論，以煤礦瓦斯治理過程智能化支撐系統(tǒng)為手段，通過對瓦斯治理過程的跟蹤控制與節(jié)點控制，確保瓦斯治理過程規(guī)范、質(zhì)量合格、措施有效、管理到位，以消除煤層的突出危險性及安全生產(chǎn)隱患，最終實現(xiàn)瓦斯治理過程的規(guī)范化和程序化。
參考文獻：
[1]程遠平，付建華，俞啟香.中國煤礦瓦斯抽采技術(shù)的發(fā)展[J].采礦與安全工程學報，2009（02）.
【關(guān)鍵詞】煤礦；地質(zhì)環(huán)境；綜合治理
我國是一個煤炭資源相對豐富，石油與天然氣等資源相對貧乏的國家，對于煤炭能源的消費已經(jīng)占到了總消費量的70%以上。專家預計即使在2050年，煤炭能源的消費量的比重仍會維持在50%以上。隨著我國工業(yè)化程度的不斷增強，對于煤炭資源的需求也在逐年上升。目前，我國的煤礦地質(zhì)環(huán)境污染問題已經(jīng)日益嚴重，從而引發(fā)了一系列的環(huán)境問題、社會問題，對煤礦地質(zhì)環(huán)境進行綜合治理已經(jīng)到了迫在眉睫的程度，這就需要我們深入分析煤礦地質(zhì)環(huán)境問題產(chǎn)生的根源，進而尋找切實可行的治理方案。
一、煤礦地質(zhì)問題的現(xiàn)狀
隨著我國對煤炭資源開發(fā)的力度不斷加大，煤礦地質(zhì)環(huán)境問題已然日益突出。相關(guān)統(tǒng)計顯示，全國因開采而引起的地面塌陷已經(jīng)達到了1159km2，目前，國有煤礦矸石山有1500多座，其堆積量已經(jīng)達到了30×108t，占地面積達到了5000km2。煤礦行業(yè)排出的廢氣占全國工業(yè)廢氣排放量的5.7%。雖然我國已經(jīng)加大了對地質(zhì)環(huán)境保護的重視程度，完善了相關(guān)法律制度，但收效甚微，煤礦地質(zhì)環(huán)境惡化狀況并沒有得到根本的性的改善。
二、煤礦生產(chǎn)引發(fā)地質(zhì)問題分析
如果煤礦企業(yè)在從事煤炭生產(chǎn)的過程中，沒有進行合理規(guī)劃，或者開發(fā)的過程中不科學、不合理，無視國家、地方政府、行業(yè)等方面的相關(guān)制度，肆意進行開采，必然會導致一系列地質(zhì)環(huán)境問題，比如資源破壞、環(huán)境污染、礦山地質(zhì)災害等一系列問題。
煤礦生產(chǎn)引發(fā)資源破壞主要是由于在對煤礦進行開采的過程中，發(fā)生巖移，或者在對礦井進行抽排水操作時，改變了地表水、地下水的循環(huán)與儲存狀態(tài)，進而使煤礦區(qū)域內(nèi)的地下水水位下降、地表水流失。這不但會破壞區(qū)域內(nèi)的煤炭資源，同時會導致煤層自燃、水土流失、地表下陷。煤礦生產(chǎn)引發(fā)的環(huán)境污染是指因從事煤礦生產(chǎn)而引發(fā)煤層、煤矸石等地質(zhì)體之中的有毒有害物質(zhì)發(fā)生了擴散，從而對煤礦四周的空氣、水體以及土壤造成了污染，在一些礦井的周圍也可能會由于輻射、振動而形成污染。煤礦生產(chǎn)引發(fā)的礦山地質(zhì)災害可以分為地表地質(zhì)災害與井下地質(zhì)災害兩個方面。地表地質(zhì)災害是由于對煤礦進行開采時，發(fā)生了巖移而誘發(fā)了山體滑坡、崩塌、泥石流等災害。井下地質(zhì)災害是指在對煤礦進行開采時，由壓力而引起的冒頂、瓦斯突出、礦井突水等一系列問題，井下地質(zhì)災害對采礦工人的生命安全構(gòu)成了嚴重的威脅。
煤礦生產(chǎn)所引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題帶有很強的隱藏性，而且破壞性也是驚人的，對煤礦員工、當?shù)鼐用窬鶗a(chǎn)生嚴重影響，因此，必須要引起我們的注意，加強煤礦地質(zhì)環(huán)境的綜合預防與治理工作。
三、加強煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的建議
想要做好煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理工作，首先要擺正自己的思想觀念，提高對地質(zhì)環(huán)境綜合治理的認識，以防治結(jié)合為指導思想，及時、全面、具體的展開煤礦的地質(zhì)環(huán)境的調(diào)研工作，然后運用先進的管理與技術(shù)手段展開治理活動?，F(xiàn)階段，我國的地質(zhì)環(huán)境治理仍然處于被動局面，而且無論在調(diào)研管理，還是在治理方面都遠遠落后于西方發(fā)達國家。想要扭轉(zhuǎn)這種局面，就必須轉(zhuǎn)變思維觀念，增加資金投入，逐步完善與地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的指標體系、技術(shù)規(guī)范，比如滑坡、坍塌、泥石流等技術(shù)標準，不斷推進地質(zhì)環(huán)境保護的合理化、規(guī)范化、制度化。
（一）提高地質(zhì)調(diào)研工作的質(zhì)量
對礦區(qū)可以發(fā)生的地質(zhì)災害工作進行深入分析，特別要注意一些因采動、煤矸石堆放而引發(fā)的地表塌陷、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災害展開全面調(diào)研、預測、評估與預報，對這些災害所形成的條件、原因、分布的規(guī)律、危害的程度以及影響的范圍進行歸納總結(jié)，同時對容易發(fā)生災害的區(qū)域進行連續(xù)監(jiān)測。
對煤礦區(qū)的瓦斯地質(zhì)進行調(diào)研，特別注意煤層之中瓦斯的來源、儲存及其分布特征，及時評價瓦斯涌出的特征與涌出量，從而把握瓦斯抽放的地質(zhì)條件與改良方法。對煤礦區(qū)的水文地質(zhì)展開調(diào)研，理順煤礦井下地下水的分布情況，同時注意地下水與地表水的流通渠道，從而確定水體受污染的原因、渠道。對煤礦區(qū)的水質(zhì)與巖土進行分析調(diào)查，從而把握水體污染、土壤污染以及煤炭生產(chǎn)過程中有毒有害物質(zhì)遷移的規(guī)律，為控制土壤污染、水土流失以及其他環(huán)境治理提供依據(jù)。
（二）逐步完善生態(tài)補償機制
我國政府要積極推進公共財政體系建設(shè)，增強各地區(qū)之間的財政轉(zhuǎn)移與支付的力度，保證現(xiàn)有資源能夠?qū)崿F(xiàn)有償使用；制定排污收費制度，加強監(jiān)管，保證制度的貫徹落實；根據(jù)當?shù)氐膶崿F(xiàn)情況，制定礦產(chǎn)資源補償費與水資源費征收的條款，啟動自然環(huán)境治理資金備用庫；充分利用市場經(jīng)濟的優(yōu)勢，探索生態(tài)補償?shù)氖袌龌\行機制；在現(xiàn)有的法律規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合煤礦自身的一些特點，建立與我國國情相符的法律制度體系與技術(shù)標準體系，并且積極推進這一體系的覆蓋面積；政府職能部門定期舉行聽證會、論證會，聽取專家、學者以及社會公眾的意見，集思廣益，積極探索煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的新方法。
（三）建立健全技術(shù)保障機制
合理規(guī)劃煤礦資源的開采以及基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作，認真、細致的對礦區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的地質(zhì)災害進行分析總結(jié)，進而把握煤礦地質(zhì)環(huán)境變化的趨勢。我們知道，煤礦的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作是安全生產(chǎn)的重要保證，因此，必須要投入資金，引起必要的監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測儀器，對煤礦進行全面監(jiān)測、隨時監(jiān)測，然后對監(jiān)測所形成的數(shù)據(jù)資料進行深入分析，尋找煤礦地質(zhì)環(huán)境變化的一些規(guī)律，進而有效預測煤礦地質(zhì)環(huán)境的變化趨勢，運用防治結(jié)合的方法，保證員工以及周邊地區(qū)居民的生命、財產(chǎn)的安全。如果遇到實際技術(shù)困難的情況，主管部門要組織工程技術(shù)人員進行技術(shù)攻關(guān)，再組織培訓教育，將這些技術(shù)傳播給一線技術(shù)人員，如果遇到典型情況，可以組織專業(yè)進行現(xiàn)場指導，確保技術(shù)保障機制的有效運行。
