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序论：在您撰写煤矿灾害治理时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0066-01
煤炭是我国的主要能源，为我国工业发展、国民经济腾飞做出了巨大的贡献。但是，由于我国煤矿大多是地下开采，地质条件复杂多变，经常会受到瓦斯、煤尘、水、火、顶板等自然灾害的威胁。加上技术装备相对落后、灾害防治措施单一等不利因素，煤矿灾害事故时有发生，尤其是煤矿顶板事故，它已经对煤矿产业造成了巨大的损失。煤矿顶板灾害具有发生总量大、频率高、控制难度和影响力较大等特征，始终处于各类型煤矿事故当中的首位。因此，控制顶板灾害已成为提升煤矿安全作业状况的关键性措施。顶板灾害通常会受地质构造条件、煤层存储条件、开采工艺以及采掘活动等因素的影响，因此在防治环节必须结合煤矿的各种条件进行综合分析，同时对各项诱发因素进行全方位监测监控，将灾害的影响力降到最低。
1 矿顶板煤灾害灾害类型
1.1采煤工作面顶板事故
1.1.1？局部冒顶事故。？局部冒顶事故实质上是已被破坏的顶板失去依托而造成的。就其触发原因而言可以大致分为两部分：一部分是采煤工作（包话破煤、装煤等）过程中发生的局部冒顶事故，即在采煤过程中未能及时支护已出露的破碎顶板；另一部分则是单体支护回柱和整体支护的移架操作过程中发生的局部冒顶事故。
1.1.2大冒顶事故。？采煤工作面的大冒顶事故也叫采场大面积切顶、落大顶、垮面。由直接顶运动所造成的垮面事故，就其作用力的始动方向可分为以下两大类：推垮型事故。包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故，及倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故；压垮型事故。包括向煤壁方向压垮，及向采空区方向压垮型事故。由老顶运动所造成的垮面事故，压垮型事故发生在采用木支架支护的采场。
1.2巷道顶板事故。？巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为：镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。
2 顶板事故的危害
无论是局部冒顶还是大型冒顶，事故发生后，一般都会推倒支架、埋压设备，造成停电、停风，给安全管理带来困难，对安全生产不利。如果是地质构造带附近的冒顶事故，不仅给生产造成麻烦，而且有时会引起透水事故的发生。在有瓦斯涌出区附近发生顶板事故将伴有瓦斯的突出易造成瓦斯事故。如果是采掘工作面发生顶板事故，一旦人员被堵或被埋，将造成人员伤亡。
3 顶板灾害的原因
3.1地质条件。对于一些特殊地质的作业地点，往往会给顶板维护带来极大的难度，如断层、破碎带等；这是因为通常会有断层泥存在于断层带中，遇到了水分，经常会有软化坍塌事故的弧线；另外，断层上下盘的矿体节理裂隙呈发育状态，纵横交错构造节理面，且有泥质存在于节理面内，这样就没有较好的稳固性，容易出现围岩破碎等问题。在顶板管理中，也会受到破碎岩体的限制影响；主要体现在：在爆破震动的影响下，容易有破坏问题出现于这种岩体的微观结构上，改变岩体，如果有超过位移极限值的位移出现于结构面上，就会导致解体崩溃问题出现于岩体结构上，虽然没有变形发生，但是却会突然冒落。在这种岩体结构中进行采掘施工，因为岩体没有较好的抗拉强度，那么岩体的抗拉强度就可以看作为顶板自拱形内的岩体重量，当暴露面积和时间达到了相关标准，岩体自身的抗拉强度无法满足顶板承受的拉应力，都会导致冒落问题发生于顶板拱顶范围内的岩石上。
3.2 采煤方法。通过大量的调查研究我们可以得知，在回采过程中，如果采用了不合理的回采工序，同样会导致顶板事故的发生。如，没有设置支护空间于煤壁上，在爆破落煤后，没有进行及时的支护，还有就是替换支护过程中，在回柱放顶时，有冒顶事故出现于工作面两端；此外，没有合理布置炮眼，有着过多的装药量，或者老顶来压等状况下，都会导致冒顶事故的出现，需要引起人们足够的重视，采取一系列有针对性的措施，保证煤矿作业的安全。
4 矿顶板煤灾害整治措施
4.1 对方案和管理的实施严格要求。在对煤矿进行开采时一定要收集各方资料，尤其是煤矿以及煤矿周围的地质资料，然后仔细制定出设计方案，并在煤矿开采过程中，相关人员一定要严格按照技术规范和标准指导采掘方案进行作业。仔细分析矿压显现规律是防止初次来压和周期来压造成大面积冒顶事故的有效途径，必须搞好初次放顶和周期来压期间的顶板管理，摸索和掌握来压步距，在来压前采取加强支护的措施。同时煤矿开采还应当建立并实施采煤、掘进管理程序，消除和控制采掘系统和作业的危险源。
4.2 改进工程施工工艺。采掘工程顶板的跨度暴露在巷道内，如果不采用合理的施工工艺和爆破参数，也会加剧对顶板的破坏或增大暴露面积，不利于顶板的安全管理。合理的施工工艺和爆破参数，能够减少对顶板的爆破震动和破坏，从而达到顶板安全管理的目的。为此，合理布置采掘工程和施工顺序。比如，断层构造带与矿体走向基本一致，施工工程沿着构造方向布置，那么顶板受构造控制就难以形成设计的轮廓，并且将构造直接暴露出来，在顶板形成大的构造及断裂面，不利于顶板的安全管理；与构造方向垂直布置工程，暴露构造较小，便于顶板的安全管理。因此布置工程特别是采矿工程时，应尽量与构造面垂直布置。
4.3 科学维护支护设备 。在对支护进行维修的过程中，各种技术都是要严格按照各种安全标准来进行。对支护维护工作的现场也要进行管理，例如通过栅栏、警示标志等的设立来防止无关人员进入工作现场，对现场的工作人员进行提示，防止顶板事故造成人员的伤亡。当支护设备进行维修和更换的时候，要对顶板及支护的情况进行不定时的检查，一定要采用临时支护才能够进行工作，不能够在没有支护的情况下就对原来的支护进行拆除。
4.4 加强队伍建设提升安全意识。 要将班组长在顶板管理中的作用进行充分的发挥。作为一切工作的落脚点，班组的建设就是煤矿职工建设的重要部分。在生产过程中，班组长担任一线的指挥，熟悉地掌握了各种情况与资料，能够在各种情况之下进行正确的判断，通过有效的措施来对各种情况进行处理，有效地避免顶板事故的发生。煤矿企业还应当花费一些精力和时间对矿区作业人员进行安全教育培训，使他们的安全意识能够得到提高，并且积极预防顶板事故的发生。
5 结束语
综上所述，在煤矿生产中，顶板事故占据了煤矿生产事故的较大比例，影响到正常的作业生产，不利于施工人员的生命安全。针对这种情况，就需要分析顶板事故的发生原因，结合工程具体情况，健全和完善相关的管理制度和方法，对采煤方法进行改善，对施工工艺等进行合理选择，采取一系列的安全管理措施，促使煤矿作业生产的安全得到保证。
参考文献
[1] 王崇平.煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施研究[J].中小企业管理与科技，2011，2（9）.
