煤礦安全生產(chǎn)影響因素淺析

楊 鵬

(太原理工大學(xué) 期刊中心, 太原 030024)

煤炭是國(guó)民生產(chǎn)生活的重要能源保障,煤炭生產(chǎn)卻是我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)中的高危行業(yè)。建國(guó)以來,我國(guó)煤炭安全生產(chǎn)狀況不斷變化,歷年煤礦死亡人數(shù)和百萬噸死亡率幾經(jīng)起伏,20世紀(jì)70年代開始到2003年,我國(guó)煤礦百萬噸死亡率大致呈緩慢下降的趨勢(shì),而歷年煤礦死亡人數(shù)呈增加的趨勢(shì)并最終維持在較高的水平[1],煤礦災(zāi)害給國(guó)家造成了重大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。梅國(guó)棟等[2]從社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面詳細(xì)分析了影響我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的主要因素,提出從調(diào)整煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、整頓煤礦的開采生產(chǎn)秩序和依靠科技進(jìn)步兩方面入手改善煤礦安全生產(chǎn)的狀況。徐陽[3]分析了幾起大型礦難,指出了當(dāng)前煤礦生產(chǎn)在自然條件、生產(chǎn)條件、科技投入、管理水平、安全培訓(xùn)五方面存在的安全隱患,并提供了一些預(yù)防和減少煤礦事故的具體措施。王龍康[4]將煤礦風(fēng)險(xiǎn)分為宏觀風(fēng)險(xiǎn)(礦級(jí))、細(xì)觀風(fēng)險(xiǎn)(采煤工作面等)、微觀風(fēng)險(xiǎn)(具體的人-機(jī)-環(huán)-管)3個(gè)層次,運(yùn)用煤礦層次化安全管理理論,在某煤礦進(jìn)行了安全隱患辨識(shí)理論、風(fēng)險(xiǎn)定量計(jì)算方法、風(fēng)險(xiǎn)層次化動(dòng)態(tài)預(yù)警方法的應(yīng)用研究。本文通過大量的文獻(xiàn)調(diào)研,分析我國(guó)一些煤礦在安全生產(chǎn)方面遇到的問題和對(duì)策。

1 煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)分類

我國(guó)煤礦普遍地質(zhì)條件較差,作業(yè)環(huán)境復(fù)雜,安全隱患較多,威脅生命和財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)煤礦風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類有助于深入認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)，這樣才能有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、保證人員和生產(chǎn)安全。從風(fēng)險(xiǎn)管理的角度,王龍康將煤礦風(fēng)險(xiǎn)分為3個(gè)層次,分別是宏觀風(fēng)險(xiǎn)(礦級(jí))、細(xì)觀風(fēng)險(xiǎn)(采煤工作面等)、微觀風(fēng)險(xiǎn)(具體的人-機(jī)-環(huán)-管)[4]。從生產(chǎn)方面,我國(guó)煤礦經(jīng)常遇到的問題有頂板事故、瓦斯事故、礦井突水事故、火災(zāi)事故、機(jī)電設(shè)備故障等,本文將從這幾個(gè)方面分別介紹當(dāng)前某些煤礦的應(yīng)對(duì)策略。

2 針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施

2.1 井巷事故

巷道坍塌是煤礦災(zāi)害中最基本的問題,隨著開采的進(jìn)行,煤巖體應(yīng)力不斷增大,極易造成事故。在生產(chǎn)實(shí)踐中,煤礦針對(duì)具體情況研究出了許多不同的方式對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)以防止其坍塌造成危險(xiǎn)。松散軟巖巷道結(jié)構(gòu)松散,自穩(wěn)能力差,常見的錨桿錨固支護(hù)效果在軟巖巷道支護(hù)中難以完全發(fā)揮[5],極易發(fā)生坍塌事故。張繼華等[6]針對(duì)松散軟巖巖層粒狀力學(xué)行為明顯的特性,利用粒狀材料的概念通過對(duì)材料內(nèi)部單元進(jìn)行二維受力分析對(duì)松散軟巖巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展半徑進(jìn)行了研究,通過在某煤礦實(shí)施“超前預(yù)注漿+錨網(wǎng)棚+錨注”的聯(lián)合支護(hù)方案,保證了煤礦的順利施工。

