淺析地質(zhì)環(huán)境與煤礦安全

安全管理理論認(rèn)為，事故的根本原因是物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為。眾所周知，煤礦井下存在著頂板、瓦斯、煤塵、水害、火災(zāi)等自然災(zāi)害，發(fā)生事故的原因不外乎是人為因素和環(huán)境因素（即可能引發(fā)事故的地質(zhì)因素）。事故統(tǒng)計表明：煤礦發(fā)生的事故有60%～70%與地質(zhì)因素有關(guān)，當(dāng)屬地質(zhì)災(zāi)害。因此，消除物的不安全狀態(tài)（即地質(zhì)因素），實現(xiàn)本質(zhì)安全化，是煤礦事故預(yù)防的重點(diǎn)。在福建省煤礦事故中，局部冒頂、瓦斯窒息、水害事故約占總事故的95%以上。造成這些事故發(fā)生的地質(zhì)因素有：①巖石的性質(zhì)、強(qiáng)度、含水性、透水性等；②地質(zhì)構(gòu)造，包括褶皺、斷層、裂隙、火成巖侵入體；③瓦斯的含量、涌出量、涌出規(guī)律、瓦斯梯度等；④礦井的充水水源、通道，小窯、老空區(qū)的分布及積水、聚氣情況等；⑤煤層的自燃傾向。認(rèn)真研究這些地質(zhì)因素，找出規(guī)律，制定有效的防治措施，對指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

1 冒頂事故與地質(zhì)環(huán)境

據(jù)統(tǒng)計，福建省煤礦在1997～1999年間發(fā)生冒頂事故72起，死亡84人，占事故總起數(shù)和死亡總?cè)藬?shù)的62.1%和50.3%。是福建省煤礦的第一大類事故。因此，開展地質(zhì)環(huán)境的研究，制定科學(xué)的頂板管理辦法和冒頂事故的預(yù)防措施是福建省煤礦安全管理的重點(diǎn)。

（1）冒頂事故的地質(zhì)因素分析。據(jù)統(tǒng)計，福建省煤礦易發(fā)生局部冒頂事故的主要地點(diǎn)有：頂板破碎、層理發(fā)育易脫層及偽頂發(fā)育的回采工作面和煤巷；煤層厚度變厚點(diǎn)、急傾斜煤層和煤質(zhì)松軟的回采工作面和切眼；見煤點(diǎn)和過斷層破碎帶的掘進(jìn)工作面；采空區(qū)附近等?？v觀這些冒頂事故發(fā)生的地點(diǎn)，都與地質(zhì)因素有關(guān)。

福建主要含煤地層屬二迭系下統(tǒng)童子巖組，由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖和煤組成。主采煤層的頂板多為泥巖，少數(shù)粉砂巖。偽頂發(fā)育且不規(guī)則，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，呈鍋底狀、透鏡狀等不規(guī)則狀，大小不一，其完整性和穩(wěn)定性差。直接頂多為泥巖、粉砂巖互層，層理發(fā)育，強(qiáng)度差，受后期構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育，采動后易形成“人字劈”等。許多案例證明，若不及時支護(hù)或支護(hù)質(zhì)量低劣，往往造成冒落傷人事故。童子巖煤系形成之后，受燕山期構(gòu)造運(yùn)動改造，褶皺、斷層、裂隙異常發(fā)育。褶曲的軸部、斷層破碎帶等部位巖石破碎易發(fā)生冒頂事故。

據(jù)某礦統(tǒng)計，百米之內(nèi)竟有幾十條大小不一的斷層，有頂斷底不斷。如某礦“5.11”頂板事故，就因為采煤工作面頂板存在“隱形”斷層，回柱時又沒有打密集柱切頂，造成冒頂死亡3人的重大事故。

（2）冒頂事故的防治措施。在加強(qiáng)地質(zhì)因素研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)真編制“三書”，詳細(xì)闡述頂板的巖性——強(qiáng)度，完整性，層理，裂隙發(fā)育程度、發(fā)育方向；預(yù)測煤層厚度、傾角的變化，構(gòu)造情況，采空區(qū)的分布范圍等；建議生產(chǎn)部門選擇何種支護(hù)方式；加強(qiáng)現(xiàn)場管理，堅持“敲幫問頂”制度，發(fā)現(xiàn)預(yù)兆，及時整改，即可有效地預(yù)防冒頂事故的發(fā)生。

2 瓦斯窒息事故與瓦斯地質(zhì)