[2]赵双胜.煤矿顶板事故的预防[J].科技情报开发与经济，2011（21）.
关键词：煤仓瓦斯；灾害；措施
引言
对于高瓦斯矿井选煤厂来说，煤仓普遍存在着瓦斯积聚和超限问题，有时煤仓瓦斯浓度远远超过《煤矿安全规程》的规定标准，极大地威胁着选煤厂的安全生产。井下煤炭采掘后经运输系统进入选煤厂贮煤仓后，堵严煤仓下口，贮煤仓上仓口到煤仓贮煤位间形成盲仓，瓦斯能长时间、均匀地从煤体中释放出来，加之仓内空气流通性差，极易造成煤仓上部瓦斯积聚。另外，由于仓内贮煤时间长且多，煤仓下部压力大，煤中瓦斯不易释放，因而当仓下放煤时，瓦斯就会随煤在出煤口释放，往往导致煤仓下部仓口处瓦斯浓度较大，故而在高瓦斯矿井选煤厂中，煤仓瓦斯是十分重大的危险源。陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿属于高瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量已达100m3/分钟，其配套的选煤厂设计有3个三万吨煤仓、3个一万吨煤仓，煤仓总贮煤量达到12万吨。其中3个三万吨煤仓仓直径达30米，仓内净高达60米，其仓容和仓高在国内较为少见，属特大型煤仓。因此，一号煤矿选煤厂煤仓的瓦斯灾害较为严重，必须采取有效措施进行治理。
1 瓦斯的特性及危害
1.1 瓦斯的物理特性
瓦斯是一种无色、无味的气体，密度约为0.554g/cm3。瓦斯难溶于水，比空气轻，扩散性比空气高1.6倍，虽然无毒，但当其浓度高时，会使人因缺氧而窒息。瓦斯不助燃，但当其在空气中有一定浓度并遇到高温时，能引起爆炸。
1.2 煤体中瓦斯的贮存和解吸
瓦斯通常是以游离状态和吸附状态存在于煤体的裂隙和孔隙内。游离状态和吸附状态的瓦斯处于不断变换的动平衡状态。在压力降低、温度升高或煤体结构受到破坏时，部门吸附状态的瓦斯就轻化为游离状态，即发生解吸现象。煤炭被采掘出后以及在随后的转运过程中，吸附状态的瓦斯因煤体结构被破坏，外界压力减小和温度升高等因素，一直处于解吸状态，因此吸附的瓦斯不断地从煤体中逸出，散发到空气中，当处于通风不畅通的地点，瓦斯便很容易积聚。
1.3 瓦斯爆炸的条件及危害
瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：一是要有一定浓度的瓦斯，瓦斯爆炸的浓度界限一般为5%-16%，但煤尘的混入则可以降低瓦斯的爆炸下限；二是要有一定温度的引火源，通常为650-750℃，电气火花、明火、煤自燃、撞击及摩擦火花等都足以引爆瓦斯；三是要有足够的氧气。瓦斯爆炸时，瞬间温度可达到1850-2650℃，爆炸压力可达0.75-1.03Mpa，是正常大气压力的7-10倍。这种高温、高压的气流，形成强大的爆炸冲击波，以极快的速度自爆炸点向四周冲击，可直接摧毁设备，并造成巨大的人员伤亡。
2 国内选煤厂煤仓瓦斯灾害的案例
我国高瓦斯矿井选煤厂发生瓦斯事故的案例也很多，在此列举几个典型案例。
2.1 案例1
山西焦煤集团屯兰煤矿属于高瓦斯矿井，屯兰矿选煤厂是一座设计入选原煤能力4Mt/a的大型炼焦煤选煤厂，有原煤仓4个，产品仓4个。2001年5月，屯兰选煤厂焊工在产品仓上部对刮板运输机横梁的插板进行电焊作业时，在没有任何安全措施的情况下，致使电焊火花掉入产品仓内，引起瓦斯爆炸，造成该电焊工重伤。
2.2 案例2
1991年至今，山西阳泉煤业集团选煤厂共发生瓦斯事故11起，其中新景矿选煤厂发生4起煤仓瓦斯事故，分别是1997年11月、1997年12月、1998年4月、1999年5月。
3 一号煤矿选煤厂煤仓瓦斯灾害预防和治理的具体措施
陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿井下瓦斯的绝对涌出量在100m3/min左右，属高瓦斯矿井，其配套的选煤厂是一座设计入选能力为6Mt/a的特大型选煤厂，建有原煤仓3个，单仓仓容为3万吨，另外还有3个地销产品仓，单仓仓容为1万吨。这些煤仓自2011年3月份建成投用以来，发现煤仓的瓦斯涌出量较大，尤其是三个3万吨的大型煤仓放煤时，煤仓下部仓口的瓦斯涌出量很大，并在仓口上方的隅角积聚，这些部位的瓦斯浓度已超过1%，有时甚至达到2%左右，给选煤厂的安全工作带来了很大隐患。为了有效的预防和治理煤仓的瓦斯灾害，我们结合具体情况，采取了以下一些具体措施。
3.1 加强瓦斯灾害的宣传教育，强化职工的瓦斯意识
针对地面职工对瓦斯的危害认识不到位，瓦斯事故安全意识淡薄的现实状况，我们狠抓宣传教育工作。一是组织全体职工学习煤矿瓦斯的基本知识，认清选煤厂煤仓瓦斯的危害。二是搜集了大量国内选煤厂瓦斯事故的案例，在班前会上给职工讲解。三是从矿上职教部门借来瓦斯爆炸事故的光碟，在学习室播放组织职工观看，通过强烈的视觉冲击和惨痛的事故现场，震撼教育职工。
3.2 防止瓦斯积聚
防止瓦斯积聚可采取自然通风、强制通风和强制抽放等措施。一是加强各处煤仓上部抽放风机的管理。我们将煤仓上部抽放风机的运行监护工作落实到每班的岗位工，作为其设备监护和班后交接的一项工作，发现故障及时上报厂部，迅速安排人员解决，并且落实专人（安监员）对各风机实行定期倒换运转，对停运风机强制进行维护和检修。二是针对煤仓下部瓦斯涌出较大的情况，我们首先加强仓体周围换气扇的运行管理，要求所有换气扇头必须24小时开启运行，出现问题及时修复；其次要求仓体四周的所有门窗全部打开，加强自然通风；再是对煤仓放煤口上部的各处盲区、隅角进行填充、封堵，消除易发生瓦斯积聚的通风死角；另外针对放煤时仓上瓦斯涌出大的情况，我们在煤仓下皮带间安装了两台11千瓦的局部风机，当放煤时将风机开启，用风筒对仓口上方强制通风，将瓦斯吹散，以防止发生积聚。
3.3 设计、安装抽放设施
为从根本上解决三个3万吨大型煤仓下部的瓦斯隐患，我们又在每个煤仓下部增加安装了两台抽放风机，并配套了抽放管路至每个放煤仓口的上方，及时抽排放煤时涌出的瓦斯。这样，在冬季来后，即使仓体四周的门窗关死，也能保证瓦斯的抽放，防止瓦斯积聚。
3.4 严管火源
火源是引发瓦斯事故的一个重要原因，必须从严管理。
（1）防止明火。煤仓上下禁止使用明火、吸烟、无安全措施施工等现象，一经发现严肃追查，从重处理。
（2）杜绝失爆。煤仓上下各类电气设备全部按防爆标准进行管理，杜绝各类失爆现象。我们与施工方配合，对煤仓上下所有电气设备逐台进行了防爆标准整改，并定期检查。
（3）防止其他火源。主要是防止机械设备运转和检修安装过程中产生的摩擦、撞击火花，对有可能出现的这类火源及时预防。
3.5 建设和完善瓦斯的自动监控系统
可靠的瓦斯监控系统是全天候监控瓦斯浓度是否超标的重要保证，为更好的防治煤仓瓦斯，在完善抽放系统的同时，我矿正在积极筹备建设选煤厂瓦斯监控系统，并将并入全矿井的瓦斯监控系统，进行统一管理。
