发布时间:2023-09-21 17:36:05
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇露天煤矿灾害防治,期待它们能激发您的灵感。
1 露天煤矿开采引发的环境问题
露天煤矿对环境的影响主要表现在对地表的破坏及其所造成的水土流失、水体污染和空气污染。随着露天煤矿数量的增加和生产规模的扩大,对环境特别是对土地资源的占用和污染将日趋严重。
同时,露天采煤形成的凹坑,由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害,可能危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全。既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态环境。
1.1 露天煤矿开采对土地的破坏
露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁,致使原土地不复存在,压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失一挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被,导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰,使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化,占用使原有的土地利用类型变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以及排水管道等工矿用地。
据不全完统计,我国露天开采平均每万吨煤破坏土地0.24 hm2,其中采场挖损破坏0.08hm2,外排土场压占0.16hm2。尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排量较小,剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形,剥离废石外排占用土地量更为巨大。
如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km,南北宽2.1km,面积达10.87km2,3个废弃矸石排土场面积达20.2km2;阜新海州露天矿长4km,宽2km,深350m,面积达8km2,排土场面积达14.7km2。露天开采活动在如此广大的范围内延续几十年至近百年,对生态地质环境的影响之大、危害之多、治理之难可想而知。
1.2 地表水和地下水污染问题
露天煤矿闭坑后,对地表水和地下水污染最严重的是露天煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等,大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类,含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染,渗入地下含水层,也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。
此外,露天煤矿闭坑后,采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑,也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头,而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。
1.3 大气染污问题
露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘(TSP)。另外含有因少量煤矸石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃,产生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害气体,对大气造成,污染。
对某露天矿区的现场监测结果显示:大气污染物主要是总悬浮颗粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。研究表明;TSP的含量远远超出二级国家环境空气质量标准,因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交两个时期会出现两个污染高峰期,表现出明显的季节特征,与气象条件紧密相关;气体污染物高峰期均处在冬季前后,在每年的夏季浓度最低,CO、SO2的浓度与烟雾出现次数呈正比关系,主要是由于残煤自燃引起的。
此外,我国露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被,每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地,春秋时节,荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的TSP污染。
1.4 露天矿闭坑前环境地质问题与灾害
我国露天煤矿开采至闭坑前环境地质问题与灾害主要表现在以下两个方面:
(1)露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡,由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害,危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全,造成人员伤亡及巨大的经济损失。如抚顺西露天矿,从20世纪50~80年代共发生滑坡、塌陷、泥石流等灾害达90次,并使周边石油一厂发电厂的厂房与重要设施受到破坏,损失超过数亿元。阜新海州露天矿从1953年投产1990年止,共发生滑坡等灾害75次,造成巨大的经济损失和人员伤亡;其它露天矿的滑坡也不少,而小规模的地质灾害更是屡见不鲜。
因此,滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终,并有可能延续到闭坑卮
(2)露天矿开采还引发许多生态环境恶化及缓变性的灾害。如矿坑的煤、可燃矿物,排土场排放的煤矸石等有可能造成局部区域自燃,引起温室效应影响小气候,有害气体污染地区大气环境。危害人们健康,排弃物中的有害元素通过地表水、地下水渗透,造成水质污染和周围农田盐渍化;矿坑、排土场的废岩土,经剥蚀风化,受风力作用产生大量粉尘及有害气体,危害人民健康等等。这些问题日积月累就变成了长期污染空气、水质、农田的缓变性灾害而影响人类生存环境,而且如不及时治理,则在露天矿闭坑后仍将继续产生影响。
1.5 露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发展趋势
露天矿闭坑后地质环境将发生改变,环境地质灾变有进一步发展的趋势,主要体现在水文地质环境的变化。露天矿闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统,在采矿结束后不可长久维持,一旦停止,则地表水、地下水将向矿坑汇集,原来的疏干边坡(简称为干边坡或干坑)将逐渐充水成为湿边坡,使边坡岩体含水量增大,强度大幅下降,地下水水位上升,边坡稳定性下降,从而发生滑坡、塌陷等地质灾害。
许多露天开采的矿山,下部曾由地下开采过,岩体受到扰动、破坏发生沉陷,再在露天开采与地下开采的复合作用下,边坡岩体被切割、再度破坏与扰动,随着终采闭坑,边坡将加陡至最终帮坡角,这样脆弱的边坡在自然与人工营力如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。
所以,如不能提前采取合理的治理措施,则露天矿闭坑后地质环境必然恶化,环境地质灾害发生的危险性也必然增大。
2 露天煤矿开采引发环境问题的原因
我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感,由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强,80年代以来建的新矿区环境
状况有所改善,有的矿区达到了较好水平,如神华集团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重大的,对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。
在计划经济时期,煤矿企业利润都上缴国家而很少投人由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海州露天矿这样的国有大型矿山企业,所产煤炭、所创利润和效益基本上均上缴国家,而几十年来开采带来的严重的环境危害却留给了地方,露天煤矿开采初期和中期环境危害的范围均较小,没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上环保意识薄弱而使环境隐患越积越多,几十年后造成了环境的恶化和灾害的发生。无法回避的是,历史沉淀这些环境问题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理和恢复。
以往传统的地质、采矿、管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地贯穿始终结合起来。各学科均有自己的侧重点,如露天采矿学就追求剥离最少、采煤最多,只要不滑坡,边坡越陡越好,很少考虑地面变形或闭坑后灾害,很少以综合的长远的经济效益、社会效益和环境效益作为本学科研究追求的出发点。
露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有战略眼光和战略胸怀,不仅仅关注自身的、近期的经济效益和繁荣,还应从保持社会经济可持续发展、爱护_人类居住的家园的高度去从事露天煤矿开采,主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境,变有害为无害。变不利为有利,实现资源开发和环境保护的协调发展。
3 露天煤矿开采环境问题的治理对策
(1)区分环境问题历史旧账和新账,从而明确环境恢复治理的主体和责任人。要由目前的矿山企业来承担历史遗留的环境问题的治理显然是不现实的。因此尽早区分历史旧账和新账,是明确环境恢复治理责任、内容、资金来源和实施主体的重要前提。
对于历史旧账,应主要由政府承担,主要依靠国家、省市政府投资、组织治理。而新账必须主要由企业承担,严格执行“谁破坏谁治理、谁负责”的原则。抚顺西露天矿、海州露天矿这样的老矿,由于历史原因造成的环境问题主要由国家、政府承担治理恢复,而进入市场经济后由于露天开采引发的新的环境问题则必须由企业承担,进入企业生产成本,负责治理恢复;而新建矿山则必须从勘察、立项、设计、建设、生产开始就从法制上、管理上明确责任人,并负责到矿山闭坑,确保环境得到恢复和改善。
(2)完善、修改的制定包括露天煤矿开采在内的有关标准、规范,使矿山开采的环境管理和治理具有可操作性、规范,使矿山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变―破坏一恢复―重建的良陛循环。促进可持续发展。这就从源头避免、减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。
(3)露天煤矿建设开采的规划要充分考虑开采至最终境界可能带来的环境问题和灾变。规划和设计中要充分考虑不要在可能的环境灾变区设计民用与工业建筑。这一条对新建露天煤矿是必要的。
(4)在地质环境问题较严重的露天矿,建立环境地质监测网站和地质灾害预警系统。主要针对已经建设和正在生产的露天煤矿且环境灾变问题已经存在并影响、危害地面建筑和人民生命财产安全情况下建立。如抚顺发电厂及地面兴平路等均建有地面变形监测线网,实时监测并预测变形趋势,为及时采取灾害防治措施,避免损失提供依据。
(5)老的露天煤矿开采已几十年,造成的环境地质灾害已成事实的情况下,防治对策建议遵循两条原则:一是避让原则。不要在灾害区内布置工程建设和居民建筑,已有的尽量考虑搬迁・二是针对性治理原则,对不宜搬迁的重要设置和建筑,采取针对性治理措施,如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较,要综合考虑技术可行性、经济台理性和安垒风险性。
(6)对于新建露天煤矿,决策者、管理者,采矿者应站在保护生态环境和可持续发展的战略高度,主动的通过采矿工程活动改善和重建周边地区的环境。如平朔安太堡露天煤矿就做出了有益可喜的成绩。通过开露天采矿、修水库、改河道、改变地形和地层层位、调整土壤结构、防止水土流失、复垦种植等,不但避免了环境的恶化,而且通过露天煤矿开采,建设生态环境更好的新矿区。
4 结语
露天煤矿开采所诱发的种种环境问题产生的影响是直接的、深远的,尤其是对生态环境的影响,而对这些环境问题的防治也是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。
参考文献:
[1]周伟,白中科,袁春,付慧,东露天煤矿区采矿对土地利用和土壤侵蚀的影响预测,农业工程学报2007(3):55
[2]刘志斌,大型露天煤矿闭坑后的生态环境问题及其对策,露天采矿技术2003(3)
[3]孙立勤我国露天煤矿开采环境问题及防治对策研究,煤炭技术2007(11)
[关键词]露天煤矿;电气系统;事故隐患;安全防护
中图分类号:TD608 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)13-0222-01
1 引言
煤矿开采中的危险系数非常高,因为在实施过程中所处的环境非常的恶劣,使开采过程很容易受到外在因素的影响,从而引发各种安全事故发生,所以,降低安全事故的发生机率是露天煤矿建设与管理中重点关注的问题,其中更不可忽视电气系统在露天煤矿中所存在的不安全因素,因为,据不完全统计,露天煤矿在生产作业中所发生的安全事故,一半以上都是由于电气系统设备故障造成的。这样不仅给煤矿开采进度带来影响,最重要的是对操作人员的生命安全造成威胁。
2 露天煤矿电气系统存在的事故隐患
导致煤矿事故隐患发生的原因有很多方面,其中最为突出且主要的原因则是电气系统等设备及设施不合理造成的,在一定程度上增加了电气事故的发生几率,以下是做了具体的分析:
2.1 断路器及开关遮断容量不足
如果在露天煤矿开采过程中断路器及开关遮断容量不达标,那么就会影响到分段短路的电流能力,从而引发由于短路故障增大热量而发生的设备及电缆燃烧现象,轻则导致一些矿区停电停产,耽误工程进展速度,重则造成财产巨大损失以及人员的伤亡。
2.2 雷击过电压问题
煤矿开采过程中经常遇到各种雷雨天气,其中雷电灾害作为重大灾害之一,给煤矿开采带去的危害至关重大,当云层的电荷与其他物体或云层发生闪电或雷击时,云层中的负电荷就会快速消失,电容效应也随之不见,那么聚集在物体表面的正电荷也立即流向大地,由于电流较大,会在流动的路径上由于电阻的原因产生很大的电压。如果由于雷击过电压、电流产生火花或是击穿电缆设备,出现短路问题,电流产生的火花甚至短路问题带来的火源再将油污、电缆等易燃物品点燃,会直接引起火灾,这时配电室内没有充足的灭火设备或是没有及时安装通风排烟设备,会导致火灾很难控制,甚至可能引起事故范围不断扩大,停电、停产、人员伤及在所难免。
2.3 电源线路强度及主变压器容量不足问题
目前,很多的露天煤矿在生产运营过程中所面对的一个头疼的问题就是主变压器容量匮缺引起变压器供电能力不足而引发的事故。另外,由于电源线路的强度不足,一旦遇到各种恶劣天气就会很容易发生电源线率断掉或塔杆倒下等问题,不得不将开采工作暂停,不然容易给露天煤矿的施工人员带来生命危险,造成人身财产安全恶劣后果。
2.4 电气设备缺乏完善性引起的火花事故
从近几年我国各煤矿实际的发展情况了解后发现,露天煤矿中频发火花事故,其主因是电气设备缺乏完善性导致的。通常引发火花事故的原因分为:其一,电气设备在维修及安装过程中不符合标准要求,造成开关触点分合时出现电火花,从而引发安全隐患;其二,露天煤矿带电电缆由于外力原因拉脱、破损、电缆绝缘下降容易造成系统短路、接地,引发电气火花;其三,露天煤矿电气设备保护失灵,当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动,使设备、电缆过载、过热印发电气火花。
3 露天煤矿电气系统存在事故隐患的解决措施
3.1 定期检查,对不足进行及时的修复
电气设备在经历了长时间使用之后肯定会有这样那样的问题存在,为了不影响整体的运行需要定期进行检查。针对于开关遮断容量不足的问题并不是不能够解决,如:更换灭弧介质,重合容量不足的开关停止重合闸的使用,经过调整降低系统短路的电流,满足开关的灭弧能力或更换全新的开关。而容量严重不足时,应改为“非自动”,作为负荷开关或隔离开关使用。
3.2 提高对防雷工作的重视度
这就需要露天煤矿在运营过程中结合国家及地方的相关规定及要求配置有效的防雷装置,这一过程中还应结合地势环境、土壤、气候、地理位置等因素进行,以此达到安全可靠、经济合理以及技术先进等目标;另外,建议换成组合式过电压保护器,换成相吻合的避雷器;也可以进行二次继电保护工作,在继电保护调试中模拟煤矿电站短路情况,可以靠近电站的过留速断跳开,因其对保护断电系统具有可靠性,而且在输电线路时,降低了雷电对段杆塔的袭击,提高了雷击杆塔的抗雷作用。
3.3 安装有效的视频监控系统
在当前科技快速发展的局面下,越来越高科技的监控系统也接连形成,可以在露天煤矿中安装相应的视频监控系统,为开采作业顺利进行树立良好的保障,同时还能够促进煤矿产量、效益及安全性的提升。因此,安装电气系统的监控设备越来越成为露天煤矿管理中的一项重要内容,对露天煤矿电气系统的安全作业提供保障,为露天煤矿开采提供有效的指导,同时还可以在事故中发挥及其重要的作用。
3.4 对电气设备的维修模式不断创新
传统的维修模式已经无法适应于全新的时代需求,为了能够及时的发现电气设备中的故障问题,不影响生产的正常运转,那么露天煤矿就应该对电气设备维修模式全面创新,并明确做出规定,定期对电气设备进行检修,合理安排检修时间、检修负责人以及检修机器数量等。一些陈旧的机器设备,性能较低,出现故障率较高,因此,可以成立管理检修小组,进行深入分析其运行状态,对设备进行实时控制,加大检修力度,确保降低成本的同时,提高机器设备的安全性。
3.5 加大对作业人员的培训力度
当前,很多煤矿所具备的电气系统负责人员不管是在综合素质还是专业能力上都有所欠缺,种种原因也使得电气设备容易出现隐患。所以 应针对岗位人员定期进行培训,不断强化他们专业能力及综合素质,增强工作人员的安全意识,调动工作的积极性。依照不同岗位进行相应的培训,通过对技能知识的讲解与技能实际操作,全面提高工作人员的专业素质,为培养全能型的技术人才。
4 结束语
总之,与其他工程相比较,煤矿开采工程的危险系数相对较高,尤其是露天煤矿中的电气系统故障隐患,如果得不到有效的防护将造成无法弥补的后果,因此受到了社会大众广泛的关注。基于此,露天煤矿应积极应对电气系统的安全问题加大改革力度和各方面的投入力度,结合现实状况不断改善,促进我国露天煤矿事业的健康发展。
参考文献
[1] 杨广义.浅析露天煤矿开采中如何防治事故隐患[J].中国科技纵横,2014(20):177.