（四）拓寬融資渠道
煤礦地質(zhì)環(huán)境的治理是一項周期長、投資大、涉及面廣的系統(tǒng)工程，所以我們要積極拓寬融資渠道，采取多種融資方式。比如對于一些由國家控股的企業(yè)，其資金應該由政府與企業(yè)來共同承擔；建于新建或是正在建設(shè)的煤礦企業(yè)，則需要由企業(yè)自行承擔相關(guān)責任；同時地方政府還要從地方經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀與特點出發(fā)，制定一些有利于投資的優(yōu)惠政策，從而吸引社會資金，再按制度與比例來享受收益分配。
四、總結(jié)
綜上所述，煤礦地質(zhì)環(huán)境的綜合治理不但與員工的安全生產(chǎn)有關(guān)，與企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有關(guān)，同時也影響著我國的國民經(jīng)濟發(fā)展。因此，我們必須從煤礦所在地的地質(zhì)地貌、煤礦企業(yè)的實際生產(chǎn)等方面出發(fā)，采取切實可行的措施，加強煤礦地質(zhì)環(huán)境的綜合治理。
參考文獻：
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[關(guān)鍵詞]瓦斯防治； 監(jiān)測監(jiān)控；火災防治；煤礦災害
中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0077-01
緒論
中國煤炭資源儲量豐富，目前煤炭在一次能源消耗中所占比重最大，但每層賦存條件復雜、安全形勢嚴峻，礦井災害一直是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一，國內(nèi)各大科研機構(gòu)圍繞中國煤炭存在的各種災害進行聊深入研究并取得了一系列成果[1-4]，對礦井重大災害的預防和治理起到了重要作用。但是我國煤礦災害防治領(lǐng)域還存在諸多關(guān)鍵技術(shù)難題尚未解決[5]，事故總量和傷亡人數(shù)仍然偏高，安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻。
1.瓦斯災害防治技術(shù)難題
1.1瓦斯災害治理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)難題
目前，我國煤礦對瓦斯災害治理的基礎(chǔ)理論研究薄弱，對瓦斯災害發(fā)生機理、災害的演化過程尚不能全面認識，從而影響了瓦斯災害防治關(guān)鍵技術(shù)的進展。對于煤與瓦斯突出機理的認識未能突破，影響煤與瓦斯突出預測預報技術(shù)發(fā)展，尤其是影響臨界值的確定。需要攻克的主要難題有以下兩項。
（1）瓦斯運移、抽放作用規(guī)律和瓦斯煤塵爆炸機理。對瓦斯賦存、運移和涌出規(guī)律的系統(tǒng)研究；對不同開采條件和瓦斯抽放條件下瓦斯涌出規(guī)律和分布特征、地應力和瓦斯運移場的耦合關(guān)系的認識；對煤礦生產(chǎn)環(huán)境下瓦斯煤塵爆炸特性及其演化傳播規(guī)律、瓦斯煤塵連續(xù)爆炸發(fā)生的條件和傳播特性的深入研究等。
（2）煤與瓦斯突出機理與防突技術(shù)基礎(chǔ)。目前，我國煤礦地質(zhì)構(gòu)造對災害的控制機理和規(guī)律尚不能認識、仍停留在“假說”階段。雖然我國也曾做過一系列的研究，但是對機理的研究多是零星展開的，缺乏系統(tǒng)性。
1.2煤層瓦斯含量測定技術(shù)難題
我國已經(jīng)成功開發(fā)出了地質(zhì)勘探期間煤層瓦斯含量、煤層瓦斯涌出量的預測方法和裝置。雖然這些技術(shù)已經(jīng)在煤礦是用了幾十年并經(jīng)過多次改進，但是其精確度仍是一個十分突出的問題，其測定值普遍低于實際值，以致使有的煤礦在建井期間就不得不進行安全補套設(shè)計，及造成了大量資金的浪費且?guī)硐到y(tǒng)性的事故隱患。
1.3瓦斯抽放技術(shù)難題
（1）構(gòu)造煤的探測和區(qū)劃研究。為提高瓦斯抽放率，急需探明原地構(gòu)造煤分布區(qū)及其厚度，探測清楚原地構(gòu)造煤瓦斯含量和突出區(qū)，還需要解決在高應力、高壓力、高瓦斯構(gòu)造煤區(qū)使用的鉆進設(shè)備和抽放技術(shù)難題。
（2）松軟低透氣性煤層的本煤層瓦斯抽放技術(shù)。其核心就是要解決松軟煤層的順層鉆進施工問題。
（3）高抽巷瓦斯抽放技術(shù)。在采煤工作面上方裂隙帶布置瓦斯抽放巷道是當前十分有效的抽放技術(shù)，但施工量大，經(jīng)濟成本比較高，為克服其缺點，用水平定向長鉆孔代替高抽巷的研究，至今已研究出了施工鉆孔長度達600米到800米的強力鉆機和鉆孔工藝，需要繼續(xù)研究能施工1000米的鉆孔的鉆機、鉆具和鉆進工藝，同時，還需要研究鉆孔測斜、糾偏的技術(shù)和裝備。
（4）改善煤層滲透性的技術(shù)。多數(shù)高瓦斯礦井的滲透率較低，嚴重制約了瓦斯抽放技術(shù)的發(fā)展。
（5）采動區(qū)瓦斯抽放控制煤層自燃發(fā)火關(guān)鍵技術(shù)。利用采動卸壓而提高瓦斯抽放效果是煤礦很有前景的抽放方法，但是抽放同時極易帶入空氣從而導致自燃發(fā)生，因此，需要加大力度對采動區(qū)瓦斯抽放控制煤層自燃的研究。
（6）瓦斯抽放濃度控制技術(shù)。抽放瓦斯時，控制抽出瓦斯的濃度對瓦斯抽放效果和安全利用是十分重要的，但目前仍沒有成功的技術(shù)和方法。
（7）瓦斯抽放標準。急需解決的一個技術(shù)標準問題就是煤層瓦斯抽到什么程度即瓦斯含量和瓦斯涌出量降到什么標準，就認為達到了“先抽”的標準和達到這一標準的技術(shù)和方法。
2.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)存在的問題
2.1瓦斯傳感器技術(shù)
目前，國外應用于煤礦的瓦斯檢測原理主要為熱催化、熱導、光干涉和紅外，而我國主要為熱催化、熱導、光干涉，以熱催化和光干涉為主。紅外氣體測量原理在煤礦瓦斯監(jiān)測方面我國雖幾年前就已展開但是最終因為其采用電機機械調(diào)制，儀器功耗大、穩(wěn)定性差、造價高而不能廣泛推廣。半導體激光吸收光譜技術(shù)用于煤礦瓦斯檢測是國際方面的最新研究動向，而我國最需要做的就是對現(xiàn)有的熱催化瓦斯敏感元件的技術(shù)指標進行提升和改進。
2.2監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
（1）監(jiān)控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)需升級換代，安全和生產(chǎn)動態(tài)信息的傳輸缺乏穩(wěn)定、快速、可靠的通訊平臺。在地面，采用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線組建監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)很成熟，而我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)仍然采用主從式窄帶通訊體系結(jié)構(gòu)、時分制通訊和低速總線巡檢等傳統(tǒng)方式，周期長，傳輸速度慢、故障率高，災害隱患信息容易漏報、誤報，時效性也差。
（2）目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測，控制功能單一，根本無法做災害或事故的預警。利用監(jiān)控系統(tǒng)對礦井重大災害預測預報的實用性和準確性不高，不能有效指導安全生產(chǎn)，只是對采掘工作面和其他傳感器設(shè)置地點的瓦斯?jié)舛然蚱渌麉?shù)的簡單監(jiān)測，不能根據(jù)變化趨勢和整個礦井的信息進行專家診斷，形成對災害的有效預警。
（3）現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)還存在報警后的處理預案不完善，現(xiàn)場維護力量薄弱、設(shè)備無故障工作時間短、抗干擾能力不強等。