2.2 火災(zāi)事故

我國(guó)煤礦中具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占有較大比例,煤炭自燃不僅造成優(yōu)質(zhì)煤的損失,煤礦火災(zāi)還會(huì)造成重大的人員傷亡。煤層防滅火工程十分復(fù)雜,要求作業(yè)面煤體有合理的通風(fēng)狀況,還要掌握相應(yīng)的防滅火技術(shù)。煤層發(fā)火是燃燒過程,要阻止煤層自燃應(yīng)從阻斷煤與氧氣的接觸和降低溫度兩個(gè)方面入手。水泥噴漿、噴涂泡沫、涂抹納米改性材料等方法主要是隔絕煤層與氧氣的接觸。注入惰性氣體、三相泡沫等方法可以降低火區(qū)氧氣濃度達(dá)到滅火的目的。噴注強(qiáng)吸水性的鹽類可以在煤體表面形成液膜隔絕氧氣,同時(shí)溫度不易升高,達(dá)到防滅火的目的。還有很多材料和技術(shù)被開發(fā)出來應(yīng)用于煤層防滅火中。劉恩耀[7]在綜合不同防滅火技術(shù)的適用性和陽煤集團(tuán)一礦北丈八礦井15號(hào)煤層的防滅火具體問題后,采用基于黃土泥漿膠體材料的煤礦防滅火技術(shù)進(jìn)行工作面現(xiàn)場(chǎng)滅火實(shí)驗(yàn),防滅火效果好,經(jīng)濟(jì)成本較采用普通的耐高溫水膠體材料降低很多。

2.3 瓦斯事故

瓦斯是煤礦的主要災(zāi)害之一,嚴(yán)重威脅煤礦安全高效生產(chǎn)[8]。我國(guó)的國(guó)有重點(diǎn)煤礦中有將近一半屬于高瓦斯礦井,有的煤礦還合并有煤層自然發(fā)火傾向性[9],很容易由煤層發(fā)火引起瓦斯爆炸,造成特別重大的安全事故。瓦斯地質(zhì)規(guī)律是治理、預(yù)防瓦斯災(zāi)害事故的關(guān)鍵,是指導(dǎo)煤礦安全高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。付村煤礦屬于瓦斯與煤自燃傾向性共存的煤礦,秦波濤等[10]研究了該煤礦的瓦斯賦存規(guī)律,結(jié)合煤自燃發(fā)火的特點(diǎn),提出了一套“注—堵”防滅火技術(shù),有效解決了付村煤礦3下煤層綜放面的瓦斯,同時(shí)也解決了采空區(qū)的煤自燃危險(xiǎn)性,效果顯著,也為具有相似條件的煤礦治理瓦斯與防治火災(zāi)提供了借鑒。

2.4 突水事故

礦井突水是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要因素之一,嚴(yán)重威脅煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn),其危害程度僅次于瓦斯爆炸。曹勝根等[11]將煤礦巷道突水分為巷道頂板突水和巷道底板突水兩種類型,并分別對(duì)兩種情況下的突水原因進(jìn)行了分析,認(rèn)為增加圍巖有效應(yīng)力、減小孔隙水壓力才能保證巷道圍巖的穩(wěn)定,再通過對(duì)漿液流動(dòng)規(guī)律的分析,從注漿材料、注漿壓力、預(yù)留止?jié){巖柱厚度、注漿孔排列方式、注漿孔間距、注漿孔深度等參數(shù)方面確定了中馬村礦井巷道圍巖預(yù)注漿技術(shù)的方案,該方案經(jīng)過了礦井實(shí)踐的檢驗(yàn),防突水效果良好,取得了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.5 機(jī)電設(shè)備故障

煤礦開采工作的進(jìn)行需要依靠多種機(jī)電設(shè)備,這些設(shè)備對(duì)于煤礦增加經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化意義重大,他們的平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)也具有重要的意義。運(yùn)輸絞車是煤礦重要的輔助運(yùn)輸裝置,如果出現(xiàn)了故障將會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)度,甚至可能對(duì)工作人員造成傷害,需要確保機(jī)電設(shè)備的良好運(yùn)行狀況。杜少華[12]通過有限元分析方法對(duì)礦用JYB型運(yùn)輸絞車的滾筒作了力學(xué)性能分析和安全性評(píng)估。有限元分析驗(yàn)證了傳統(tǒng)理論計(jì)算的正確性,對(duì)滾筒的應(yīng)力應(yīng)變狀況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,驗(yàn)證了滾筒機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及剛度,這些工作為進(jìn)一步的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

煤炭為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高提供了重要的能源基礎(chǔ),煤炭開采過程中可能出現(xiàn)的災(zāi)難會(huì)給國(guó)家?guī)碇卮蟮娜藛T和經(jīng)濟(jì)損失。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用、人員素質(zhì)的不斷提高、煤礦企業(yè)相關(guān)管理制度的不斷完善,煤礦災(zāi)害與過去相比有了大幅度下降。煤炭企業(yè)應(yīng)該做到預(yù)防為主、利用好監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、有合理的災(zāi)害應(yīng)對(duì)措施,保障一線人員的生命安全和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

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