关键词:红沙泉露天煤矿;地形图;防洪渠;水力计算;方案对比
煤炭是我国的主体能源,是国民经济健康稳定发展的重要基石[1]。煤炭生产往往面临水害的威胁,其是与瓦斯、煤尘、火和顶板灾害并列的五大灾害之一,将长期伴随煤矿建设和生产活动,水害防治工作任重而道远[2]。露天煤矿受自然条件影响较大,尤其是夏季连续降大雨、暴雨而引发的洪水,给露天矿的安全和生产都会造成重大影响[3]。洪水灾害作为露天矿主要灾害之一,我们必须引起高度重视。防水和排水是露天矿山的辅助生产工作,但它却是保证矿山安全和正常生产的先决条件[4]。露天矿坚持地面水地上排,通过修建拦截水沟把水排到采区外,地面防排水主要是防、堵、疏、排、截的综合治理[5]。如果将截排的地表水、露天矿坑内积水与地下水进行综合利用,实现变害为宝、变废为宝,这样会带来显著的经济效益与社会效益[6]。本文以红沙泉露天煤矿北侧局部防治水为例,充分利用现代测量设备和计算机软件,通过方案对比与概略经济评价,最后确定防洪渠参数和修建位置,实现变害为宝。
1矿区水文地质
1.1地形地貌
红沙泉露天煤矿处于准噶尔盆地东部腹地,南为天山、北为克拉麦里山。由于南部天山强烈的上升作用,在山前堆积了巨厚的冲-洪积物,组成了沿山麓向聚煤盆地内部倾斜的倾斜平原,形成了较好的储水构造,成为潜水和自流水分布区。潜水埋深由天山山麓向盆地中心逐渐变浅,径流条件变差,水质变坏;地下水依靠蒸发与蒸腾而排泄,盐分大量集中形成盐碱地。区域地势总体呈向南缓倾的斜坡,但地势东、南高,北、西低;地貌形态为残丘状的剥蚀平原,海拔657~753m,最大高差96m,相对高差一般在30m左右。接近盆地边缘地带,径流非常微弱,基本属于垂直交替带。
1.2气象
本地区属大陆干旱荒漠气候,年温差和昼夜温差较大,6~8月份为夏季,气候炎热,白天气温常在40℃以上,绝对最高气温达43.2℃(2004.7.13);11月~次年2月份为冬季,气候严寒,绝对最低气温达-49.8℃(1969.1.26)。年平均降水量106mm,年蒸发量1202~2382mm,全年日照3053h,8月份偶有雷阵雨,冬季积雪稀少。矿田内常年多风,多以西北风为主,风力一般4~5级,经常有7~8级大风,最大可达10级以上并伴有强大的沙尘暴天气。
1.3水文
矿田内大多数地段地表无常年水流。在露天矿南缘著名的红沙泉是唯一的泉水点。以泉水为源头,形成径流,流向北,流出约200m后径流下渗或蒸发终结。暂时性水流主要由夏季偶降暴雨形成的地表水,顺自然冲沟流向古河床,从矿区西北方向流出,或向低洼地段汇集、滞留。低洼处滞留的地表水在原地下渗或就地蒸发,最终形成淤积泥板地(俗称白板地)或盐渍化砂土。
2红沙泉露天矿北部状况
2.1水害概况
红沙泉露天煤矿北部总体地势北高、南低,面临的主要洪水威胁来自北部山丘地表汇水。随着基建的进行,新修铁路运输环线破坏了原有北部挡水坝,短时强降雨过后,地势低洼处产生大面积积水,铁路路基被积水浸泡,给铁路运输带来了安全隐患,同时也威胁到外排土场边坡。
2.2防排水系统分析
对红沙泉露天煤矿北部和铁路环线进行实地踏勘,经过分析研究可知:铁路路基被浸泡的主要原因是北部汇水面积过大,暴雨洪峰流量已超越了东侧地面铁路沿线防洪渠的排水能力。因防洪渠距离国信电厂运煤皮带转运点太近,无法进行加宽加高,所以决定在红沙泉露天矿北部山坡上修建一条南北走向防洪渠,最大限度地拦截北部山坡汇水,减轻东侧铁路沿线防洪渠的排水压力,确保运煤铁路安全。
3防洪渠设计与研究
3.1绘制地形图
地形测绘是设计防洪渠的前提,利用3D激光扫描仪-RIEGLVZ-2000i对红沙泉露天煤矿北部地形进行扫描,提取高程点与坐标数据,减少野外工作时间和体力劳动。利用南方CASS软件绘制地形图,本次选用比例尺为1∶2000,等高距为1m的地形图。
3.2初步修建位置
参考自然水流路径,根据山脊线和山谷线的位置、走向,避开等高线密集处和剧烈弯曲地段,最大限度地拦截北部地表水,保持防洪渠平直,利用自然地形,减弱地表汇水对防洪渠的冲刷,与现有防洪工程相连。初步确定防洪渠修建位置如图1与图2所示,形成两个方案。方案1:建a-d段防洪渠,汇水从a点流向d点,最后汇入1号防洪渠,全长1550m。利用RTK进行放线,绘制防洪渠地表断面图如图3所示,由图3可以看出,从a点到d点高程逐渐下降,局部地段落差最大值为0.53m。优点:充分利用现有防洪系统,汇水直接流入1号防洪渠,最后进入古河床。缺点:防洪渠较长,破坏备用运煤砂石路,给矿区运输带来了麻烦。方案2:建a-c段防洪渠,汇水从a点流向c点,利用自然水流路径,汇水通过铁路排水沟排水口流入矿区主干道路旁树林带,全长1000m,汇水可用于绿化灌溉。优点:防洪渠短,与现有防洪系统结合,充分利用了地表水资源。缺点:暴雨时,汇水量大,铁路环线排水沟排水压力大。
3.3工程水力计算
3.3.1汇水面积由于雨水是沿山脊线向两侧山坡分流,所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。为了更准确圈定汇水面积,选择在等高距为0.4m的1∶2000地形图上进行圈定如图4所示,方案1的汇水面积为794949m2,方案2的汇水面积为407403m2。3.3.2暴雨径流量计算红沙泉露天煤矿年产800万t原煤,服务年限超过50a,属于大型露天煤矿,采用50a一遇、Ti日最大降雨量的地面防水工程的防洪标准。依据《全国分区经验公式成果表》和该防洪标准,先按暴雨频率2%计算洪峰流量,再按暴雨频率1%进行校核。暴雨频率2%的洪峰流量:Q2=K×Fn1(1)式中:F—汇水面积,km2;查表K=0.54~1;因F<3,K取值为0.55,n1取值为0.75;按1%暴雨频率校验,查表得Q1÷Q2=1.09,则暴雨频率1%的洪峰流量:Q1=1.09Q2(2)将F、K、n1数据代入公式(1),并按公式(2)计算防洪渠的洪峰流量,详见表1。3.3.3防洪渠设计露天开采的特点使矿区不可能建造永久性构筑物来防范洪水,除排土场和两侧端帮的设施使用时间稍微长久以外,其余地区的设施都会在很短的时间内完成它的使命,所以防治设施必须以经济实用为原则。且本次防洪渠在矿区外修建,因此建成倒梯形无铺砌导流明渠。采用日立ZX360K-5A挖掘机修建防洪渠,考虑到设备铲斗参数和水力上最经济的梯形断面尺寸,因此沟的边坡取1∶0.5,导流明渠底宽b为1m。无铺砌倒梯形导流明渠沟内水深计算:Q1=wv=(bh+mh2)v(3)式中:v—水在沙砾土中的流速为1.2m/s;将Q1、v、m、b数据代入公式(3)中,解一元二次方程,则得出排水沟设计水深h,再加0.3m安全高度为防洪渠全深,具体见表2。
3.4经济性评价
3.4.1工程量经水力工程计算,由表2可以看出,方案1防洪渠长度虽然只比方案2长了550m,但方案1工程量却是方案2的2倍,方案2修建成本明显低于方案1。3.4.2水资源利用因防洪渠直接拦截,方案1汇水直接排入矿区西北古河床。方案2利用自然水流路径和自然冲沟,可收集方案1全部汇水,因绿化带为抗碱性榆树,地表汇水可直接用来绿化灌溉。
4方案选择
对比两个方案,在保证安全前提下,综合考虑其经济性,充分利用水资源,最后决定选择方案2。防洪渠修建采用原地开挖方式,利用排弃岩土修建挡水墙,挡水墙与防洪渠结合,拦截漫过防洪渠的洪水。挡水墙为正梯形,位于防洪渠南侧边缘0.5m处,防洪渠及挡水墙断面如图5所示。图5防洪渠及挡水墙断面图5结语防洪渠在保证安全生产前提下进行合理的设计与经济性评价。尤其像红沙泉露天煤矿这种“富煤贫水”的西北干旱地区,水资源显得更宝贵,修建防洪渠更应该充分利用水资源。干旱地区地表水资源的再利用,可缓解严重缺水的现象,实现露天煤矿经济的可持续发展,也是防洪设计必须参考的重要依据之一。
参考文献:
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关键词:露天煤矿;环境治理;对策
引言
露天煤矿开采比井工煤矿开采具有很多优势,比如劳动生产率高,成本低,安全程度好,劳动条件好,建设速度快,同时也具有一定的缺点,比如受气候条件影响大,对地表破坏大,对环境影响大,由此带来的环境问题也非常突出,严重制约了煤矿的可持续发展。
1我国露天煤矿现状
近几年来,随着国民经济快速发展,露天煤矿也迎来了发展的机遇,露天煤矿产量快速增长,占总采煤量的比例逐年上升,与此同时,面对日益严峻的环境形势,纷纷探索以节能环保为核心的绿色开采技术,当前正在向绿色、安全、高效及智能化方向发展。开采方式也由最初的间断开采工艺逐渐转变为半连续、连续开采工艺,成本进一步降低,效益进一步提高。
2露天开采所引起的环境问题
2.1对原始地表破坏大
由于露天开采原始地表大多为林地或草地,露天开采势必引起地表的破坏,矿基建工程同样会占用并破坏一部分土地,比如外排土场、储煤场、工业广场、运输道路等,同时随着原岩应力的释放,会破坏原有边坡的稳定,造成坍塌、滑坡、泥石流等自然灾害,使矿区的生态系统出现不平衡,动物迁移,水土流失。
2.2对生活环境影响大
露天开采爆破、采装、运输、排土等各环节都可能产生粉尘与煤尘,并随风漂浮,危害周边环境,危害矿职工身体健康,可能引发尘肺病,影响周围居民生活环境,可能引发村民纠纷等社会问题,由此造成的损失无法估量。
3环境问题原因分析
3.1责任心不强