3.礦井火災防治技術(shù)存在問題
雖然在煤礦火災防治理論和技術(shù)領(lǐng)域通過近幾十年的攻關(guān)研究逐步形成了以預測預報、火災監(jiān)測、火災預防和火災治理技術(shù)、裝備和材料為一體的綜合防滅火技術(shù)體系，但還是遠遠不能滿足目前我國礦山火災防治的要求，主要表現(xiàn)在以下幾方面：
（1）基礎(chǔ)理論研究方面不夠深入，不能揭示礦井火災災害的深層次理論問題。
（2）在防滅火材料研究方面不夠成熟、缺乏針對性。
（3）防治工藝技術(shù)的創(chuàng)新性不強，特別是在關(guān)鍵性技術(shù)的研究和應用方面缺乏專用設(shè)備，導致防滅火等現(xiàn)場工作難以迅速展開。
（4）整體技術(shù)的繼承性不高，不能實現(xiàn)智能控制。
（5）矸石山的危害防治技術(shù)。
4總結(jié)
以上問題，是我國煤礦災害防治方面急需解決的難點問題，需要從實用技術(shù)推廣和集成，關(guān)鍵技術(shù)突破及基礎(chǔ)理論研究三方面著手。具體應整合安全科技資源，形成產(chǎn)學研相結(jié)合的安全創(chuàng)新體系，建立以煤炭科學研究總院為主體的國家煤礦安全關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)換平臺，建立以煤炭企業(yè)為主體的成果推廣應用和再創(chuàng)新平臺，建立以高效為骨干的基礎(chǔ)研究平臺，國家也應繼續(xù)支持煤礦安全技術(shù)研究中心的擴建。
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一、全區(qū)地形地貌簡況
*區(qū)地處*市西部，地理坐標為東經(jīng)117°9’2”—117°28’41”，北緯34°37’55”－34°56’38”，全區(qū)面積約507平方公里（含*高新區(qū)），東與市中區(qū)、嶧城區(qū)接壤，西、南部與微山毗鄰，北同*市、山亭區(qū)交界。
地形地貌：為低丘—平原地帶，地形較為平坦，中部高，周圍低，標高最大者+341.6，最小者＋50.1，平均標高＋64.0。
水文氣象：處于暖溫帶魯淮氣候區(qū)，屬季風大陸型氣候，氣候四季分明，較溫和，雨量較適中，春季干旱多風，夏季炎熱多雨。年平均氣溫14.3°C，年平均降雨量814.3mm，降雨多集中在6－9月份，占全年降雨量的70%，無霜期200天左右，屬淮河流域，京杭大運河水系，水系發(fā)育較好。
我區(qū)煤炭、地下水等資源豐富，賦存面積較大，受風化剝蝕等外動力地質(zhì)作用和人為采掘活動等因素影響，歷年來發(fā)生過多次（處）地質(zhì)災害。特別是近年來，隨著采掘活動的加劇和受汛期局部地區(qū)強降雨影響，部分區(qū)域災害的次數(shù)和規(guī)模呈上升趨勢，災害的形勢較為嚴峻。根據(jù)我區(qū)地質(zhì)環(huán)境特點和以往發(fā)生地質(zhì)災害情況分析，轄區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害多發(fā)生在汛期，而且主要以采空塌陷、古井陷落和地裂縫等突發(fā)性地質(zhì)災害為主，據(jù)統(tǒng)計，歷年來全區(qū)共發(fā)生地面塌陷10余處（次），采煤塌陷面積1.2平方公里，因超采地下水造成巖溶塌陷涉及面積0.1平方公里。
二、重點地質(zhì)災害危險區(qū)的防治措施
根據(jù)省、市氣象部門預報，今年降水總量較常年偏多，降水量時空分布不均，旱澇并存，不排除局部發(fā)生暴雨的可能。為此，要重點做好全區(qū)四處重點地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)防范工作：
（一）原常莊二號煤礦南部地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)
在陶莊煤田范圍內(nèi)，原常莊二號煤礦南部，東西走向的蟠龍河位于原常莊二號礦采空區(qū)附近，蟠龍河北部有一處古井陷落，且陷落面積較大，同時不排除有其它古井存在的可能，聯(lián)創(chuàng)公司和常莊二號煤礦已作了填堵處理，但填堵不徹底，一旦汛期到來，有古井陷落或?qū)當鄬拥拇嬖?，蟠龍河水可能灌入原常莊二號礦井下，繼而進入215煤礦西井，從215煤礦西井進入陶莊煤礦。防治措施：1、責任單位：陶莊煤礦、215煤礦。2、責任人為以上單位法人代表。3、汛期前以及汛期期間由以上單位共同調(diào)查，共同預防，共同治理。
（二）張范鎮(zhèn)張范村北部地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)
張范鎮(zhèn)張范村北部約500米處，分布著*區(qū)宏達煤礦、原沙溝一號煤礦、原張范五號煤礦、原張范九號煤礦，且存有多處古井。該地區(qū)塌陷嚴重，汛期地表會有大量積水，積水沿古井或地表裂縫進入井下，通過原沙溝一號煤礦、原張范五號煤礦、原張范九號煤礦，直接危及*區(qū)天然焦煤礦、宏達煤礦和山家林煤礦。目前，山家林煤礦已停產(chǎn)，井下水位保持—150米水平，為防止地表水威脅，將損失降至最低限度，需采取以下防治措施：1、責任單位：張范鎮(zhèn)政府、*區(qū)天然焦礦、*區(qū)宏達煤礦和山家林煤礦。2、責任人為以上單位法人代表。3、以上單位特別是張范鎮(zhèn)政府和山家林煤礦，在今年汛期到來之前和汛期期間，要加強排查，發(fā)現(xiàn)古井和地表斑縫要及時組織沖填，防止地表水沿古井或地表裂縫潰入井下采空區(qū)。
（三）山家林井田南部地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)
*區(qū)張范鎮(zhèn)西夾埠村南部為山家林井田18層煤露頭區(qū)，露頭區(qū)為古采區(qū)，店韓路橋以東為蟠龍河南部分支，由于近年來挖土燒磚，已喪失排洪作用，此處以往陷落古井3處，且均在河底部，可積水20萬立方米，一旦積水從古井進入古采區(qū)，首先進入原沙溝鎮(zhèn)光明煤礦，然后進入興仁煤礦（同時威脅袁莊煤礦），最后將進入山家林煤礦。防治措施：1、責任單位：高新區(qū)興仁煤礦、山家林煤礦。2、責任人為以上單位法人代表。3、在汛期到來之前和汛期期間，要加強排查，發(fā)現(xiàn)古井和地表斑縫要及時填充，進行處理，防止地表水潰入井下采空區(qū)。
（四）*區(qū)天然焦礦西部地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)
在*區(qū)天然焦礦西部、原張范鎮(zhèn)七號煤礦北部，有兩礦開采的采空區(qū)，汛期地表將有大量積水，積水可能沿斷層或裂縫進入，嚴重威脅兩礦安全。防治措施：1、責任單位：*區(qū)天然焦礦。2、責任人為該礦法人代表。3、要安排專人監(jiān)測井下和地表變化情況，抓好預警預報，及時采取避險措施，在采空區(qū)設(shè)立警示牌，標明塌陷發(fā)生的危及范圍，同時要防止地表積水沿斷層或裂縫流入井下。
三、防災方案落實措施
（一）加強領(lǐng)導，明確責任。各鎮(zhèn)（街）、轄區(qū)內(nèi)各煤礦企業(yè)，要嚴格按照國務院《地質(zhì)災害防治條例》和《*市國土資源局關(guān)于做好地質(zhì)災害隱患調(diào)查排查工作的通知》等有關(guān)文件規(guī)定和要求，高度重視地質(zhì)災害防治工作，主要負責人要對本地區(qū)的地質(zhì)災害防治工作負總責。區(qū)政府成立由分管副區(qū)長任組長，各有關(guān)單位負責人為成員的*區(qū)2009年汛期地質(zhì)災害防治工作領(lǐng)導小組，負責全區(qū)汛期地質(zhì)災害防治工作的統(tǒng)一部署和協(xié)調(diào)。各鎮(zhèn)（街）也要成立相應的工作機構(gòu)，同時各單位要各司其職，通力協(xié)作，層層建立和落實責任制，加強對地質(zhì)災害防災方案落實的監(jiān)督檢查，汛前要組織人員對隱患點進行一次全面排查，安排好汛期監(jiān)測和值班工作，落實地質(zhì)災害防治物資、經(jīng)費，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。
（二）依法行政，密切合作。各相關(guān)職能部門的職責：