4 结束语
论文摘要：本文系统分析了煤层注水的钻孔布置和注水参数的合理确定方法，并结合实际的研究项目论述了煤层注水对防尘、防治冲击地压、防火、降温及对放顶煤开采提高回采率和产量的重要作用。
1前言
随着煤矿开采强度的增加，煤矿安全问题也越来越突出。象瓦斯、煤尘爆炸;冲击地压、煤与瓦斯突出及并下火灾等。一旦发生，不但危及工人的健康与安全，甚至使矿井停产，严重的会摧毁矿井.因此，国内外都非常重视对其的研究和治理工作。而煤层注水是煤矿井下治理以上灾害的综合性理想措施，也是保证井下安全的有效途径。
2. 煤层注水钻孔布置及钻孔参数
2.1钻孔布置
根据煤层的渗透特性，煤层的厚度，工作面长度及巷道布置等.有单向(图l、图5)、双向(图2、图3、图4)及扇形钻孔布置(图3、图5)方式。单向钻孔布置就是在回风巷或进风巷中打钻孔的布置方式。双向钻孔布置就是在回风巷和进风巷中平均布置钻孔的方式。而扇形钻孔布置则是由于煤层厚度太大，在垂直于顶底板方向煤层的渗透性较差的情况下，在同一断面(为了打钻方便和阻止钻孔间的串水)布置多个孔的布置方式。在实际注水中，可根据具体条件进行选择。
2.1.2封孔
为了使钻孔中的压力水不至于从巷帮被压酥的大裂隙中跑掉，一般要求封孔深度要大于煤层由于矿山压力作用被压酥带的宽度。对于扇形钻孔布置，为了不使钻孔间相互串水，封孔深度一般在10~2肠rn之间，实践证明深封孔有利于提高煤层注水的效果，现在常用的封孔方式有封孔器和水泥砂浆两种。封孔器封孔效果不佳，且不宜实现长期间断性注水。水泥砂浆封孔效果好、可靠，是较理想的封孔方式。为了解决注水或瓦斯抽放等的封孔问题，在“七·五”期间我们研制了SLB型水泥砂浆封孔泵，用该泵封孔最大封孔深度>25m。封孔时，将适当配比的水泥砂浆〔水:水泥:砂子(一0.5:1:1〕装入泵中，将输出管头固定在有注水管(抽放瓦斯管)的钻孔口部，开泵时将水泥砂浆压入钻孔，实现水泥砂浆的深封孔。该封孔方法，一个班可封5~6个孔(>10111)且注水效果好，是较理想的封孔设备。
2.2煤层注水参数
2.2.1煤层注水渗流方程
对于薄及中厚煤层一般用一维渗透来描述
对于厚及特厚煤层，水在其中的渗透多用二维非线性渗流来描述，其方程为:
上述方程，一般用有限元方法求解，求解后结果与实际吻合较好。在此不详细讨论，下面叙述一种现场常用的方法。
2.2.2注水压力
煤层注水压力一般要求大于煤层中瓦斯(或其它气体)压力，又小于煤层被水压裂的压力，可由下式给出。
2.2.3注水t及注水流t
对于扇形钻孔或其它布置方式，钻孔注水量，用钻孔所湿润的煤量来计算。
Q=Kmq(5)
在静压注水中，注水流量随钻孔中注水阻力的变化而变化，是一不定值;在动压注水中，若泵的流量和同时注水孔数定后，单孔注水流量就是一确定值。根据国内外经验，若注水时间允许，应采用长时间小流量注水对煤层湿润的效果较理想。
3煤层注水对各种灾害的治理效果分析
煤层注水对防治冲击地压、防尘、防火降温和软化顶煤提高回采率等都起着很重要的作用。现分述如下。
3.1煤层注水防治冲击地压
煤层注水是一种防治冲击地压的非常有效的措施，它通过注水软化煤体，改变煤体的结构和物理力学性质，来改善煤层开采过程中能量释放的均匀性，瞬时性和稳定性，达到防治冲击地压的目的。
3.1.1某矿注水前后冲击性分析
煤体在受力时聚积弹性能并产生冲击式破坏的能力是煤岩介质的固有属性，称为冲击倾向。煤层产生冲击地压主要与煤层地质，顶底板条件，开采方法，煤的强度，弹性，内聚力内摩擦角等有关系。若煤的强度、弹性、内聚力、内摩擦角等较小，而破坏过程较缓慢，塑性大，其冲击倾向就小。而煤层注水湿润煤体后，就可以降低强度，内摩擦角等，使煤体显著塑化，从而降低其冲击倾向。表l为某矿注水前后各参数的值。
3.1.2效果分析
通过上述测试数据表明，煤的弹性模量降低44.8%，C(单轴抗压强度)、列内摩擦角)值分别降低11.2%和70.6%。煤层注水后既降低了煤体的应力集中程度，又扩大了煤壁前方应力降低区的宽度，从而增加了低抗破坏的侧向阻力，另外上覆岩层在未开采前与煤体是同一力学体系，两者相互制约又相互作用。上覆岩层应力分布特性对冲击地压起着非常重要的作用。煤层注水后，可使岩层中应力集中峰值向深部移动，分布范围加大，峰值降低，因此工作面附近一定范围内的应力下降，这种变化使顶板断裂位置向煤壁前方转移，降低了周期来压对工作面煤壁的影响，减少了顶板来压诱发冲击地压的可能性。此外，煤层注水软化煤体后，使煤体的能量释放速度显著下降，破坏形式趋于缓慢，显著改善了煤体破坏时能量释放的稳定性。
通过测试表明，煤体强度下降与注水时间呈负指数关系，因此采用长时间小流量注水，宜于降低煤体强度。
综上所述，煤层注水软化煤体，可以降低煤体的物理力学性质增大其塑性，减少或防止冲击地压的危害。
3.2煤层注水防尘
煤层注水防尘，是防治粉尘产生最有效的措施，它是通过钻孔并利用水的压力将水注入即将回采的煤层中，注入煤层中的水沿着煤的裂隙向被裂隙分割的煤块渗透并储存于裂隙与孔隙之中，增加煤体的水分，使煤体得到预先湿润，以减少采煤时产生浮游粉尘的能力。
3.2.1煤层注水水分增加效果
煤层注水降低粉尘浓度，主要与煤体的水分含量、注水后水分增量和湿润均匀程度有关系。某矿放顶煤工作面，采用单向钻孔布置方式，动、静压注水相结合，封孔用水泥砂浆封孔，工作面长160r，飞，钻孔长110nl，封孔深度6ln、煤层的孔隙率为10.36%，采用7GB一3.6/160型煤层注水泵，一台泵同时注三孔。该工作面煤层注水的效果非常理想。在原始水分为3.914%这样高的情况下，还平均使水分增加了1.202%，达5.116%，最高达7.72%。并且湿润较均匀，因而取得了较好的防尘效果。
3.2.2煤层注水对放顶煤工作面各主要尘源的降尘效果
在注水钻孔左右10nl范围内天天采样，以考察煤层注水对各主要尘源的降尘效果，其所测结果见表2所示。
由表2可知，该工作面煤层注水取得了很好的降尘效果。采煤机司机处，顺风、逆风割煤时的降尘率分别达83.%和69%;采煤机下风流10m处，顺风、逆风割煤降尘率分别为88%和85%;放煤工处为27%;放媒口下风流10nl处为31%。因此搞好煤层注水，对降低工作面粉尘浓度，减少其污染是非常重要的。
3.3煤层注水防火与降温
上述某矿在煤层注水中，加入了防火阻化剂，使发火周期由原来的3一6个月，增邢到5一8个月，工作面平均月推进在50m以上，5个月后推进了250rn以上，工作面远离发火源，使其没有足够的氧气供给而不能够充分憔烧发生火灾，解决了火害问题，注水后温度由原来的平均盯度左右，下降到平均25.3度，改善了劳动条件。
3、之淇层注水提高顶煤放煤效果