我国露天煤矿虽然发展较快,但是环境治理工作存在滞后现象,认识不足,责任心不强,没有牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念,大多数人对于环境问题的客观状况缺乏一个清醒的认识,人们只关注于经济增长的数字,却往往忽略了其背后所付出的沉重代价,对资源的掠夺式开发造成环境的极大破坏。
3.2只重眼前利益
露天煤矿大多只考虑眼前利益,忽视长远利益,没有未来规划,没有详细的治理方案,认为没有必要也不愿花费大价钱来进行环境治理,主动性、积极性不强,法制意识淡薄,没有意识到破坏环境会受到国家法律法规严厉制裁。
4环境治理对策的建议
环境治理是一个系统工程,同时也是一个庞大工程,需要从基建环境保护措施“三同时”开始。通过调查研究某露天矿开采现状,提出了环境治理对策,为露天煤矿环境治理工作提供一定的参考。
4.1粉尘治理对策
4.1.1钻孔粉尘防治。钻孔要对钻机进行改造,配备捕尘装置,捕尘效果达到环保粉尘排放标准,同时加强对作业人员的培训教育,监督作业人员个体劳动防护用品使用,严格按照规程进行钻眼,从源头减少粉尘污染。4.1.2爆破粉尘防治。要加强爆破设计管理,合理设计爆破参数,减少一次爆破量,合理选择爆破自由面,炮眼填塞质量符合要求,尽量采用水炮泥进行填塞,在爆破前对爆破区域进行洒水降尘,爆破后及时对爆堆进行洒水。4.1.3采装运输粉尘防治。按要求配备足够洒水车辆,增加洒水次数,全天对采剥工作面、矿内运输道路进行洒水降尘,同时对于道路及工作面积尘,及时用装载机进行处理,对所有采剥车辆进行排气筒改造,基本做到工作面、运输道路不扬尘,粉尘浓度符合要求。4.1.4排弃粉尘防治。洒水车定期对排土场进行洒水,形成制度,自卸卡车倾倒岩土时,听从排土场工作人员指挥,按序进场,缓慢向排土场坡顶线靠近,缓慢倾倒岩土,防止过快过急,产生扬尘污染。4.1.5储煤场筛分、装车及外运粉尘防治。在储煤场卸煤地点以及储煤场装车地点新增喷雾降尘设备,降低粉尘浓度,同时加大储煤场和外运道路洒水次数,对所有外运车辆严格检查,做到外运车辆顶部全部覆盖苫布,排气筒全部改造,基本做到不洒煤、不扬尘,减少扬尘污染,保证环境质量。
4.2噪声防治对策
露天煤矿开采工艺,生产过程中易产生噪声源的是爆破、挖掘、运输等环节,主要对设备操作人员产生影响。
4.3工业广场环境治理对策
4.3.1废水处理矿坑废水处理措施是经简单物理沉淀后,利用抽水设备将水抽入洒水车,可用于采掘场工作面、道路洒水降尘,做到循环利用;生活废水处理措施是生活废水集中处理,然后综合利用。4.3.2固体废弃物处理生活垃圾处理。生活垃圾使用封闭式的容器进行集中堆放,定期进行处理,处理方式为在指定地方填埋,禁止乱扔,无序堆放,以免污染环境。采场剥离物处理。采场剥离物全部实现内排,减少对林地的占用,减少对环境的破坏。储煤场产出的矸石处理。经储煤场筛分过的煤矸石再次过筛,回收利用,提高资源回收率,剩余矸石集中堆放在储煤场北部的专用场地,及时联系买家进行销售,对于暂时不能销售的矸石,采取纱网覆盖。
4.4加快复垦绿化工程
要坚持边开采边治理的原则,按照矿山地质环境分期治理方案要求,及时削坡整平,植树种草,保护生态环境,防止水土流失,做到可持续发展。
【关键词】露天煤矿;绿色开采;技术
一、露天煤矿绿色开采的重要作用
绿色开采技术的根本目的在于改变现有的露天煤矿的生产方式,减少煤炭资源的浪费,减少煤炭开采对大气、水和土壤的污染,从而实现可持续发展的战略。
露天煤矿的绿色开采技术是煤矿开采事业长久发展的必要要求。当今世界,全球能源危机不断加剧,自然资源储量越来越少。传统的露天煤矿开采技术无论是对于资源还是环境的可持续发展都非常不利,这就更加剧了能源的不足的现状,煤矿事业的发展面临前所未有的挑战,这种现状迫切需求露天煤矿绿色开采技术的的出现和革新,它可以提高煤矿的生产效率,增加煤炭产业的经济效益,不断促进煤炭事业的发展,所以说绿色开采技术的出现符合煤炭事业的发展要求。
露天煤矿的绿色开采技术是科学发展观的重要体现。煤矿的绿色开采技术是针对能源危机和环境污染提出的,传统的露天煤矿的开采技术对于大气、水、土壤资源的危害是不可挽回的,科学发展观的提出就为露天煤矿开采技术的革新提供的一个机遇,绿色开采技术的出现正是符合科学发展观的要求,它是科学发展观在煤矿开采事业的尝试,所以说它是科学发展观的重要体现。
二、基于自移式破碎站开采技术
在对露天煤矿进行开采中,采用自移式破碎机这种新型采矿工艺,不仅可以大幅度降低在露天矿山中汽车的使用数量,还可以明显提高露天煤矿开采的生产效率,降低露天煤矿开采的生产成本,减少汽车废气的排放以及汽车轮胎的消耗,不仅可以保护大气环境还可以有效改善露天煤矿周围的环境,有着积极的使用价值。
自移式破碎站中包括履带式移动破碎站以及反击破履带式移动破碎站、筛分履带移动破碎站、圆锥破履带式移动破碎站等,在任何的地形条件下都可以满足煤矿开采需求,还可以根据客户需求灵活配置出一级破碎、二级破碎与三级破碎模式,也可以对其进行优化组合。并具有高破碎效率、多功能、结构设计合理的优势,满足露天煤矿开采中对粗、中、细物料破碎的筛分需求,采用一体化的机组配置,不仅安装维修方便合理,还具有很高的耐久性,以提高露天煤矿开采中机组的工作时效。采用该机组进行露天煤矿开采,可以降低生产过程中的噪音、减少粉尘污染,有效提高实际露天煤矿开采中的社会经济效益。基于自移式破碎站的煤矿开采工艺,不仅利于环保,还可以减少对空气CO2的排放,增强使用年限,而且在实际开采中,对于施工现场要求较低,便于操作,提高开采效率。
三、采区煤矸分离技术
在新开拓采区中,要并列创建一个煤仓、矸石仓,以及运输系统。运煤的时候,要将矸石仓关闭,原煤被直接灌入煤仓。当在掘进工作中,遇到了断层或者穿煤层施工,往往岩石含量较多。在灌矸石仓的时候,要将煤仓关闭,漏下的矸石进入矸石分离系统后,还要通过矸石分离系统卸载。采区煤矸石洗选法如果在掘进的过程中,掘进工作面以半煤岩为主,当掘进运输系统无法实习实现分离的时候,就可以将小型洗选装备设立起来。煤与矸石的混合物可以被卸载到小型洗选装备中以洗选的方式对煤与矸石进行区分,做好隔离工作。原煤运输系统可以对煤进行分配,并将被分离出来的矸石进入矸石运输系统。
四、“数字矿山”技术
目前,对于“数字矿山”的定义国内外尚未完全统一。通俗地讲,数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入我们所获得的信息的总称。对于数字矿山建设,概括起来目前主要有以下五种观点,即数字地球观点、地质模型观点、信息管理观点、监控系统观点和工程应用模式观点。对于数字矿山的功能内涵,必须从对矿山数据的存储、传输和表述向更深层次延展,并不断拓宽各个层次的应用,应涵盖数据的获取、存储、传输和表述,矿山生产与经营决策优化,各种设计、计划工作和生产指挥的计算机化,生产工艺流程和设备的自动控制等多个方面。
数字矿山建设,具有重要的现实意义,第一,数字矿山能以数字化的形式全面反映矿区的地质信息、力学信息、露天煤矿矿产资源的储量和开采情况,有利于根据这些数据信息做出合理的开采规划,在保证矿产资源稳定供应的同时,促进资源的合理利用和环境保护工作,以促进经济社会的可持续发展。第二,数字矿山能适应日益增多的深层开采条件,并结合自动化开采技术,使矿工远离高温和岩爆威胁等恶劣环境,减少和避免矿山安全事故。第三,对矿山开采引起的各类生态破坏和环境污染问题进行数字化分析,以为矿山的生态重建方案、灾害评价与预测预报体系等提供参考依据。
五、矿山综合开发利用技术
(一)矿区土地复垦
露天矿采空区和排土场所占面积大,因此应针对其不同情况采取合理的复垦方式,加强对土壤改良,使其转变为农业耕地或林牧业用地,注重其生态效益。如针对干涸、覆盖物薄的矿场,可将其作为垃圾填埋场;针对排水不良、积水较深的露天矿,建议不做回填处理,可将其建成人工湖;针对覆盖层厚的矿场,可以边开采边复垦。
(二)优化废弃物的处理
露天煤矿废弃物的排放,对于矿区的生态环境影响恶劣,因此为减少废弃物的排放,对于煤矿的开采可以采用分区开采或多种工艺混合开采的方式,尽量采取内排方式,有效降低外排土场的占地量;同时可综合分析边坡工程地质和水文地质条件,运用综合控制技术,提高实际边坡角,这样有利于减少大量剥离物;在废弃物外排时,为减少其对土地及大气环境的污染,可将矸石和有污染的剥离物排弃于排土场的底部,用黄土进行包埋和压实。
(三)优化地下水处理
矿区应加强对煤矿开采过程中地下水的处理,应用科学的保水开采技术,充分考虑矿区的地质条件,尝试采用帷幕堵水方法或帷幕堵水、降水孔疏干相结合的方法,清污分流、分质分流等措施,减少污水的排放量,提高水资源的利用率。
(四)节能、降耗及综合开发
露天煤矿在生产过程中,需要消耗大量电力、火工材料、油品等,存在一定的浪费现象,不利于其可持续发展,因此应在矿区大力推广节能装备、节能工艺与技术,减少生产能源过程中的各种消耗,走环境无害化技术模式,加强清洁生产技术、废弃物综合利用技术、洁净煤技术、复垦与污染技术等,如煤矸石、伴生矿物其用途广泛,可作为发电和生产建筑材料。
六、结语
露天煤矿开采所诱发的种种环境问题产生的影响是直接的、深远的,尤其是对生态环境的影响,而对这些环境问题的防治也是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭绿色开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。
参考文献:
[1]高瑞洁.露天煤矿绿色开采技术自控技术[J].中国乡镇企业会计.2010. (6).
