煤礦地質災害與防治課件

煤礦地質災害概述

一、幾個名詞1.災害——“災害”是針對人類社會而言，沒有人類社會就無所謂災害事件與災害損失。災害是指：為自然界或人為活動所引起的、危災人類生命財產和生存條件的各類事件。煤礦地質災害概述一、幾個名詞1煤礦地質災害概述2.自然災害——通常指自然變異為主因而產生的，并表現為自然態(tài)的災害。

根據成生機制自然災害可分為：（1）由大氣圈變異活動引起的氣象災害和洪水例如：臺風、霜凍、熱帶低氣壓等（2）由水圈變異活動引起的海洋災害與海岸帶災害例如：海嘯、海平面上升等（3）由巖石圈活動引起的地質災害例如：地震、泥石流、滑坡、地裂縫、礦井突水突瓦斯、地面塌陷、火山、地面沉降、土地鹽堿化、沙漠化、水土流失等（4）由生物圈變異活動引起的農、林病蟲草災例如：森林火災、農業(yè)氣象災害等

煤礦地質災害概述2.自然災害——通常指自然變異為主因而產生的2煤礦地質災害概述3.人為災害——由人為活動引起表現為人為態(tài)的災害。例如：城市火災、交通事故環(huán)境惡化等4.環(huán)境地質災害——5.煤礦地質災害——在煤炭開采過程中,由于自然的或人為的因素破壞了地質環(huán)境的平衡,引起地質環(huán)境的反饋所產生的災害以及由這些災害衍生的次生災害統(tǒng)稱為煤礦地質災害.煤礦地質災害概述3.人為災害——由人為活動引起表現為人為態(tài)的3煤礦地質災害與防治課件4煤礦地質災害概述二、煤礦地質災害的分類1.根據災害持續(xù)時間分類

(1)突發(fā)性地質災害

這類災害具有突發(fā)、高能、危害性大和持續(xù)時間短的特點，如：井下突水、突泥（數分鐘～數天）、瓦斯和煤塵爆炸（數秒鐘）、煤與瓦斯突出（數秒鐘）等

.煤礦地質災害概述二、煤礦地質災害的分類5煤礦地質災害概述(2)漸發(fā)性地質災害這類災害包括沙漠化（年平均增長率＜1～＜3％）、地面沉降（數毫米～數厘米／年）、土地鹽漬化（數年～數百年）、水土流失（數年～數千年）、地方?。〝的辍珨蛋倌辏⒚簩蛹懊喉肥匀迹〝的辍珨凳辏┑?，具有發(fā)生相對緩慢、危害不甚劇烈但持續(xù)時間較長的特點。

煤礦地質災害概述(2)漸發(fā)性地質災害6煤礦地質災害概述

(3)可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害由于地質環(huán)境的復雜性和多樣性，以及外力地質作用的強弱變化，下列地質災害可以是突發(fā)的，也可以是漸發(fā)的：滑坡（數秒～數百年）、地裂縫（數分鐘～數十年）、巖溶塌陷（數分鐘～數十年）、岸邊坍塌（數秒～數十年）。

煤礦地質災害概述(3)可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害7煤礦地質災害概述2.根據動力作用方式劃分

地質災害劃分為兩大類5亞類：(1)自然動力類型地質災害

a.內動力地質災害：例如地裂縫、巖溶塌陷等

b.內動力地質災害可誘發(fā)的災害：例如井下突水突砂、泥石流等

c.自然外動力地質災害：例如水污染、大氣污染

煤礦地質災害概述2.根據動力作用方式劃分8煤礦地質災害概述

三、煤礦地質災害的特點

1.群發(fā)性采煤工程破壞地質環(huán)境的平衡。引起地質環(huán)境的反饋，其反饋行為所導致的災害往往不是孤立的，常在同一煤礦區(qū)時某一時段集中形成災害群。如頂板災害、塌陷災害、井下突水災害、煤層自燃災害等可在同一煤礦的某一時段同時或相繼發(fā)生。