1、國土部門要認真履行地質(zhì)災害防治的組織、協(xié)調(diào)、指導和監(jiān)督職責，做好地質(zhì)災害的監(jiān)測、預警、預報和預防工作。
2、煤炭部門要加強礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)督管理，切實做好礦山地質(zhì)環(huán)境、礦山地質(zhì)災害的防范和治理，做好礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目的組織實施和管理，確保取得實效。
3、水務部門要加強主要水利工程設(shè)施區(qū)的監(jiān)測，及時預報，保障下游人民群眾生命財產(chǎn)安全。
4、建設(shè)部門要加強對建設(shè)項目和建設(shè)單位的管理與監(jiān)督，防止建設(shè)過程中引發(fā)地質(zhì)災害，對出現(xiàn)的險情要及時采取措施，及時治理。
5、氣象部門要做好汛期地質(zhì)災害氣象預測預報及預警信息的，將氣象預測預報及預警資料及時通報各有關(guān)單位。
6、民政、衛(wèi)生部門要做好防災、避災、救災的組織機構(gòu)、搶險救災物資、醫(yī)療救護人員的組織和準備工作。
（三）完善地質(zhì)災害群測群防網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)。進一步健全和完善地質(zhì)災害群測群防各項制度，建立區(qū)、鎮(zhèn)（街）、村、組四級群測群防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和相關(guān)責任單位群測群防監(jiān)測體系，以人民群眾為主體，對地質(zhì)災害前兆和動態(tài)進行簡易監(jiān)測，做到及早發(fā)現(xiàn)、及時預警、有效避災。各級各有關(guān)部門在汛期前及汛期中，要發(fā)動群眾疏通村莊周邊、房前屋后、隱患點的排水溝渠，加強生產(chǎn)生活用水管理，確保汛期排水暢通；組織群眾對存在隱患的地面裂縫、塌陷等進行沖填、夯實，減少汛期中地質(zhì)災害的發(fā)生。
（四）加強汛前調(diào)查，做好防災明白卡發(fā)放工作。各鎮(zhèn)（街）、轄區(qū)內(nèi)各礦山企業(yè)要在汛期前組織有關(guān)專業(yè)人員對轄區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災害進行調(diào)查摸底，摸清轄區(qū)內(nèi)對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅的易發(fā)區(qū)、危險點情況，編制防災方案，及時妥善處理存在的隱患，做到萬無一失。國土資源部門要做好地質(zhì)災害防治“工作明白卡”和“避險明白卡”制作、發(fā)放工作，“工作明白卡”要做到一點一卡，“避險明白卡”要做到受地質(zhì)災害威脅的住戶每戶一卡，切實提高受災群眾的防災意識和避險能力。
（五）努力改善礦山生態(tài)環(huán)境。各礦山主管部門、環(huán)保部門和國土資源部門，要按照各自工作職責，加大對礦山生態(tài)環(huán)境的監(jiān)管力度，督促礦山企業(yè)嚴格執(zhí)行“三同時”制度，增加礦山生態(tài)環(huán)境治理經(jīng)費投入，落實地質(zhì)災害監(jiān)測、預防和治理措施。
（六）認真落實地質(zhì)災害防治經(jīng)費。各鎮(zhèn)（街）要把地質(zhì)災害防治工作納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃，在年度計劃和預算中安排地質(zhì)災害防治專項資金，確保地質(zhì)災害及其隱患得到及時監(jiān)測、預報、調(diào)查、勘查和治理，確保群測群防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效運行。
（七）擴大宣傳，加強培訓。各級各有關(guān)部門要加強地質(zhì)環(huán)境法律法規(guī)及防災避險相關(guān)知識培訓，提高有關(guān)人員和廣大人民群眾的防災御災意識和臨災處置能力。
（八）嚴格實行汛期巡查、值班、災情速報和汛后總結(jié)制度。汛期是崩塌、滑坡、地面塌陷等地質(zhì)災害的易發(fā)期，6、7、8月份我區(qū)將進入汛期，各鎮(zhèn)（街）、轄區(qū)內(nèi)各礦山企業(yè)，要落實并強化汛期巡查、值班、災情速報和汛后總結(jié)四項制度。一要堅持汛期巡查制度。有關(guān)鎮(zhèn)（街）、轄區(qū)內(nèi)各礦山企業(yè)要堅持至少每月兩次和每周一次的定期巡查制度。巡查中要“以人為本”，對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅的易發(fā)區(qū)、危險區(qū)要設(shè)立警示牌。二要層層落實汛期值班制度。有關(guān)鎮(zhèn)（街）及重點地質(zhì)災害危險區(qū)所在礦山企業(yè)和村（居）要設(shè)立聯(lián)系電話，并向社會公開，安排人員24小時值班。三要健全災情速報制度。如遇突發(fā)性地質(zhì)災害要立即組織有關(guān)部門到現(xiàn)場進行應急調(diào)查處理，并及時上報有關(guān)情況。四要認真做好汛后總結(jié)。要對汛前調(diào)查、汛期值班、巡查和現(xiàn)場調(diào)查等情況進行記錄，汛后及時對本年度汛期地質(zhì)災害防治工作進行總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】煤礦；地質(zhì)災害；防治措施
引言
由于地質(zhì)相對復雜，煤炭開采過程中很容易出現(xiàn)地質(zhì)災害，這些地質(zhì)災害直接危害礦區(qū)居民的生命和財產(chǎn)的安全，地質(zhì)災害的產(chǎn)生和延續(xù)，使人們無法安居樂業(yè)，治理災害的工程量巨大，耗資不菲，工期較長。因此，需要及時找出相應的災害治理措施，以免造成更大的災害。
1 煤礦地質(zhì)災害的特點
群發(fā)性，采煤工程破壞地質(zhì)環(huán)境的平衡。引起地質(zhì)環(huán)境的反饋，其反饋行為所導致的災害往往不是孤立的，常在同一煤礦區(qū)某一時段集中形成災害群。衍生性，原生環(huán)境地質(zhì)災害還常常衍生一連串的次生災害，形成一系列有成因聯(lián)系的災害鏈。例如煤礦生產(chǎn)對環(huán)境的影響可分為直接的（通常是長期的）和間接的（通常是短期的），但兩種類型的環(huán)境影響結(jié)果可以認為是一種連鎖反應。區(qū)域性（如下圖所示），就各種災害的內(nèi)部聯(lián)系而言，它們受一定區(qū)域性條件控制，如受區(qū)域性構(gòu)造條件、區(qū)域性煤系巖性組合特征、區(qū)域性煤變質(zhì)條件、區(qū)域性地理條件和區(qū)域性氣候條件的控制和影響。因此，在災害時空演化和分布上表現(xiàn)出區(qū)域性的特點。發(fā)災持續(xù)時間的多樣性，煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤塵爆炸、礦井突水、頂板冒落等災害，往往具有突發(fā)性，發(fā)災時間短、強度高，破壞性大。
圖1 地質(zhì)災害區(qū)域特征
不可避免性和可防御性，煤礦環(huán)境地質(zhì)災害是按一定規(guī)律、達到一定程度后發(fā)生的。在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，乃至今后一定時期內(nèi)，要完全避免是不可能的。但這些災害又是可以防御的，隨著研究的深入、經(jīng)驗的積累，依靠科技進步進行預測預報和積極治理，對災害進行控制，減少災害，減輕災害損失是可能的。
2 煤礦地質(zhì)災害產(chǎn)生原因
2.1 客觀原因
采礦過程，從地殼內(nèi)部挖出了極為巨大量的礦石和巖石。誠然，不論采礦的手段是鉆采、坑采，還是露天開采，還是液采，實際上都是肢解地殼的機體，過后會留下千瘡百孔的空洞。這就使本來呈自然平衡的地殼，出現(xiàn)了新的不平衡和不諧調(diào)，導致了地殼物質(zhì)的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山地質(zhì)災害的本質(zhì)原因。采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水，這又造成地下水的不平衡，進而導致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。
