时间：2023-09-21 17:56:18
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇顶板灾害防治，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】冲击地压；灾害；防治措施
矿区冲击地压是井巷或工作面周围的煤岩体因其变形能的释放而出现的以急剧的破坏为特征的动力现象，并伴有巨大的声响和强烈的震动，会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。煤矿技术和管理人员必须注意冲击地压现象，分析和研究冲击地压的产生机理，预测其产生的位置，根据冲击地压的特征和矿井实际采取科学有效的预防措施，做好顶板事故的紧急处理措施。
1、冲击地压的产生机理
冲击地压产生机理非常复杂。一般认为：一是冲击地压是“矿体一围岩”系统平衡状态失稳破坏的结果；二是冲击地压多出现在采掘活动形成的应力集中区，在压力增加超过极限应力，并造成变形速度超过一定极限时即产生冲击地压。
2、冲击地压产生的区域与位置
产生冲击地压的煤层一般是脆性的、硬度较高并干燥的煤层，顶板非常坚硬、完整，大面积不冒落，伪顶与直接顶较薄甚至没有；在地质构造的向斜轴部、断层附近、煤厚或倾角产生突变地点，是冲击地压出现频繁的位置；两侧或三侧临空的半岛或孤岛形煤柱或岩柱附近易产生冲击地压；上层煤回采边界影响带内容易产生冲击地压，在承压区内掘进巷道可能造成冲击地压。
3、冲击地压的特点
冲击地压一般无明显预兆，不容易事先确定出现的时间、地点和冲击强度。冲击地压发生过程短暂，出现前顶板岩层活动加剧，支撑物产生变形，顶板或煤壁伴随巨大声响和强烈震动。它发生形式复杂多样，有煤层冲击，也有顶底板冲击和岩爆，多种条件下都可能发生冲击地压。它的破坏性较大，可能产生煤壁片帮、顶板下沉或底鼓，支架折损、巷道堵塞，出现人员伤亡。
4、冲击地压的防治措施
4.1预测预报。预测预报措施除经验类比法外，还有以下两类：一是以钻屑法为主的局部探测法，包括煤岩体变形观测法、流动地音法、煤岩体应力测量法及岩心“饼化”法等。二是系统监测法，包括地音系统监测法、微震系统监测法及其他地球物理方法等。
4.2开采保护层。多煤层开采时，要首先开采无冲击危险或冲击危险小的煤层作为保护层的方法，以降低潜在危险层的应力。
尽可能少留煤柱和避免孤岛开采。优化井田和采区设计，防止形成应力集中的煤柱和孤岛。
巷道布置尽可能把主要巷道和硐室布置在底板岩层中，回采巷道采用大断面掘进，防止巷道多处交岔。
合理的顶板控制方法。煤层有冲击倾向时，尽可能采用长壁式开采或全部陷落法控制顶板。
优化开采程序。在遇有断层和采空区时，尽可能采用由断层或采空区开始回采的顺序。不可相向开采。回采线尽可能呈直线，并按正确的开采速度推进，推进速度不可太大。
煤层预注水，降低煤体的弹性和强度；顶板预注水，降低顶板的强度和弹性，消除或降低冲击危害。
4.3解危措施
卸载钻孔：通过在煤层钻大直径的钻孔，使煤体应力状态发生变化，峰值向煤体深部转移。
卸载爆破：在高应力区进行钻孔爆破，改变支撑压力带的形态和减小峰值。
诱发爆破：通过爆破人为地诱发冲击地压的发生，以避免人员伤害和设备损失。
煤层高压注水。在工作面前方用高压水注入煤体，使煤体结构破坏，从而降低承载能力和压力。
5、顶板事故的紧急处理措施
对顶板冒落危险的处理要有效处置，可以停止生产，调集人力、物力进行处理，相关人员要无条件配合。
（1）采取有效手段全力控制冒顶区域两侧巷道，使其冒顶波及长度不再扩大。
（2）在冒顶支护稳定的情况下，按不同情况采取如下办法：一是在冒落顶部稳定的情况下，采取打木垛接顶的方式。二是在冒落区域围岩破碎、冒落较高的情况下直接向冒落区打排杆，实施撞楔法，隔断顶部冒落体。三是在冒落区域破碎，在比较技术、经济、安全因素后，可考虑改道。四是组织恢复通风网路，尽量保持冒顶区通风和对风流的调整。在积极处理冒顶的同时，应充分预见冒顶区给通风工作带来的影响，采取应急方案。
同时，在出现冒顶征兆时，在难以采取措施避免顶板冒落时，应组织人员迅速离开危险区，撤退至安全地点；人员在遇险时应靠煤帮贴身站立或到木垛处避灾。在出现冒顶来不及撤退至安全地点时，要靠煤帮贴身站立避灾，注意煤避片帮伤人；如靠近木垛时，可撤至木垛处避灾。遇险后要马上发出呼救信号；遇险人员要积极开展自救和互救，要采取切实可行的措施设法营救被掩埋人员，并尽可能脱离险区或转移到安全地点等待救援；被隔堵人员要积极配合外部的营救工作。
参考文献
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论文摘要：华丰煤矿地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重威胁。近年来,通过改造矿井生产系统、建立健全灾害预测与防治体系,控制了重大灾害的发生,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。
新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采历史的老矿,地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来,华丰煤矿通过开发和推广应用新技术,紧紧围绕矿井灾害综合治理,开展了技改挖潜和科学管理,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。
1矿井生产系统改造
1.1矿井运输系统改造
为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况,自行研制应用了3条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为1部可弯曲带式输送机,顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术,减少了设备投入。
根据薄煤层实际情况,将原使用的SGW-150C刮板输送机改造为SGW-430/55型刮板输送机,槽宽由630mm改为430mm,适应了薄煤层工作面特殊条件,减少了机电事故。
1.2通风系统改造
通风系统由原5个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通风系统稳定、合理,采掘工作面风量充足,在-210回风巷建挡风墙,形成两翼回风的通风系统;采用串联通风,降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式,构建3道密闭墙,封闭闲置巷道,提高五水平风量,保证安全生产。
1.3排水系统改造
为提高矿井排水能力,由原来的-90、-270、-450、-750多级排水改为-450、-750两级排水,对主排水泵进行扩排改造,推广PJ节能泵,淘汰低效水泵,增装Φ325mm排水管路2210m,排水能力提高2倍,年节电耗168万kWh。
1.4构建Webmrt集成化信息体系
建立了华丰煤矿集成化信息体系,使矿井安全监测数据处理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、企业预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享,提高了现代化管理水平。
2矿井集中化生产与单产单进的提高
华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产,为了实现矿井和生产水平的集中,将采煤队个数由7个减为4个,生产采区由4个减为2个,实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来,通过改造生产环节,推广先进技术,涌现出了年产45万t的炮采队和月掘318m的炮掘队。
在回采工艺上,大力推广毫秒爆破技术,自行研制窄型刮板输送机,下顺槽采用自移式转载机,配SPJ-800吊挂式皮带机运输。采用“1.1m顶梁、见三回一”支护,双抗带网护顶,推行正规循环作业,使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合,工作面单产提高1倍以上。
在掘进方面,改善钻、装、运环节,采用YT强力风动钻机,毫秒延期电雷管起爆,水胶炸药爆破进行钻爆法掘进,光面中深孔爆破,优化爆破参数,提高爆破效果;采用P-60B大功率扒装机,配合电瓶车运输,完善排矸系统,实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。
疏通生产环节,采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输,推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术,使单台设备运输长度由200m增加到1000m。
3深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护
在回采工作面顶板管理方面,完成了回采面顶底板分类及支护形式研究,厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法,解决了网下高档普采工艺问题,实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。
在掘进顶板管理方面,先后完成了4层煤顺槽锚背网支护,粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际,开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”,研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好,为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。
4灾害治理
(1)加大安全投入,保证资金到位,保证安全治理措施的落实施工。
(2)近几年华丰煤矿根据自然灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等10多项技术,有效地推动了矿井自然灾害的治理,节约资金达亿元以上。
(3)研究、推广应用先进的科学监测仪器和先进技术,完善监测手段,提高监测水平和质量。建成了冲击地压预测预报及定位系统、束管监测系统、微震监测系统、地面高压注浆减沉系统等,提高了灾害的防治能力。
[关键词] 矿井； 煤层顶板； 煤层底板； 灾害分类； 防治措施
煤矿安全生产是推动煤炭科学技术发展的重要动力，特别是在煤炭开采条件的约束下，对于煤矿现场围岩-支护关系的分析与认识，借助于巷道围岩的变形规律，加强对巷道支护技术的论证，从支护方式、支护手段上来提高煤矿安全生产的稳定性与可靠性。针对煤矿顶底板事故发生率的增长，从矿井生产工艺技术实际来重新分析矿井灾害的原因，采取必要的采场、巷道围护技术与监测方法，探讨矿井顶底板灾害的主要形式与发生规律，从而提出有针对性的防范措施，确保生产安全的有序与有效。
一 文家坝二矿矿井条件
本文所选矿井为水城矿业（集团）文家坝二矿，矿井地处黔西高原向黔中丘原的过渡地带，海拔标高大部份在+1400m以上，井田呈北东-南西向分布，北部以F28（AF4）断层与文家坝一矿相接，南部以SF4断层与碾子边井田相邻。可采、和大部可采煤层有6#、7#、16#、23#、27#、30#，局部可采煤层为2#煤层。可采和局部可采煤层煤类均为无烟煤，其中23#煤为光亮型，7#、30#煤为半亮型，16#、27#煤为光亮型，2#煤为半暗～半亮型，6#煤多为半亮型，以粉状、鳞片状为主。