在放顶煤开采中，如果煤层比较硬，特别是顶煤较硬，在放煤时，会产生许多大块煤，易使放煤口堵塞，从而使回收率和产量降低。而煤层注水后能够有效地湿润和软化煤体，煤层注水前，煤层，注水后.其单向抗压强度，注水前为20MPa，注水后为8.SMPa。注水软化后的煤体大块少了，顶煤放出率由注水前的74.8%提高到86.3%，日产也由注水前2900t提高到4700t，工效提高了38.2%，机组故障和截齿损耗大幅度下降，工人的劳动强度也大大减轻。
4结论
通过以上分析得出以下结论:
(1)煤层注水是防治井下灾害的综合性措施。并且能够减少切割能量，提高工效和工作面产量与回采率，是非常有效的措施。
(2)煤层注水的钻孔布置和注水参数的合理确定，是影响煤层注水关键的因素(对于一定的煤层)。
(3)煤层注水能够改变煤体的结构和物理力学性质，降低煤体的强度，弹性模量，内聚力和摩擦角，改善煤体应力集中及支承压力和上覆岩层对煤体的影响，减少或防止了冲击地压的危害。
(4)煤层注水可使煤体水分增加，软化煤体，减少粉尘产生量。实践表明，煤层注水可使采煤司机及下风流10rn处降尘率达80%。
(5)煤层注水(加入阻化剂)可以使自然发火周期增大，避免火灾的危害，还可降低温度，改善劳动条件。
(6)煤层注水软化顶煤，可提高回采率，工效和产量，减少能耗，降低劳动强度。总之，煤层注水是防治井下灾害，保证矿井和工人安全的综合性措施，其推广应用可有效地降低煤矿井下采煤工作面的灾害事故，改善环境，提高工效，促进安全生产。
参考文献
1李玉生等:冲击地压机理探讨，《煤炭学报》，1984(2)
2张延松:煤层注水的计算机模拟，1992年煤炭科学研究总院优秀论文
关键词：冲击地压 爆破泄压 预防治理
中图分类号：C35 文献标识码： A
Is shallow to talk to blow up to leak to press the technique manages coal mine impact in the prevention ground press disaster in of application
Wang Ji Bin
（Medium coal five set up a 49th project office， Han Dan in Hebei 056003）
Summary：this text mine the foundation of environment characteristic in the analytical Zhao Lou coal mine geology up， inquired into impact ground pressing formatively inside the outside because of and the inside spot split output mechanism.Building up is sound disaster to predict to prevent and cure system and put forward to blow up to unload to press to manage protection measure.
Keyword：the impact ground press to blow up to leak to press to prevent from managing
引 言
冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。据统计，山东省从1996年至2005年3月份，先后有13处煤矿发生冲击地压灾害，发生破坏性冲击地压353次，死亡28人，重伤65人，摧毁巷道8 000余米。
近年来，随着矿井开采深度的不断增加和开采条件的日趋复杂，兖州矿区厚煤层开采的大部分矿井相继发生冲击地压或矿震事故，对矿井安全生产构成了严重威胁。赵楼煤矿为新建矿井，虽然尚未发生过冲击地压或矿震现象，但是赵楼煤矿开采深度大，地应力高，老顶中砂岩岩层厚度较大，3煤由北京煤科院开采研究所鉴定具有强冲击倾向性且因火成岩侵入导致局部变质影响，区域内断层构造发育，1302运顺在掘进期间，已经发生了多次强矿压显现，对矿井的安全生产造成了严重威胁，因此，加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。
1 冲击地压发生的原因
冲击地压发生原因有内因、外因2种因素：内因包括煤层本身的物理属性、煤层原岩应力状态；外因包括采深、采动集中应力放炮诱发等。
1.1 冲击地压发生的内因
（1）煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤科总院北京开采所岩石力学实验室对赵楼煤矿3#煤层冲击倾向性试验结果表明，赵楼煤矿3#煤层具有强烈冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性。
（2）砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
赵楼煤矿3#煤层上方基本顶为30余米厚的砂岩层，随着工作面的推进周期性跨落；再上部500～800 m的巨厚砾岩层，砾岩层完整性较强，抗压及抗拉强度均较大，采后不易冒落下沉，导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。随着采空面积的加大，巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，从而增加了未采3煤层的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂跨落，砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，从而加剧了3层煤工作面煤体的应力集中程度，导致3#煤层工作面冲击危险增强，因此，巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
1.2 冲击地压发生外因
（1）采深大应力高
赵楼煤矿首次冲击地压发生在-538m水平，垂深为668 m，即冲击地压发生临界深度为668m，开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前3煤层工作面开采深度已达940m，已远远超过该深度。随着工作面采深的加大，自重应力已超过3层煤的抗压强度，较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
（2）工作面采动集中应力和周期来压的影响
