浅谈矿井地质工作在煤矿生产中的重要作用

田质甫

摘要:在煤矿安全生产中,矿井地质工作是煤矿技术工作的重要基础,做好矿井地质工作,可以有效避免多类事故的发生,对促进煤矿安全生产具有极其重要的意义。本文通过对实例的全面分析,阐明了加强地质工作对预防,控制各类灾害的重要意义,进一步确立了矿井地质工作对煤矿安全生产的重要作用。

关键词:矿井地质工作煤矿生产

0 引言

矿井地质工作是煤矿生产、建设开发中至关重要的组成部分,对地质工作勘探、研究、控制程度的高低,直接影响到煤矿生产发展,地质工作贯穿于煤矿开发、利用直至报废的全过程。据统计,在煤矿发生的各类安全事故中,约有60%～70%为冒顶、瓦斯爆炸、突水等恶性事故(在地方矿、私营矿还要比这个比例大),而所有这些事故都与矿井地质工作有很大的关联性。因此,加强矿井地质工作,可以有效预防或避免类似事故的发生,对促进煤矿安全生产,增强矿井防灾抗灾能力,提高经济效益和社会效益非常重要。

1 矿井地质工作在煤矿生产中的重要作用

1.1 防止矿井水灾事故的发生 水灾事故具有突发性强,危害严重的基本特征,甚至可以在极短的时间内给矿井造成毁灭性的灾难。防治这类事故的有效手段,除了在防排水设备,配套设施这些硬件上提高认识以外,更要在加强矿井地质工作的另一个分支——水文地质这个软件上下大功夫。通过大量艰苦细致的工作,其中包括勘探和生产过程中各种水文资料的积累整理、以及综合相关理论对其进行科学分析的一系列过程,使我们对一定区域内的主要含水岩系及其水文特征,主要含水层的含水性随季节、年度及降雨量的变化而递变的规律等客观事实有一个总体的把握,以从宏观上指导我们的设计和生产布局;同时在生产实际中对可能发生事故的区域以及情况不甚明了的老塘、旧巷等采取超前打钻探放水,实行“有疑必探、先探后掘”的施工原则,就能在大局上掌握控制水患的主动权,大大降低发生矿井水灾事故的概率,减小其危害程度。

1.2 防止瓦斯事故的发生 瓦斯爆炸、煤矿瓦斯突出等瓦斯事故是煤矿发生重大恶性事故的表现之一,它具有突发性强、波及范围广、危害程度高等突出特点。抑制和消灭瓦斯事故在煤矿安全工作中起着决定和主导作用。过去,在处理和解决这类问题时,往往把工作着眼点完全放在“一通三防”等侧面,而忽视甚至放弃对矿井地质工作的重要内容——瓦斯地质工作的研究和投入,其结果是对瓦斯灾害仅仅限于被动防御,而缺乏有效的预见和超前规划,无法从根本上控制和防止此类事故的发生。

比如,东北某矿八十年代中期在-109.0标高掘送岩石机道(平巷)时,按设计巷道将自底板至顶板穿越A8煤层以及一个落差达40 m的正断层F14。由于当时对该区域矿井地质资料研究程度不够,对煤与瓦斯突出和埋藏深度,构造等因素的关系认识不清。在掘进中当巷道接近A18层顶板及F14断层的预定位置,并发现瓦斯涌出量增大,煤层结构紊乱及其它突出征兆时,未能引起足够重视,仅采取了一些诸如加大风量,减少每次放炮火药量等措施控制回风流中的瓦斯浓度。在一次炮后20min,突然发生煤与瓦斯突出事故,喷煤距离50m,有18m的巷道全断面被煤粉封严。突出煤量627t,沼气约1180m3。所幸当时处于交接班时间,场子及附近没有人员停留,否则这将是一起致多人伤亡的特大事故。

