黃遠(yuǎn)龍,張啟榮
(江西煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司尚莊煤礦,江西 豐城 331143)
尚莊煤礦為省屬國有中型企業(yè),隸屬于江西煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,核定生產(chǎn)能力為0.36 Mt/a。礦井開采二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督MB4b煤層; 礦井原設(shè)計(jì)服務(wù)年限36年,剩余服務(wù)年限27年(擴(kuò)界)。
礦井水文地質(zhì)條件中等、 工程地質(zhì)條件中等,屬煤與瓦斯突出礦井,煤塵具有爆炸性,煤層具有自燃傾向。 礦區(qū)地質(zhì)條件較復(fù)雜,屬開采技術(shù)條件復(fù)雜的礦床(Ⅲ-3),煤層受斷層切割,連續(xù)性受到破壞,斷層對(duì)開采影響非常大。
近年來,煤礦事故時(shí)有發(fā)生,給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。 總結(jié)事故原因,除一些主觀因素外,還存在對(duì)采掘前方客觀自然條件及危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不夠, 沒有提前防范意識(shí)而釀成事故的情況。 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì):煤與瓦斯突出多發(fā)生在構(gòu)造附近,地應(yīng)力集中,煤層厚度變化大的地帶;垮頂事故多為頂板巖層破碎,壓力較大地段;透水事故與水文地質(zhì)條件復(fù)雜有著直接的關(guān)系。
地質(zhì)因素是影響礦井建設(shè)和安全生產(chǎn)的重要因素之一。 如果能對(duì)采掘工作面前方客觀地質(zhì)因素進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)測(cè)評(píng)估,對(duì)其危害程度提前警示并供領(lǐng)導(dǎo)決策參考,以便采取相對(duì)的預(yù)防措施,則可減少或避免事故的發(fā)生。 而準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)既能保證生產(chǎn)在快捷高效、安全有序的狀態(tài)下進(jìn)行,又是安全技術(shù)管理工作的前提和核心。 所以,做好生產(chǎn)地質(zhì)工作是十分重要和必要的。 在生產(chǎn)過程中要定期進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào), 必要時(shí)還應(yīng)提供臨時(shí)性預(yù)報(bào),全面準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)內(nèi)容,能為煤礦的正常安全生產(chǎn)提供指導(dǎo),確保煤礦安全生產(chǎn)有序進(jìn)行。
如果有了詳盡的地質(zhì)資料和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)做指導(dǎo),在采掘施工之前就可以針對(duì)所施工采掘工作面的圍巖性質(zhì),斷層、褶曲及煤(巖)層產(chǎn)狀,采取相應(yīng)措施,這樣就能在管理和技術(shù)上對(duì)頂板事故、煤與瓦斯突出事故等做到提前積極預(yù)防,有效地減少和杜絕此類事故的發(fā)生。
(1)預(yù)測(cè)步驟
做好細(xì)致的地質(zhì)基礎(chǔ)工作是準(zhǔn)確提供礦井地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的前提,主要步驟如下:
①分析已有地質(zhì)資料。 詳細(xì)搜集整理勘探和礦井建設(shè)時(shí)期揭露的地質(zhì)資料,對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的主要構(gòu)造展布作出整體上的分類,建立礦區(qū)構(gòu)造格架式樣,劃分構(gòu)造格架類型,尋找規(guī)律。
②建立地質(zhì)構(gòu)造圖件臺(tái)賬。 對(duì)井巷所揭露的地質(zhì)構(gòu)造、煤巖變化現(xiàn)象進(jìn)行全面系統(tǒng)認(rèn)真的觀察和描述,做好測(cè)量、記錄和素描等工作,然后填繪到礦井地質(zhì)綜合圖件和各種構(gòu)造臺(tái)帳上,真實(shí)地反映礦井地質(zhì)構(gòu)造的客觀實(shí)際。 這是礦井地質(zhì)的一項(xiàng)最重要的基礎(chǔ)工作,沒有做好這項(xiàng)工作,地質(zhì)資料就不全面,以此所做的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的內(nèi)容就容易產(chǎn)生誤差,不能有效的指導(dǎo)生產(chǎn)。