观测结果表明， 3层煤工作面超前支承压力集中范围为5～35m，应力集中系数为2.5，但上方砾岩层的超前压力影响范围达120m。因此， 3层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。3煤层分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510 kn/m2，来压较为强烈。据统计， 3煤层冲击地压80%发生在顶板来压期间，且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。
（3）工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
（4）放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序，据统计，赵楼煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。
2 冲击地压的分类
冲击地压是一种复杂的矿山动力现象，其生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样，以及它的显现强度和所造成的破坏程度相差很大。
目前主要的、最有价值的分类方法有以下几种：
（一）根据冲击地压的物理特征，按发生原因分（分为三类）
1.压力型冲击地压
其发生时，煤柱和岩石将产生爆炸式破坏，如同坚硬的岩样在试验机上加载至强度极限后发生爆炸式破坏一样。
2.突发型冲击地压
其发生原因是突然加载。是矿层上伏的厚而坚硬的老顶悬伸在矿柱上，先是夹紧矿柱并对它加载。当达到一定跨度时发生折断和垮落，同时产生压力波，造成处于极限应力状态的矿柱发生瞬时破坏。
3.爆裂型冲击地压
其发生原因是在直接顶上部或直接底板下部存在塑性夹层。例如，在刚性岩层之间的粘土夹层，一旦条件适当被挤压出来，造成顶底板刚性岩层以冲击形式爆裂。
（二）根据冲击地压的能量特征，按冲击时释放的地震能大小分（分五个等级，表1-1）。
表1-1 按能量特征分类表
1. 微冲击
表现为小范围岩石抛出和矿体微震动，包括射落和微震。射落是表面的局部破坏，表现为单个煤（岩）块弹出，并伴有射击的声响。微震是母体深部不产生粉碎和抛出的局部破坏，常伴有声响和岩体微震动。
2. 弱冲击
少量煤（岩）抛出的局部破坏，伴有明显的声响和地震效应，但不造成严重损害。
3. 中等冲击
急剧的脆性破坏，抛出大量岩石，形成气浪，造成几米长的巷道支架损坏和垮落，推移或损坏机电设备。
4. 强烈冲击
使长达几十米的巷道支架破坏的垮落，损坏机电设备，需要大量的修复工作。
5. 灾害性冲击
使整个采区或一个水平内的巷道发生垮落。个别情况下波及全矿，造成整个矿井报废。
（三）根据参与冲击的岩体类别分（分为二类）
1.煤层冲击（煤爆）
产生于煤体―围岩力学系统中的冲击地压，是煤矿冲击地压的主要显现形式。
2.岩层冲击（岩爆）
高强度脆性岩石瞬间释放弹性能，岩块从母体急剧、猛烈地抛出。对煤矿，是顶底板岩层内弹性能的突然释放，又称围岩冲击。按冲击位置又分顶板冲击和底板冲击。顶板冲击按显现形式又可分成典型的顶板冲击和致密顶板岩层突然折断形成的冲击矿压，后者往往伴生强烈的煤层冲击与底板冲击。
3 冲击地压灾害预测预报及治理
3.1 冲击地压灾害预测方法
（1）经验类比法
经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。
（2）煤粉监测法
煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法：使用MSZ 12电煤钻、Φ42套节麻花钎子配Φ42钻头打眼，从孔口开始每米收集1次煤粉，并用弹簧秤称其重量记录在记录表上，每打完1个孔，必须立即将结果填入记录表，当监测煤粉量超过危险煤粉量时，预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测，当两种监测手段均有冲击危险时，应及时实施卸压爆破，炮后再打1～2个煤粉监测孔，校验卸压效果，如不能消除冲击危险，必须继续实施卸压爆破，直至消除冲击危险。
（3）工作面矿压监测法
每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区，测区间距20m，每个测区包括2个支架，重点对工作面支架阻力进行循环监测，然后画出监测曲线，预测工作面顶板来压情况，结合其他监测手段预报工作面冲击危险度。同时对每个支架都安设自动测压表，一方面可以对支架初撑力进行监控，另一方面可以对工作面顶板来压情况进行全面预报分析。
（4）钻孔应力计监测法
在工作面上、下平巷超前100 m均匀埋设钻孔应力计，对巷道煤体应力变化情况进行监测。钻孔应力计设在上平巷下帮、下平巷上帮，孔口距底板0. 5m，沿煤层倾角布置，孔距20 m，孔深10 m。每小班监测2次，画出每台应力计的监测结果，找出应力集中地点及集中范围，配合其他手段实现工作面冲击危险的准确预报。
3.2 冲击地压灾害治理
卸压爆破是对已形成冲击危险的煤体，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。实施卸压爆破应采取深孔爆破方法，孔深应达到支承压力峰值区。装药位置越靠近峰值区，炸药威力越大，爆破解除煤层应力的效果越好。
卸压爆破能同时局部解除冲击地压发生的强度条件和能量条件。即在有冲击危险的工作面卸压和在近煤壁一定宽度的条带内破坏煤的结构（但不落煤），使它不能积聚弹性能或达不到威胁安全的程度。这样在工作面前方形成一条卸压保护带，如图5-9所示，隔绝了工作空间与处于煤层深处的高应力区。显然，从防治冲击地压的角度看，用适量的炸药，爆破出尽量宽的保护带为好。根据多年的观测实践证明，如果能保证在工作面前方和巷道两帮始终保持一个宽为5～10m的保护带，就能防止冲击地压的危害。
图5-9 卸压爆破示意图
卸压爆破属于内部爆破，主要物理作用是使煤层产生大量裂隙。试验表明，爆破使炮孔周围形成破碎区和裂隙区，破碎区远小于裂隙区。径向裂隙穿过切向裂隙，说明径向裂隙扩展在前，切向裂隙形成在后，如图5-10所示。爆破后，冲击波首先使煤体破裂，继之爆生气体进一步使煤体破裂，在气体压力作用下，煤体沿径向移动，形成切向拉应力，产生径向拉破裂。随着裂隙的扩展，气体通过裂隙扩散到煤体中，与煤体产生热交换，同时气体的体积增大，而温度和压力下降。当裂隙前端的应力强度因子小于断裂韧性时，裂隙停止扩展。当压力小于临界值时，因原先受压贮存在煤体中的弹性能释放，使煤体向炮孔中心移动，在煤体中产生径向拉伸作用，导致切向破裂。但径向裂隙的扩展远大于切向裂隙。造成煤层性质变化的主要因素是径向裂隙。
图5-10 实验室装置和裂隙分布
a―爆破试验装置；b―裂隙分布