关键词:吕合露天矿;边坡滑坡;灾害分析;治理
一前言
吕合露天煤矿包括三个矿,即白坡露天矿、长坡露天矿及观音坝井工矿。吕合露天煤矿作为云南省地州级最大的露天煤矿,其年产褐煤量为45万吨。其中长坡露天矿的生产能力的设计值为450kt/a,并已完成生产达20多年,在深度上的延即将达到原设计的露天境界,其煤质优良。吕合露天煤矿安全、高质量地生产对整个云南省的煤炭生产来说意义重大,为实现持续的安全、高产煤炭生产,应严格控制煤矿的安全措施。据相关专家对吕合露天矿的安全分析可知,在吕合露天矿的东侧,存在大范围的滑坡,在滑坡体内含有大量因地质构造而形成的滑动面,为对滑坡体的滑动进行控制,应进行科学的分析及实施有效的维护措施,稍有不慎将会导致边坡滑移及塌方的事故的发生,如在2011年4月15日的15点30分许,由于在矿坑出现塌方,造成1名工人被埋的事故发生,由于事故处理及时,该工人顺利被救出,并被送往医院救治,经过救治已脱离了生命危险,在消防队员对矿坑内的气体完成检测后,为防止矿坑再次发生垮塌,救援人员使用钢条作为支撑,将木块搁置在钢条上,以防护较危险的矿坑口。虽然这次发生塌方的事故并不十分严重,但这对我们来说应该是一个安全的警示,是专家分析的边坡危险的一种体现。为避免类似的边坡滑移及塌陷的灾害再次发生,笔者认为应首先进行地质特点的分析计算,在此基础上有的放矢地采取综合治理措施,使边坡滑动得到一定控制,维持边坡的稳定状态,减少边坡事故的发生次数,进而减小因边坡失稳造成的经济损失,使露天矿安全、高效生产。下面将对吕合露天矿的地质及滑坡灾害进行分析,并最终提出露天矿边坡滑坡的综合治理措施。
二 地质及水文分析
(一)地质及水文分析
吕合露天煤矿的所在区域的基底是中生代上珠罗系红层,岩性紫红色细砂岩,其上是新老第三系煤系地层及第四系近代坡积、残积及冲积层。其中,第三系煤系地层是新第三系,其含有褐煤达12层,并按 来表示,而 的两层的厚度较大,且其分部的范围较广,占到了整个勘探区总的储量的68.67%,在新三系N 的中部的 之间的煤层中存在厚度达几米到几十米的隔水层,隔水层的上部为浅水层,而隔水层的下部则为承压水层;第四系疏松层中,砾石及细砂层内含有大量的潜水,虽有一定量的泉水出露,但由于其厚度较小,且分布不均匀,故对露天开采影响甚微。
(二)总结分析结果
由上述的地质及水文分析可知,在该区域内除需要对第三系的上部及下部的含水层注意以外,其它的各层影响甚微。从含水层的角度出发,可认为水量越小,其渗透系数就越小,疏干的效果就越不好,在煤的开采过程中,就应严格进行排水。还是以长坡露天矿作为例子来说明,在长坡露天矿区内有一条由北向南穿过采场的季节性河流―白衣河,该河的河床断面为5.62m ,对上游的五个自然村落及下游的两个自然村落的交通通道及农田灌溉起到联接的作用,最大流量为40m /s,最大的洪峰流量为23 m /s,为改善矿区的安全状况,矿山从2005年的8月份开始对白衣河实施四期的改河工程,在2005年至2008年之间,矿山公司共投资两千万元用于河道的改移与河道加固处理。但河道由于受到在长坡露天坑段出现断层及已废弃采空区的影响,每当雨季来临,采空区及河道附近的积水都会发生沿煤层含水层及裂缝发生渗漏的事故发生。在2008年进行“三防”的检查时,发现在河道的许多位置出现裂隙变形,在发现后及时进实施了铺设塑料布及加固河堤的处理措施,但该处理方式效果并不十分明显,随着时间的推移,在河道的上部台阶及河道下部的多个台阶上都出现了大范围的滑动,其发生滑动的滑体面积达95000m 之多,并且在河道下部的多个台阶上出现较为严重的渗水漏水现象,情形十分的危急。河道一旦发生断裂决堤,则会严重危及矿区的生产设备及工作人员的人身安全,甚至会导致矿坑停产及下游灌溉系统瘫痪的不良后果。
三 滑坡灾害的分析
在吕合露天煤矿发生的滑坡属于平面滑动面所形成的平面滑坡,在矿区可清晰地看到滑动面与坡面的斜交线,即从左向的深处延伸,在土体、均质岩体及散体结构岩体中较为常见。
水对边坡的力的作用是露天矿东侧发生滑坡的主要原因。通常地表会存在大量的大小不同的裂隙,即使位于煤层的上下部的地层具有良好的隔水层,但不能完全避免雨水由裂缝渗入各岩层的现象发生,这样便在岩层中形成净水压力、动水压力及浮托力,在此三个力的作用下,岩土的滑动体将被推出。下面将逐一介绍各个力确定及作用。
1 静水压力:
静水压力是指位于岩体裂隙中的地下水对裂隙两侧的岩壁所产生的水压力。总压力的计算公式为:
其中, 表示水的密度, 表示张裂隙充水深度,取80m。
所确定的静水压力的作用方向是与裂隙壁垂直,作用于 下的三分之一处,对边坡的破坏起到推动作用,是造成边坡滑动的作用力之一。
2 动水压力或渗透力:
当土体或破碎岩体中的地下水发生流动时,会与土颗粒或岩石碎块发生摩擦,使地下水受到摩阻力,而土颗粒或岩石碎块则会受到来自流动的地下水的反作用力,这种反作用力就是动水压力或渗透力,其作用的方向是水体的流动方向,作用力的数值大小与水受到的土颗粒或岩石碎块的摩阻力以致。在计算动水压力时,不进行每个土颗粒或岩石碎块的动水压力计算,而是计算作用于每个单位土岩体积内的所有的土颗粒或岩石碎块上的动水压力的总值,即动水压力是一种体积力。
3 浮托力:
浮托力是指,当位于裂隙中的水体沿发生破坏的破坏面向下持续流动时,当流到坡脚并流出坡面时,会在该坡面上产生水的作用力。
4 水对边坡岩体的物理化学破坏:
1)物理作用:
水在破坏面会成为一种介质,使土颗粒或碎块与裂隙面的摩擦系数下降,加剧了滑动的破坏程度。
2)化学作用:
岩体与水之间会发生化学作用,即岩体在水的作用下,发生水化作用及脱水作用,进而使矿物体积不断发生膨胀或收缩,造成岩体发生松散或破碎。
(二)地质构造原因:
在东侧存在断层,从而形成边坡的滑动面,构成了滑坡的基础条件。
(三)白衣河改道:
在东侧改道后,使得岩土体发生断裂,为水体渗入岩土内提供了有利条件。
四 综合治理措施
(一)防地表水发生渗透:
1 修筑防洪沟:
在雨季到来前,应根据实际的气候条件及矿场实地情况确定防洪沟的修筑方案,以及时地拦截地表水,减少坑内及露天边坡的渗透水量。
2 地表处理:
除了修筑防洪沟外,还可采取运用黏土对地表进行地表裂缝封堵的办法来减弱地表水的渗透,可有效防止水进入岩体的含水层及裂隙,进而有效防止滑坡的出现。但不可采取注浆的方法来封堵裂缝,注浆法会使裂隙处的水镜压力增加,反而使边坡的内推力增加,起不到稳定边坡的作用。
(二)治理河道:
河道的现状是,由于河道水量充足,且长期被用于农田灌溉,使得其在每年的雨季易出现洪水泛滥的现象,对吕合露天矿的危害巨大。为解决这一潜在危害,应选择实施将河水通过穿山体的隧道排出的改河道工程,使吕合露天边坡不再受到洪水的影响。该河道工程应选在河道水量较少的旱季,以便于工程的建设。
(三)削坡减载:
1 理论分析:
在进行削坡减载的应用前,应首先进行削坡减载的“试验”,一般试验在松散细砂岩体中完成,并按照规定的计算方式,对沙体的侧压力F、三角形坡体线载荷Q及台阶边坡角 进行确定。
2 削坡减载的应用:
在完成以上的理论分析后,将高台阶分为多台阶进行修筑,不仅可以增加台阶坡面角,还可提高边坡的整体稳定性。在对第四系及第三系表土地层的边坡处理时,就采用了削坡减载的方法,工程效果明显。并结合吕合露天煤矿所发生的滑坡状况,对河堤的上部台阶时时乐削坡减载处理,以减小上部的压力,并在存在安全隐患较多的河道部分实施了加固防渗的综合处理措施。并采取削坡荷载的方法对东侧发生的滑坡进行加固。选取20米的台阶高度排土,其坡面角维持在45度。把台阶分成10米,台阶坡面角可提高至65度,从而提高整个台阶的边坡角,使剥采比下降,利于煤炭资源的回收。
关键词:矿区 水土流失 综述
1、国外研究进展综述
发达国家矿区水土流失研究起源于土地复垦与矿区生态恢复研究,并随着土地复垦与矿区生态恢复研究的不断深入而发展。最早开展矿区水土流失研究的是经济发展水平较高的德国和美国,随后俄罗斯、英国和澳大利亚等国家也有了长足发展,采取工程措施和生物措施相结合的方法,在科学研究与技术管理方面都取得了许多进展。
欧美等经济水平较高的国家的煤矿区水土流失治理研究随着矿产资源开采而开展,经过几十年的发展,获得了许多重要的成果。其中澳大利亚重点研究如何建立稳定地表与控制堆场的侵蚀问题,美国注重地表植被恢复、采取工程建设与经济管理相结合,并运用法律政策进行综合控制,德国等欧洲国家重视矿区周围的环境问题,采取区域的观点进行资源保护研究。总体来说,经济发达国家由于整体重视环境问题,在煤矿开采工程的水土流失治理研究方面也获得较高的发展水平,主要可以分为以下几个方面:
1.1矿区建设对土壤抗侵蚀特性的影响研究
矿产资源的开采不可避免对上层土壤地表环境进行剥离、搬迁、重新堆积。而这些人为的扰动将对坡地漫流、径流过程、侵蚀产沙等原有土壤环境的抗侵蚀特性产生直接或间接影响。矿区扰动前后土壤植被、土壤持水能力、土壤侵蚀过程径流产沙等变化是当前各国进行矿区土壤侵蚀研究的热点内容。经过几十年的发展,对于矿区开发建设中土壤抗侵蚀特性变化研究已比较深入。
1.2矿区建设对土壤养分、重金属迁移的影响研究
矿区扰动对土壤养分分布产生重要影响,各国学者已经对矿区建设对土壤有机质等影响进行了较为深入研究,并针对不同的扰动情况,提出适宜的防治措施。Kleeberg以德国矿区采矿前后中磷迁移过程的进行了深入研究,获得矿区水土流失加速了磷的迁移。随着径流的迁移,采矿引起的磷迁移可以影响周围水体的营养水平,并提出有效的预防措施与控制方法。金属矿区的开发建设极易引起矿区重金属的流失,进而影响到周围水体。Wilson andPyatt系统研究了英国铜矿开采对重金属重新分布、迁移及对周围水体环境的影响研究,为有效控制矿区重金属污染的扩散提供了有效的方法与技术措施。
1.3矿区开发对当地水资源调控的影响研究方面
矿区的开采不通过改变土地的利用方式,影响水资源的分布与补给,造成当地可供水资源的下降。如何最大程度减少矿区开采对当地土壤抗侵蚀能力的影响,提高矿区受扰动土壤的持水能力,是矿区水资源平衡研究的重要研究内容。Mathys等以采矿对当地环境的影响,特别是由于矿区开发引起土地利用方式的改变对当地水资源平衡的影响进行了较为深入研究。
1.4矿区水土流失模型研究方面
美国通用土壤流失方程USLE(universal soil loss equation)自20世纪50年代在试验研究的基础上建立以来,各国学者结合当地资料进行相应的修正和应用性研究,建立了多种形式的坡地土壤侵蚀模型。随着矿区开发对环境破坏的加剧,很多学者开始应用经过修订后的土壤通用流失方程进行矿区水土流失研究,并取得了许多成果。
2、国内研究进展综述
矿产资源的开采造成严重的水土流失从一开始就受到国家主管部门的广泛重视,特别自1991年6月29日颁布《中华人民共和国水土保持法》以来,对矿山开采引起的水土流失的预防、治理、管理、经费开发与法律责任等作了明确规定,矿区水土流失研究获得了较大的进展。
2.1采煤沉陷的水土流失特性研究
采煤沉陷主要造成永久性的土地损失、塌陷坡地的侵蚀加重以及产生滑坡与泥石流等地质灾害等环境问题。白中科等采用RS和GIs技术,结合类比法与专家咨询法等,研究了山西大同塔山矿呆煤沉陷引发的土壤侵蚀与土地利用的变化。结果表明采煤后88.8%土地发生不同程度的沉陷,沉陷后土地年土壤侵蚀总量42.32~79.05万t,单位面积年侵蚀量增加了246.01~464.56t/kin2,地表移动变形产生的裂缝、陷坑、塌方或小滑坡等,使农用地被分割而破碎、地块变小。
