煤礦隱蔽致災因素的危害和防治

生產技術部 杜曉山

煤礦隱蔽致災因素主要包括采空區，廢棄老窯（井筒）、封閉不良鉆孔，斷層、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集區，導水裂隙帶，地下含水體，井下火區，古河床沖刷帶、天窗等不良地質體等。其特點是具有隱蔽性、時變性和突發性，探測和預防難度大。因此，加強煤礦隱蔽致災因素普查尤為重要，是預防煤礦安全事故發生的重要技術手段。據不完全統計，在我國的煤礦重大事故中，與地質條件有關的各類事故約占80%，因此，國家煤礦安全監察局要求各煤礦建立隱蔽致災因素普查治理機制，全面普查煤礦隱蔽致災因素，并強制查明隱蔽致災因素。 　　

1 采空區的危害及防治 　　

1.1 采空區的危害 　　

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

1.2 采空區致災防治 　　

采空區致害的防治可從以下三方面做起：①及時排查、分析本礦的采空區積水情況，定期收集、調查、核實相鄰礦井和廢棄老窯的情況，并建立臺賬，深入研究本礦井積水區和礦界最少200 m范圍內相鄰礦井的采掘工程平面圖，及時修訂積水線、積水量、積水上下限標高、探水線和警戒線；②采用物探或化探等方法查清水文條件，然后采取相應的治理措施；③新開拓的采區、采掘工作面要進行水文地質條件分析，地質說明書要闡明受采空區積水威脅的情況，并制訂相應的探放水措施。 　　

2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害及防治 　　

2.1 廢棄老窯、封閉不良鉆孔的危害 　　

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

2.2 廢棄老窯、封閉不良鉆孔致災防治 　　

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

3 斷層、褶曲、裂隙的危害及防治 　　

3.1 斷層、褶曲、裂隙的危害 　　

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

3.2 斷層、褶曲、裂隙致災防治 　　

利用現場觀測和物探、鉆探等探測方法，了解斷層性質、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及巖性，斷層兩盤伴生裂隙發育程度，斷層富水性等，查明礦井邊界斷層和井田內落差大于5 m的斷層，并查明褶曲的位置、產狀、規模、形態和分布特點，了解褶曲與礦產的關系等。在斷層兩側嚴格按照《煤礦安全規程》和《煤礦防治水細則》留設安全保護煤柱，嚴禁開采防隔水煤柱等。

4 陷落柱的危害及防治 　　

4.1 陷落柱的危害 　　

陷落柱的危害主要有破壞煤層的連續性，在陷落柱區域形成無煤區，減少煤炭可采儲量；破壞頂底板，造成冒頂片幫等事故，并充當特殊的導水通道，造成水災事故。 　　

4.2 陷落柱致災防治 　　

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

5 瓦斯富集區的的危害及防治 　　

5.1 瓦斯富集區危害 　　

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

5.2 瓦斯富集區致災防治 　　

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

6 導水裂隙帶的危害及防治 　　

6.1 導水裂隙帶的危害 　　

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

6.2 導水裂隙帶致災防治 　　

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

7 地下含水體的危害及防治 　　

7.1 地下含水體的危害 　　

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

7.2 地下含水體致災防治 　　

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

8 井下火區的危害及防治 　　

8.1 井下火區的危害 　　

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

8.2 井下火區致災防治 　　

井下火區致災防治措施主要有以下三種：①嚴格按照煤礦安全規程和作業規程要求，在發火期內采完，及時永久密閉采空區；②加強采空區管理，要經常檢查，一旦發現高溫火點，應及時采取有效措施，防患于未然；③加強通風管理，減少漏風量，提高永久密閉質量。 　　

9 古河床沖刷帶、天窗等的危害和防治 　　

9.1 古河床沖刷帶、天窗等的危害 　　

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

9.2 古河床沖刷帶、天窗等致災防治 　　

采用走訪調查、鉆探、物探等方法對古河床沖刷帶、天窗等不良地質體進行探查，一旦發現不良地質，應及時、準確地標繪在采掘工程平面圖上，研究、總結其發育規律和分布規律，以有效指導礦井采掘設計和制訂防治措施。 　　

煤礦隱蔽致災因素的防治需要各方面相關人員齊心協力，按照“地質先行―物探跟進―鉆探驗證―綜合分析―預測預報”的工作模式，依據“地面、井下相結合，化探、物探、鉆探等多手段相配合”的探測思路開展工作。只有這樣，才能預防煤礦安全生產事故的發生，確保人民生命安全不受損害。