根据弹塑性理论，把采煤工作面简化为平面应变的力学模型。以鲍店矿为例的计算结果表明，卸压爆破使煤壁前方的支承压力重新分布，应力梯度变小，峰值压力移往煤体深部7m以远，如图5-11所示。屈服区比爆破前增加近一倍，能量密度明显减小。
图5-11 支承压力分布曲线
说明：实线为爆破前，虚线为爆破后。
综上所述，卸压爆破在煤体中产生大量裂隙，使煤体的力学性质发生变化，弹性模量减小，强度降低，弹性能减少，破坏了冲击地压发生的强度条件和能量条件。由于煤体内裂隙的长度和密度增加，按照失稳理论，还具有致稳作用和止裂作用，防止了冲击地压的发生。
实施卸压爆破前必须先进行钻屑法检测，确认有冲击危险时才进行卸压爆破，爆破后还要用钻屑法检查卸压效果。如果在实施范围内仍有高应力存在，则应进行第二次爆破，直至解除冲击危险为止。
为了安全生产，通过卸压爆破在工作面前方和巷道两帮形成一个有足够宽度（大于3倍采高）的卸压保护带。所以卸压爆破的深度，对巷道两帮应等于保护带宽度，对采煤工作面应等于保护带宽度加上工作面进度。
爆破孔的孔深取决于卸压深度，一般要求等于或大于整个应力集中区的宽度。由于孔深药量多，为保证殉爆可用导爆索连接加强引爆。为使药卷能装到孔底，可先把药卷装在软管里或用非金属材料绑扎后进行装药，如图5-12所示。
1―弯曲的炮泥卷；2―钻孔（直径50mm）；3―带滑动保护罩的侧翼炮泥；4―药卷软管；5一导爆索；6一引爆线；
爆破孔布置方式应根据具体条件确定。通常用煤电钻打眼，孔径50～55mm，孔间距4～10m，每孔装药量按不超过孔深一半计算，一般为1.5～3.0kg。钻孔不装药部分必须填满水炮泥或粘土炮泥。躲炮距离150m，躲炮时间30～40min以上。
总 论：当监测到有冲击危险后，应立即实施卸压爆破。卸压孔深7～10m，孔间距不>5 m，每次引爆4～5个卸压孔，以提高卸压效果。采用顶板爆破预防措施时，应首先考虑本工作面爆破为下一临近工作面预防冲击的措施。爆破前必须摸清顶板岩性及结构，明确爆破的层位，选择合理的爆破参数，实践证爆破泄压技术在预防治理煤矿冲击地压灾害应用中是一种行之有效的技术手段。
作者简介：王冀斌（1982.10～），男，河北邯郸人，助理工程师，从事煤矿技术工作。参考文献：
管理机制建设
建立瓦斯安全管理机制是避免瓦斯爆炸事故发生的物质源，为了预防和控制瓦斯爆炸事故的发生，实现安全系统工程中的本质安全，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。
首先，消除瓦斯爆炸的物质危险源。最大限度地抽放瓦斯，抽出开采煤层、邻近煤层和采空区等瓦斯源中的瓦斯，减少井下瓦斯涌出量，是提前预防和控制瓦斯事故的根本措施，可实现瓦斯环境中采煤本质上的安全。对于局部聚集的瓦斯，可采用隔离法、分支通风法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内聚集的瓦斯，保障生产安全。其次，建立健全可靠的通风系统。强化通风的安全管理，保证整个矿井和井下各个工作面上都有足够的风量，有效、稳定和连续不断，保持足够的风速，足以用来稀释工作面的瓦斯和驱散涌出的瓦斯，这是防止瓦斯聚积含量超限，避免瓦斯爆炸事故发生最根本和最有效的措施。因此，要求矿井必须拥有完善的通风系统，按要求为井下提供足够的风量。最后，建立矿井瓦斯监测系统。配置安全技术装备供瓦斯检测人员对整个矿井井下的瓦斯含量进行监测，每次监测都要如实地反映出现场的瓦斯变化情况，并将监测结果及时填写在记录本和瓦斯日报表上，通知现场工作人员。如果有瓦斯积聚超限的异常状况，应及时采取措施，使之达到安全要求，真正做到及时发现及时改变，杜绝瓦斯事故的发生。
建立火源安全管理机制。引爆火源的特征主要有电气火花、放炮火源、摩擦撞击、吸烟明火等，火源安全管理应包括明火、电火花、放炮火花等的管理。通过对引爆火源的安全管理，可从根本上阻断瓦斯爆炸所必需的温度条件，从而有利于控制瓦斯爆炸事故。加强矿井用电安全管理。矿工长期在低电压供电线路中所养成的带电接线、搭火、换灯泡等习惯，如果在井下高压电力作业中仍然如此则后果不堪设想。因此，用于井下的电气设备必须进行防爆检测，合格后才能使用；井下电缆接头不准留有明接头，对电缆经常检查，防止漏电，设置漏电保护器；矿灯必须经检验合格后方可使用，如在井下发生损坏，严禁在井下打开电池盒或自行修理。加强矿井用火安全管理，严禁在井下吸烟和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以内不许存在明火。在井下不准进行电焊和气焊等焊接作业，如确实需要则必须严格执行报批手续。加强井下放炮的安全管理。井下作业时要对火药和雷管进行严格管理，实行审批使用程序。严禁简化放炮程序、放明炮及明电放炮、多母线放炮、违规填充炮泥、反向爆破、一次装药多次爆破、使用岩石炸药爆破等。加强摩擦撞击的安全管理，采煤机械截割部件上需加洒水喷雾降温设备，严禁在井下通风不良区域使用可产生火花的金属工具和机械设备。如果发生瓦斯事故，抢险救灾时须使用专用工具。
建立瓦斯监测监控管理机制 。通过定点和不定点，24 小时不间断的监测手段，对瓦斯的状态形成一个可视网，出现异常能及时发现，迅速采取有效的措施，防止瓦斯灾害事故的发生。监测监控大体可分静态和动态两种。静态监测监控的重点是管好、用好现有安全监测监控，利用现有的科技手段，对风量、风速、瓦斯以及一氧化碳等有害气体进行监测和监控；利用瓦斯断电报警仪、三专两闭锁等设施解决瓦斯超限时的断电停机、瓦斯超限报警、停风就断电的问题。同时，监测人员通过监视屏幕，不间断监视瓦斯动态情况。动态监测监控的重点是光学瓦检仪、便警仪的管理和使用。瓦检人员按规定要求检查、测试瓦斯等气体。专职瓦检员、班组长、跟班干部、下井领导都应参与瓦斯检查，加强现场管理，关键是抓好包括静态设施设备在内的各类仪表、传感器的定期检查、校验工作，保证灵敏度、可靠性。安全监测监控还需要进一步改进，应把井下各类风门的开闭状态纳入监测监控管理，积极推广新工艺、新技术，依靠先进的监测监控搞好瓦斯的动态管理。
健全机构、建立培训机制。建设一支高素质的瓦斯管理队伍是搞好瓦斯管理工作的必要条件。 因此，建立一支技术过硬的职工和管理队伍应抓好以下方面：健全机构，从人员上要不断充实，目的是健全和加强管理；爱岗敬业、安全教育，提高每个职工的安全意识和岗位责任意识， 也是搞好思想建设的重点内容；加强业务技术培训，职工培训是队伍建设的基础，尤其是特殊岗位人员，如监测工、瓦检员、测风员等，对其进行业务技术培训，提高业务水平，坚持装备、管理、培训并重的原则，应该常抓不懈。总之，只要坚持“管理、装备、培训并重”原则，坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针；优化矿井生产布局，合理组织生产，推广应用新技术、新工艺、新装备，加强瓦斯综合治理，一定能够科学、有效地防治各类瓦斯事故，确保矿井安全高效生产。