2.2矿区固体废弃物的水土流失特性研究
矿区固体废弃物主要是指煤矸石和燃煤发电厂排放的粉煤灰。煤矸石是采煤和洗、选煤过程中排出的废弃物,大部分直接堆积在地表,不仅占用了土地,还对周围的环境造成污染。
2.3露天矿的水土流失特性研究
露天开采需剥离煤层的上覆岩层,直接破坏土地,产生比地下开采严重得多的侵蚀问题。尽管我国露天煤矿较少,其产量仅为煤炭总产量40%,但由其造成的侵蚀问题不容忽视。露天煤矿大多位于我国西部、北部干旱或半干旱极易侵蚀的地区,在开采过的土地上重建植被很困难。露天开采的地表不仅抗侵蚀能力弱,而且气候恶劣,极易加重土壤侵蚀。风蚀、水蚀、冻融侵蚀是露天矿区典型的侵蚀类型。自中科等分析了大型露天煤矿排土场岩土侵蚀形式及其时空变异性,获得了露天排土场以面蚀、不均匀沉降等形式为主,边坡以沟蚀、崩塌等形式为主,侵蚀程度主要与下垫面的物质组成、坡位、复垦植被类型及分布等影响因素有关。
1矿产开发对环境产生的负面影响
1.1对土地资源的破坏
矿产资源的开发对于土地资源会产生一定的破坏性现象,尤其是矿产的开采,一般是以地表的坍塌以及矸石山压占为主要途径,在矿产的露天开采过程中很多都是按照直接性的挖损以及外排土场为方式,按照笔者的调查了解到,我国正在自燃的矸石山体大约有200多个,在自燃的过程中会产生一些对人体和环境有害的物气体,这些气体中主要是二氧化硫,二氧化碳还有氮氯化合物等等不仅对土地会产生污染,而且还会阻碍土地上植物的生长,对人类的健康产生危害。由于矿山企业在开采的过程中可能造成酸性废水的产生,还会有洗煤厂所产生的废水等等在,这些排放到外界就会让周围土地或者农田受到诸多的污染,在地下开采的地面上也会产生更多的坍塌事故,造成废石的堆积现象,也占用了较多的土地资源。
1.2对水资源的破坏
水资源是人类赖以生存的资源,对于水体的污染主要表现在两个方面上,一方面是主要是在煤炭的开采过程中,会有多方面的人为疏干排水工作,也会使用机器进行煤体内部含水层的自然疏干,让地下水的面积也会出现下降的现象。矿区的供水出现减少,甚至出现枯竭的现象,地表严重干涸,很多植被因为缺少水分的滋润而被破坏,让生态环境和自然农业产量都下降,更为严重的还会引起地表的土壤沙化现象。除此之外,因为开采造成非常严重的地表水污染现象,矿井当中含有的煤粉以及盐粉等等悬浮物,极大的影响了可持续发展的进程[1]。
2矿山生态环境保护的恢复和治理
2.1对现有环境的保护
治理需要在保护的基础上进行,为了能够对现有生产矿山进行监督和管理,做好监测性的工作就需要矿山产生的废渣、矿石还有废石等等进行环境的影响性评估,尽量减少因为大气的悬浮物造成的污染现象。严格的监督相关煤矿企业在废水、废液还有废气的排放方面需要达到国家的相关标准。如果是露天的开采就需要极大的进行剥离开采制度的使用,强化对一些危险性次生地质灾害的防范以及治理工作,如果出现了一些巷道,就需要做好回填工作,已经发生的次生地质灾害也需要做好更加全面的治理,这样做能够更好的对地下的水资源进行保护[2]。
2.2矿山土地的复垦以及生态建设
首先,土地的复垦技术。这项技术需要在矿区进行土地复垦的研究,因地制宜,并且按照复垦的基本条件制定出不同的方案,复垦的植被应该具有两个方面的特点,一方面是经济效益要高,另一方面是生态效益也要突出。土地的复垦能够对采空地区的环境进行治理,例如,地面的沉陷以及排土场还有闭坑露天的采伐,这些对于矿山当地环境的改善都有极大的促进性作用,还能够更好的恢复土地的完整性,强化对土地复垦工作的研究,让土地的利用率得到有效的提升,也能够让矿区的环境得到更为全面性的恢复,保持土地的良性可持续发展[3]。其次,对露天煤矿的复垦方式研究。在露天的煤矿复垦背景下需要对不同的土地使用情况进行分析,一种是农业资源的类型,例如,抚顺的西露矿,阜新海州矿等等。我国很多大型的露天煤矿都是处于东北地区或者是西北地区,这些地区的年均降水量不是非常大,但是也会有较多的蒸发,有严重的水土流失现象,极大的阻碍了生态的发展。这些地区复垦的方向基本是使用有利形势的建设用地进行水产养殖以及粮食作物的种植等等,林业用地以及娱乐场所用地也可以建设,形成一个生态工程的多种利用形式。生态在重建的过程中需要秉承一定的原则,主要是对生态环境破坏的地带进行恢复,不能出现类似的煤矿开发活动[4]。
2.3矿山生态环境的保护和治理
坚持让矿产资源的开发和生态环境的保护并重的原则,坚持防治结合的策略,并且完善矿山环境保护体系,让管理体系能够更加有效的监督,制定环境影响和评价报告的制度。开展矿山生态的环境保护以及评价性工作,要有重点的区域还有地区,强化矿区的有效性规划以及管理,让地质灾害的评估更加有效和依法的进行。做好矿山的环境检测以及地质灾害的预防工作,避免在保护和治理的过程中再出现其他的灾害,对于灾害及时的预防,一旦发生分析性质,做好治理措施。矿山土地的复垦力度也需要强化,让耕地和建设用地保持平衡,大力开展造地复田的活动,让矿区的走向综合性治理的方向上,强化对废水废气的治理措施,严禁有毒的物质被排放到空气当中,强化废水中资源的有效使用[5]。
3结语
综上所述,本文对矿山生态环境保护与规划治理若干重要问题进行了分析和研究。在上述措施之下还需要实施更为清洁性的生产策略,不断的降低污染的发生,尤其是对生产设计进行改进,能源和原材料的产出更加清洁,使用现代化的技术设备,进行综合性的治理,从源头上减少污染的存在,提升能源的利用效率,也能够避免出现生产和服务的脱节现象。
作者:黄励 单位:平顶山市地方煤矿设计研究院
参考文献:
[1]赵文廷.矿山对生态环境的“黑洞与白洞”效应假说[J].四川地质学报,2013,14(3):325~327.
[2]王楷.矿山安全生产与生态环境发展问题分析[J].科技创新与应用,2015,25(18):164.
[3]李海东,沈渭寿,卞正富等.西部矿产资源开发的生态环境损害与监管[J].生态与农村环境学报,2016,32(3):345~350.
关键词:露天煤矿 爆破飞石 危险源
爆破作业是煤矿生产过程中的重要工序,其作用是利用炸药在爆炸瞬间释放出的能量对周围介质作功,以破碎岩体或煤体,达到掘进和采煤的目的。由于在井巷爆破中,爆炸破坏诸因素中冲击波的破坏作用最大,作用距离最远,一般主要考虑防冲击波安全距离。在露天爆破中,往往以爆破飞石的安全距离为主要考虑对象[1]。
1、露天爆破概述
爆炸是由于物质的状态发生物理或化学变化,使周围介质的压力突然升高,瞬间发生气体膨胀和音响,使介质受到破坏的一种现象。根据爆炸现象产生的原因及特征,爆炸分为3类:物理爆炸、化学爆炸和原子爆炸。炸药爆炸属于化学爆炸。炸药爆炸的机制:炸药虽然是不稳定物质,但不受外界的任何作用时,仍可保持其相对的稳定性。如果一旦受到外界作用,它所产生的能量转变为热能,使炸药加热到起爆温度。首先在炸药中某一点引起爆炸反应,继而扩及全药包爆炸。首先引起炸药某点进行反应所必需的最低外界能量谓之起爆能。起爆能通常有机械能(摩擦、冲击、挤压)、热能(高温、火炮、火星)、爆炸能(雷管、导爆索或其他炸药)。引起炸药爆炸反应的过程称为起爆。化学爆炸必须同时具备3个条件,即高速的化学反应,放出热能,生成大量气体产物[2]。
炸药的爆炸形式有3种:爆燃、爆炸和爆轰。这3种形式在一定的条件下可以转化。如爆燃可以转化为爆炸,爆炸也可以转化为爆燃等。药包是指为爆破岩体或其他物体而堆置的连续炸药体,而且在炸药体内埋置一种或一种以上的起爆器材。最小抵抗线是指从炮眼内药卷上任何一点到自由面的最短直线距离。自由面是指某介质与空气接触的界面。爆破时,位于药包附近被爆破的岩体或媒体与空气接触的界面叫爆破自由面。炮眼装药可利用的自由面愈多、愈大,爆破能的利用率就愈高,炸药的单位消耗量就愈少。
2、露天爆破飞石伤人的危险源分析
在煤矿开采过程中使用大量的炸药。炸药从地面炸药库向井下运输的途中,装药和爆破过程中,未爆炸或未爆炸完全的炸药在装卸岩石或煤的过程中,都有发生爆炸的可能。爆炸产生的震动、冲击波和飞石对人员、设备设施、构筑物等有较大的损害。(1)爆破母线短,躲避处选择不当,造成飞煤、飞石伤人。(2)爆破时,未执行《煤矿安全规程》中有关爆破警戒的规定,有漏警戒的通道,或警戒人员责任心不强,人员误人正在爆破作业的地点。爆破未完成,擅自进人工作面检查、作业。(3)处理拒爆、残爆未按《煤矿安全规程》规定的程序和方法操作,随意使用《煤矿安全规程》严禁使用的处理方法,致使拒爆炮眼突然爆炸崩人。(4)通电以后出现拒爆时,等候进人工作面的时间过短,或误认为是电网路故障而提前进入,造成崩人。(5)联线前,电雷管脚线没有扭结成短路,导致杂散电流等通过爆破网路或雷管,造成雷管突然爆炸而崩人。(6)爆破作业制度不严,发爆器及其把手、钥匙乱扔乱放;任意使用固定爆破母线,造成爆破工作混乱,当工作面有人工作时,另有他人用发爆器通电起爆,造成崩人[3]。
3、预防露天爆破飞石伤人的措施
在炸药及其制品工厂,为减少爆炸事故的损失,应在建筑物间设置安全距离,是指炸药或其制品发生爆炸事故时,由爆炸中心到能保护人身安全和对建筑物的破坏被限制在允许限度内的最小距离。又称最小允许距离。与防火间距相似,设置安全距离是井巷防爆及防止爆炸灾害扩大、减轻事故损失的重要措施之一。安全距离可细分为:防冲击波安全距离、防爆安全距离、防震波安全距离和防护爆炸后团体飞散物安全距离等。
(1)爆破母线要有足够的长度,躲避处要选择能避开飞石、飞煤袭击的安全地点;掩护物要有足够的强度。(2)爆破时,安全警戒必须执行《煤矿安全规程》的规定,班组长必须亲自布置专人在警戒线和可能进入爆破地点的所有通路上担任警戒工作。爆破未结束,任何人都不能进入爆破地点;警戒人员必须在安全地点警戒;必须指定责任心强的人当警戒员,一个警戒员不准同时警戒两个通路;警戒位置不能距离爆破地点过近;爆破后,只有在班组长通知解除警戒,方可到爆破地点检查爆破结果及其他情况。(3)通电以后装药炮眼不响时,如使用瞬发雷管,至少等5min,如使用延期电雷管至少等15rain,方可沿线路检查,找出炮不响的原因,不能提前进入工作面,以免炮响崩人。(4)爆破工应最后一个离开爆破地点,并按规定发出数次爆破警号,爆破前应清点人数。(5)采取已经讲述过的措施,避免因杂散电流造成突然爆炸崩人。(6)爆破工爆破后要认真、细心地检查工作面爆破情况,防止遗留拒爆、残爆炮眼。处理拒爆、残爆时必须按《煤矿安全规程》规定的程序和方法操作。(7)爆破工应妥善保管好炸药、雷管、发爆器及其把手、钥匙,仔细检查散落在煤、岩中的爆炸材料散落在煤、岩中,以免造成意外伤人[4]。
结论
由于煤矿采煤过程中的瓦斯和煤尘具有爆炸性,爆破时的火焰可能引起瓦斯或煤尘爆炸,煤矿爆破作业在爆破器材和工艺上与非煤矿山有很大不同,发爆器为本安型,引爆雷管为毫秒延迟雷管,装药时用炮泥封堵炮口,并有水炮泥尖灭火焰,降低爆破气体温度,配有瓦斯浓度鉴定器,实行“一炮三检”。
参考文献:
[1]刘志才.露天矿山爆破安全问题与防治措施探讨[J].中国新技术新产品,2013,09:36-37.
[2]李夏初.路基石方露天爆破炮孔布置有关问题研究[J].铁道工程学报,2013,07:85-89.