2.2 主觀原因
相當長時期以來，地方和民營小煤礦等如雨后春筍般發(fā)展，它們與國營大礦山爭奪資源或單獨或寄生于國營大礦山之上，每個小礦山在大礦山上挖一個洞，宛如一個個瘡疤，極易發(fā)生瓦斯泄露和透水等事故。
3 實例分析
3.1 地質(zhì)災害概況
某煤礦位置屬構(gòu)造侵蝕中山地形地貌。地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，地形起伏較大，構(gòu)造不發(fā)育，在井田區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流、潰壩等地質(zhì)自然災害。礦區(qū)所處位置為山區(qū)，年降水量1502.2mm，雨量頗豐，多集中在6～9四個月，汛期常會在短時間內(nèi)形成集中降水，水量較大，是誘發(fā)山洪、泥石流、滑坡等地質(zhì)災害的主要原因。煤礦在開采過程中，采空區(qū)上方的地表可能會出現(xiàn)裂縫或塌陷坑等地質(zhì)災害，多集中于山體林地內(nèi)。因此，要加強地質(zhì)災害防治工作，防止地質(zhì)災害事故發(fā)生。
3.2 地質(zhì)災害防治措施
3.2.1 加強地質(zhì)災害排查工作
地質(zhì)災害防治監(jiān)測小組負責每月對礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)災害隱患點組織不少于一次“拉網(wǎng)式”排查；每次大雨過后要臨時增加一次地質(zhì)災害排查，對排查中發(fā)現(xiàn)的隱患由相關(guān)科室負責人及時制定防治方案，限期整改并監(jiān)督落實。每年汛期來臨之際，地質(zhì)災害防治工作領(lǐng)導小組辦公室安排人員負責礦區(qū)范圍內(nèi)的巡查工作，重點巡查具有潛在重大危害的滑坡和地面塌陷、塌方等可能因暴雨誘發(fā)的隱患點。對查出的隱患地點，要設(shè)立醒目、永久的警示標志，并及時納入群測群防監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，采取有效的防災減災措施。
3.2.2 認真履行職責，加強制度建設(shè)
煤礦的地質(zhì)災害防治工作實行統(tǒng)一管理，分工協(xié)作的原則，地質(zhì)災害防治辦公室負責全礦區(qū)地質(zhì)災害防治的組織、協(xié)調(diào)、指導和監(jiān)督工作，各監(jiān)測人員按照各自職責負責相關(guān)的地質(zhì)災害防治工作。全礦要進一步加強地質(zhì)災害各類制度建設(shè)，形成全員防災、群測群防、責權(quán)分明的地質(zhì)災害防范機制，盡職盡責，全力以赴做好地質(zhì)災害防治工作，確保礦區(qū)人員的生命財產(chǎn)安全。
3.2.3 加強組織領(lǐng)導，落實工作責任
全礦各相關(guān)科室負責人要把地質(zhì)災害防治工作列入日常重點工作安排，堅持不懈的抓好地質(zhì)災害防治工作，確保各項防治措施落實到位。建立和完善工作責任制，明確具體責任人，做到任務到人，責任到人。
3.2.4 堅持汛期值班和災情速報制度
在汛期實行地質(zhì)災害值班制度，地質(zhì)災害防治工作領(lǐng)導小組組長及成員保持24小時通訊暢通，一旦出現(xiàn)險情領(lǐng)導小組所有成員要在第一時間趕赴現(xiàn)場，協(xié)調(diào)、指揮組織搶險人員進行搶險救災和善后處理工作。災情嚴重時，要立即啟動應急救援預案進行搶險救援。同時，按照災情速報制度，迅速上報災情。對發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災害隱患地點，應立即組織應急調(diào)查，確認險情，采取措施進行避險和防范。
3.2.5 建立健全地質(zhì)災害群測群防體系
為切實做好地質(zhì)災害防治工作，充分發(fā)揮煤礦群測群防網(wǎng)絡(luò)體系的監(jiān)測作用。地質(zhì)災害防治工作領(lǐng)導小組聯(lián)系人要配合地質(zhì)災害防治領(lǐng)導小組，切實落實群測群防網(wǎng)絡(luò)人員對礦區(qū)范圍內(nèi)各類地質(zhì)災害隱患點的嚴密監(jiān)控工作，嚴格落實地質(zhì)災害群測群防責任制度，切實加強地質(zhì)災害防治管理工作。
3.2.6 認真落實各項地質(zhì)災害治理措施
礦區(qū)一旦發(fā)生地質(zhì)災害后，地質(zhì)災害防治領(lǐng)導小組要嚴格按照已備案的煤礦地質(zhì)災害應急救援預案，落實治理資金、人員進行地質(zhì)災害監(jiān)測，并定期向相關(guān)管理部門上報監(jiān)測數(shù)據(jù)和資料，切實把地質(zhì)災害的損失降到最低。
在煤炭開采之前對可能引發(fā)的地質(zhì)災害進行預測是十分重要的環(huán)節(jié)，對于有可能產(chǎn)生的災害應遵循“以防為主，避讓和治理相結(jié)合”的方針。在煤炭開采過程中，對于可能產(chǎn)生地面塌陷及地裂縫等地質(zhì)災害的煤礦，可采取特殊的開采方法和頂板管理措施，以防止或減少地面塌陷地地裂縫等地質(zhì)災害的產(chǎn)生，對塌陷的地表隨時進行綜合治理，以恢復和進一步改善礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量，使治理后的環(huán)境比原有環(huán)境質(zhì)量更好。
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（4）分站具有獨立性和兼容性。分站可以顯示及參數(shù)設(shè)置，可以現(xiàn)場對分站的參數(shù)進行設(shè)置，并且顯示實測數(shù)據(jù)，獨立工作而無須其它輔助設(shè)備。
（5）軟件具有循環(huán)檢測、單點追蹤、定時檢測等各種檢測手段，提供數(shù)據(jù)的查、改、刪等編輯功能，圖形處理、報表處理等分析手段，且具有水位超限報警、傳感器出水面報警等系統(tǒng)安全運行報警功能。
（6）具有遠程終端顯示及上傳等其它功能。
5 結(jié)論
通過該系統(tǒng)的應用，不但免去了繁重的人工計量工序，還大大提高了礦井防治水害方面的科技含量，確保了水情監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性、準確性，對礦井各處水文水量情況有了動態(tài)掌握，不但為潘謝礦區(qū)A組煤的開采提供寶貴的數(shù)據(jù)，還在預防礦井水害確保礦井安全方面起到重要作用。
[論文關(guān)鍵詞]危險性評價煤與瓦斯突出瓦斯抽放災害治理新技術(shù)
[論文摘要]在分析煤礦安全科技工作現(xiàn)狀和趨勢基礎(chǔ)上，介紹了近年來我國瓦斯災害防治技術(shù)研究取得的進展和新成果。通過“十五”科技攻關(guān)項目的研究，提出了瓦斯煤塵爆炸危險性評價方法，研究出了基于瓦斯地質(zhì)、地質(zhì)動力區(qū)劃、電磁波探測方法的煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術(shù)和基于AE聲發(fā)射、電磁輻射和瓦斯涌出等原理的煤與瓦斯突出非接觸連續(xù)預測技術(shù)，實驗成功了高瓦斯煤層群開采保護層瓦斯災害綜合防治及順煤層強化抽放等技術(shù)，開發(fā)了礦井通風系統(tǒng)監(jiān)測、可靠性評價分析及決策控制技術(shù)。另外還分析了我國煤礦安全所面臨的挑戰(zhàn)和急需開展的科技研究工作。
1概述
瓦斯是我國煤礦的主要災害因素之一，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害嚴重威脅著我國煤礦的安全生產(chǎn)。由于災害因素多、治理難度大，礦井瓦斯一直是我國煤礦安全工作的重點和難點。目前，我國所有煤礦均為瓦斯礦井，據(jù)統(tǒng)計，在100個國有重點煤炭生產(chǎn)企業(yè)的609處礦井中，高瓦斯礦井占26．8％，煤與瓦斯突出礦井占17．6％，低瓦斯礦井占55．6％。國有地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井占15％左右。部分局礦的情況更為嚴重，如淮南礦業(yè)集團所屬11對礦井均為突出礦井，平頂山煤業(yè)集團所屬的13對礦井也全部為高瓦斯或突出礦井。