1.1 地质构造
井田地处阿弓向斜中段，矿区内地质构造复杂程度为中等类型，含煤地层主要是二迭系龙潭组（P2l），含煤24～44层，一般30～33层。本井田煤层埋藏较浅，阿弓向斜两翼煤层倾角差别较大，南东翼煤层赋存绝大部分平缓，一般在3～12°左右，北西翼煤层较陡，倾角在20～40°，大断层不发育，落差（或地层断距）大于20m的仅9条，其中除F2030-2逆断层位于井田中部外，其余8条都位于井田边部，或其本身就是井田边界断层（如AF4、AF7、SF4、F61等），对井田内的煤层破坏不大；小断层则较发育。
1.2 顶底板地质条件
本矿区可采和局部可采煤层直接顶板多为泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、石灰岩，底板多为泥岩、“根土岩”，因此抗压强度低，遇水易软化。此外，顶、底板岩层中发育有多组裂隙，岩体结合力差，岩层稳固性差，底板遇水易膨胀。矿井开采煤层瓦斯含量高，均具煤与瓦斯突出危险性，各煤层无煤尘爆炸危险性，煤层具有自然发火倾向[1]。
1.3 巷道布置层位特征
可采煤层分为上下二组，上煤组包括6#、7#煤层，下煤组为16#、23#、27#和30#煤层。采用分组联合布置，主平硐按91°方位、7‰坡度布置至浅部家顺和核桃坝小矿井边界，1310水平大巷沿浅部小井边界布置，待越过小井边界后1310水平大巷穿层布置至一分区井田中部，然后布置一分区轨道石门及一分区1310车场，主平硐布置在茅口灰岩中，+1310水平大巷及1310轨道石门及车场均穿层布置，受场地条件限制，一分区进风排矸斜井和回风斜井布置在一分区北西翼的大土，井筒按314°方位角、25°倾角掘至一水平通过轨道石门与1310大巷连接。在距7#煤层底板约30m的细砂岩中布置采区轨道，运输和回风上山，该层为胶结细粒硬砂岩，平均厚度14.5m，层位稳定，三条上山通过一分区轨道斜巷与轨道石门连接。为了加快施工进度和减短建井工期，在工业场地西面直线距离约2.6km处的田坝寨布置措施井。
1.4 支护方式选择
主平硐基岩段采用锚喷支护；顶底板岩性稳定（如灰岩段）采用喷浆支护，穿过煤系地层或断层带时，如岩性较差，可采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护[2]，井颈段采用钢筋混凝土支护。一分区排矸进风斜井、一分区回风斜井基岩段采用锚喷支护，岩性较差段采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护，井颈段采用钢筋混凝土支护[3]。+1310水平大巷、井底车场、11采区运输上山、11采区回风上山、11采区轨道上山及底板瓦斯抽放巷等岩层巷道，一般采用锚喷支护，如岩性较差，可采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护。井下消防材料库、爆破材料发放硐室、等候硐室、采区变电所及躲避硐采用锚喷支护。煤仓、矸石仓、溜煤眼、溜矸眼、引风道及安全出口采用钢筋混凝土碹支护；工作面开切眼采用单体液压支柱支护[4]。
二 文家坝二矿顶底板灾害因素分析
2.1 主采煤层顶、底板岩性及稳定性分析
根据文家坝二矿地质报告来看，主要可采煤层6#煤层顶板主要为粉砂岩、粉砂质泥岩、砂质泥岩、细砂岩，加之各处受断层影响程度、节理发育程度、层理胶结强度各异，其稳定性具有复杂多变性[5]。6#煤层直接顶综合厚度与采高的比值K为0.8～2.67，其值介于周期来压强烈和无周期来压之间，在一分区统计的122个钻孔中有12个点为石灰岩，占9.8%，一般厚度为0.45～4.14m，平均厚度为1.92m；对7#煤层直接顶、底板岩性分析，煤层K值为0.21～5.78，在一分区统计的76个钻孔中有18个点为石灰岩，占23.68%，一般厚度为0.5～2.21m，平均厚度为1.33m，说明6#、7#煤层为周期来压强烈顶板，需要采取强制放顶措施来增强工作面支护安全。
2.2 对来自矿井地质因素的灾害分析
2.2.1 地质断层条件下对工作面的影响
由于受到地质挤压、拉伸，以及剪切力的影响，对于地质断层的出现所引起的局部采煤工作面的危害是十分复杂的，当断层与工作面的夹角越小时，其造成的顶板冒顶的危险更大，尤其是倾斜断层[6]。本矿井区域断层发育较高，结合勘探中的三围地震法、地质雷达、地质构造超前探测仪等仪器的使用，以最大化的了解地质特征，避免诱发冒顶事故。
2.2.2 地质褶曲与挤压对工作面的影响
从煤矿生产实践来看，对于大褶曲构造，往往影响煤层的倾角，而对于工作面压力的影响不是太大，相反，对于小褶曲，当褶曲倾向与工作面一致时，对于采空区出现的垮落岩石的影响，则很容易使得矿井顶板发生局部冒顶[7]。同时，挤压作用导致的对顶板岩层形成离层或破断，极易引起顶板短时急剧下沉现象，从而增加了冒顶的危险性。
2.2.3 节理、裂隙对工作面的影响
从对矿井中出现的节理与裂隙分析可知，人字形与草帽型节理裂隙较为常见，由于顶板受到来自裂隙长轴推进方向的作用力，如直立裂隙对直接顶的切割，从而造成顶板的下沉或水平移动，很容易诱发岩层水，使工作面出现掉碴或淋水；同时，直立裂隙还能够改变直接顶的垮落步距，造成老顶的大面积垮落。而对于斜裂隙，对于采空区造成片帮，对于煤层则造成伞檐或探头煤，给顶板管理增加困难[8]。
2.2.4 层理与破碎带对工作面的影响
层理是由于地质岩层的沉积而形成的岩层分界面，极易对于煤矿采动过程产生离层裂隙，其对工作面支架产生横向推力，容易引起支架的歪斜和倾倒，导致冒顶。而破碎带主要因地质原因而形成的工作面岩石或煤层破碎的现象，也给顶板管理带来困难。
2.2.5 采动裂隙对工作面的影响
采动裂隙主要与煤壁的支承压力有关，对于与工作面平行的煤壁裂隙，很容易在压力裂隙与节理裂隙相互作用下造成楔形岩块，从而诱发局部冒顶，而当工作面与节理方向一致时，容易加大裂隙的宽度，从而诱发大面积冒顶。
2.2.6 顶、底板岩石的物理性质的影响
从顶底板围岩的物理力学性质来看，岩石的厚度、硬度、层理、裂隙等因素是造成顶底板危害的重要原因，特别是对于老顶岩层坚硬，大面积开采所形成的悬露，一旦达到强度极限，极易造成岩层断裂而形成周期来压。
2.3 对来自矿井生产作业的灾害分析
2.3.1 开采深度的影响
开采深度直接影响原岩压力大小，造成巷道或工作面周围岩层内支承压力发生变化，从而对矿山压力影响明显。本矿井开采标高范围为+1900～+1100m。开采深度800m。首采工作面回风水平标高+1479.1m，但随着采深增加，采面或巷道支承压力必然增加，随着深度的增加，巷道围岩的“挤、压、膨”现象更为严重，从而导致煤壁片帮及底板鼓起的机率增加，由此也可能导致支架载荷增加[9]。
2.3.2 采高与控顶距的影响
对于于顶底板移近量的计算与采高与控顶距密切相关，采高越大，采出的空间越大，必然导致上覆岩层破坏严重，就单一煤层开采时的冒落带与导水裂隙带的总厚度与采高基本上成正比关系。如公式所示：SL=η×M×L（其中，SL表示岩层与顶板下沉量；L表示控顶距；M表示采高；η表示下沉系数，一般取0.025～0.05）。通常来说，对于最大控顶距与放顶宽度来说，放顶距小，顶板放不下来，会增加压力，放顶宽度太大，采空区垮落面积太大，容易撞倒支架，引起冒顶[10]。
2.3.3 生产工序和工作面推进速度的影响
推进速度快意味着回采工作面停滞时间短，顶板岩层下沉量小，一般来说，顶板压力也较小，反之，推进速度慢，工作面顶板下沉量大，顶板压力也会增大。结合矿压实测资料来看，落煤与放顶是工作面顶底板移近速度影响最大的工序，因此，缩短循环时间，加快工作面推进速度是有效改善工作面顶板管理的重点。
2.3.4 上部煤层残留煤柱及支护方式的影响
对于来自上部煤层的残留煤柱所形成的压力集中，很容易对巷道掘进与维护带来影响，同时，不同初撑力支架对于防范直接顶离层冒落具有不同的效果，如初撑力小的支架容易造成动压强烈而形成顶板破碎；不同特征、不同特性的支架应避免混合使用。
三 文家坝二矿顶底板灾害管理与防治措施
3.1 对顶板冒落灾害的防治措施
局部冒顶事故虽然范围较小，但由于随机因素较为复杂，往往比大型冒顶事故危害更大，因此需要从采、支等环节加大防范措施，以减少局部冒顶的发生率。对于镶嵌型顶板局部冒顶事故来说，因其与地质结构有关，多发生在放炮后，因此需要加大地质勘探力度，制定完善的支护方式与支护作业规程，严格避免无支护区冒险作业。对于局部出现的空顶、空洞现象，从支护方法上采取超前支护，先掏梁窝，先挂顶梁，对漏顶问题必须封堵，如打撞楔、泡漠塑料、木材封堵等。对于隐地质断裂而形成的带层带冒顶事故，要结合断层面与煤层的夹角来判定易冒顶区，如对于正斜逆断层形成的“煤沟”与“煤尖”，一种方法是开采“板尖”，丢弃底部煤，另一种是开采“底尖”，拖住“煤沟”；对于正斜正断层形成的易冒顶区，以打下盘的煤，挑上盘的顶，加固下盘易冒顶区为好。在加强断层带冒顶事故的预防措施上，重点加大关键部位的锚固，防止沿断层面离层滑移的现象产生，增强抗拉、抗弯和抗剪强度，如采用局部用木锚杆锚固并全段使用混凝土锚固剂或树脂锚固剂，锚杆间距300～400mm。
对端头冒顶事故的分析，从防治措施上，需要采用单体液压支柱方式来提高端头支架的稳定性，同时，增加支护密度，引入特殊支架如木垛等，针对顶板离层滑移问题，可以对上出口以下3～8m范围内也用锚杆锚固，减少端头冒顶的可能性。对于巷道冒顶事故的发生，从矿山压力影响的主要因素出发，就开采深度、岩体初始应力状态，巷道断面与支护上，来分析围岩变形的承载力与内粘结力[11]。在防治措施上，加强对地质条件的动态监测，确定巷道围岩的不稳定地段与运动时间，分析与总结不同类型的事故原因，充分利用巷道断面，设计采取椭圆+圆形设计，煤仓断面采用喷浆、砼锚网喷支护，底板瓦斯抽放巷、材料斜巷、轨道斜巷、采区变电所联络巷采用直墙半圆拱断面，采用全断面锚网喷支护。
3.2 对坚硬顶板垮落灾害的防治措施
对顶板活动规律进行全面观测是有效控制顶板垮落灾害的有效途径，如搞清初次来压步距、初次冒落层次和厚度、周期来压步距等，从而选用科学的支护设计，确保初撑力要求，对于由坚硬岩石组成的直接顶，当达到人工强制放顶要求时，为减少威胁，必须加强人工强制放顶。
3.3 对开采中冲击地压的防治措施
从冲击地压的产生原因来看，不仅与地质因素有关，如采深越大，岩体的应力越高，所形成的变形和弹性潜能也越大，同时，对于地质褶曲、断裂，以及煤层倾角与厚度的变化，也容易促发冲击地压的产生[12]。因此在防治上，尽量选择无冲击地压或弱冲击地压的煤层进行开采，对于未受保护的煤层，必须采取放顶卸压、煤层注水、打卸压钻孔、超前松动煤体等措施；在对巷道进行支护时严禁使用混凝土等刚性材料；对于严重冲击地压煤层的开采，所有巷道应布置在应力集中圈，对于双巷掘进时，平行巷道间距不得小于8m，联络巷道应与平行巷道垂直；加强巷道冲击地压的预测预报工作，制定专门的安全技术防范措施，确保矿井安全生产。
4 结语
煤矿灾害的预防和防治是一套系统的工程，通过对贵州文家坝二矿影响顶底板安全性与稳定性的灾害因素进行分析，特别是针对“锚网喷注一体化”巷道支护技术的应用，从支护方式与手段上来强化采场、巷道的围护有效性，并依据不同顶底板条件，及早发现失稳征兆与隐患，切实减少因岩体及支护因素而造成的变形、破坏、塌落等顶底板事故。
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【关键词】冲击矿压；形成机理；防治技术
1.冲击矿压概述