[关键词]矿山地质环境;崩塌滑坡灾害;防治措施
中图分类号:TQ45 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0054-01
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重,其中,矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。矿山环境地质问题关系到国计民生,关系到社会的可持续发展,矿山采取相应的地质灾害防治措施,使地质灾害降低到最低程度,同时使因矿山开采造成的地质环境破坏得以有效恢停促进矿业经济的可持续发展,为科学合理利用矿产资源及地质环境保护监督管理提供科学依据。
1.矿山崩塌滑坡灾害的成因与影响因素
崩塌、滑坡活动受多种因素的影响,主要发生在雨季。软硬相间的岩层,由于差异分化,坚硬岩体突出,由于结构面切割或重力蠕变,易产生崩塌、落石。矿山崩塌、滑坡灾害的诱发因素很多,有些是开采过程中难以避免的;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的;有的矿山片面追求经济利益摈弃常规,结果为后期的发展埋下灾害隐患。
1.1 崩塌
矿区内崩塌的形成主要受地形地貌、地层岩性及其组合关系、地质构造影响。地质构造发育使完整的岩体被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳形成崩塌。区内崩塌按成因类型可分为切蚀型、降雨型、构造剥蚀卸荷型及人工采掘型4种类型:切蚀型由人工开挖切坡引发;降雨诱发型主要在原生的地形、地质条件下由降雨所诱发;构造剥蚀卸荷型由自然的剥蚀作用、岩体卸荷而产生;人工采掘型是指在陡崖下人工采石或开矿引发的崩塌。大规模的崩塌能摧毁矿山、铁路、公路、隧道、桥梁等,堵塞交通、砸烂车辆,造成巨大灾害。
1.2 滑坡
滑坡是松散岩类构成的斜坡破坏形式。当组成斜坡的岩石性质不同,特别是上覆松散堆积层,下伏坚硬岩石时,易产生滑坡。滑坡的滑动面多数是构造软弱面,如层面、断层面、断层破碎带、节理面、不整合面等。按成因可将矿山滑坡分为切蚀型、降雨型、构造剥蚀卸荷型及人工采掘型4种类型。目前露天煤矿,铁矿、采石场所发生的滑坡,大多数是由于违反开采顺序,乱采滥挖而改变边坡应力场,导致边坡失稳。除此之外,地震也是崩塌、滑坡重要的触发条件。
2.矿山地质灾害的防治措施
矿山地质灾害防治主要是通过采取一定的保护及治理措施,最大程度的减少地质灾害发生,避免和减轻地质灾害造成的损失,实现矿产资源开发利用和环境保护协调发展。
2.1 矿区崩塌、滑坡的防治措施
防止矿区崩塌、滑坡的防治措施主要是露天采掘。露天采掘时剥离边坡应该具有一定的稳定性,当工作台阶采掘到最边界时,便形成最终边坡,当最终边坡过陡时,稳定性差,易滑坡。对于露天开采所形成的最终边坡,应严格按开采设计要求控制最终边坡角,同时做好对边坡的监测预警工作,若发现有危及过往人员人身安全的崩塌、滑坡等地质灾害及其隐患时,应对边坡采取有效的人工加固措施。
实施排水工程,包括地表排水工程和地下排水工程。地表排水主要是利用滑坡周边的冲沟,对其进行衬砌、护坡处理和清坡处理等,使滑坡区内、外的水迅速排入附近较大的溪沟,并修筑截水沟拦截雨水,使地表水排至滑坡体之外。地下排水主要是在滑带之下的基岩中设置平硐或硐顶垂向排水井群(幕),降低地下水位。
矿山生产过程中,要严格执行有关矿山工作条例和国家有关技术规范要求进行开采,杜绝不合理、不规范的开采。按照设计部门设计的矿山开采方案,科学施工,有计划、有条件合理开采,严禁在坡脚从下到上进行掏挖,台阶工作台应保持平整,确保矿山开采安全性和可靠性。
对露天矿的边坡,必须进行经常性的检查和维护,必要时进行人工放坡、铺上草皮、植上灌木、砌筑局部挡土墙或预埋防滑桩。合理的设置排水网络,防止地表水流入矿坑冲刷边坡,对于有层理的露天矿要在坑外周围设置防山洪防泥石流的阻挡或者疏导的设施。
对于事关生命,财产安全的矿区不稳定边坡,可采用抗滑工程来防止山体滑坡。
为了防止崩塌、滑坡等地质灾害,对矿山生产过程中产生的表土、废渣及矿石,应及时输送到表土场,不能随意堆放,堆放终坡面应夯实,且应在下坡向修建挡土墙。
防治崩塌、滑坡等地质灾害的根本措施还在于加强矿山建设、生产,乃至闭矿后的矿山环境保护和恢复治理绿化工作。
2.2 加强矿山工程地质灾害勘探工作
矿山工程地质灾害勘探可以预测灾害发生的时间及危害程度,还可以探测灾害类型,为防治做好准备。具体的探测方法主要包括地球信息技术勘探、地球物理勘探以及环境化学勘探等三个方法。
2.3 建立灾害网络预警监控信息系统
矿山火灾多发地区、滑坡泥石流多发区以及崩塌地面沉陷易发区,如果光靠人工监测显然无法达到要求,而且还不能及时发现。在地质灾害多发区设立监测系统,能够取得较好的预防效果。
2.4 地质环境恢复方案及措施
为了防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。
3.结论
矿区地质灾害大多是由于采用不科学的采矿方法造成的,当人们意识到环境对人类生存的重要性,懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时,科学的采矿方法将被越来越广泛地应用。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁管理”的原则,加强对矿山环境的管理。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾,才能促进中国采矿业的可持续发展。
参考文献
[1] 张明媚,薛永安,李军,等.基于DEM辅助的崩塌与滑坡灾害遥感提取研究[J].矿山测量,2016(6):28-31.
一、总体要求
坚持在新时代中国特色社会主义思想指引下,学习贯彻党的和二中、三中、四中全会精神,全面落实国家和省、市、县对煤矿安全生产工作的各项决策部署,针对我县煤矿企业存在的煤层自燃、水患威胁等严重灾害和顶板管理、机电运输等事故易发多发环节以及隐蔽致灾因素多等重点难点问题,以学习培训《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出细则》《煤矿防治水细则》《防治煤矿冲击地压细则》(以下简称“一规程三细则”)为重点,督促全县各煤矿企业学法尊法用法守法,严格落实煤矿企业安全生产主体责任,全面加强煤矿安全管理,坚持抓大系统、控大风险、治大灾害、除大隐患、防大事故的目标任务不放松,对标对表抓排查,全力以赴抓落实,严谨细致抓整改,坚决防范遏制各类生产安全事故,推动全县煤矿安全生产形势持续稳定好转。
二、活动范围
全县范围内的正常生产、建设煤矿及其上级公司(以下统称为煤矿安全生产经营单位)为活动主体。下属单位按上级公司要求开展活动。各煤矿企业组织本企业开展活动。
三、工作安排
(一)学习培训(3—6月份)。以煤矿安全生产经营单位为主体,分级分类学习煤矿安全法律法规、规程标准,结合煤矿灾害特点和各级各类岗位需要,联系实际组织学习培训,实现全员覆盖。
1.主要负责人重点学习培训内容。国家安全生产方针政策;煤矿安全法律法规;煤矿企业落实安全生产主体责任相关要求;关于安全管理机构设置和人员配备、安全管理制度、安全生产责任制、安全投入保障、安全培训制度、隐患排查治理制度建立和落实的相关规定、托管煤矿安全管理等;煤矿生产能力管理相关规定和要求;煤矿安全生产标准化管理体系的重点内容;《煤矿安全规程》总则部分。
2.安全管理人员重点学习培训内容。煤矿安全重点法律法规标准;安全生产责任制、安全培训、隐患排查治理等安全管理制度建立和落实的相关规定;托管煤矿安全管理;煤矿安全生产标准化管理体系的重点内容;“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》《煤矿瓦斯等级鉴定办法》中安全管理类内容。
3.工程技术人员重点学习培训内容。“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》《煤矿瓦斯等级鉴定办法》中工程技术类内容;井工煤矿按照专业分类学习关于井巷掘进与支护、回采和顶板控制、防治煤与瓦斯突出、防治瓦斯和煤尘爆炸、防治水、防灭火、防治冲击地压、提升运输、安全监测监控、煤矿供电系统、电气设备防爆等技术规定和标准;露天煤矿按照专业分类学习钻孔爆破、采装、运输、排土、边坡、防治水、防灭火、爆炸物品管理、电气安全等技术规定和标准;各类事故征兆、防范措施、避灾方法和事故应急救援处置;新技术、新工艺、新装备、新材料安全评估要求及安全措施的制定等。
4.其他从业人员重点学习培训内容。“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》具体作业规定;岗位操作规程和专项安全措施;各类事故征兆和自救、互救、避灾方法等。
5.煤矿安全设备材料生产制造企业,煤矿安全评价、检测、鉴定等中介服务机构重点学习培训内容。《安全生产法》、“一规程三细则”、《煤矿瓦斯等级鉴定办法》《安全评价检测检验机构管理办法》等法律法规及煤矿安全标志认证管理、安全评价、检测检验等技术和管理规范;煤矿设计施工、验收等技术规范和煤矿先进适用技术以及新材料、新技术、新标准。
6.事故、隐患责任人员“靶向式”培训。对煤矿事故和监管监察部门查处的安全隐患责任人员,采取反思式、检讨式、案例式精准培训,实现“缺什么、补什么”。近年发生过较大事故及两年来发生过事故的矿井责任人员除现岗位学习培训外,由煤矿安全监察局及监察分局组织针对事故教训和防范措施的专项培训;重大事故隐患相关责任人员由市级以上煤矿安全监管部门组织进行隐患识别和排查治理的专项培训;一般隐患相关责任人员由煤矿企业组织进行有针对性的专项培训。
7.监管人员培训。县应急局组织全体执法人员,学习培训煤矿安全法律法规、规程标准,以《安全生产法》《行政处罚法》等法律为重点,学习掌握履行岗位职责应具备的法律规范;以“一规程三细则”为重点,学习掌握煤矿瓦斯防治、冲击地压防治、水害防治、火灾防治等技术规范和治理措施,做到“干什么学什么”“检查什么懂什么”。
(二)普法宣传(3—10月份)。以县应急局为主体,严格落实“谁执法、谁普法”的普法责任制,组织开展普法宣传和警示教育活动。
1.组织参加视频和专题讲座。组织县应急局和煤矿上级公司及各矿主要负责人、安全管理人员积极参加煤监局会同省应急厅组织的系列专家讲座、巡回讲座以及全国煤矿灾害治理、煤矿安全生产标准化管理体系等系列视频讲座活动。
2.组织开展知识竞赛。全国安全生产月期间,县应急局和各煤矿安全生产经营单位组织从业人员利用国家煤矿安全监察局微信平台,参与全国煤矿安全网上知识竞赛活动。
3.组织开展煤矿安全法治宣讲。组织县应急局和煤矿上级公司及各矿主要负责人、安全管理人员积极参加煤监局会同省应急厅开展的全省煤矿安全法制宣讲;县应急局利用事故矿井、隐患矿井“靶向式”学习培训和执法案件公开裁定等形式开展煤矿安全法治宣讲;利用监管时机积极开展普法宣传活动,解答疑虑,讲法释法,形成知法守法的宣传舆论氛围。
3.开展多种形式宣传教育。煤矿企业利用企业报纸、电视、网站、微博微信、公共场所宣传屏等进行煤矿安全普法宣传和警示教育视听资料、图片展览资料和其他宣教资源普法宣传教育。全国安全生产月期间,要在矿区公共场所宣传屏每天集中时间展播煤矿安全警示教育视频。
(三)对标对表整改(3—8月份)。煤矿安全生产经营单位对照煤矿安全法律法规和规程标准、煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法组织自查自改,边学习贯彻、边整改执行,整改提高同步进行。
1.突出抓好蓄意违法违规问题的整改。对照《安全生产法》《矿山安全法》等法律法规和规章标准关于安全生产责任制、安全管理机构设置及人员配备、安全投入、安全生产权利保障,以及煤矿安全国家标准、行业标准、技术规范等要求进行整改,重点解决法律法规标准不执行、蓄意违规突破法规底线的问题。
企业法人、主要负责人要向社会、本单位职工和监管监察部门作出依法办矿、依法管矿,绝不蓄意发生“五假五超三瞒三不”等违法违规的公开承诺。
2.重点抓好“一规程三细则”落实不到位问题的整改。抓好规程落实不到位、瓦斯抽采不达标、重大隐患排查不到位、超层越界开采以及顶板管理、机电设备、监测监控等管理措施不落实问题的整改。井工煤矿对照“一规程三细则”中关于地质保障、矿井建设、“一通三防”、防治水、顶板管理、运输提升、监控通信等要求进行整改;露天煤矿严格对照钻孔爆破、采装、运输、排土、边坡、防治水和防灭火等要求进行整改。重点解决规程标准技术要求和安全生产保障措施落实不到位的问题。