瓦斯災害已成為制約煤礦安全生產(chǎn)和煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素，為此，國家煤礦安全監(jiān)察局實施了“科技興安”戰(zhàn)略，并提出了“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”的瓦斯治理“十二字方針”，與此同時，我國的各類科技計劃也逐步加強了瓦斯災害治理技術(shù)研究開發(fā)的支持力度?！笆濉币詠?，科研院所、高等院校及企業(yè)以產(chǎn)學研結(jié)合方式開展了攻關(guān)研究，在瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出預測、保護層開采、順煤層瓦斯抽放及礦井通風系統(tǒng)監(jiān)測、評價與決策控制等方面取得了重大進展，并獲得了一批重要的科技成果。
2瓦斯治理技術(shù)研究的新成果
2．1瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術(shù)
瓦斯煤塵爆炸一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)的重大災害之一。近年來，我國在煤塵著火機理及瓦斯煤塵爆炸機理研究方面，建立了粉塵云著火及燃燒過程簡化模型，得出了粉塵空氣混合物點火過程中慢速導熱燃料模式到快速輻射燃燒模式的轉(zhuǎn)變具有爆炸特征，試驗系統(tǒng)中點火誘導期與高溫固體顆粒燃料產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)和燃燒陣面中的熱輻射有關(guān)，在爆炸極限范圍內(nèi)顆粒相濃度與顆粒點立溫度越低火焰加速效果越明顯，輻射熱損失可能導致燃燒區(qū)域的重構(gòu)，粉塵空氣混合物火焰穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化等重要結(jié)論；通過研究得出了瓦斯煤塵共存條件下煤塵云著火特征參數(shù)計算方法，揭示了瓦斯爆炸過程中爆炸波和火焰的變化特征。
在取得上述成果的基礎(chǔ)上，建立了礦井瓦斯煤塵爆炸危險性評價模型，用事故樹方法分析了掘進、采煤工作面瓦斯煤塵爆炸發(fā)生的影響因素擴權(quán)重、可能發(fā)生事故的模式和避免爆炸事故發(fā)生所要采取的途徑。確立了礦井采煤工作面、掘進工作面瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價指標體系，并將指標分為爆炸易發(fā)性指標和爆炸后果嚴重性指標。前者包括自然因素、技術(shù)因素、管理因素和經(jīng)濟因素四方面指標，后者包括煤塵爆炸指數(shù)、沉積煤狀況、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作業(yè)人員、以往事故損失及礦山救護能力等。開發(fā)出了瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術(shù)和專家系統(tǒng)軟件，并建立了瓦斯煤塵爆炸的危險性評價和防治專家系統(tǒng)。
2．2煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術(shù)
采用瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的方法進行突出區(qū)域預測，一直是國內(nèi)外的研究方向?！笆濉庇媱澮詠?，我國煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術(shù)取得重要成果：
(1)我國采用瓦斯地質(zhì)方法，建立了瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的多技術(shù)(數(shù)字地震勘探、無線電波透視和構(gòu)造軟煤測井曲線識別)集成的多尺度(礦井突出區(qū)和工作面突出帶)瓦斯突出區(qū)域預測瓦斯地質(zhì)新方法；提出了以瓦斯地質(zhì)單元基礎(chǔ)的由構(gòu)造軟煤厚度(H)和煤層瓦斯壓力(P)相配套的突出區(qū)域預測瓦斯地質(zhì)指標，初步確定構(gòu)造軟煤厚度的突出臨界值為0．90m；
(2)開發(fā)了具有信息輸入、動態(tài)管理和空間分析功能的瓦斯突出區(qū)域預測WebGIS信息平臺，實現(xiàn)了瓦斯突出區(qū)域瓦斯地質(zhì)方法的自動化和可視化；
采用地球物理探測技術(shù)，形成了一套礦井瓦斯富集部位地震探測技術(shù)與方法，建立了由3D3C地震技術(shù)、AVO技術(shù)、地震反演技術(shù)、地震屬性分析技術(shù)、地震波形分類技術(shù)、瓦斯地質(zhì)技術(shù)等構(gòu)成的瓦斯富集部位地質(zhì)—地震預測模式，形成了瓦斯富集部位探測的核心技術(shù)；
(3)采用地質(zhì)動力區(qū)劃的方法，確定了活動構(gòu)造和巖體應力狀態(tài)對突出的影響，并劃分出應力升高區(qū)、應力降低區(qū)和應力梯度。為此開發(fā)了突出多因素模式識別概率預測計算機軟件，確定了活動斷裂、最大主應力、應力梯度等8個主要影響因素，并可方便地劃分突出的危險區(qū)、威脅區(qū)和安全區(qū)，開發(fā)出了突出區(qū)域預測決策分析系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了圖、文、聲和像的可視化；
(4)采用電磁波透視技術(shù)，成功研制出了探測煤層瓦斯災害易發(fā)區(qū)的技術(shù)和裝備，建立了電磁波反射和吸收特征數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)異常體的識別系統(tǒng)，得出了瓦斯災害易發(fā)區(qū)分布規(guī)律，提出了判定瓦斯災害易發(fā)區(qū)的敏感指標和臨界值，形成一套適于瓦斯災害易發(fā)區(qū)的判識方法。
這些技術(shù)成果的研究和應用，完善并發(fā)展了我國煤礦瓦斯突出區(qū)域預測技術(shù)體系，提高了突出預測的準確性，非突出危險區(qū)預測準確性達到100％，突出危險區(qū)預測準確性超過70％，最大限度地降低了掘進和回采過程中的瓦斯影響，顯著提高掘進速度和提高回采工作面產(chǎn)量。
2．3煤與瓦斯突出動態(tài)預測技術(shù)
煤與瓦斯突出的非接觸式預測是通過對瓦斯或煤體本身的信號的實時監(jiān)測而進行的連續(xù)動態(tài)預測技術(shù)。這種方法具有測試簡單、不與生產(chǎn)發(fā)生沖突、實時連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點。因此，非接觸式連續(xù)預測是目前突出預測的主要研究方向。在“九五”攻關(guān)成果的基礎(chǔ)上，針對掘進工作面煤與瓦斯突出非接觸動態(tài)預測預報的需要，分別研究出了基于動態(tài)瓦斯涌出規(guī)律原理、AE聲發(fā)射原理和電磁輻射原理的工作面突出危險性連續(xù)監(jiān)測技術(shù)與裝備。
通過分析瓦斯涌出動態(tài)變化規(guī)律與突出危險性的關(guān)系、實時監(jiān)測瓦斯動態(tài)涌出特征波形、提取與突出危險性相關(guān)的特征指標，建立了煤巷掘進炮后30分鐘的噸煤瓦斯動態(tài)涌出量指標、瓦斯涌出變異系數(shù)指標、炮后瓦斯涌出最大速率指標等連續(xù)預測指標，研究確定了這幾種指標與炮掘工作面突出危險性的關(guān)系及指標臨界值，以此綜合判斷工作面所處地點的安全狀況以及前方的潛在危險性，實現(xiàn)了炮掘工作面瓦斯動態(tài)涌出預測，為我國煤礦提供了一種新的瓦斯涌出量預測方法和煤與瓦斯突出預測工藝技術(shù)；
開發(fā)出了一套AE聲發(fā)射監(jiān)測煤與瓦斯突出的技術(shù)裝備，提出了AE聲發(fā)射濾噪綜合處理技術(shù)和方法，通過阻噪、隔噪、抑噪、濾噪和有效AE信號提取等途徑，實現(xiàn)了有效濾噪的目的，取得了歷年來濾噪研究中最有突破性進展的研究成果，研究出了包括傳感器在內(nèi)的AE聲發(fā)射預測工藝技術(shù)，分析和總結(jié)了煤巖破壞AE聲發(fā)射規(guī)律、AE聲發(fā)射與瓦斯動力災害的關(guān)系；