冲击矿压定义为：矿山井巷和采场周围煤、岩体由于变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。冲击矿压是煤矿开采中典型的动力灾害之一，通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放的弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。随着开采深度的增加，冲击矿压已经成为日益威胁煤矿的安全生产的要灾害之一。
2.冲击矿压的机理分析
2.1冲击矿压的影响因素
2.1.1开采深度的影响
开采深度越大，冲击矿压发生的可能性也越大。我国各煤矿首次发生冲击矿压的采深为200m到600m之间不等。
2.1.2易于发生冲击矿压的围岩结构
易于发生冲击矿压的围岩结构可归纳为：在煤层顶、底板至少有一层坚硬岩层。根据地层结构分析方法，易于发生冲击矿压的围岩大致可以概括为七种力学结构类型，分别为坚硬－坚硬－坚硬型、坚硬－坚硬－软弱型、坚硬－软弱－坚硬型、坚硬－软弱－软弱型、软弱－坚硬－坚硬型、软弱－坚硬－软弱型、软弱－软弱－坚硬型。
2.2冲击矿压的发生机理
2.2.1强度理论
最早的强度理论从传统的强度观点出发，认为煤岩体强度达到应力极限时就会形成冲击矿压。近代强度理论着眼于“矿体—围岩”力学系统极限平衡条件的分析与推断，认为煤岩体的承载能力应是“矿体一围岩”系统的强度，导致煤岩体破坏的决定性因素不仅仅是应力值的大小，而是应力与强度的比值。
2.2.2能量理论
随着采掘范围的不断扩大，矿（岩）体发生破坏，引起“矿体－围岩”系统的力学平衡状态破坏时，若其释放的能量大于所消耗的能量，则产生冲击矿压[3]。
2.2.3冲击倾向理论
该理论认为发生冲击矿压的介质都具有一些特殊的物理力学性质，即介质的冲击倾向性，当其大于规定的极限时，就会发生冲击矿压。
2.2.4煤岩失稳理论
该理论认为：根据岩石全应力-应变曲线（如图1所示），在AC阶段，煤、岩体抗变形的能力不断增大，介质稳定；而CE阶段，外界荷载的大小超过了其应力峰值，使得煤、岩体抗变形的能力迅速减小，介质处于非稳定的状态，外界极小的扰动都可能使其失稳，导致大量的能量瞬间释放而形成冲击矿压。
图1 岩石应力-应变曲线
2.2.5“三准则”理论
“三准则”理论是我国学者李玉生在总结强度理论、能量理论、冲击倾向性理论的基础上，结合国外的研究结果所提出来的。该理论认为，强度理论是煤岩体的破坏准则，而能量准则和冲击倾向性准则是突然破坏准则，因而只有当这三个准则同时满足时，才能发生冲击矿压。
2.2.6“三因素”机理
“三因素”机理是齐庆新从煤岩体结构特性的角度，研究冲击矿压发生的机理时提出来的。该理论认为，冲击矿压多发生在断层、煤层变化等构造区域，冲击矿压与煤岩体结构具有密切关系。
3.冲击矿压的防治研究
3.1冲击矿压防治原则
1）避免高应力的形成。
2）保证与最大地应力方向平行采煤与掘进。
3) 扩大应力释放范围，以降低应力集中程度与应力释放速度。
4）控制煤层储存能量的条件。
5）控制顶板能量的突然释放与加载。
6）改善底板中的支承能力并加大煤层和顶板的变形。
7）优先开采无冲击倾向性的煤层和无冲击危险煤层。
8）最大限度的降低构造对冲击矿压的影响。
3.2冲击矿压防治措施
3.2.1整体防治
合理的开采技术。开拓布置、开采方法的合理布置对避免形成高应力集中和能量大量积聚，非常重要就，也是防治冲击矿压的关键。我国陶庄矿水采区开采方案的选择与试验是这方面较为典型的实例。该矿采区地质构造复杂，冲击危险大，针对不同地质条件采取不同的采场布置形式（如水采常规布置方式、避峰跳采布置方式和多区段联合开采方式），有效地控制了冲击矿压的发生。
开采保护层。在进行多煤层的井下开采时，每一层煤的开采工作都相互影响，因此，在设计阶段就要规定煤层群的协调开采，先开采没有冲击危险的煤层，解放冲击危险的煤层，达到降低冲击矿压潜在的危险性的目的。
煤层预注水方法。冲击煤层物理力学特性变化的试验和提高煤的湿度试验，是研究煤层高压注水工艺的基础。波兰上西里西亚矿井中的回采工作面主要采用两种煤层注水工艺，短孔注水法和长孔注水法。目前该项技术日趋完善，欧美国家已将其广泛用于降尘、冲击矿压防治和瓦斯突出。
厚层坚硬顶板处理。厚层坚硬顶板易引起冲击矿压，一是回采工作面上方厚层坚硬老顶的大面积悬顶和冒落，会引起煤层和顶板内的应力高度集中。二是工作面和上下平巷附近直接岩石的悬露，会引起不规则垮落和周期性增压，给工作面顶板管理和巷道维护造成困难。目前较为有效的处理方法是顶板注水软化、爆破断顶。
3.2.2局部防治
卸压爆破：卸压爆破是对具有冲击矿压危险的局部区域，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。世界上几乎所有国家在开采有冲击危险的煤层时，都把卸压爆破作为主要的解危措施之一。
诱发爆破：诱发爆破是在监测到有冲击矿压危险的情况，利用较多药量进行爆破，人为诱发冲击矿压，从而避免更大损害。
钻孔卸压：采用大直径钻孔减缓冲击危险，此法基于钻孔冲击。利用钻孔周围形成的破碎区的贯通作用，使煤层破裂卸压。
3.3冲击矿压技术展望
通过对冲击矿压影响因素、发生机理及防治措施的分析研究，其中一些不足的地方，比如说，应充分考虑地应力及采动应力的关系对冲击矿压的影响；对于冲击矿压煤岩体的物理力学性质的更深入研究；此外冲击矿压的有效预测、监测以及控制等等都应该作为今后进一步的研究方向。
4.结束语
随着矿井开采范围的扩大，开采深度的加深以及开采难度的加大，地质条件和开采条件越来越复杂，冲击矿压灾害日趋严重。通过对冲击矿压发生机理的研究分析，采取综合性的防治措施，在现有的技术水平下对冲击矿压认真地进行测定和预测工作，对具体情况采取有效地防治措施，从而有效降低冲击矿压发生的次数和强度，避免或减少冲击矿压带来的伤害事故，保证矿井的安全生产。
【参考文献】
［1］齐庆新,窦林名.冲击矿压理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.
［2］韩恩利等.浅谈冲击地压的发生规律与防治[J].煤矿安全,2007,38（11）.
［3］李玉龙,陈科.冲击矿压的产生机理及防治措施[J]．山东煤炭科技，2009（2）.
［4］刘捷.冲击矿压的研究与控制[J]．山西焦煤科技，2009（8）.
[关键词]煤矿挖掘 冲击地压 治理措施
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0143-01
0. 引言
冲击地压是煤矿在开发过程中发生的具有代表性的动力灾害之一。冲击地压的出现会导致煤与瓦斯突出、煤层自燃等各种安全事故发生。冲击地压是局部化问题，相对其他灾害来说比较抽象，难以直观阐述和检测，因此预防冲击地压灾害的难度巨大。当前国外部分发达国家展开了能源结构调整措施，冲击地压的矿井都是陆续关闭，不再使用，以此来避免冲击地压造成的人员伤亡和财产存世。因此我国成为了研究冲击地压的主要国家。
1.我国煤矿冲击地压现状与特点
煤矿冲击地压主要就是指在煤矿挖掘过程中由于高应力作用使得大量弹性能的煤炭聚集，进而在一定环境条件下释放，在释放过程中产生了巨大的破坏作用，同时存在震动、气浪等效应。1993年我国辽宁抚顺地区首次出现我国第一次煤矿冲击地压时间，至此以后煤矿冲击地压事故就开始呈现突发性性、多样性等明显特征。并且在煤矿开采深度不断加深的现代社会，煤矿开采的范围和强度都明显加大，而煤矿冲击地压事故的出现也必然会逐渐增加[1]。
冲击地压现象主要有以下几个明显特征：1）突发性。冲击地压事故在发生前一般都不会像其他煤矿安全事故发生前一样有预兆。这也是冲击地压事故预防的难点之一。人工难以对冲击地压事件的时间和地点进行确认。2）瞬间震动性。冲击地压发生时伴随着急剧而短暂的剧烈震动，有类似于爆炸般的响声和强烈的震动。地面有明显震感，但是一般震动持续时间再几十秒之内。3）破坏性。冲击地压事故发生过程中煤矿顶板有可能随时出现塌陷，巷道随时可以被煤渣堵塞。顶板塌陷不单单会破坏挖掘设备，更为重要的是会造成严重的人员伤亡。
冲击地压的形成环境、出现地点和实践、发生程度和破坏的严重性都是不一的，无法总结出相应的规律，更加无法用单一的方式对其检测或预警。冲击地压可以分为以下几个类型：1）按冲击显现岩体分类：以冲击显现的岩体进行分类的话冲击地压可以分为两种。其中煤层冲击为巷道顶板煤层受到高应力的作用出现巨大的弹性能释放于煤层中。当顶板煤层弹性能超过极限时，顶板遭受破坏，煤层破碎释放弹性能；岩体冲击是强度高的密度低的岩石在极短时间内释放弹性能，岩体被急剧猛烈扔出。2）按冲击地压释放地震能大小分类。以冲击地压所产生的地震能进行分类可以分为微冲击、弱冲击等五种冲击等级。最严重的灾害冲击会使得整个煤矿的巷道出现坍塌，严重者矿井报废。
2. 出现冲击地压的原因
煤矿出现冲击地压事件的原因主要有以下几个：1）煤层结构。冲击地压事故的出现一般都会受到煤层结构的影响[2]。2）开采深度。当煤矿开采的深度不断增加，煤炭中蕴藏的弹性能也逐渐增加，煤炭中的弹性能超过煤层的承受极限时，在到达临界点时就有可能会出现冲击低压事故。例如在唐山出现的冲击地压事故中，所有的事故发生煤矿深度都大于-530m。这就说明，煤矿冲击地压事故出现的概率和强度都与煤矿挖掘深度存在密切联系。3）岩层活动。通常来说，煤层上方都会覆盖约几十米厚度的砂岩层。在煤矿挖掘工作不断开展的过程中煤矿上方的砂岩层也会随之发生变化，当岩层面积过大就会出现下沉。在下沉过程中必然会对周围的岩体施加压力，从而加大了岩层压力的集中度，也导致冲击地压发生的几率增加。
3.冲击地压的治理策略
3.1 加强预测准确度
虽然冲击地压事故的出现目前还难以准确预测，但是加强预测准确度仍然为治理冲击地压事故的首要关键措施。可以利用电池辐射进行预测。在煤矿发生冲击地压前由于受到高应力的影响会出现一定的辐射现象。并且产生的辐射会保持在稳定的水平内。在巷道掘进的过程中要实时注意对辐射进行检测。当冲击地压即将发生时电池辐射会出现较为强烈的波动，因此可以同观察其波动幅度来预测，从而预留充分时间做好安全保护工作。
3.2 降低煤层的应力
3.2.1爆破顶板
在煤矿的挖掘过程中一般都会采用强制放顶的措施来降低煤层的应力。即为使用爆破等方式，让巷道顶板垮落，从而降低煤层的应力。在使用爆破方式降低煤层应力时一般都需要在采空区域进行预爆破，以便可以逐渐降低爆破强度来选择最为合适的爆破强度，从而保证每天支撑面压力可以得到均匀的分布[3]。
3.2.2煤层注水技术
向煤层中注水不单单能够充分发挥机械设备的作用，还可以在危险区域外工作，最大程度的保证了工作的安全性。其是一种十分有效的防止冲击地压的技术。由于煤层本身存在一定的缝隙，并且具有亲水性能，所以可以向其灌注水，从而改变煤层的结构，降低煤炭的强度，最终达到预防冲击地压的目的。煤层注水方式又分为顶板注水和压住化学溶液两种。这两种技术都能够有效的降低冲击地压发生概率，减少其发生的概率。值得注意的是在注水过程中要合理安排注水时间，从而获得最佳的注水效果。
3.2.3钻孔卸压技术
钻孔卸压技术的使用也是为了降低煤层的应力.其主要是指在高应力的情况下，通过煤层中集聚的弹性能对周围的煤体造成破坏，从而释放顶板弹性能，进而降低冲击地压的发生。钻孔卸压技术能够直接有效的环节煤体中存在的弹性能，避免应力增加集中。并且，钻孔泄压技术还能够利用钻孔使得周围煤层的高应力转移，进一步保证安全性。
煤矿冲击地压对煤矿挖掘工作人员的生命构成了重大的威胁，其会不单单会造成经济损失，还会导致人员伤亡，给煤矿开采工作的顺利进行带来负面影响。为了进一步保证煤矿开采的安全性应该将冲击地压事件重视起来，通过强化预测技术和降低煤层应力的方式来最大程度的控制其发生。
参考文献
[1] 邹永德，赵立柱.大直径钻孔卸压技术在深部冲击地压防治的应用[J].煤矿支护，2014，（01）：32-33+17.