3.持续抓好安全生产标准化不能动态达标问题的整改。对照煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法关于理念目标、矿长安全承诺、组织机构、安全生产责任制、从业人员素质、安全风险分级管控、事故隐患排查治理、质量控制、持续改进的相关要求进行整改。重点解决煤矿安全生产标准化不能持续改进、动态达标的问题。
(四)督导检查(3—10月份)。充分利用考试考核、评估评价、督导检查等措施,把学习培训与对标对表整改结合起来,真学真查真改,务求取得实效。
1.全覆盖考试考核。煤矿安全生产经营单位对各类人员学习培训内容分级、分类、分专业组织全员考试,检验学习培训效果;煤矿上级公司对所属单位学习培训进行考核、全过程检查,形成学习培训和考核报告;县应急局对所组织单位进行指导考核、全过程检查。
2.全覆盖检查评估。煤矿安全生产经营单位对本单位自查自纠、对标整改情况开展全覆盖检查。学习培训和对标对表整改细化到具体岗位,学什么、什么问题、改了什么都要建立台账,确保各项整改要求落到实处。
3.全过程督导检查。县应急局结合执法工作对活动开展情况进行督导检查。对开展活动不认真、自查自纠走过场的,下调煤矿安全保障程度分类等级,实施重点监管,问题严重的,严肃追责问责。
三、工作要求
(一)强化组织领导。开展“学法规、抓落实、强管理”活动是全年煤矿安全生产重点工作,为加强组织领导,成立全县活动领导小组。组成人员如下:
县应急局矿监股负责日常工作。各煤矿安全生产经营单位要高度重视,制定实施方案,及早行动,统筹安排,精心组织,主要领导要亲自安排部署、亲自督促落实。
(二)加强动态督导。县应急局要将活动要求纳入检查内容和检查方案,及时发现问题,及时汇总反馈,及时督导整改。煤矿上级公司要对下属煤矿派出督导工作组;县活动领导小组将建立巡回检查督导组,对各煤矿企业及煤矿活动开展情况严督实导。
摘 要:采煤技术的形式与效率是现代煤矿高产高效、实现安全集中化生产的核心问题,结合自身多年工作实践,简要阐述了煤炭开采的主要形式,并对现代矿井采煤技术作了简要探讨。
关键词:煤矿;开采;技术
煤矿床呈层状赋存,分布范围广,储量大,煤质脆、易切割破碎,开采时常伴有水、火、瓦斯等灾害威胁,与开采其他矿藏相比,采煤技术有一些不同的特点。开采方式分露天开采、地下开采两类。通常采用机械化方法,少数用水力采煤。
1煤炭开采的主要形式
按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤等旱采方法和水力落煤的水采方法,水采矿井在我国还比较少。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,常见的是壁式采煤法。对壁式采煤法而言,其工作面一般长为100至200米,可容纳产能高和大功率的采煤机械,能形成较高的效率和产量。柱式采煤法的工作面一般只有6至30米,由于其工作面短,顶板维护较为容易,支护费用较低,但存在回采率低的弊端。露天采煤方式是通过移除覆盖于煤层上的岩石等杂物,将煤敞露于地表,这就包括两个过程:剥离和采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采,在空间上形成阶梯状。对于露天采煤而言,具有生产空间不受限制,资源回采率高的显著特点,且其劳动条件好、资源利用合理,有较好的安全保障,但对煤赋存条件要求较严,只宜在埋藏浅,煤层厚度大的矿区采用。
无论井下开采还是露天开采,都须首先进行地质勘探,查明含煤地层的分布范围、可采层数、层厚、倾角、储量,以及地质构造、自燃倾向、水、瓦斯等赋存状况和开采条件,然后合理规划矿区的建设规模、矿井数目、产量和建设顺序。根据矿区总体设计和矿井设计,逐一建设后移交生产。
2现代矿井开采技术
2.1深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
2.2 “三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
2.3 现代绿色采煤技术
采煤工艺会影响矿井开采的原煤质量和地表环境。只有按煤层赋存自然条件和生产技术条件,选择采煤方法,配合有效的煤质管理措施,才能有效地进行煤炭的绿色开采。
第一,加大采高,实施煤层全厚开采。采煤机械化技术的提高,工作面的采高已逐渐提高,使过去需用分层开采的煤层改为单一长壁工作面全厚开采。不但提高了工作面产量和效率,还减少了分层开采时矸石及其他杂物混入煤中的几率,降低了原煤含矸率及灰分。近年来,对5m以上的特厚煤层已使用了放顶煤技术开采。在煤层底部用长壁工作面采出2.5m左右的厚度。其上部的顶煤在矿压作用下冒落在支架的后部,把冒落的煤从支架后部用运输机运出工作面。此方法简化了特厚煤层的开采工艺,技术经济效益显著。放顶煤开采需要选择合理的放煤参数,不然,不仅顶煤放不净,还会放出大量顶板冒落的矸石,增加原煤灰分。目前,在一些矿区在实践中已创造了不少合理放顶煤工艺,有效地提高了煤炭回收率,降低了原煤的含矸率。
第二,工作面煤岩分采。煤岩分采适用于炮采工艺,它的回采顺序是:先爆破采出夹石层上部的煤,并用临时支护管理暴露的顶板;之后剥采夹石层,并把它弃在采空区;采出下部煤层,架好永久支架,工作面完成一个采煤作业循环。
第三,留顶(底)煤开采。在煤层有较厚的伪顶或直接顶破碎不好维护时,工作面要实行留顶煤开采,以防止伪顶或破碎顶板冒落混入煤中影响煤质。在底板松软的状况下,为避免支柱钻底或采煤机啃底影响煤质,工作面应采用留底煤方法回采。如煤层顶部或底部煤质较差,为保证原煤质量,开采时应采用留顶煤(或底煤)回采,把劣质煤直接弃于采空区。
煤矿开采技术,无论露天或地下,在目前已达到的高度机械化基础上,正朝着生产过程的遥控、自动化方向发展。通过改进综采设备的设计、选型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度,将提高其生产能力和设备利用率。同时,在矿井提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节,将实现自动化、遥控。地下和露天煤矿都将实现电子计算机集中自动管理监控。
在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高,急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业条件,提高单产和机械化水平。同步开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,不断进行技术创新和工艺革新,努力提升应用水平、积极扩大应用范围,为提高采煤机械化水平不遗余力的探索和前行。
参考文献
经过多年的实践,建设高产高效矿井已经在行业内形成了基本的共识。无论是投产多年的老矿井,还是新建矿井,都千方百计朝着高产高效的目标努力。特别是在政府机构改革,煤炭行业管理体制发生根本性变化,政策推动日益减少的情况下,建设高产高效矿井已经成为企业的自觉行动,才使得这项工作历经多年、持久不衰,所取得的成功经验和基本做法主要有:
1、生产矿井通过技术改造,改革开拓部署,合理集中生产,减少生产环节,提高提升、运输、采煤工作面等生产能力。特别是条件适宜的矿井,通过以发展综采为目的的产业升级改造,大大提高矿井的综合生产能力,实现矿井的安全高效。过去以高档普采生产为主的老矿区,如河北峰峰矿区、山东新汶矿区,通过工作面采掘装备的改造,使得一些老矿井,重新焕发了青春,进入高产高效煤矿行列。一些地方国有煤矿,也通过机械化改造产业升级,实现高产高效生产。
2、露天煤矿通过大胆引进世界先进技术和装备,改革剥采、穿爆、运输等环节,如准格尔矿区、伊敏矿区等,具有世界先进水平的吊斗铲倒堆技术与装备、抛掷爆破技术、卡车调度系统等,使我国露天煤矿最高年产接近3000万顿水平,走到高产高效煤矿前列。
3、从“十五”起,新建煤矿引入高产高效理念,从设计、施工就充分考虑高产高效因素,简化环节,扩大采区、工作面几何尺寸,尽量采用大功率、高稳定性“三机一架”配套设备,严格按照高产高效要求建设,使得绝大多数煤矿从一投产开始,即步入高产高效煤矿之列。
二、建设高产高效矿井面临的瓦斯治理问题
通过对2007年达标煤矿的分布情况和主要经济技术指标综合分析可以看出,目前在建设高产高效煤矿中,“条件论”仍是影响达标的第一位因素,即开采技术条件特别是瓦斯地质条件已经成为影响高产高效矿井建设的瓶颈,瓦斯爆炸事故时有发生。矿井发生爆炸的必要条件是:甲烷浓度超过爆炸下限,氧气的浓度不低于12%,引火源的存在。因此,主要从氧气条件、瓦斯积聚和火源3个基本条件进行爆炸原因分析。此外,措施不落实、管理上的漏洞也是爆炸事故发生的主要原因:
1、矿井通风管理不善,违法违规进行采掘作业
主要表现为:矿井无证生产,采用独眼井,自然通风,超通风能力生产。采用串联通风、扩散通风、循环风,没有形成合理、稳定可靠的通风系统。对采空区和盲巷处理不及时,特殊地点瓦斯积聚处理方法不对,违章排放瓦斯等,留下事故隐患。存在井上下通风机不能实现“双风机、双电源”自动,不按规定开停通风机现象。没有落实矿井通风管理规定,不能按需配风,职工随意开关井下风门,造成风流短路或通风设施损坏后修复不及时。有的局部通风管理不到位,风筒脱节破口多,处理不及时,造成风量、风速达不到要求,导致掘进面微风作业。
2、矿井瓦斯检查监测制度执行不严
在矿井的实际生产过程中,不按规定配备井下瓦斯检查员,造成瓦斯检查员数量不够,经常出现空班、漏检。有的矿井瓦斯检查员没有受过正规培训教育,无证上岗,思想觉悟与业务技术素质低,责任心不强,不按规定检查汇报,甚至做假记录。有的矿井没有安装瓦斯监测监控系统,不能对井下采掘工作面瓦斯情况进行24h连续监控。有的矿井瓦斯监测监控系统安装不合理,出现问题维修不及时,甚至弄虚作假随意调整探头值,使井下监测系统不能稳定运行、准确监测数据,瓦斯超限不能断电。
3、低瓦斯矿井对瓦斯管理不重视
部分高瓦斯及突出矿井没有认真落实瓦斯防治措施及“四位一体”防突措施,导致发生煤与瓦斯突出事故。有的高突矿井没有按规定建瓦斯抽放系统,或虽建有瓦斯抽放系统,但抽放工作没有认真开展,造成抽放效果差,抽放时间达不到要求,以至采掘作业时瓦斯时常超限。另外,有的低瓦斯矿井没有相应瓦斯防治措施及规定,或虽有措施及规定但落实不认真。统计表明,思想麻痹,管理松懈,低瓦斯矿井照样会发生重特大瓦斯爆炸事故。
4、违章放炮或井下着火引发
放炮作业时,炮眼不按规定装水炮泥,甚至用煤粉等可燃物代替水炮泥装药放炮。炮眼最小抵抗线不够,或用不合格母线爆破。采用不合格的炸药、雷管违章放炮。有些矿井采空区和老巷封闭不及时,密闭管理不严,造成煤炭自燃、火区复燃引发明火。
5、矿井供电系统管理不严,产生火花造成瓦斯爆炸事故
表现在有的矿井井下照明和机电设备选型不符合规定,电气设备管理混乱,造成电气失爆或带电作业,电网回路产生杂散电流引发瓦斯爆炸事故,有时胶带摩擦起火也会引起瓦斯事故。另外,井下岩石与岩石、岩石与金属、金属与金属撞击或摩擦产生的火花、高分子材料产生的静电火花也可能造成瓦斯爆炸事故。因此,积极研究、大力探索突破高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井的安全高效开采的技术瓶颈,强化安全管理,是解决我国煤矿安全高效矿井建设进一步发展的关键。
三、搞好瓦斯综合治理,建设高产高效矿井的基本途径
(一)技术途径
1、科学预测突出危险性
采用单项指标法、综合指标法以及瓦斯地质统计法较为有效地预测煤层区域突出危险性;采用钻孔煤样瓦斯解吸指标法预测岩巷揭煤工作面突出危险性;采用钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑瓦斯指标法、R指标法预测工作面突出危险性,在各矿区得到广泛使用,效果明显。其它诸如煤体温度、V30特征值、声发射(AE)、电磁辐射等方法预测工作面突出危险性,在平顶山、芙蓉、南桐以及西南其它矿区也得到很好的应用,效果可靠。
2、预先抽放瓦斯
为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放,本煤层抽采又包括:地面钻井抽采、穿层钻孔抽采、顺层钻孔抽采、交叉钻孔抽采、煤层巷道抽采;邻近层抽采又包括:地面钻井抽采、穿层钻孔抽采、走向巷道抽采、倾向巷道抽采、水平长钻孔抽采;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使煤矿井下的安全环境得到进一步改善。