通過連續(xù)監(jiān)測含瓦斯煤巖流變破壞過程中產(chǎn)生的電磁輻射信號強度和脈沖數(shù)及其變化的研究，實現(xiàn)了對煤與瓦斯突出等煤巖動力災害現(xiàn)象的預測預報，研究并揭示了電磁輻射與煤與瓦斯突出影響因素間的關(guān)系，提出了臨界值法與動態(tài)趨勢法相結(jié)合的煤巖動力災害預警方法，開發(fā)成功了煤巖動力災害非接觸電磁輻射連續(xù)監(jiān)測儀，實現(xiàn)了煤巖動力災害的非接觸、連續(xù)動態(tài)監(jiān)測及煤與瓦斯突出預警。
2．4高產(chǎn)高效礦井瓦斯災害綜合治理技術(shù)
加強瓦斯災害的治理是防止煤礦重特大事故發(fā)生的重要保證。高瓦斯煤層群保護層開采、低透氣性煤層瓦斯強化抽放、巷道邊掘邊抽等技術(shù)是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤礦瓦斯治理的重點和難點。在煤層群保護層開采方面，通過開展了保護層作用機理的研究，利用三維離散單元法對淮南礦區(qū)保護層開采后，采空區(qū)頂、底板煤巖體應力重新分布的規(guī)律、頂?shù)装遄冃魏推茐奶卣鬟M行了數(shù)值模擬研究，從理論上計算了保護層開采后卸壓范圍向頂、底板方向發(fā)展的深度，為確定被保護層的保護效果和卸壓范圍提供了可靠的理論依據(jù)。
針對首采保護層開采時，上下高瓦斯突出煤層的瓦斯集中向首采工作面涌出的特點，并考慮到確保和提高防突效果的要求，試驗成功了多種首采層瓦斯綜合治理技術(shù)措施：
保護層底板巷道+上向穿層鉆孔抽放瓦斯技術(shù)、被保護層頂板煤(巖)巷道+下向穿層鉆孔抽放技術(shù)、首采層(保護層)頂板巷道抽放技術(shù)、首采層(保護層)頂板走向鉆孔抽放技術(shù)、首采層(保護層)工作面采空區(qū)埋管抽放技術(shù)、首采層(保護層)掘進工作面邊掘邊抽技術(shù)。在試驗研究中還在實際層間距70m(相對層間距35倍)近水平煤層群的下保護層開采和80-90~急傾斜近距離煤層群的下保護層開采上取得了重大進展；轉(zhuǎn)在順煤層強化抽放方面上，通過試驗和理論研究，形成了一套在順煤層鉆孔中運用高壓水射流擴孔和鉆擴一體化技術(shù)提高瓦斯抽放效果的成套技術(shù)和裝備，以及對石門揭煤抽、排瓦斯鉆孔擴孔的工藝技術(shù)和方法。擴孔后鉆孔直徑達到200-300mm，為擴孔前的4．5倍，最大擴孔直徑達619．9mm。擴一個鉆孔的時間相當于施工一個鉆孔時間的1／6，而一個擴孔鉆孔的抽排放瓦斯及防突效果相當于2個以上的鉆孔，明顯提高了瓦斯抽放的效果；
在瓦斯抽放效果評價方面，研究了根據(jù)煤層的最小突出瓦斯壓力、瓦斯含量為依據(jù)，合理確定評價預抽防突措施有效性的預抽率指標和臨界值的方法。下向鉆孔及深孔預裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技術(shù)途徑。通過試驗研究，解決了下向鉆孔施工中的排渣、排水等技術(shù)難題，取得了下向孔鉆探長度達到70．1m的良好效果。研究中完善了適合于高瓦斯低透氣性、有突出危險煤層深孔控制預裂爆破強化抽放瓦斯技術(shù)和石門快速揭煤技術(shù)；
對于單一低透氣性突出煤層巷道掘進的瓦斯抽放技術(shù)難題，通過理論分析和試驗研究，發(fā)現(xiàn)煤層巷道掘進工作面和巷道兩幫的煤體在松動和原始煤體之間存在的隨巷道向前掘進而向前移動的蠕變“u”形圈，在“u”形圈內(nèi)煤層的透氣系數(shù)成百倍地增加；
分析了煤層賦存參數(shù)、瓦斯抽放參數(shù)對抽放鉆孔抽放瓦斯效果的影響，確定了有效抽放半徑與抽放時間的關(guān)系、抽放負壓和抽放量的關(guān)系，并據(jù)此合理布置邊抽邊掘鉆孔，其截流抽放瓦斯率可達到30％以上，并且煤體的強度有較大增加。
2．5礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價與決策技術(shù)
礦井通風是保障煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，合理的通風是防止瓦斯積聚、抑制煤炭自燃和火災蔓延擴大的重要手段，通風系統(tǒng)布置不合理或管理不當，則是導致瓦斯積聚和自然發(fā)火及造成瓦斯、火災事故進一步擴大的主要原因。集約化生產(chǎn)的大型礦井實行一礦一面已成趨勢，要求通風系統(tǒng)具有更強的穩(wěn)定性、可靠性和合理性，具有較強的抗災能力。
我國開展了礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術(shù)的研究，建立了基于評價指標體系和網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的兩種礦井通風系統(tǒng)可靠性評價理論體系、評價方法和數(shù)學模型，開發(fā)了智能化、可視化通風系統(tǒng)可靠性評價和決策支持系統(tǒng)軟件。
在災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術(shù)方面，研究并完善了一維動態(tài)模擬技術(shù)，開發(fā)了礦井災害風流流動模擬的GIS顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井災變動態(tài)模擬結(jié)果在礦井通風系統(tǒng)圖各巷道通風參數(shù)的動態(tài)顯示，提高模擬結(jié)果與各巷道的對應性，減少礦井災害防治及救災決策中應用災變狀態(tài)各參數(shù)的失誤率，提高決策效率。研究出了礦井火災區(qū)域內(nèi)煙流流動的三維數(shù)值模擬研究和礦井巷道中火災煙流流動的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
在通風系統(tǒng)自動調(diào)控方面，研究成功了井下自動控制風門及遠程控制技術(shù)，研制出了帶有卸壓窗和撞桿自動開啟裝置的遠程自控風門，實現(xiàn)了井下人、車信號分離，采用控制命令分級管理的方法，徹底貫徹了“生產(chǎn)服從救災，行人服從行車”的風門管理理念，有效地提高了通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性。
作為配套技術(shù)研究，將礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術(shù)、礦井災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術(shù)和井下風門遠程控制技術(shù)等有機整合成一體，開發(fā)了軟件平臺，初步實現(xiàn)了礦井通風系統(tǒng)從監(jiān)測、分析、決策到控制等各環(huán)節(jié)的閉環(huán)運行。
3存在的問題和急需開展的研究
煤炭是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)能源，煤礦安全是煤炭工業(yè)走新型工業(yè)化道路、可持續(xù)發(fā)展的前提和保證。瓦斯災害治理是煤礦安全工作的重點。對煤礦瓦斯災害進行監(jiān)測監(jiān)控、預警防治等瓦斯綜合治理技術(shù)措施，是減少煤礦傷亡事故，提高安全生產(chǎn)水平的重要手段。目前，煤礦安全工作面臨兩大的挑戰(zhàn)：
一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，生產(chǎn)高效集約化程度的提高，瓦斯涌出量倍增，產(chǎn)塵強度大幅度上升，通風壓力增大，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害事故的預防難度增大；
二是礦井生產(chǎn)水平的逐年延伸，地應力增大，瓦斯涌出量也增大、煤與瓦斯突出和沖擊地壓危險性增加，惡化了煤礦生產(chǎn)條件，增大了生產(chǎn)中的不安全性。為此，煤礦安全技術(shù)也需從兩個方面開展攻關(guān)研究：