[2] 杨光宇，姜福兴，王存文.大采深厚表土复杂空间结构孤岛工作面冲击地压防治技术研究[J].岩土工程学报， 2014，（01）：189-194.
【关键词】煤矿；开采；地面塌陷；预测；地表下沉；等值线
1. 矿山概况
山西石泉煤业有限责任公司位于襄垣县城西20Km处的夏店镇柴家岭村至下湾村一带，矿区面积12.2251Km2，批采3～15号煤层，开采标高699.97～27.97m，批准生产规模120万t/a。开采方式为地下开采，矿井服务年限为35.4年。自2004年建矿以来，一直未投产，目前正在基建。
2. 地质环境背景
2.1矿区位于太行山西麓、长治盆地的北部边缘。地貌类型为断块剥蚀中低山区，区内黄土梁、冲沟分布广泛，总体地势为南北高、中间低。
（2）8-2号煤层位于太原组上段中部，上距3号煤层40m左右。顶板岩性为泥岩、砂质泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。煤层厚度为0～1.20m，平均0.59m，埋深570～710m。
（5）山西组厚58.60m，共含煤4层，自上而下编号为1、2、3、4号，其中3号煤层为稳定可采煤层，其余1、2、4号煤层为不可采煤层，煤层总厚6.85m，含煤系数为11.69%。
（6）3号煤层位于山西组下部，上距K8砂岩32m左右。顶板岩性为砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。含0～3层黑色泥岩夹矸。结构简单～复杂。3号煤厚5.05～7.20m，埋深530～670m，平均厚6.14m，为稳定可采煤层。
（7）硬质岩石为砂岩，软质岩石为泥岩、页岩。砂岩、粉砂岩呈中厚层状，比较坚硬，泥岩、页岩较软弱，遇水易泥化，抗风化能力低，工程性质差，岩性较为复杂，岩层层理发育，层间结合力较差，软硬相间的岩层导致工程地质性质差异较大（表1），所夹的煤层采空后，易产生地面塌陷地质灾害。
3. 矿山开采现状
该矿目前正在基建，尚未开采，未形成采空区，地质灾害不发育，未造成人员财产损失，地质灾害危险性小。
4. 采煤引发地面塌陷预测
6. 防治措施
（1）对可能遭受地面塌陷、地裂缝地质灾害威胁的主井、副井、风井工业场地、矸石场地及位于矿区内的村庄设计预留保安煤柱，防止地质灾害的发生。
（2）由前述可知，在地表变形范围内，采区边缘有可能出现拉伸裂缝，中心地带因地处山区，一般不会出现沉降盆地，但有可能在地表高低不同的部位出现地面裂缝与地面塌陷。可采取就近取土填埋、整平措施。填埋量根据前述地表下沉等值线及经验公式确定。
7. 结语
通过以上实例对采煤引发地面塌陷的预测及绘制地表下沉等值线，便于确定具体的防治措施，对建立完善的地质环境保护与恢复治理制度，提高矿山企业的资源环境保护意识，促进矿山地质环境的改善，实现矿产资源开采与地质环境保护的良性循环具有重要的意义。
参考文献
[1]《山西石泉煤业有限责任公司矿山地质环境保护与恢复治理方案》，叶晋岩、赵铁玲、乔旭俊、全建英、杜媛，山西省第四地质工程勘察院，2012年.
[2]《矿区采煤塌陷综合治理与评价》，朱伟，《建筑百科》.
[3]《山西襄垣县采煤诱发地质灾害分析》，周亚涛、邓红林、卫宏，《中国地质灾害与防治学报》，2002年.
【关键词】 井工煤矿 高危环境 实现零事故
随着煤炭生产现代化的发展的今天，安全要求越来越高，井工煤矿的事故虽然有所下降，但重特大事故时有发生，需要说明的是，各类不同事故究其原因，都是由于管理不到位、人为因素所造成，它不同于地震、海啸等人类无法抗拒、无法预报的自然灾害。井下的五大自然灾害是井工矿特有的自然灾害，我们安全管理的目标很明确，就是首先要管控好五大自然灾害，怎样消除管理和人为的缺陷因素，其基础是清楚认识到危害的因素和实施有效的管控手段。
1 井工煤矿高危因素再认识
1.1 系统性危险因素的存在与过程管控是井工煤矿高危性的具体体现
由于井工煤矿作业系统和环境是人为形成的，这个环境中的所有人员都共用这个系统，经过对这个人为形成环境中的水、火、瓦斯、煤尘、顶板的管理与控制，经过供风等形成的环境中的氧气、空间、适宜人员生存作业的环境，这个环境中每个因素都互相关联，把每个人联系在一起，他们共用系统中的氧气、空间等各种资源，一旦这个环境中某个因素受到破坏，就会影响到整个系统的安全，系统中的每个人均会受到安全威胁。同时每个危险因素，都由不同岗位人员控制，如果某一岗位某一危险因素失控，即会造成系统灾害发生。说明只要我们处在井下这个系统中，每个人自己的安全是自己掌控不了的，掌握在系统中或系统外其他人的手中，系统中其他人的安全也掌握在你的手中。
我们每一个井工矿员工，不论职务高低，一入井口，就进入到一个高危环境中，井工矿这个高危环境安全是非常脆弱的，可以说是稍不注意，就可能酿成大祸，造成群死群伤系统灾害的发生，如目前机械化矿井皮带长度都有几万米，每隔1.5米就有4个托辊，在生产过程中一直在高速运转着，难免有个别托辊轴承损坏，在不能及时更换运转的过程中，就会产生高温热源，如果浮煤清理不及时，极容易产生火灾，形成系统性灾害，影响系统中人员的安全。一个正在井下运行的无轨胶轮车，如果发生自然，在井下风量大的巷道内，即使车上或周围有灭火器材，由于空间所限，人员也无法接近车辆进行灭火，在着火点如果煤壁没有进行喷浆隔火处理，一场大的系统火灾瞬间就可形成。一个高瓦斯矿井，一辆车或一个人通过风门时没有关闭风门离开，就会造成风流短路，局部区域就会瓦斯集聚，在井下大功率设备随处存在的情况下，摩擦、撞击火花随处可见，瓦斯爆炸灾害瞬间就可以产生等等。水、火、瓦斯、煤尘、顶板、通风在井下每时每刻都存在着危险，每个人的不规范操作、管理，都有可能造成灾难性后果，这就是我们井工矿的高危性和安全全管控的难度。
1.2 形成高危环境的因素
形成高危环境的因素主要有以下几点：
（1）井下系统是一个受限空间，需要人为供给稳定的氧气，通风系统需要稳定可靠，通风系统是否可靠，直接威胁到系统安全。
（2）五大自然灾害“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”的存在及其安全预控是否到位直接威胁到矿井安全。
（3）引发系统灾害的因素遍及系统人、机、环、管各个方面。
井下系统中，每个环节、每个因素、每个人员如果管控不到位，都可能引起系统性灾害事故发生。
1.3 不能正确摆正安全与生产的关系，导致高危源及五大自然灾害和系统的稳定性得不到有效控制
1.3.1 对安全第一的生产方针理解不全面，现场落实不到位
一些人认为，安全和生产是相矛盾的二个方面，在生产和安全发生矛盾的时候，由于企业效益的关系，总是偏向于生产。但实际情况是安全第一是井工矿煤炭生产的需要，是煤炭生产的前提条件，我们生产内容的80%以上是安全管理问题，一通三防、顶板管理、地质防治水、设备管理、辅助运输管理、安全六大系统等，均是安全管理方面的内容，安全与生产的区别只是安全监管与安全工程具体施工的区别，职能不同，其目的是一致的，关乎安全的每一个问题如果处理不好，就不能正常生产，而实际情况一些单位面对安全考核不能给予应有的考核力度，这方面神东公司安全考核的权重已经占绩效考核的35%，具体体现了安全第一的管理理念。
1.3.2 由于安全第一认识不到位，重大隐患控制不到位，导致一些井工矿安全安全事故频发，生产不能正常进行
我国煤矿安全生产管理根据经济、技术条件，分为初期生产安全管理时期（1953-1978年）这一时期经历了经济困难时期、安全管理技术发展初期，由于安全投入不足，加上当时安全技术研究上为初级阶段，技术上支撑力度不够，井下隐患和五大自然灾害及通风不能得到有效管理和控制，表现在当时安全管理目标为指标形式，说明人们对灾害的控制能力没有足够的把握，对隐患的控制没有可靠的措施和技术手段来预防控制，灾害处于不可控状态，人们对安全管理没有十分的把握，这个阶段，对井下一般事故的发生认为是正常的。第二阶段为安全生产的发展阶段（1979-2002），这个阶段随着经济、技术的不断发展，对井下灾害的认识和管控能力逐步增强，安全技术研究迅猛发展，监测监控在井下得到广泛应用，瓦斯、地测防治水安全管控研究取得突破，支护技术和材料（锚杆、锚索）支护方式的改变为及时控制顶板提供了条件，防控措施能够做到有效到位，井下安全控制能力得到显著提升，产量稳定持续增长。这个时期，安全管里认识逐步提高，逐步认识到安全管理是生产的前提条件，井下作业环境安全不能得到有效控制直接关系到作业人员的安全，更关系到煤炭生产的正常进行。第三阶段（2003-2006）生产与安全管控发展速度不均衡阶段。由于现代化生产机械的应用，煤炭产量突飞猛进，安全管理手段和措施还停留在过去的管控基础上，安全控制能力、范围与机械化开采速度不相适应，开采速度大于瓦斯、水、顶板安全控制范围，这个阶段，全国范围内，发生多起瓦斯、水灾、顶板事故。安全管理主要是过去的经验管理为主，没有形成系统化安全预控模式。第四阶段为与现代化开采相适应的安全风险预控管理模式的发展与应用（2007-）。在这个阶段，神华集团由于在煤炭生产现代化处于国内领先地位，对井工矿安全认识已经比较全面，提出了安全零死亡、安全零伤害理念，率先提出并实施安全风险预控管理，这一安全管理系统的发展与应用，科学的适应了现代化煤矿安全管控的需要，为企业高产高效奠定了坚实的基础。
1.3.3 由于安全与生产关系不能摆正，导致设备故障不断，生产不能正常进行
安全管理是生产的前提，这是井工矿的特殊环境所决定的，是自然规律所要求的，他不是行政口号，是自然规律，不尊重自然规律，生产就不能正常进行。如综采工作面如果工程质量标准化动态达标安全方面管理的不好，造成工作面起伏不平，煤壁里出外进，支架不成直线，那工作面就会出现漏顶，片帮，溜子负荷增大，那溜子运转就不正常，不是哑铃销子断，就是链子断，或者是电机烧，造成生产不正常，同时，给检修班造成突发性机电事故增加，打乱了计划检修秩序，本来检修班按正常检修，按计划更换易损件、按服务时间重点部位检修等，由于质量管理跟不上，打乱了计划，该检修的检修不了，该更换的更换不了，处于被动，严重影响生产。所以，机电管理人员一定要关注工程质量，机电事故的追查一定要联系工程质量，工程质量是保证正常检修的重要一环，而生产管理人员一定要关注检修，是保证正常生产的关键，这二个方面是互为条件的、因果关系的、统一的整体，不是对立的个体。