福建省煤礦均屬低瓦斯礦井，但近年來因瓦斯造成的窒息、中毒事故卻頻繁發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計，1997～1999年間，福建省煤礦共發(fā)生瓦斯事故36起（其中重大事故7起）死亡51人，占事故總起數(shù)和死亡總?cè)藬?shù)的30%和30.1%。因此，開展瓦斯地質(zhì)研究工作對保證煤礦安全生產(chǎn)，杜絕重大瓦斯事故的發(fā)生，具有十分重要的意義。

（1）瓦斯事故的地質(zhì)因素分析。瓦斯是礦井內(nèi)有毒、有害氣體的總稱。福建省煤礦瓦斯成分主要是CO、CO2、和CH4等，由于這些有毒、有害氣體的局部積聚，造成中毒或窒息事故。據(jù)統(tǒng)計，福建省煤礦瓦斯事故發(fā)生的主要地點(diǎn)有：褶曲軸部和壓性斷層，火成巖侵入體附近的工作面和采空區(qū)，圍巖透氣性差的盲巷，深部開采的下山等。

（2）瓦斯事故的預(yù)防措施。福建省煤礦雖屬低瓦斯礦井，但重大事故比例高（約占20%），因此應(yīng)加強(qiáng)對瓦斯事故的預(yù)防，防止重大事故發(fā)生。一是要正確認(rèn)識瓦斯的含義和危害性，在職工中普及瓦斯地質(zhì)知識；二是要加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)研究，對影響礦井瓦斯聚集的因素進(jìn)行綜合分析，找出瓦斯聚集規(guī)律，編制瓦斯地質(zhì)圖，指導(dǎo)通風(fēng)；同時加強(qiáng)現(xiàn)場瓦斯?jié)舛葯z測和通風(fēng)管理，促進(jìn)安全生產(chǎn)。

3 水害事故與水文地質(zhì)

據(jù)統(tǒng)計，福建省煤礦在1997～1999年間發(fā)生透水事故7起，占事故總起數(shù)和死亡總?cè)藬?shù)的5.9%和9.6%，是福建省煤礦的第三大類事故。因此，開展水文地質(zhì)研究對煤礦安全生產(chǎn)也是非常必要的。

（1）水害事故的地質(zhì)因素分析。統(tǒng)計資料表明：福建省煤礦造成水害事故的主要原因有掘進(jìn)巷道和回采工作面采通小窯、老空區(qū)，遇導(dǎo)水?dāng)鄬踊蚍忾]不良的鉆孔突水，雨季的淹井等。福建省煤礦發(fā)生透水事故造成人員傷亡的絕大多數(shù)是小窯和老空區(qū)積水所致。由于井田內(nèi)淺部小煤窯的非法超層越界侵入，溝通地表，致使大氣降水、地表水沿通道進(jìn)入，聚積在采空區(qū)。若不注意水文地質(zhì)調(diào)查，弄不清楚采空區(qū)的分布范圍、積水量及充水通道，使“探放水”無的放矢，極易導(dǎo)致工作面掘（或采）通老空水，釀成透水事故。

福建省童子巖煤系地層本身屬弱含水巖系，底部文筆山組泥巖起著隔離棲霞灰?guī)r的作用，含水層突水可能性較小。但若受斷裂構(gòu)造影響，導(dǎo)水?dāng)鄬涌赡芘c棲霞灰?guī)r接口或溝通，就可能導(dǎo)致突水。早期鉆孔封孔質(zhì)量不好，積水多，采通鉆孔亦可能發(fā)生透水事故。

福建省煤礦區(qū)地處亞熱帶，溫濕多雨，年降雨量在1000mm以上，且多集中于4～8月份，占年降雨量的66.8%。雨季期間，若不嚴(yán)加防范，也可能造成淹井事故。如1998年閩北地區(qū)發(fā)生洪災(zāi)，致使某礦被淹，造成幾千萬元的損失，因此，雨季“三防”不容忽視。

（2）水害事故的防治措施。水害事故的發(fā)生率雖然較低，但一旦發(fā)生所造成的經(jīng)濟(jì)損失卻是巨大的，廣泛開展水文地質(zhì)調(diào)查，對礦區(qū)范圍內(nèi)巖層的含水性、各種構(gòu)造的水文地質(zhì)特征、小煤窯采空區(qū)的分布范圍積水情況、各鉆孔質(zhì)量、當(dāng)?shù)氐哪杲涤炅康惹闆r進(jìn)行綜合分析，查明充水水源的通道，編制水文地質(zhì)圖，指導(dǎo)防治水，使深放水工作有的放矢，才能避免水害事故的發(fā)生，促進(jìn)安全生產(chǎn)。

（鮑道亮）