煤矿隐蔽致灾因素的5个特点和致灾因素.docx

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在煤矿重大事故中，与地质条件有关的占80%。这些地质条件都是看不见、摸不着的隐蔽致灾体，统称为煤矿隐蔽致灾因素。煤矿隐蔽致灾因素是指隐伏在煤层及其围岩内，在开采过程中可能诱发灾害的地质构造和不良地质体及其在采动应力耦合作用下形成的灾变地质体。主要包括：老窑采空区、各种水体（含水层）、断层、节理、褶皱、陷落柱、冲击地压、瓦斯和应力异常区、煤层自燃与发火、离层水、封闭不良钻孔等。煤矿隐蔽致灾因素具有隐蔽性、时变性、突发性的特点，探测和预防难度大，随着煤矿开采活动而演变成灾的现象时有发生。近年来出现了多种新型隐蔽致灾因素和灾害形式，例如断层滞后导水、采动离层水为突水水源的水害事故、瓦斯延期突出、浅埋深煤层开采冲击地压、近距离煤层群火灾等。开展隐蔽致灾因素普查是体现预防为主、源头治理的治本之策，是有效防范煤矿重特大灾害事故的重要举措，是推进煤矿资源整合、严格安全准入的重要抓手，也是一项长期、艰巨的工作。一、煤矿隐蔽致灾因素的总体特点1.隐蔽性这些致灾因素看不见、摸不着，隐蔽性强，完全隐藏在煤层及其围岩之中。2.时变性 隐蔽致灾因素随着地壳的运动、煤矿开采活动的进行而变化，如一些逆断层不具有导水性，而采掘活动可能导致其活化，变为导水断层，成为致灾体。3.突发性许多隐蔽致灾因素致灾时，都是突发性灾害，如老空积水突水，一旦采掘工程与老空积水贯通，突发灾难性突水。湖南源江山煤矿“11·29”重大透水事故、山西万通源煤业有限公司“11·11”较大透水事故、新疆丰源煤矿“4·10”重大透水事故都表现为这一特点。4.难探测许多致灾因素隐蔽性强，规模小，开采前很难发现，采用常规手段又难以探测。如现有地震勘探技术，一般可以查明落差大于5m的断层，但落差小于5m时，也可能致灾。5.难预防煤矿隐蔽致灾因素的上述特点决定了其难预防。二、各类典型隐蔽致灾因素1.采空区致灾因素近年来，我国由于煤矿采空区引起的各种事故和灾害问题日趋严重。20世纪80年代末受“有水快流” 等政策的影响，历史上存在很多的小煤窑和地方中小煤矿，多属于无规划开采，遗留开采区域不详，缺少文字、图纸资料，导致许多隐蔽性采空区的存在。由于采空区的隐蔽性，往往诱发采空区透水、有毒有害气体泄漏诱发的中毒、火灾和瓦斯爆炸事故及采空区诱发的其他工程地质灾害，成为附近区域及邻近煤层开采的重大威胁。2.水害及致灾因素煤矿水害是指煤矿在建设和开采过程中，不同形式、不同水源的水通过特定的途径进入矿坑（矿井），并给矿山建设或生产带来影响或灾害的过程与结果。除采空区积水导致煤矿透水事故多发外，煤矿含水层水害也是导致透水事故的重要因素。我国煤矿含水层水害分布有一定的规律性，它与含煤岩系的成煤环境、成煤地质构造的变迁、煤矿自然地理气候特征及区域水文地质条件有密切联系。目前我国煤矿水害分布划分为四个大区（1）华北石炭二叠系岩溶-裂隙水害区，主要分布在河北、山东、山西、河南、陕西、江苏、安徽等地。煤矿突水较频繁，涌水量大或特大。主要致灾因素包括断层、陷落柱、导水裂隙带等。（2 ）华南晚二叠系岩溶水害区，位于我国淮阳古陆以南、川滇古陆以东的长江流域的苏南、皖南、江西、湖南、广东、广西、贵州、云南、四川等省。煤矿突水频繁，突水量大，容易造成淹井。主要致灾因素包括地下溶洞（暗河）、构造、地表水等。（3）东北侏罗系裂隙水害区，位于东北和内蒙古东部的新华夏系巨型沉降带内。煤矿受山涧谷地溪河地表水和第四系松散层地下水影响严重。主要致灾因素包括煤层顶板含水层、煤层上覆岩层破坏导通水体等。