1.3.4 生产产量大于煤层解放的安全储量，安全管理失控
我国发生的瓦斯爆炸事故、火灾事故、透水事故及顶板大面积垮落冲击地压事故的发生，大都是由于安全超前投资不足、重大隐患治理不到位，可以控制的安全储量不足以完成生产产量，导致安全失控，发生事故。如高瓦斯矿井抽采达标储量和速度小于开采速度；存在水害的煤尘疏放水范围小于回采范围，开采有冲击地压的煤层超前泄压措施不到位，导致灾害的发生。
2 安全零事故管控措施
2.1 正确认识井工矿的高危性
只有切实认清井下高危的自然条件，人们因为对安全的需要，才能主动地进行安全作业，才能自觉地接受安全管理，才能要求严格的安全管理，安全管理在思想上重视起来，安全管理的主动性才能调动起来，这是安全管理重要的基础。
2.2 煤矿的五大自然灾害“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”
“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”是井工矿特殊条件下时时刻刻都存在的灾害，在井工矿全生命周期中，我们只能时时刻刻控制，不能消除。且引发灾害的条件很多，每个人的操作、每个人的管理都需要严谨细致，在井下的每时每刻都要有如履薄冰、如临深渊的感觉，我们的安全制度和措施才能在现场落地生根。
2.3 过程管控比结果管控更重要
利用风险预控管理体系实现动态达标，实现动态管控。井工矿的高危特点就是危险时时刻刻存在，不只是某一时刻，所以过去质量标准化验收管控的只是一个结果，对过程监管失控，对灾害控制也处于失控状态。
目前，由于风险预控管理体系的形成与应用，给安全动态管控提供了科学理论和工具，为实现现场动态达标管理提供了可靠管理体系。
2.3.1 风险预控管理系统的应用，实现了由人的关系的管理向现场管理的革命性转变
风险预控管理系统由于录入权限大众化，每个管理人员都有录入隐患问题的权力，考核结果由系统自动生成，相当于每个人都有参与考核打分的权利，避免了过去体制下由少数人控制考核的情况，为了提高考核成绩拉关系走后门，减少处罚提高效益，把精力耗费在关系上，同时大大减弱了现场管控力度。现在由于系统提供了人人参与考核的平台，现场的问题如果和某单位关系好的管理人员不录入考核，如果不及时整改，但其他管理人员也会及时录入系统进行考核，彻底消除了关系考核带来的弊端，被考核单位只能通过加强现场管理来提高考核成绩获得效益。
2.3.2 风险预控管理系统考核实现了危险源的全过程管控，夯实了安全管理基础
风险预控管理系统的连续记录跟踪功能和自动预警功能奠定了全过程管控的基础功能，通过矿领导职能科室带班跟班动态巡查；矿领导职能科室管理人专项检查巡查，专检人员跟班盯防的动态检查，定期步行检查发现隐患除现场盯防处理外，升井后及时录入本安系统进行进一步跟踪落实，实现了全过程零漏洞动态管理。
2.3.3 本安体系对人的管理以不安全行为管控手段，更加完善了作业行为操作行为的管控，使员工上标准岗干标准活有了保证，进一步提升了对人的危险因素的管控
过去对人的安全管控是以“三违”的形式进行管理，种类简单，粗放，对员工作业行为管控不具体，不全面、不严谨、不系统。现在，以不安全行为为管控手段，是对每个工种的每个操作，分段全过程进行辨识管控，系统的规范了每个岗位每个工种的管理行为、作业行为和操作行为，使员工上标准岗干标准活有了管理保障。
2.3.4 风险预控管理系统每一部分都与效益挂钩参与考核是风险预控管理体系落地的关键
2010年4月， 随着神东公司各单位效益工资以五型绩效考核作为考核结算依据，本安考核占在五型绩效考核中的系数加大，各单位本安系统考核进入实质性应用落地阶段，柳塔煤矿坚决执行公司要求，在过去的试运行基础上，加大本安信息系统考核在本单位五型绩效考核所占系数，本安信息系统考核占五型绩效40/%的系数， 矿内各单位以此比例结算绩效工资，本安信息系统考核得到各单位前所未有的重视，录入本安系统的隐患得到了及时整改，各单位纷纷出台内部管理制度，把每一条且把每一条隐患都落实到现场具体管理人员和具体职工，隐患整改效率显著提高
2.4 切实把握安全与生产的关系，达到安全与生产的和谐统一
2.4.1 安全管理是生产管理的充分条件，没有安全环境，生产无存谈起，安全是生产的前提条件，安全是生产的充分保障
管生产的前提要管好安全，管生产不是一定要管安全，是必须要管安全，管安全就是管生产，生产施工过程90%以上是安全施工，就连采煤面管理顶板的支架占综采设备比例也相当大，动态达标工作所占比例也很大；掘进面顶帮管理占掘进作业量很大比例，加上通风、瓦斯管理，动态达标管理，比例相当大，一通三防、地质防治水、动压防治等等。所以在这个特殊环境下，不管安全不要说不能保证人身安全，就是生产不可能正常的。
2.4.2 生产以安全为前提，产量以安全为保障
以安全预控能力计划产量；以风定产；以治理瓦斯能力定产；以治理水害的能力定产；以治理火灾的能力定产；以治理地质矿压能力定产，以安全综合保障能力定产。否则安全就是失控，事故就会发生。
2.4.3 精细化管理
安全投入要以安全预控需要为前提，降本增效，精益化管理的前提是在高危控制下的基础上进行的，精益化管理是在高危环境下的精益化管理，不是在地面工厂里的精益化管理，他是有安全条件的精益化管理，有了安全保证后才能谈到精益化管理。很多井工矿管理者由于对自然不重视，违背规律做事，结果事与愿违，酿成事故。
3 零事故是可以实现的
（1）零事故可以实现是因为井工矿的事故是可预见的，不同于地震、海啸等不可预见性的自然灾害。井下可以预见的五大自然灾害目前的管控技术与施工措施已经过关，管理经验也已经较为丰富，水灾预防提出“先治后采、预测预报、有疑必探，先探后掘”的十六字方针；瓦斯治理提出“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字体系，还有先进的支护技术的应用，六大安全保障系统实施，已经能够做到控制预防事故的发生。
（2）风险预控管理体系的应用实现了动态达标管理，实现了全过程管理，对井工矿整个系统有了安全管控办法和安全管控能力。
（3）先进的安全管理技术支持和应用给安全管理提供了可靠保障。
（4）对自然环境危险因素的认识，增强了自觉遵守安全规章制度的思想，形成对安全管理高度统一的认识，促进安全齐抓共管局面的形成。
4 结语
只要管控到位，就可以不发生事故，就能实现零伤害。用零伤害安全管理的目标实现井工矿安全管理的目的――多出煤，达到效益最大化！
参考文献：
关键词 卓越计划 煤矿安全 采矿工程
中图分类号：G640 文献标识码：A
煤炭工业作为国民经济的基础产业，因其生产过程存在诸多不安全因素和职业危害，要求从业人员具备较高的安全意识和安全生产能力，才能保障煤炭生产的安全和高效。采矿工程专业学生是主要为煤矿及相关部门培养的人才，煤矿安全课程是其必修的课程，该课程注重采矿工程专业学生安全本领、安全素质和意识的培养，不但能使他们快速的进入职业角色，更是煤矿安全生产的重要人才保障，是提高煤矿安全生产和安全管理水平的根本途径。
1煤矿安全课程发展沿革
内蒙古科技大学采矿工程专业以金属矿开采为主，以煤矿开采为辅， 2006年增设“矿山安全”选修课程，其内容包括了金属矿开采和地下采煤两个方面的安全技术，因两者在诸多方面不尽相同，所以学生学习矿山安全课程时易于概念混淆，且难以理解，不利于学习与掌握。2012年，为突出我校采矿工程的地下采煤特色方向，将“矿山安全”课程改名为“煤矿安全”课程，且为地下采煤方向的必修课程。
2煤矿安全课程的教与学现状
2.1行业发展态势影响学生的学习主动积极性
经历了生产实习的实践教学环节，学生对煤矿企业的工作环境和各生产环节都有了相对较为清晰的认识。大部分学生并不热爱矿山，只是为了能就业而选择采矿专业，加之行业现状令人堪忧，学生几乎没有学习专业知识的兴趣和动力。部分学生几乎不来上课，迟到、早退现象更是普遍，上课的学生多数也是“人在曹营心在汉”。虽学校加强教学管理和教师课堂约束，但效果不佳。
2.2教学内容庞杂加剧学生厌学情绪
煤矿安全课程以《煤矿地质》、《矿山压力与岩层控制》、《井巷工程》、《采掘机械》和《采矿学》等课程学习为基础，同时与《煤矿安全规程》、《矿山法律法规》、《矿井通风》和《现代矿山企业管理》等课程相衔接，课程涉及面广，专业术语、概念、理论的工程实践性非常强，多数知识要结合实验或现场才能理解。一般的课堂讲授很难把现场实际宏观的表达清楚，加之井下实践时间短，室内实验条件不成熟，多数学生难以理解和掌握课堂教学知识。教材的理论和实践性太强，学生自学受挫，导致厌学情绪激增，上课流于形式，只为应付老师而上课。
2.3煤矿安全课程教材现状解析
根据行业发展的趋势和要求，以及毕业生对课程教学内容的反馈，在现有“煤矿安全”方面的教材中，仍然没有一个相对比较系统的、实用性强的专业教材。教材中多数仍沿用旧的规范和规程，同时，在煤矿安全生产过程中，有些技术与措施、设备仪器都已不使用或淘汰，这就造成学生所学无用，学生不定教材，上课也没有教材，不利于正常有效地“教与学”。
3煤矿安全课程设计理念与思路
3.1课程的作用
该课程主要培养学生矿井瓦斯、顶板、矿尘、矿井火灾、矿井水灾等防治技术及矿井灾害处理能力，兼具现场的自救与互救和煤矿安全管理能力，通过课堂教学、实验教学、实践与实训达到能针对矿井瓦斯、顶板、矿尘、水、火等灾害选择使用各种安全检测仪器仪表与设备，制订相应的矿井灾害事故应急预案和能及时进行正确的灾变处置，同时编写事故分析报告。