大胆探索
自然灾害是煤矿安全的大敌，而要提高矿井抗灾防灾能力，首先要解决矿井“一通三防”硬件设施的建设。1985年投产的山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司，27年来，在防灾抗灾方面做了许多尝试和试探，也积累了许多有益的经验。山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司，井田面积14.352平方公里，批准开采2#—10#煤层，现主采的是2#煤层，采煤方法为综合机械化开采。矿井通风方式为中央并列式，设计有2个进风井和1个回风井，总进风量为3288 m3/min，总排风量为3362m3/min。从原始设计上看，是科学的、合理的。由于近十多年来，周边小窑迅猛发展和矿自身的2#煤层已基本采完，现又面临许多新的问题。一方面是周边小窑众多，越层越界开采屡有发生，使得采区设计长度和工作面不断缩减；另一方面，由于2#煤层采空区不断增加，再之众多小窑采取的是自然通风的方式，进一步加剧了2#煤层的自燃，并通过采空区地缝间隙，直接影响着2#层的开采安全，也使得煤矿地质条件变得更加复杂。从2002年起，台头前湾矿对所有采区的工作面进行了全部勘查、测定，先后制定出10多个局部通风系统改造方案，在五个方面进行了大胆探索：坚决贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的总原则。从2001年起，公司原煤产量逐年增加，从2000年前的30万吨，提高到2011年的90万吨，2012年，计划年产量90万吨，力争突破100万吨。2012年4月，公司对西山坪主扇进行了重新启用和运行鉴定，经反复测定和计算，可保证满足新采区安全生产需要。
加快实施对通风系统的改造。因矿井2109运输掘进巷与2109回风掘进巷共用一段回风巷集中回风的，但由于当时总回风巷断面设计小，且部分地面顶板又破碎，支护后必然产生较大阻力。而负责这个矿井的西山坪主扇，经改造后已达到额定最大的排风能力，仍不能满足开掘新工作面的要求。于是，在总工程师的带领下，矿技术人员经过反复比较，最后决定对回风大巷进行整修，扩大断面，减少通风阻力。这样既不影响生产，又解决了采区的供风问题。改造工作全部结束后，效果十分显著。排风量由2800 m3/min提高到3300 m3/min以上，为采区的扩大生产提供了有力保障。其次，矿对2109运输巷补掘了回风绕道，形成了独立的通风系统。
建立完善的监测体系。针对南翼采区上的小窑多、采空区多已自燃的特点，前湾矿对所有工作面都安装上瓦斯及一氧化碳自动监测报警系统，以达到对各工作面实行自动监测并保证全公司的安全生产。
加强对周边小窑通风情况的监测。公司企管科配合通风科经常对周边小窑进行定期的检查和气体监测，并把检查监测结果及时通报有关部门和单位，及时做好预测预报工段。
常见的煤矿地质灾害有很多类型，根据灾害发生的具体特征以及造成危害的程度，可以将煤矿地质灾害分为三大类:突发性地质灾害，渐发性地质灾害，多样性地质灾害。其中突发性地质灾害往往具有爆发突然、持续时间短、危害大、应急防范较困难等特点，主要包括井下突水、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等。渐发性地质灾害主要是指一系列有着慢性发展过程、持续时间长、危害程度随时间推移增大的地质灾害问题，这类灾害的发生往往具有不可修复性，危害持续性较强，主要包括沙漠化、水土流失、地面沉降等。多样性地质灾害的发生机制相对较为复杂，存在着突发和渐发两种可能，灾害的发展具有一定的变化性，危害程度也因实际发生情况而有所不同，主要包括滑坡、岸边坍塌、地裂缝等。大多数煤矿地质灾害的危害性都是较为严重的，煤矿地质灾害的发生不仅威胁着人们的生命财产安全，影响着社会发展的稳定性，同时对于自然环境也会造成一定的破坏。如水土流失、沙漠化等问题，其危害十分严重且修复治理非常困难，目前已经成为了世界性的环境问题，而由于煤矿开采生产导致的区域性水土流失，土地荒漠化的问题也严重影响着人们的生存环境质量。由此可见，加强煤矿地质灾害勘察工作，预防和避免煤矿地质灾害的发生有着极大的必要性。
二、地球物理方法在煤矿地质灾害勘察中的应用
在煤矿地质灾害勘察中，地球物理方法的应用能够发挥出良好的效果，地球物理方法主要是通过对煤矿区域地质介质层间的电性、密度、放射性、弹性等物性差异变化的监测，结合不同煤矿地质灾害的地球物理特征，对监测数据进行科学的分析与对比，以此来判断地质变化的情况以及地质结构的稳定性，从而推测可能存在的地质灾害隐患，并通过对开采方案的调整与灾害防范措施的运用，预防地质灾害的发生，同时制定针对性的应急预案，在灾害发生时尽可能减少灾害所造成的人员伤亡以及财产损失，减少地质灾害所造成的社会不良影响。此外，利用地球物理方法的勘察技术在矿产资源的探测以及隐伏矿床的勘查等方面的应用，也有着理想的效果，显现出很大的优势。
1．高密度电法勘察技术
高密度电法勘察技术的主要原理是利用不同岩、土层之间，因种类、成分、结构、温湿度等方面的不同而产生的电性差异来进行对煤矿岩、土层的地质情况的判断，通过对勘察中检测到的电参数进行分析，判断可能存在的地质问题，并推测煤矿地区可能出现的地质灾害，进而采取有效措施予以防范。这种勘察技术不仅能够准确的反映出灾害地质体与周围介质之间的电性差异，同时对于因溶洞或断裂破碎带充水等情况造成的低阻变异情况，也能够以电测深曲线和断面图上的电阻率曲线扭曲和梯度变化的方式表现出来，这些变化情况能够更直观的被人们察觉到，因此也被作为勘查岩溶、土洞、塌陷和滑坡的主要异常标志。高密度电法勘察技术的主要优点在于，高密度测量系统具有较高的分辨率，其测量效果也较其他测量方法具有更大优势，对于探测过程中的分层测量、极细小目标的准确探查能够很好的完成，基于高密度测量系统的高精确性，其能够很好的胜任各种复杂的地质灾害勘察任务，如对堤防隐患探测和浅部岩溶、采空区、塌陷、滑坡等地质灾害的探测勘察工作。
2．瞬间电磁法勘察技术
瞬间电磁法勘察技术主要是依靠电磁感应原理来实现的，在实际勘察过程中，通过不接地回线和接地回线的配合向地下发送一次场，之后在传送的间歇阶段内，对地下介质电磁感应情况随时间推移的变化进行监测，并通过数据对地下介质产生的二次场衰减情况及其特征进行准确分析，形成衰减曲线，以便于对地质结构与条件的分析与判断，利用以上测量及分析所获得的数据资料，对地下介质的分布情况、规模、成分、结构及其稳定性等进行分析和判断，对可能出现的断层、采空区等地质结构及由此引发的陷落、坍塌、突水等地质灾害进行准确的勘查和预防。瞬间电磁法勘察技术的优点在于其抗扰能力强、环境因素影响小、纵横分辨率高、灵敏性强等，在煤层顶底板水层划分工作以及煤层陷落柱探测等工作中有着较好的效果。