事后,通过对事故发生的原因进行分析,确定了工作的主攻方向,全方位地加大了矿井地质工作、特别是瓦斯地质工作的工作力度。经过长时间努力,对煤与瓦斯突出与煤层的埋藏深度、构造及其它因素的关系等机理有了更加清晰的认识并采取了完善的对策。由于认识到位,抓住了矿井地质工作这个主要矛盾,对瓦斯涌出规律及瓦斯灾害的预防能够做到有据可查,有章可循。

1.3 防止由于设计不合理而造成的安全隐患 在煤矿企业中,生产必须遵从既定的程序和规范,也就是必须按照设计施工。而矿井地质工作所获得的资料和成果是制定这些设计最主要的依据和条件。只有对一个区域的煤(岩)层产状,结构、性质、厚度及其横向变化、瓦斯情况、水文特征、火区及岩浆岩侵入等矿井地质资料掌握准确,设计部门提出完善、合理的设计才有可能。这种完善、合理性包含着十分丰富的内容,它能保证生产在快捷高效、安全有序的状态下进行,而安全是其中的核心。生产过程安全系数的高低,在很大程度上取决于设计本身所依据的原始资料是否完整、准确地反映了施工过程中所将遇到的实际情况。

比如,井田范围内某一区域存在火成岩侵入及局部含水层。如果地质资料已详尽反映了这些事实,在设计时就可考虑使施工远离这些区域,必须能事先制定有效措施防范事故的发生,使整个生产过程具有预见性和安全保障;反之,如果矿井地质工作不到位,未能提供翔实准确的基础资料,设计就成了无源之水,无本之木,不能准确地适应客观条件的变化,生产便会陷入盲目、无原则的状态。这样既可导致透水淹井等直接事故的发生,也可导致间接事故的发生。这里所说的间接事故,就是虽未引起事故的直接发生,但却对将来的施工生产带来严重安全隐患的一类事故。

地质资料不清是引起这种连锁反应的基本根源。事实上,施工时间和工程量等因素与事故的发生概率有一定的线性关系,是成正比的。一个优秀的设计其主要标志就是最大限度地提高工程的利用率,减小工程量,缩短工期,特别是要尽可能避免无效工程的施工。要达到这个目标,除了要提高设计人员素质,避免人为因素影响外,更重要的是应该全面加强矿井地质工作,最大限度地提高地质资料的准确性,这是减小和杜绝各类事故发生的第一道防线,也是从根本上保证安全生产的症结之所在。

1.4 防止顶板事故的发生 顶板事故是煤矿生产中另一类常见事故。虽然近些年来由于先进技术的采用和管理方式的改进,这类事故发生的比例及严重程度有所降低,但在一些不发达地区、非国有煤矿特别是个体小煤矿中,顶板事故依然是制约其安全生产的一个重要因素。造成这种后果的原因很多,比如工艺落后,生产工序不符合实际情况;工人素质差,掌握技术、执行措施不到位;开采的地质条件限制,地质构造影响等。其中与地质条件、地质构造有关的顶板事故占有一定比例。

如果有详尽的地质资料做指导,在施工之前我们就可以对施工层位的围岩性质(比如坚硬程度,理解隙发育程度),断层、褶曲及煤层产状掌握准确,以便针对具体情况,合理确定不同地段的施工措施,特别是掘进爆破工艺及支护方式。材料、设备及人员配置等生产要素能事先到位,这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防,有效地减少和杜绝此类事故的发生。

2 结束语

矿井地质工作在煤矿安全生产中起着重要的先导作用,做好矿井地质工作,对瓦斯事故、水灾事故及顶板事故的发生具有重要的作用,从而保证煤矿安全生产,提高煤矿生产效率及经济效益。在煤矿企业中,只有正确认识矿井地质工作的性质和特点,才能对本企业进行科学的管理和决策,把工作开展的更好,因此,矿井地质既是一项专业技术工作,同时又同生产实际紧密相关,对煤矿安全生产起着举足轻重的作用。