3.2课程的设计理念
根据产业特色和行业发展需求，我校着手煤矿开采方向的专业建设，经多方调研并结合我校专业师资配置，将采矿工程专业分金属矿开采方向（包括露天开采和地下开采）和地下采煤方向，重点突出地下采煤方向，在地下采煤方向设煤矿安全必修课程。为体现地下采煤方向的煤矿安全课程特点，删去“矿山安全”课程中金属矿山开采安全技术知识的内容，本着求精务专的理念来梳理煤矿安全课程的构架与内容，以期达到精益求精的知识体系。
3.3课程设计思路
教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）旨在通过改革和完善我国高等工科教育来培养拥有较强创新能力和国际竞争力的高级工程技术人才。按照“卓越计划”人才培养的目标，基于我校采矿工程专业现有师资与实验平台，将煤矿安全课程划分为三大教学模块，即理论教学模块、室内实验教学模块和现场实践教学模块，三者相辅相成，互为补充。
（1）根据煤炭行业对采矿工程专业人才需求，学习同类院校人才培养理念，与相关知名专家学者探讨教学方法和经验，将煤矿安全课程知识体系按照教学单元划分为瓦斯防治、顶板灾害防治、防尘、防火、防水、自救与互救和煤矿安全管理等7个篇章及下属32小节，每个小节讲授专项任务。例如：瓦斯防治可划分为瓦斯的生成与赋存、瓦斯涌出规律、瓦斯突出的防治技术、瓦斯爆炸防治技术、瓦斯抽放技术5小节。
（2）为加强学生的认知和操作能力，除观看采矿教学模型外，购置三维虚拟仿真实验平台，把学生分成若干小组，每个小组独立完成单项操作，然后进行单项实验的互换，要求每个学生都可熟练完成设备操作。对于一些大型复杂设备，可聘请校外专家或现场技术人员到学校进行技术指导和讲解其使用方法及注意事项。若校内实验设施不完善，可到内蒙古煤炭安全培训中心进行实操练习。
（3）通过校企合作与实习基地等多种途径，让学生到井下实际考察与观摩，有条件时可进行跟班作业，实现理论与实践相结合的教学模式，促进学以致用的学习宗旨。例如：在现场技术员的指导下，学生可进行井巷瓦斯含量检测、顶板离层的观测等内容。
4结语
煤矿安全是关乎煤矿企业正常生产的经济命脉，煤矿安全人才是煤矿安全生产的主力军，煤矿安全课程是培养煤矿安全人才的重要基石。通过对我校采矿工程专业的发展和煤矿安全课程建设的需要，制定出以地下采煤方向为特色的采矿工程专业煤矿安全课程内容体系，构建专业特色明显的课程实验平台，全力推行“卓越计划”背景下的采矿工程人才培养计划，为乃至全国培养出更多更好的高科技人才。
基金项目：内蒙古科技大学教学（教改）研究项目（JY2014075）。
参考文献
[1] 于威，张学武.高校煤炭类专业学生安全素质的培养[J].煤，2012（3）：75-76.
关键词：矿井；顶板；管理；安全；效益；方法
1 煤矿顶板安全的重要性
我国煤层赋存条件复杂，自然灾害严重，大量资源多集中在深部。全国千米深井中，随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出、冲击地压、地温、瓦斯、水害等自然灾害对安全生产和劳动强度的影响正在加大，制约煤矿发展采掘机械化的因素越来越多，地质条件也愈加复杂。
矿井开采过程中矿压问题日益突出，首先较为明显的就是冲击地压的问题，冲击地压随着开采深度的增加也会发生变化，从强度、频率和规模上都会随着开采深度而上升。同时冲击地压并不是单独发生的，会伴随着瓦斯突出、承压水等各种问题一同发生，它们之间会有互相的作用和叠加，这就造成了更严重的事故，这些灾害互为诱因给灾害的预防和防治带来了更严重的挑战。其次煤与瓦斯的突出危险性会原来越高，开采的深度增加会直接造成地应力的增大，地应力的增大对于煤与瓦斯的突出危险有直接的关系。再次，采场矿压也会由于开采深度的增加而危险性更大，深部煤岩体的应力环境、变形与破坏特性较浅部煤岩体发生了显著变化。深层煤岩体的变形特性发生了根本变化，岩体的扩容现象突出；岩体变形具有不连续性，巷道围岩变形量大。随着采深的增加，采场矿压显现强烈，表现为围岩剧烈变形、巷道和采场失稳，加大了顶板管理难度，增加了支护成本。
在这种严峻的开采环境下就需要各煤炭企业对顶板管理工作提高重视，深入贯彻落实相关文件，例如《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》建立健全煤矿安全长效机制，对于煤矿顶板事故的发生起到预防和防治的作用。
2 煤矿顶板常见事故原因
2.1 地质问题
复杂的地理环境对煤矿生产有很大的影响。煤矿区域不同，地质结构也就会有很大的区别。有些地质条件下没有适当的防护措施，就会影响工程的进度；甚至发生顶板坍塌以及冒顶的事故；煤矿如果处于地理环境较活跃的地方，顶板没有适当的加固，事故发生的几率就会加大。不稳定的地质结构的结合情况较差时，就会对煤层顶板的结构造成很大破坏，如果稳定的岩块发生垮塌，就会对顶板造成极大的压力，形成顶板事故的发生。
2.2 人员问题
煤矿生产的每一道工序有极其严格的规定，施工过程中应该严格按照施工技术的限定进行，才能避免事故的发生。如果操作不规范，就会造成安全事故。煤矿规模较小的企业，极容易忽视对技术操作人员的培训，使施工技术欠缺，极易造成煤矿顶板坍塌或冒顶。
2.3 管理问题
煤矿的每个安全事故都会涉及到工作操作人员的生命安全，因此，煤矿的监管部门如果只重视单位效益，没有形成有力的监管，就会给煤矿施工埋下一定的安全隐患，必将形成安全事故。
3 煤矿顶板管理的加强措施
在煤矿开采的过程中安全和稳定是极为重要的，这就对加强顶板的管理提出了更高的要求。
3.1 加大投入
资金是必备的基础支持，煤矿的开采需要很多设备和机械，这就对设备和机械提出了很高的要求。煤炭企业要保证煤炭开采的安全，首先必须加强对安全装备的控制，保证质量数量；另外要积极引进应用煤矿支护的新技术、新材料、新工艺以及新设备等，从科技上提升装备水平，在科技的支撑基础上，积极的与院校、科研所、厂家等密切合作，深入研究顶板支护的技术，不断强化支护技术，从而保障顶板管理工作的顺利进行。
3.2 加强管理
通过对某些煤矿顶板安全事故进行详细的分析和研究之后我们总结出结论，很多安全事故都是由于工程现场的管理松懈造成的，开采面的质量达不到标准一定程度上是管理工作出现了问题。另外顶板的管理工作顺利开展是煤矿工程采掘质量的基础，如何保障管理的有效性，管理人员要找准重点，以煤矿采掘质量管理为基本，全面综合加强工程的质量管理，从管理方面控制顶板事故的发生。另外在采掘工程管理中顶板安全性的技术是支护质量，这就对支护质量提出了相当严格的要求，一旦支护质量出现问题的在验收时候一定不能放松。对于支护质量的管理人员来说，需要由技术性的人员参与负责，常见的即为由矿长组织生产副矿长、班组长以及安全管理人员，对采掘面的支护状况进行现场检查实行动态化模式的管理措施，从人员控制和管理方式上控制安全管理漏洞的出现，从而保障顶板管理的质量，保障煤矿工作的安全。
3.3 技术控制
在煤矿顶板的工作中技术是极为重要的，煤矿顶板技术应用出现的问题直接影响着煤矿顶板的安全，煤矿顶板技术应用的方法以及管理的不当是煤矿顶板事故的一个主要原因。所以在煤矿企业的管理中必须加强煤矿顶板技术的管理，针对不同的煤矿企业具体要求不同：煤矿企业需要根据自身的实际情况进行科学的分析处理，对工程开展状况组织专门的监督管理部门进行实时监督，以便能够及时的发现问题解决问题，工程中遇见的技术问题要根据工程的进度安排进行及时的解决，一些安全隐患的问题也要组织技术人员及时进行评判解决，解决技术控制的根本性问题，最大程度地杜绝安全事故的出现。外部影响在煤矿生产中不可忽视，虽然不可避免但是工作人员可以提前做好防范，做好足够的准备工作之后就能够尽可能的消除隐患，对煤矿的顶板进行有效的加固和处理，防止出现顶板坍塌事故的发生。
3.4 重点监督
在煤矿顶板管理中，综合性管理是十分必要的，管理人员对整个煤矿顶板的实施过程进行全面的控制。另外还需要进行重点控制的管理方式，由于顶板管理中工作较为复杂，这就使得顶板管理的工作量较大，工作人员工作任务重，这种情况下就需要管理人员选择着重点进行着重管理，例如采掘工作面是顶板管理的重点，也属于事故多发部位之一，为了解决安全隐患就需要对采掘工作面的放顶、过断层、周期来压、过老巷以及工作面收尾、掘进开门等环节严格控制，必须有相应的管理措施，并且管理措施必须经过各个相关部门管理人员制定。最大程度上的解决安全隐患，保证煤矿安全开采过程。
3.5 人员培训
人员作为煤矿工作中的能动因素，人员因素也是煤矿事故产生的一个重要原因，由于煤矿开采是一个高技术性、高风险性的工作，这就对技术人员和管理人员提出了更高的要求，严格遵守工作规范能够杜绝事故的发生，如何保障工作人员能够严格遵守工作规范这就需要将顶板安全管理及技术培训制定到员工培训计划中，对相关管理技术人员进行培训。使管理及技术人员能够及时掌握及更新并合理、科学地应用到生产中，从而保障工程的安全高效运行。
3.6 检查监督
如果要减少煤矿施工事故的发生，确保煤矿顶板的安全管理，就必须加强质量检查工作，就必须成立煤矿安全检查小组，定期对煤矿顶板的质量进行检查和检验，及时处理检查中的安全隐患。
3.7 创新实践
我国矿区巷道支护工作难度很大，经过不断的研究和实践，在巷道支护方式上，建议采用锚、梁、网、喷、钢带、钢棚、注浆加固等多种形式的联合支护，有效地控制巷道变形。同时注重做好巷道底板水的治理工作，对于受动压扰动影响的巷道，通过提高支护强度、合理确定停采线等方法来加强顶板管理。
4 结语
在煤矿的生产中，顶板管理工作对于煤矿的安全生产具有十分重要的意义，如何做好顶板管理的安全有效，就需要从态度上、技术上、人员上综合控制，不断的保障煤矿安全生产，提高经济效益，降低事故发生的几率，通过严格的控制消除隐患。
参考文献：
[1]杨雪林.浅谈煤矿顶板管理方法[J].科技与企业，2014（11）：18-18.