③608 切眼斷層的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 由于尚莊礦東南部地質(zhì)資料不詳,608 切眼巷道開工前,地質(zhì)技術(shù)人員根據(jù)周邊的地質(zhì)資料分析,預(yù)測(cè)切眼可能將遇到一組落差為4 m 的正斷層, 該巷在掘進(jìn)幾十米后,揭露一些派生小構(gòu)造。 雖然地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提示該切眼可能遇見斷層, 但沒有引起有關(guān)人員足夠重視,巷道施工時(shí)受斷層影響,頂板壓力較大,且?guī)r性破碎,巷道變形破壞嚴(yán)重。 為此,608 切眼被迫兩次重新開切眼, 延誤了工期且?guī)硪欢ǖ慕?jīng)濟(jì)損失,對(duì)安全生產(chǎn)也增加了不利因素,見圖1。
圖1 608 工作面切眼施工平面
準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)對(duì)確保礦井安全生產(chǎn)有著極其重要作用。
圖2 5012 進(jìn)風(fēng)措巷石門揭煤
在礦井采掘施工區(qū)域內(nèi),根據(jù)掌握的礦井地質(zhì)資料,查明地質(zhì)構(gòu)造的有關(guān)產(chǎn)狀,煤巖變化特征并進(jìn)行研究分析,對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的存在、性質(zhì)和規(guī)模提出預(yù)見性的認(rèn)識(shí)和切合實(shí)際判斷、推測(cè);對(duì)斷層的延展方向,煤巖層變化情況,斷層性質(zhì)、落差大小、斷層產(chǎn)狀以及被斷失煤巖層的確切位置,水情水害做出預(yù)測(cè)和預(yù)探等,能為巷道布置及采掘進(jìn)施工指明方向和位置。 對(duì)采掘工作面前方可能出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造以及它們對(duì)煤層厚度變化, 巖漿巖體分布,礦井充水條件, 頂板穩(wěn)定性等的影響提出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),以便施工單位采取相應(yīng)預(yù)防措施,避免安全事故的發(fā)生。
2011年元月, 由尚莊礦開拓隊(duì)施工的5012 進(jìn)風(fēng)措巷(石門揭煤,見圖2),根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)資料, 預(yù)計(jì)該巷掘進(jìn)10 m 左右將揭露一組H≈20 m 的大斷層。 通風(fēng)部門提前在巷道開門點(diǎn)附近采取了相應(yīng)的防突措施,對(duì)控制范圍內(nèi)煤層瓦斯進(jìn)行了充分抽放卸壓, 為5012 進(jìn)風(fēng)措石門揭煤提供了安全保障,杜絕了瓦斯事故的發(fā)生。
圖3 5012 進(jìn)風(fēng)措巷地質(zhì)剖面
地質(zhì)構(gòu)造等因素的預(yù)測(cè)對(duì)采掘施工方案設(shè)計(jì)也有重要指導(dǎo)意義。 根據(jù)揭露的煤巷煤層頂、底板標(biāo)高,推定預(yù)掘巷道某一位置的煤層標(biāo)高是設(shè)計(jì)巷道方位及坡度的關(guān)鍵數(shù)據(jù),對(duì)于推斷巖巷與煤層的立體關(guān)系,制訂采掘方案具有重要的意義。 如尚莊礦5012 進(jìn)風(fēng)措巷,根據(jù)地質(zhì)素描,見圖3。實(shí)現(xiàn)了巷道掘進(jìn)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)、 科學(xué)施工、提高施工效率、縮短施工周期、避免安全事故、節(jié)約成本等具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 但受多種因素的影響,地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)也是煤礦地質(zhì)工作中難度較大的一項(xiàng)工作,仍然存在許多不足和問題。 只有針對(duì)性地做好礦井地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),并建立長效機(jī)制,才能使地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)在礦井采掘施工過程中真正起到為礦井的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航、指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際的作用。