（4）西北侏罗系孔隙-裂隙水害区，位于昆仑-秦岭构造带以北，包括新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西北部和内蒙古西南部广大地区。该区顶板水害突出，第四系水害较严重，尤其是毛乌素沙地建设的陕北、神东煤炭基地，一旦突水，第四系含水层水会携带大量沙子，形成突水溃砂灾害，致灾损失远高于一般的水害。主要致灾因素包括突水天窗、风化带分布、含水层富水性与补给程度、地表水受采矿影响程度以及地质构造等。3.瓦斯灾害及致灾因素煤矿瓦斯灾害致灾的主要因素是地质构造（褶皱、断层、节理等）、软煤分布及变化、瓦斯含量等。据统计，这三个因素引起的煤与瓦斯突出事故约占90%以上，且多因素耦合致使煤矿发生瓦斯灾害的比例逐渐增加，使得防灾抗灾的难度进一步增大。我国煤矿地质条件复杂，煤与瓦斯突出矿井、高瓦斯矿井多且分布广。及时探查发现瓦斯赋存规律，采用抽采瓦斯等技术手段降低瓦斯压力和瓦斯含量，是降低瓦斯灾害的重要措施。 我国瓦斯灾害呈现出区域性分区分带的特点，与煤的形成及其保存条件和形成时代、煤岩结构、煤层厚度、顶底板岩性、构造环境、构造发育程度、构造现今活动特征、地应力集中程度以及地下工程开挖状况、岩石力学性质、外界激发因素等有关，特别是地质构造（褶曲、断裂等）对煤与瓦斯突出具有控制作用。我国瓦斯灾害按强度可划分三个区域，其中华南区强，华北区相对减弱，东北区又稍相对增强。但值得关注的是，华北区的陕西黄陇侏罗纪煤田（彬长矿区、焦坪矿区、黄陵矿区等），煤油气共生，瓦斯灾害严重。4.顶板灾害及致灾因素顶板灾害事故受煤层赋存变化、地质构造、采掘应力变化及开采技术等多种因素影响，其中煤层赋存变化、小构造及应力异常区的隐蔽性强，给顶板灾害的防治增加了难度。顶板灾害主要分为局部冒顶事故和大面积突然垮落事故。局部冒顶事故是指顶板掉落岩块或局部垮落导致的事故，主要发生在地质条件复杂、机械化程度低的矿区，如四川、贵州、湖南、云南等地；顶板大面积突然垮落事故是指长壁工作面和房柱式工作面采空区大面积悬顶，在某时突然垮落形成“飓风”和冲击导致的事故，主要发生在坚硬顶板地区（新疆、山西、内蒙古等）、浅埋深煤层矿区（鄂尔多斯、榆林、伊犁等）。5.冲击地压及致灾因素 冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤（岩）体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤（岩）体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。按力源的不同，冲击地压事故一般分为重力控制型、构造应力控制型和复合应力控制型。近年来，随着煤矿开采深度的增加，冲击地压灾害事故越发严重。我国每年都发生多起因冲击地压而导致的人员伤亡事故，是世界上冲击地压最严重的国家之一。开采深度（地应力）、断层褶曲（构造应力）、煤岩层自身变化（冲击主体）、大厚度坚硬上覆岩层（动应力）和开采布置（应力集中）等是灾害孕育的主要力源，应力突变是冲击地压关键致灾因素。6.火灾及致灾因素全国具有自燃倾向性的煤层约占可采煤层50%以上，火灾事故隐患大，非人身伤亡火灾事故频发。我国煤矿自燃火灾因各地区地质体不同而呈现区域性差异：新疆地区多为煤田火灾；西部区域因煤层埋藏浅且多为煤层群开采，浅地表上覆煤层隐蔽火区及采空区隐蔽火区严重；东部区域因开采年限长，平均采深达600m左右，多为深部煤层群隐蔽火区。受采动影响，在下部煤层开采过程中，上覆隐蔽火点成为下部煤层致灾因素。