关键词：铝土矿，地质安全，影响因素，防治措施
中图分类号： F407.1 文献标识码： A
引言：“安全第一，预防为主，综合治理”是我国的安全生产方针，是矿山永恒的主题，同时也给我们指出了安全工作的重点是以预防为主。本文通过综合分析某铝土矿山影响安全开采的地质影响因素，然后提出相应的防治措施，对该矿山和类似矿山的安全开采具有一定的指导作用和实际意义。
1、铝土矿地质安全问题的背景
随着经济的快速发展，社会对矿产资源的需求量越来越大，矿产企业迎来了更大的发展空间。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理，加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后，大多无环保措施，加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化，矿山地质灾害问题日趋严重，潜在的致灾隐患不断增多，且随时可能发展成灾，造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。本文针对某铝土矿山的地质安全问题，对安全问题的预防措施作出分析，该矿区内大部分被黄土覆盖，沟壑众多，多呈近南北向，低山坡地植被贫乏。该区属黄河水系，区内沟中大多缺水，周围有两条属季节性河流，雨季河水暴涨，水流湍急；旱季流量显著变小，仅为涓涓细流，甚至干涸，地质条件较复杂。矿区含矿岩系沿走向或倾向呈波状起伏，波状起伏以走向较为明显，这种起伏受褶皱构造和底地形控制，形成沉积无矿、冲刷无矿、漏斗矿。漏斗矿顶面受古地貌的影响亦有下凹现象，从四周向漏斗矿中心倾斜，与基底产状不尽一致。铝土矿的开采坑口工业场地，地表植被破坏，岩体、土体、土石松散堆积物受力平衡破坏失稳，多在水的参与沿下部斜面滑动或急速倾泻。该矿区铝土矿采矿范围比较大，有可能发生滑坡和泥石流，这种地质灾害将使铝土矿的安全开采难度增大。
2、影响铝土矿地质安全的因素
2.1地质构造的影响
2.1.1褶皱的影响
成矿后的褶皱可使矿体变位和形态复杂化，背斜轴部岩石比较破碎，因此在生产过程中容易发生冒顶、片帮掉渣、透水等安全问题。
2.1.2断层和节理的影响
成矿后的断层可使矿体形态复杂化，开采难度增大，使采场容易冒顶、片帮，造成回采工作困难，增加矿石的损失和贫化，甚至造成重大安全事故；同时成矿后的断层容易引起矿坑涌水，断层破碎带多数是地下水的良好通道，尤其是断层透水性较强的岩石或与地下水源相连通且多溶洞时，矿坑的滴水、淋水和涌水增大，甚至造成突然涌水事故，直接影响安全生产。
该矿区绝大部分为第四系所掩盖，矿区南侧二叠系煤系地层大面积出露，北缘寒武系、奥陶系地层出露良好，而中部石炭系、奥陶系地层出露情况不好，仅在中部一带有出露。矿区内无明显大中型褶皱与褶曲构造。区内大小断裂有5条，断裂长500m至1500m，多为正断层，以右旋式(顺时针)为主，此带主要是燕山期造山运动的产物，个别断裂有喜马拉雅构造运动的叠加。采矿工程范围内有四条断层，断层对井下安全开采构成威胁。
2.2地表水和地下水的影响
矿坑突水涌水这是常见的矿山灾害。地表水源和地下水源对生产都会造成不同程度的威胁，地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
2.2.1地表水的影响
铝土矿地下开采山洪也可能冲击矿井。该矿区内的主要河流为季节性河流，旱季时断流，由于河床两岸较为平坦和长期缺乏治理，每当汛期来临，常造成洪水泛滥，洪水也会流入民采井、采空塌陷区，渗漏补给矿层顶底板含水层，或直接溃入井下，将对井下安全开采构成严重威肋。
2.2.2地下水的影响
铝土矿地下开采水害分布有一定规律，它与成矿环境、地质构造、气候及区域水文地质条件等因素有关。从水文地质资料来看，该矿区存在的主要地下水患类型为寒武至奥陶系灰岩水、采空区积水以及断裂构造的突水。因此水文地质条件对矿床开采影响较大，极有可能发生透水淹井事故。
2.3地质条件的影响
铝土矿的开采安全受地质条件的影响，地面和采空区塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区，若保留矿柱不足，或因矿柱受损失，就会造成地面塌陷。该矿区内软弱层面积大，几乎覆盖整个矿区，矿区内软弱层有粘土岩、炭质页岩、泥岩、煤层等。它们的分布广泛普遍，层位相对稳定，但厚度变化大。软弱层岩石颗粒胶结性能很差，力学强度低，岩体质量差至极差，且吸水后膨胀，呈塑性状态，干燥后收缩开裂。有些软弱层极薄且互相迭加又反复出现。因此，矿床赋存于坚硬、半坚硬、软弱、松散岩类中。表现为矿层顶底板岩层强度较低，稳固性较差，属于软弱至半坚硬岩层；第四系砂卵石和风化带发育，民采矿井广布；断裂较发育，水文地质条件复杂，矿床工程地质条件属于中等偏复杂类型。
2.3 瓦斯的影响
瓦斯爆炸是煤矿中最常见的灾害。由于通风不良，使瓦斯积聚发生爆炸，造成井下作业人员伤亡，矿井被毁。该铝土矿上部有两层煤层。煤层的开采对铝土矿的安全造成巨大影响，在采矿过程中，随着采掘活动的进行，上部煤层中的瓦斯可能沿顶板裂隙涌入采掘空间，或顶板垮落后上部煤层的煤直接进入采掘空间释放瓦斯。所以瓦斯矿井己构成该建设项目的重大危险源，必须引起高度重视。同时矿区范围内老窿、旧井巷分布较广，尤其是开采煤矿的废弃老窿、旧井巷区内可能积存有大量瓦斯，对矿井未来的生产构成了严重威肋。该矿井同时作业的采掘工作面较多，通风系统复杂，瓦斯防治必须引起高度重视。
3、铝土矿地质安全防治措施
3.1主要地质构造影响的防治措施
3.1.1在碰到褶皱构造时,必须加强安全生产管理工作,以防事故发生。
3.1.2断层影响井巷掘进，如掘进中碰到宽度较大的破碎带时，必须加强支护，甚至要采取特殊措施才能通过断层。
3.1.3在采场设计中应充分弄清采场内断层情况，认真对待，并采取有效措施，以防止断层对回采工作的危害。
3.1.4在节理发育地段进行掘进工作时，必须加密支护和加强顶板管理，否则容易发生坍塌及顶板沿节理冒落，影响安全生产。所以，在顶板节理发育时，工作面支架不能用顶柱，而要用棚子，且支架要密。当采用锚杆支护时，要垂直节理布置锚杆。
3.1.5在布置掘进巷道和回采工作面时，要与主要节理面垂直。
3.1.6节理是地下水的良好通道，必须加强矿山排水工作，以保证安全生产。
3.2水害主要防治措施
根据水文地质条件及其特点，采用综合、全局、系统的思路和方法，系统考虑矿山基建期和生产期的防治水方案与措施，系统考虑各矿段的开采顺序，采用有利于铝土矿地下开采防治水的开采方案与技术，系统考虑矿井浅部开采与深部开采的防治水方案与技术。开采设计应从寒武至奥陶系灰岩含水层带压开采技术、寒武至奥陶系灰岩含水层防治水技术、井巷工程及采场防治水等方面采取相关措施。本着充分利用地下水资源、当确保矿床开采对当地供水不产生太大影响的原则，在矿山防治水工作中应采用“统筹兼顾，排供结合”的对策。
3.3地质条件影响防治措施
3.3.1针对该矿区复杂的地质条件，在竖井施工及井下中段和其他巷道的掘进过程中，必须加强地质预测预报工作，在接近松软地层及断裂构造地带时，必须采取短掘短支的办法加强支护，防止发生片帮、冒顶事故，以保证施工作业安全。
3.3.2要保证矿区开采的安全，需对矿区上层老窿、采空区、塌陷区的问题进行处理，必须加大人力财力的投入，探清并监测铝土矿上部原老煤窑以及现生产煤矿的采空区范围、空间位置、充填情况、采空区顶板岩层工程地质稳定状态以及冒落变动情况等。对于该矿的开采，应该组织专门的“老煤窑采空区治理专项研究”，对未来采空区编制地下采空区实测图，及时回填采空区，预留合理的安全矿柱。
3.3.3矿山要不断研究改进采矿方法，完善矿房结构要素，设置标志点，地表、井下要严密监测岩体变形、移位等现象，及早发现、及时治理。
3.4与煤供伴生铝土矿开采瓦斯的防治措施
3.4.1在通风、爆破、设备选型、供电等方面均要均充分考虑瓦斯的影响，制定措施，加强管理，防止发生瓦斯事故。
3.4.2根据2004年4月19日施行的国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全生产监察局）第9号令《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》第十条（三）的规定：“开采与煤伴生、共生的金属与非金属矿床的通风条件，应当符合煤矿开采有关安全规程要求”。因此在基建和生产期间应按照《煤矿安全规程》进一步加强瓦斯管理。
4、结束语
对于矿井生产来说，由于面临的安全问题多，安全隐患辐射面广，因此在矿井安全管理过程中首先应该注重细节，即在矿山生产过程中要树立安全无小事的思想，对每一项可能出现的安全问题要从细节制定相应的应对策略；其次，要注重与时俱进，即在安全生产过程中，要时刻关注安全条件、生产条件和地质条件等影响安全生产的条件变化，并且根据变化情况及时制定相应解决方法。
参考文献
[1]张吉龙，姜立春.我国铝土矿资源开采技术综述[J].轻金属，2007.6:5-8.
[2]廖士范，梁向荣.中国铝土矿地质学[M].贵阳:贵阳科技出版社，1991.
[3]辛奎德，余霈.讨论我国北方奥陶系岩溶水矿床的排供结合.水文地质工程地质.1986.3.