3．放射性元素勘察技术
放射性元素勘察技术主要是利用对岩石中放射性氡元素含量及其浓度变化情况的监测，判断地下地质体的结构变化情况，以此来判断煤矿区域存在的地质问题，推测地质灾害的隐患因素，进而预测可能出现的地质灾害情况，并采取有效措施加以防范。煤矿的开采作业必然会导致地下地质体在横向连续性上受到破坏，这也使氡元素在岩石结构中的运移与集聚等情况出现改变，这种变化可以通过地表对氡值的测量数据体现出来，结合地质灾害的地球物理特征，对氡元素浓度变化、α射线强度、温度等情况进行分析，能够准确的判断出地下采空区位置及其范围、岩溶陷落柱的位置情况、潜在滑坡地质结构的情况以及地下火源的位置及火源温度等，在分析地质破坏情况、预防滑坡、煤层自燃以及瓦斯爆炸等煤矿地质灾害方面有着很好的效果。
三、总结
【关键词】煤矿地质灾害；地球物理法；勘探方法
目前我国已经成为产煤大国，并且煤炭在国民经济中所占的比重一直居高不下，这种对煤炭的过度依赖以及单一化的生产模式对于资源的可持续供应以及产业结构的调整造成了非常不利的影响。此外，我国的煤矿生产还面临着技术及设备落后，管理方式及制度建设缺失等一系列问题，近些年频发的煤矿地质灾害成为我国传统煤炭产业难以适应现代社会发展的突出表现，对人民的生命财产安全以及生态环境造成了巨大的破坏，严重制约了煤炭产业的可持续发展。
1.煤矿地质灾害概述
1.1煤矿地质灾害的类型
目前对煤矿地质灾害类型的划分主要依据是灾害发生的形式及影响程度，具体来讲有以下三种地质灾害：第一是突发性地质灾害，常见的有井下突水、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等，这类地质灾害持续时间很短，但是蕴含较大的能量，由于不能及时做好应急措施，往往造成严重的危害；第二是渐发性地质灾害，这种灾害具有一个慢性发展过程，持续时间较长，但是一旦形成一定规模就会对自然环境造成不可修复的破坏，如沙漠化、水土流失、地面沉降等；第三是多样性地质灾害，简单来说就是可能突发也可能渐发的地质灾害类型，这种灾害的发生机理比较复杂，随着外力的改变呈现不同形式的发展态势，如滑坡、岸边坍塌、地裂缝等。
1.2煤矿地质灾害的特点
煤矿地质灾害牵涉到多方面的问题，无论是其发生机制还是引起的后果都具有复合型的特点。具体来讲有以下特征：第一是群发性，多数煤矿地质灾害会造成生态环境的破坏，而生态系统具有严密的相互依赖关系，煤矿作业造成的地质环境失衡通常不是孤立存在的，在某一矿区甚至更大范围内形成灾害群；第二是区域性，煤矿造成的灾害通常集中在煤矿区及其辐射带，受到灾害内部联系的制约，灾害在空间上的扩布表现出区域性特征；第三是发生形式多样化，无论是灾害持续的时间，还是灾害引起的影响、作用方式、地质构造变形情况等都呈现出多样化的发展态势。
2.地球物理法在煤矿地质灾害勘探中的应用
地球物理法在寻找矿产资源、探查隐伏矿床方面取得了广泛的应用，并表现出了技术的优越性。当出现煤矿地质灾害时，一般都会造成煤矿地下介质层产生物性差异，这种物性差异同样可以运用地球物理法进行探查。
2.1瞬间电磁法勘探技术
瞬间电磁法工作的基本理论是电磁感应原理，具体方法为向地下传送一次场，这种传送一般是通过不接地回线以及接地回线来完成的，在传送的间隔时间段内，对地下介质产生的随时间变化而变化的二次场进行测量，通过分析二次场的衰减特征，就可以对煤矿地下介质的规模、性质、电性以及产状等进行判定。利用这种方法还能够对采空区、断层地质等问题进行间接性的解决。该技术采用的是单纯性的二次场探测技术，因此相对传统的电性方法而言具有抗扰能力强、环境因素影响小、纵横分辨率高、灵敏性强等优势。此外，瞬间电磁勘探技术能够很好地对地下介质进行响应，因此非常适合于煤层顶底板水层划分工作以及煤层陷落柱探测等工作。
2.2高密度电法勘探技术
高密度电法勘探技术属于直流电阻率方法，是一种在近几年发展起来并在煤矿灾害勘察中取得广泛应用的物探方法。在应用高密度电法进行探测时需要保证地下介质间存在导电性差异。具体方法为向大地供应直流电，通过点阵式布局方法对对电极进行设置，然后对样本进行密集的观测，并对电场特征进行深入的分析。在进行视电阻率的计算时，同一般的电阻率计算方法类似，在a、b两个电极进行供电，设电流为I，在m、n两级测量电位差，设为U，进而计算得出视电阻率的准确值PS=KU/I。通过对视电阻值进行分析得出煤矿底层中的电阻分布特征，并在此基础上对地层、冒裂带以及圈闭异常进行判定。
2.3放射性元素勘探技术
放射性元素勘探技术中设计的勘探对象主要是氡元素，岩石中存在的氡元素在正常情况下保持相对稳定状态，而当煤矿作业对地质体产生影响时，特别是其横向连续性遭受大规模的破坏时，就会使岩石中的氡元素发生异变，这种异变主要是由于元素在转移过程中集聚作用引起的，当这种异变达到一定程度时就可以在地表进行探测，进而分析地质体的破坏状况。
在产生采空区的煤矿中，氡射气元素就会向着采空区转移并形成规模性的聚集现象，与采空区的正常形态形成明显的差异。通过对这一区域的氡元素衰变所释放的α射线进行探测，可以实现采空区规模和界限的准确判定。除此之外，还能够根据射线峰值的异常情况判定岩溶陷落柱的具体情况。由于煤矿作业造成地下构造产生程度不一的变化，而氡气可以通过这些地址构造、岩峰裂隙、地下水等通道或者介质涌向地表，因此可以对地表氡气的浓度和扩散速率进行检测，从而获得地下裂隙信息，并且能够掌握地质体基本的开启度、破裂度以及连通性，这些信息对于滑坡的预防具有重大的意义。
氡气属于惰性气体，性质相对稳定，能够保证在地下进行长时间的运移，这些氡气以及其子体在转移过程中会受到途径物质的影响。使其温度发生变化，温度升高就会使煤矿中氡气的析出量随着温度变化呈现出规律性的变动，因此运用同位素分析技术对地表氡气进行测量和分析可以对地下火源的具体情况进行较为准确的判定。
3.结论
煤炭产业的良性运作对我国经济的发展以及核心竞争力的提升具有重要意义。但是由于技术和管理水平的限制，在煤炭生产环节往往会出现很多的意外状况，特别是煤矿地质灾害的发生，对于人民的生命安全能够造成严重的威胁，并直接影响到煤炭企业的经济效益和社会效益。为此，必须增强安全生产管理力度，运用先进的技术设备对煤矿地质环境进行实时的监测。目前地球物理方法是发展相对成熟、应用较为广泛的勘探技术，根据煤矿实际的地质构造特点、勘探对象的地球物理特征以及其他各项条件选择科学合理的勘探技术能够取得理想的勘察效果，为煤炭行业的可持续发展奠定坚实的基础。 [科]
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