3、综合防治
首先,要科学合理布置采掘工作面:①主要巷道应布置在岩层或非突出煤层内;②应尽可能减少石门揭穿突出煤层的次数;③同一煤层应力集中影响范围内,不得布置两个工作面相向回采或掘进。其次,要优化通风方式,采取Y型通风方式,能有效解决工作面上隅角瓦斯集聚的问题,且其上下两端处于进风流中,可布置抽放钻孔。再次,要采取合理的开采程序:①煤层群开采的矿井,应考虑首先开采突出煤层上下的非突出煤层或弱突出煤层;②单一突出煤层或无合适保护层开采的突出煤层,要首先考虑采取上述底板穿层钻孔预抽或本煤层钻孔预抽,抽采率达到安全开采标准,并得到效果验证的情况下方可开采。当然,也可以根据实际情况采取煤层注水的办法,达到区域防突的目的。
4、应用新技术,改善矿井通风
依靠技术进步,不断提高瓦斯治理科技水平,积极推广应用防治瓦斯新技术、新装备,并确保发挥作用。建立合理、稳定、可靠、高效的通风系统,对风量不足和系统不合理的矿井要进行技术改造,提高风量,保证系统有较强的抗灾能力。
(二)管理上的途径
1、强化培训,加强领导,落实责任
煤矿企业要牢固树立“以人为本”的管理理念,提高防治瓦斯工作的认识。必须对所有入井员工进行“一通三防、防突”专项知识培训和教育,并认真组织考核,不合格不准上岗。确保每一位入井人员都能掌握防治瓦斯事故知识,增强自主保安和业务保安能力,使瓦斯治理工作成为职工的自觉行动。另外,煤矿各级领导要认真落实“一通三防”齐抓共管责任制,做到责任明确,管理到位。各企业法人是本单位安全生产的第一责任者,要建立健全“一通三防”管理工作机构,保证“一通三防”工作所需的人、财、物的投入。矿总工程师负责组织“一通三防”技术措施的制订,各分管副职要认真落实好防治瓦斯各项技术措施。同时要建立健全瓦斯防治规章制度,并根据井下条件变化和随时出现的新情况、新问题,不断修改、完善规章制度,不断加强瓦斯治理的各项措施,使管理工作常抓常新,科学有效。
2、强化通风管理优化通风系统
强化矿井通风网络和风流的安全稳定性对矿井具有重要意义。根据低瓦斯矿井的综合调查结果表明:所有风量不足矿井的通风系统都不同程度地存在着严重问题,矿井风网中风流的稳定性和可靠性极差,抗灾能力较弱,安全生产存在重大隐患,通风系统有待优化改进。尤其对于生产能力较高的矿井,由于生产场所和人员的高度集中,使得供风过于集中,造成通风系统不稳定的因素很多,一旦发生瓦斯灾害事故,如果通风系统没有较高的抗灾能力,便会酿成重大伤亡事故。因此有必要加强通风技术的研究,分析通风系统的稳定型和可控性,对矿井通风系统进行实施分析和评价,对风流进行有效的调控,使通风系统始终保持在稳定可靠状态,提高通风系统的抗灾能力。这对于减少煤矿安全事故,降低灾害损失,保证安全生产和社会稳定是十分必要的。
3、加强井下电气设备管理、放炮及明火管理
要严格按《煤矿安全规程》规定配备井下电气设备,严防不合格电气设备入井,对井下电气设备性能要进行经常性专项检查、维修,不符合要求的要及时更换和修理。井下所有电缆不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头,不准带电作业,发放的矿灯要符合要求,严禁在井下拆开、敲打矿灯。各级煤矿要建立并严格执行机电设备入井、安装、使用、维护、操作检查责任制,杜绝电火花产生。井下放炮要使用水胶炸药或乳化炸药,炮眼必须按要求封足水炮泥、炮泥。由专职放炮工按规定装药放炮,严禁放明炮、糊炮,严格执行“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度。另外,要严格明火管理及火区管理,严格执行明火作业审批制度,严控易燃物品入井,及时消除井下易燃品。对井下火区要加强检查,定期分析,防止煤炭自燃、火区复燃。
[关键词]矿山地质环境治理 规划目标
[中图分类号] TD167 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-220-2
为全面贯彻落实科学发展观,建设绿色矿山,打造生态通辽市,促进矿产资源开发与环境保护协调发展,最大限度地减少或避免因矿产资源开发过程中的造成的矿山地质环境破坏及诱发的地质灾害,逐步治理历史遗留的矿山地质环境问题,从而保护和改善矿山地质环境,促进社会经济可持续发展。改善矿山生态环境,建设资源节约型、环境友好型社会;努力实现资源、经济、社会、环境协调发展;强化矿产资源管理,维护勘查、开采秩序,保护资源,保护环境,实现可持续发展。
1概况
通辽市矿产资源比较丰富,是自治区东部乃至东北地区的重要能源基地之一。以煤炭为主的能源工业已初步形成带动通辽市工业加快发展的龙头企业,并有力支撑通辽市工业经济的高速增长。然而,在矿产资源开发的同时引发了大量矿山地质环境问题,资源开发与矿山地质环境保护的矛盾越来越突出,影响了通辽市经济社会的可持续发展和生态城市建设。为了促进矿产资源开发与矿山地质环境保护协调发展,必须做好通辽市矿山地质环境保护与治理工作。
2矿山地质环境问题
通辽市矿产资源丰富,矿业开发历史悠久,尤其是二十世纪八十年代至九十年代初期,在“大矿大开、小矿放开、有水快流”思想影响下,矿业开发一拥而上,在当时,虽然为通辽市经济发展做出了较大的贡献,但是,矿山地质环境遭到了严重的破坏,这种只注重矿业开发,忽视矿山地质环境保护的思想意识,致使通辽地区的矿山地质环境问题越来越突出。具体表现在:(1)矿业开发占用破坏土地资源,破坏地貌景观;(2)矿业开发引发地质灾害;(3)矿业开发对水资源的影响与破坏;(4)矿山废水、废液及固体废弃物对矿山地质环境的污染。
2.1矿业开发占用破坏土地资源及地貌景观
矿业活动对土地(植被)占用和破坏,包括改变土地利用现状、地貌景观破坏,以及水土流失、土地沙化等。露天开采矿山主要是占用土地资源,如办公生活区、工业广场、废石场等;地下开采矿山对土地资源的影响主要表现为采空区地面塌陷、地裂缝;固体废弃物堆放占用或破坏土地;废水废液排放造成土壤污染;滑坡、崩塌、泥石流对土地(植被)的破坏。
全市矿山破坏土地主要是露天采场以及塌陷破坏土地植被,占用土地主要为固体废料堆积占地及工业场地占地等。根据采矿权数据库及野外实地调查,截止2009年底,全市矿山用地面积784.18km2,因矿业开发占用破坏土地面积约326.73km2,占矿山用地面积的41.7%。
2.2矿业开发引发地质灾害
通辽市矿业开发引发的地质灾害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝,并造成了一定的损失。
2.3矿业开发对水资源的影响与破坏
矿业开发造成的水资源的影响与破坏主要表现在对含水层结构的破坏,疏干地下水、地下水水位下降、泉水流量减少、地下水水质变化、地下含水层对生产生活用水水源的影响等。尤其是地下开采对水资源影响最大。矿山在建矿、采矿过程中的强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷开裂使地下水、地表水渗漏,严重破坏了水资源的均衡和补径排条件,导致矿区及周围地下水位下降,地表水流量减少或断流。矿业开发对含水层的破坏在全市各类矿区不同程度存在,尤其是煤矿区破坏更为突出。据霍林郭勒市统计分析表明,霍林郭勒市矿山矿坑水年产出量可达800万m3。除少部分综合利用外大部分就地排放,造成水资源大量流失;集中采煤区的地面塌陷还引起地表水和浅层地下水漏失,使原本缺水的环境变得更加恶劣,加剧了水土流失,土地荒漠化。
2.4矿山废水、废液及固体废弃物对矿山地质环境的污染
矿山的水土环境污染主要包括,地表水体污染、地下水污染、土壤污染。矿业废水、废液直接或间接污染地表水、地下水和周围土壤。固体废弃物对环境的污染主要表现为淋滤污染、扬尘与土壤污染等。
3矿山地质环境发展趋势预测
矿产资源开发是我市经济发展的最主要的产业之一,客观地说,在现有技术条件下,矿产资源开发不可避免的会产生各种环境问题,如果无视矿山地质环境保护工作,无序开发和采用落后的技术工艺,势必会造成原本脆弱的生态环境进一步恶化。矿山地质环境发展趋势预测是在矿山地质环境调查评价的基础上,依据矿山地质环境发展影响因素(矿区环境问题量变影响、区域生态环境变化、保护与治理工作)分析,结合经济发展对矿产资源需求的预测,对矿山地质环境发展趋势做出的分析和判断。
4矿山地质环境治理现状
4.1矿山地质环境保护现状
近年来,通辽市政府及国土资源管理部门高度重视矿山地质环境保护工作,把矿山地质环境与防治作为一项重要工作来抓。在贯彻实施《地质环境保护条例》的同时,2008年组织编制了《通辽市矿产资源总体规划(2008―2015年)》,规划体现了“在保护中开发,在开发中保护”的总体原则,切实加强矿产资源保护和合理利用。目前,通辽市及所属旗、县、区国土资源行政主管部门正在深入贯彻落实矿山地质环境恢复治理保证金制度,组织矿山企业编制“矿山地质环境保护与恢复治理方案”的工作正在有序进行。2009年5月1日实行的《矿山地质环境保护规定》,更加推进了全市的矿山地质环境保护管理工作。
4.2矿山地质环境治理现状
随着矿山地质环境管理制度的逐步完善,政府对矿山地质环境治理工作管理力度逐渐加大。从2004年至2009年年底,由中央财政、自治区财政、企业配套资金共投资6331.23万元(其中自治区财政5550万元、企业配套资金891.23万元)对7处闭坑、无主、计划经济老矿山展开了治理工作,治理工程共13项。
5规划目标
确保地方国土资源行政主管部门的监督、检查和管理贯穿于矿山整个开发过程,约束矿山企业依法合理规范地进行开采活动。保护和改善矿山地质环境,实现矿产资源开发利用和环境保护协调发展。实施“绿色矿山”建设,为构建生态城市,实现经济社会持续健康发展提供保障。
国土资源行政主管部门要全面贯彻《矿山地质环境治理实施方案》,进一步落实矿山地质环境治理保证金制度,完善矿山地质环境治理和生态恢复责任机制,建立矿山地质环境保护管理与动态监测网络体系,开展重点区域内重点矿山(区)地质环境恢复治理,基本解决计划经济时期历史遗留的矿山地质环境问题。预防在新建及在建重要交通工程而引发新的矿山地质环境问题,其可视范围内禁止一切露天采矿活动。
6矿山地质环境治理工程部署
(1)根据矿山地质环境治理分区,按轻重缓急逐步治理,对矿山地质环境治理区内矿山地质环境问题突出、危害严重的矿山(区)部署治理工程;
(2)对城镇周边及主要交通干线两侧可视范围内严重占用破坏土地、破坏地貌景观的闭坑矿山(区)安排治理工程;
(3)对闭坑无主矿山及计划经济时期的生产老矿山部署治理工程。
根据矿山地质环境治理工程确定原则,将矿山地质环境治理区内的无主闭坑矿山;自然保护区、城镇周边和主要交通干线两侧可视范围内的闭坑矿山;对人居环境和经济社会发展影响大、危害重、治理效益显著的老矿山;生产但存在历史遗留问题的矿山在规划期内安排治理工程。考虑矿山地质环境问题对人民生产、生活影响及治理后效益明显程度,治理工程又分为:近期治理工程和远期治理工程。
近期(2010―2012年)开展完成治理面积32.96km2。在规划期近期内32个闭坑矿山(煤矿8家、采石矿5家、砂矿4家、粘土矿15家)应得到全部治理,霍林郭勒市浑迪音煤矿区、露天煤矿区及砂矿区等历史遗留矿山得到治理,矿山地质环境恶化的趋势得到控制。主要治理内容是煤矿井工区地面塌陷地质灾害、露天采场(固体废弃物的清理、清除废弃掌子面危岩体)、排土场、土地复垦、生态修复和污染等的矿山地质环境综合治理。
远期(2013―2015年)开展完成治理面积32.70km2。主要进行扎鲁特旗煤矿区、石墨矿区及城镇周边采石场等治理(固体废弃物的清理、清除废弃掌子面危岩体)、植被恢复、地质灾害等内容的矿山地质环境治理恢复,废弃排土场基本复垦完毕,生产矿山地质环境得到改善,初步形成边开采边治理的矿业开发秩序,使矿山地质环境治理区内的矿区环境得到全面保护和有效的治理。
7资金筹措方式与渠道
矿山地质环境保护与治理所需经费应坚持“谁开发,谁保护;谁破坏,谁治理;谁投资,谁受益”的原则,根据实际情况多方筹集,并逐步建立起以矿山企业为主体的矿山生态环境保护与治理恢复的投资体制。目前,通辽市矿山地质环境保护与治理的投资渠道有:政府投入、企业投入和社会融资,按照矿山建立的时间、生产状况和企业所有权的差异,实行不同的筹措方式。
参考文献
[1]《中华人民共和国矿产资源法》.
[2]《地质灾害防治条例》(国务院第394号令[2003]).
[3]《国务院关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知》(国发[2005]28号).
[4]《矿山地质环境保护规定》(国土资源部第44号令[2009]).