[4]杨新安，黄小平，孙新礼，祝瑞勤.铝土矿地下开采水害分析[OL].2008.3
关键词:矿山地质 环境保护 治理
矿山地质环境保护与安全生产是矿山企业在实际生产过程中所面临的两大主题,也是当今社会、政府主管部门以及矿山企业所关注的热点问题。如何既合理地开发矿产资源,又不至于造成矿山地质和生态环境恶化以及重大地质灾害事故发生,是实现经济社会可持续发展战略的重要研究课题[1]。
1、矿山地质环境的内涵
矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区,其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间,不断地进行着联系(物质交换)和能量流动,这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托,矿产资源开发为主导,不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境,也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。矿山地质环境存在的问题主要有:采、选矿过程中产生的有毒、有害气体,矿渣,废水,粉尘等,不仅直接影响作业环境和工作条件,而且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害;废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田;污水和烟尘的排放,污染水源、江河和大气,也破坏了景观和植被;露天矿边坡崩落,井下采空区造成地面塌陷;矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干涸干或形成海水入侵;采矿剥土等造成水土资源平衡失调,易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。所有这些环境地质问题,都给人类生产和生活带来严重影响,而且预防和治理的难度很大。因此,必须切实加强和做好矿山地质环境的监督管理[2]。
2、矿山地质环境存在的主要危害
矿山开采诱发的地质灾害主要为地面塌陷、地裂缝、崩塌及滑坡、煤层自燃、矿井突水、有害气体突出、冒顶等。针对上述主要类型分析如下。
2.1 崩塌
多发生在地质构造发育地带。矿山开采而诱发的岩土体崩塌,在平原地区主要为开采粘土、砂石矿产时的边坡失稳;在山区露天开采过程中的坡角过大而诱发的岩体崩落（包括建矿时修路切坡等）,以及在深部采矿过程中出现地面塌陷而导致上覆脆性岩体（节理裂隙发育）沿裂隙出现崩落。如某煤矿,该矿区上覆第四系玄武岩,储矿层为侏罗系,经多年的地下开采,形成大面积的采空区,并且出现地面塌陷,引发上伏玄武岩沿节理出现裂缝,在降水作用下,沿裂隙在陡坡处出现崩落,危害近陡坡处的人群及建筑物。
2.2 地面塌陷
多年以来,地下开采矿山地区均有不同程度的地面塌陷发生。这些矿山多分布于山间盆谷地及其周围。塌陷坑一般近椭圆或近圆形,略大于采空区范围,深度由内至外,从大变小,个别塌陷由数个塌陷坑相连或重叠。煤系地层多分布于中生代的砂岩、砂砾岩、页岩之中,岩体类型为软弱层沉积岩,该地层岩体结构松散、破碎,处于新构造运动上升区,断裂分布广泛。煤层矿体多属于浅埋藏型,松散覆盖层厚度比例大,矿层覆岩强度低,厚度比例小,岩性组合复杂。当地下矿层被采出后,采空区的顶板岩层在自身重力和上覆岩层及建筑物等的压力作用下,产生向下的弯曲和移动,当顶板岩层内部所形成的拉长应力超过该层的抗压强度时,直接顶板首先发生断裂并相继冒落,紧随其后的是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层,随采矿工作面的推进,受到采空影响的岩层范围不断扩大,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大的盆地形塌陷坑。
3、矿山环境治理方案实施部署原则
3.1 以人为本,减灾防灾的原则
矿山开采诱发的各种地质灾害隐患直接或间接地对当地居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山地质环境治理首先要保证其免遭该类地质灾害隐患的危害,达到防灾减灾的目的。
3.2 因地制宜,突出重点的原则
针对矿山环境地质破坏的特点、方式、分布及危害程度,重点对开挖较深的采坑、露天堆积较大的矿渣堆、高陡边坡（危岩体）,顺坡就势因地制宜实施削坡、填坑、平整修复治理工程。
3.3 工程措施与生物措施相结合的原则
以工程措施为主修复破坏了的地形地貌景观,并结合种植树木的生物措施修复破坏了的矿区矿山生态地质环境。
3.4 量力而行、注重效益的原则
根据资金情况,结合矿山环境地质问题危害大小情况,矿区地质环境治理工程既要遵循生态、社会效益优先,又要争取最大的经济效益。
4、矿山地质环境保护及治理措施
建立矿山生态环境监测及预警系统。加强对采矿活动引起的环境污染和地质灾害的监测及预报,及时采取有效防范措施。矿产开发成本的提高,反过来可促进矿山环保技术的革新和科技进步,这不仅有利于矿山地质环境的恢复,还可使发展环保技术的矿山企业盈利。矿山地质环境恢复治理的程度,是衡量一个地区发达程度的标志。只有把矿山地质环境问题作为经济要素来实施,矿业才是地区经济可持续发展的表征,才有益于社会获益于人民[3]。建议如下:
4.1 加强新建矿山审批管理制度,防止产生新的生态破坏和环境污染
加强新建矿山审批管理制度。对不符合建设条件和对生态环境破坏严重,又无条件采取有效防治措施的拟建矿山,建议实行“环保一票否决制”;限制在地质灾害易发区开采矿产资源,禁止在地质灾害危险区、自然保护区等区域开采矿产资源;限制改扩建含硫量大于1．5％的煤矿,禁止新建含硫量大于3％的煤矿。
4.2 加强矿山地质灾害评估和环境影响评价制度,制定生态环境恢复治理方案
新建、改扩建矿山应严格执行矿山建设用地地质灾害危险性评估和环境影响评价制度。开发利用方案中必须有水土保持、环境治理达标、矿山生态恢复和重建的实施措施。经批准确定的新建矿山的生态环境保护工程与地质灾害防治工程,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用。新建矿山的生态环境治理率必须达到100％。
参考文献
[1]武强,陈奇.矿山环境问题诱发的环境效应研究[J].水文地质工程地质,2008,35(5):81－85.
【关键词】顶板；大面积来压；成因；预防措施
顶板大面积来压时，一次冒落的面积少则几千平方米，多则几万乃至十几万平方米。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来，不但因重量的作用出现严重的冲击破坏力，更严重的是将已采空间的空气瞬时排出，破坏力极强。
1、顶板大面积来压的成因和机理
顶板大面积来压是由坚硬岩层大面积冒落形成的。如砂岩和砾岩层等，其单向抗压强度可达8.0-16.0kPa，甚至达20.0kPa。这些岩层是厚层整体结构，岩体中的层理、节理和裂隙不发育。这些坚硬岩层有的直接覆于煤层上面，有的在煤层间有一薄层强度较大，因直接覆于煤层之上的顶板岩层坚硬，在采面初采时，顶板初次垮落步距达50m-70m，甚至达100m以上。为防止初次来压形成的危害，要用刀柱法进行开采，在采面推进一定距离后，在采空区留一段煤柱支撑顶板。看起来对一个采场似乎安全，而随采空面积的增加，上覆岩层的压力把主要由留下的煤柱承担。因煤柱本身的力学性质发生变化，丧失了对顶板的支承能力，在煤柱支撑面积与采空面积之比低于1/3时，这种现象非常严重，形成大面积来压现象。
从能量积聚的条件看，坚硬顶板在破断前弯曲下沉，使前方的煤岩体积聚大量的弯曲弹性能。在破断中，如果条件充分，要突然释放，发生煤的弹射或突出和破坏巷道等冲击矿压现象。
要了解难冒坚硬顶板的破坏机理和活动规律，某煤矿采用钻孔电视观测方法，观测顶板的破坏和冒落状况。
在开采中难冒坚硬顶板虽然悬露面积很大，在曲应力值超过其强度极限时，必将发生断裂缝或使原生的细微裂隙扩展。这些裂缝贯穿坚硬岩层时，就会出现断裂。因其顶板大面积悬空，使采空空间形成扁平狭条孔，在煤柱上的顶板岩层内产生巨大的切应力，会促使顶板被切断。厚层坚硬岩层断裂后，相互间很难靠咬合点的摩擦力维持平衡的。一旦断裂，就会冒落，产生冲击动压和暴风现象。从时间和空间过程讲，能将上述的破坏分为两个阶段，一是岩层的裂缝扩展和离层的断裂阶段；二是断裂后冒落阶段。整个从断裂到冒落的来压过程，要经历一定的时间和有足够的空间。
2、顶板大面积来压的防治措施
2.1顶板大面积来压的预兆及测定
大面积来压的预兆表现为，顶板断裂声响的频率和音响增大；煤帮明显受压和片帮现象；底板发生底鼓或沿煤柱附近的底板出现裂缝；巷道超前压力明显；工作面中支柱载荷和顶板下沉速度明显增大。
大面积来压的测定可用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行量测岩层断裂时的脉冲信号。按上述顶板大面积来压的机理，厚坚硬岩层的破坏过程，长的在来压前几十天即发生声响和其他异常现象，短的在来压前几天，甚至几个小时前发生预兆。所以，按仪器量测的结果和结合历次来压预兆的特征，可对大面积来压进行较准确的预报，防止出现灾害。
2.2顶板大面积来压的防治措施
顶板大面积来压的主要危险是由顶板冒落而形成的冲击荷载。避免和减弱大面积来压的危害，就要改变岩体的物理力学性能，减小顶板悬露和冒落面积，减小顶板下落高度和降低空气排放速度。具体办法有以下几种：
（1）顶板高压注水
从工作面两巷向顶板打深孔，进行高压注水。顶板注水能够软化顶板，增多裂隙其钻孔的布置方式及参数，及注水系统、弱面等作用。它的主要机理是，在注水后可溶解顶板岩石中的胶结物和部分矿物；减小层间粘结力；高压水能形成水楔，增加岩石中的裂隙弱面。因此，注水后岩石的强度会显著降低。
（2）强制放顶
用爆破的方法把顶板切断，并使顶板冒落形成矸石垫层。切断顶板能够控制冒落面积，减弱顶板压力和冒落时出现的冲击载荷；形成垫层能缓和冒落时出现的暴风。为形成垫层，放顶的高度要根据形成垫层的厚度来计算。按实践经验，采空区中矸石充满程度达到采空和放顶高度之和的60%，就能预防过大的冲击载荷和暴风。顶强制放顶方法有以下几种：
一是“循环式”浅孔放顶。对周期来压不太严重的顶板，每一至两个循环在工作面放顶线上打1.8-3.0m，主要作用是，爆破后破坏顶板的完整性，形成矸石垫层。
二是“步距式”深孔放顶。其主要作用是切断顶板，防止顶板大面积一次冒落。平时再配合浅孔放顶，可以有效控制顶板来压强度。
三是台阶式放顶。是为方便安排采面的回采工艺，应把切顶线上的两排钻孔，按上、下两部分分开。第一个循环先放一半工作面的顶板，第二个循环再放另一半。这样上、下交替放顶，形成台阶状。
四是超前深孔松动爆破。综采工作面，因在工作面内不能设置打顶眼的设备，可在上、下顺槽内分别向顶板打深孔。在工作面未采到以前进行爆破，预先破坏顶板的完整性。钻孔间距为顶板自然冒落步距的60%以上，钻孔长和装药量按工作面长度和岩石硬度等因素确定。对采用刀柱法的工作面，可在平巷或相邻把悬露的顶板放落消除隐患。
五是地面深孔放顶。对历史上已造成有大面积来压隐患的地区，可在采空区上方的地面打垂直钻孔，达到已采区顶板的适当位置。进行爆破，把悬露的大面积顶板崩落。这样，把大面积采空的顶板切割成小块，减小来压强度。
开采煤层群时，除了以上各种防治措施外，在下煤层的顶板较软，上煤层的顶板有大面积来压危险时，先开采下煤层，使上煤层位于下煤层采后顶板的裂缝带内，产生松动和破断，又保持一定的完整性。
（3）预防暴风措施