(1)根據(jù)礦區(qū)煤層條件不同、瓦斯賦特征不同、生產(chǎn)條件的變化，采用新的科技手段進一步完善提高現(xiàn)有瓦斯災害治理技術(shù)體系并進行適應性研究，如采用現(xiàn)代通訊技術(shù)、自控技術(shù)、計算機技術(shù)和傳感技術(shù)，解決我國現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)相互不兼容、無法互聯(lián)互通的技術(shù)難題；
(2)不斷解決瓦斯治理技術(shù)研究中出現(xiàn)的新問題，如伴隨我國東部深井開采帶來了“三高”和深部礦井的延期突出問題，松軟低透氣性煤層長鉆孔瓦斯抽放技術(shù)難題。這些問題急需開展科技攻關(guān)加以解決。
4結(jié)論
瓦斯災害治理新技術(shù)在淮南礦區(qū)進行了試驗和應用，取得了經(jīng)濟、社會、安全環(huán)境的多重效益。這些研究成果對我國煤礦生產(chǎn)條件和瓦斯災害特點具有很強的針對性和適應性，具體成果表現(xiàn)為：
(1)瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術(shù)在淮南潘三礦、張集礦應用表明，評價結(jié)果準確可靠，具有很強的操作性和實用性，為預防煤礦瓦斯煤塵爆炸提供了重要技術(shù)支撐。
(2)瓦斯地質(zhì)、動力區(qū)劃和地球物理探測方法的煤與瓦斯突出預測技術(shù)是經(jīng)實踐證明是有效的，是減小防突工程量、提高防突效果的保障技術(shù)措施。
(3)AE聲發(fā)射、電磁輻射等非接觸連續(xù)監(jiān)測技術(shù)取得了突破性進展，并進入實用化和產(chǎn)業(yè)化階段。
關(guān)鍵詞：煤礦開采 瓦斯災害 生態(tài)環(huán)境
近些年來大規(guī)模的煤礦開采給人們帶來了巨大的物質(zhì)財富，但也給人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響。尤其是一些中小型煤礦的違規(guī)違章操作給人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大損失。因此，研究各種環(huán)境地質(zhì)問題產(chǎn)生的機理及預防、處理措施對保證人們生活和生產(chǎn)活動的正常進行有著十分重要的意義。
1、采煤引起的各種地質(zhì)災害與環(huán)境影響
1.1瓦斯災害
煤礦瓦斯是在開采過程中，從煤層或圍巖中涌出的各種有害氣體的總稱，主要成分為沼氣（CH4）。
瓦斯爆炸是一定濃度的沼氣在引火源誘發(fā)下產(chǎn)生的激烈氧化反應，爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體，造成人員傷亡和井巷設(shè)備的嚴重破壞，還揚起煤塵，形成連續(xù)爆炸，產(chǎn)生大量的一氧化碳，致使井下人員傷亡，是煤礦事故中破壞性很強的重大災害事故。
1.2采礦引起的地面沉降，河流斷流和建筑物地基的破壞
埋藏于深部的煤層，未開采以前，煤層承受著上覆巖體的重力，處于穩(wěn)定狀態(tài)，很少發(fā)生不良的工程地質(zhì)現(xiàn)象。當煤層開采后，采空區(qū)的上覆巖層形成垮落帶，導水裂隙帶和地表彎沉帶，若繼續(xù)向上發(fā)展會造成地面沉降，地表形成低洼地，由于地表潛水位較淺，在沉降低洼處地下水位接近或高于地表，會在地表形成沼澤區(qū)或積水池。
1.3采礦引起采空區(qū)地表開裂
由于采煤，地下形成采空區(qū)，采空區(qū)上方的巖層易產(chǎn)生變形，一般會形成垮落帶、導水裂隙帶和地表彎沉帶（三帶）。根據(jù)各礦煤層厚度、開采規(guī)模、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等的不同，其三帶規(guī)模也不大相同。
如煤層?。ǎ?m）、采空區(qū)高度有限、煤層上方有巨厚的堅硬灰?guī)r存在以及斷層和節(jié)理不發(fā)育，則垮落帶高度有限，地表彎沉帶也不明顯，地表也不形成開裂。如煤層較厚（一般＞2m）、相應煤巷高度大，煤層上方煤系軟弱地層較厚、構(gòu)造斷裂較發(fā)育、三帶發(fā)育均良好，則會在地表形成較為明顯的地表開裂現(xiàn)象，形成具有一定方向性的地裂縫，地裂縫長度和寬度各不相同。由于煤層的開挖，在地下形成采空區(qū)，改變了巖體內(nèi)的天然應力場，應力將重新分布以達到新的平衡狀態(tài)。采空區(qū)內(nèi)部壓力消失，巖體聚積的彈性能被釋放，造成采空區(qū)附近地層巖體移動與變形，這種變形從采空區(qū)傳遞至地表，就形成了地表塌陷、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象。如汛期強降雨，會加劇地面下沉，可能導致漏油事故，將危及油庫附近工礦企業(yè)和居民的安全，而且可能對市區(qū)造成較大的危害。
1.4水土流失和水土污染
煤與水是自然界的共生資源，采煤必然影響水資源與生態(tài)環(huán)境。隨著采煤引起的水文地質(zhì)條件變異和對自然環(huán)境破壞程度的不斷加重，誘發(fā)水旱災害的程度也不斷加劇，由此帶來的環(huán)境問題也將越來越嚴重，出現(xiàn)了吃水難、耕地用水缺乏等問題。
采煤、洗煤、選煤加工過程中產(chǎn)生的各種廢渣廢液排放量很大，并含有大量的硫化物，經(jīng)風蝕，淋溶、水蝕作用，形成酸性水流入河道或滲入地下污染水源。同時含有的有害氣體污染大氣和環(huán)境。從而造成植被的大面積死亡，土層中大量的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)流失，造成土壤肥力下降；污染水切割農(nóng)田、淤積河道，既影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又形成了嚴重的生態(tài)和社會問題，致使生態(tài)環(huán)境嚴重惡化。
2、我國煤礦地質(zhì)環(huán)境保護的措施
技術(shù)措施積極開展煤礦環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，掌握煤炭開采過程中的地質(zhì)環(huán)境問題的類型、分布規(guī)律和危害特征。煤礦的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作主要做好以下方面：對礦區(qū)內(nèi)各種地質(zhì)災害，尤其是采動影響、煤矸石堆放引起的地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流等進行全面系統(tǒng)的調(diào)查，研究其形成條件、成因、分布規(guī)律、影響范圍、危害程度等，并針對性的實施連續(xù)監(jiān)測，對煤礦建設(shè)和開采過程中可能誘發(fā)或加劇的地質(zhì)災害進行預測、評估和預報。
建立礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，充分利用“3S”技術(shù)，逐步實現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，開展礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價工作。開展加強各類環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的同時，研究運用新型煤礦開采技術(shù)，做好煤炭開采規(guī)劃，合理地開發(fā)煤炭資源，實現(xiàn)煤炭企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
政策措施建立一支技術(shù)高，設(shè)備精良，素質(zhì)好的地質(zhì)災害監(jiān)測隊伍。建立地方群眾性監(jiān)測網(wǎng)。地質(zhì)災害的防治工作必須貫徹以防為主防治結(jié)合綜合治理原則。
建立生態(tài)補償機制。首要特色是健全公共財政體制，加大各地區(qū)財政轉(zhuǎn)移支付力度，積極推行資源有償使用；全面征收礦產(chǎn)資源補償費、水資源費，建立礦山自然生態(tài)環(huán)境治理備用金制度；嚴格實行排污收費制度。同時著眼于構(gòu)建長效機制，積極探索生態(tài)補償?shù)氖袌龌\作機制。
進行礦區(qū)瓦斯地質(zhì)調(diào)查，調(diào)查煤層瓦斯賦存、來源及分布規(guī)律，評價礦井瓦斯的涌出量、涌出特征，掌握影響瓦斯抽放的各類地質(zhì)條件及改良方法。