煤礦地質災害概述三、煤礦地質災害的特點9煤礦地質災害概述

2.衍生性原生環(huán)境地質災害還常常衍生一連串的次生災害，形成一系列有成因聯系的災害鏈。例如煤礦生產對環(huán)境的影響可分為直接的（通常是長期的）和間接的（通常是短期的），但兩種類型的環(huán)境影響結果可以認為是一種鏈鎖反應。如頂板災害—地面塌陷—地裂縫—毀壞耕地，破壞地表建筑物和改變地表徑流條件；煤矸石山自燃—礦區(qū)大氣污染—礦區(qū)居民呼吸道疾病、肺癌；有害礦井水排放一水體污染—土壤污染—有害元素進入農作物—人體—地方病。

煤礦地質災害概述2.衍生性10煤礦地質災害概述

3.區(qū)域性就各種災害的內部聯系而言，它們受一定區(qū)域性條件控制，如受區(qū)域性構造條件、區(qū)域性煤系巖性組合特征、區(qū)域性煤變質條件、區(qū)域性地理條件和區(qū)域性氣候條件的控制和影響。因此，在災害時空演化和分布上表現出區(qū)域性的特點。例如，煤礦區(qū)巖溶塌陷和礦井突水災害，主要發(fā)生在石灰?guī)r廣布和巖溶發(fā)育的區(qū)域；煤礦酸性礦井水污染，主要分布于煤層含硫較高的華南地區(qū)。煤礦地質災害概述3.區(qū)域性11煤礦地質災害概述4．發(fā)災持續(xù)時間的多樣性煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤塵爆炸、礦井突水、頂板冒落等災害，往往具有突發(fā)性，發(fā)災時間短、強度高，破壞性大。采煤塌陷、煤層與煤矸石山自燃、煤礦區(qū)地方病、礦區(qū)土地鹽漬化等災害則往往具有漸發(fā)性，發(fā)災持續(xù)時間長。如采煤塌陷，開采深度為200～400m時，地表移動時間可持續(xù)2～3年，而塌陷區(qū)最終穩(wěn)定時間可距停采時間數十年。

煤礦地質災害概述4．發(fā)災持續(xù)時間的多樣性12煤礦地質災害概述

5.不可避免性和可防御性煤礦環(huán)境地質災害是按一定規(guī)律、達到一定程度后發(fā)生的。在目前技術經濟條件下，乃至今后一定時期內，要完全避免是不可能的。但這些災害又是可以防御的，隨著研究的深入、經驗的積累，依靠科技進步進行預測預報和積極治理，對災害進行控制，減少災害，減輕災害損失是可能的。

煤礦地質災害概述5.不可避免性和可防御性13煤礦地質災害概述

6.影響的多方面性煤礦環(huán)境地質災害影響到方方面面，如從礦工傷亡到對礦區(qū)群眾心理影響；從直接經濟損失到對間接經濟損失的影響：從災害本身到對礦區(qū)環(huán)境質量的影響；從地質災害到對礦群關系的影響；從煤礦經濟損夫到對本地區(qū)經濟發(fā)展的影響等。由于其影響的多方面性，故對煤礦環(huán)境地質災害的防治，影響到本地區(qū)的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。

煤礦地質災害概述6.影響的多方面性14煤礦地質災害概述四、煤礦地質災害發(fā)生的原因

煤礦地質災害發(fā)生的原因，可歸納為兩種，一種是客觀上的原因，一種是主觀上的原因。

1.客觀原因

目前由于科學技術發(fā)展程度，采礦活動僅是在地球表面和巖石圈范圍內進行的。以后科技發(fā)展了到月球和其它星球采礦就另當別論了。采礦前的地球表面和巖石圈是平衡的。采礦過程，從地殼內部挖出了極為巨大量的礦石和巖石。誠然，不論采礦的手段是鉆采、坑采，還是露天開采，還是液采，實際上都是肢解地殼的機體，都是從地殼“機體”中挖“肉”，“肉”挖出后，留下千瘡百孔的空洞。這就使本來呈自然平衡的地殼，出現了新的不平衡和不諧調,導致了地殼物質的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山地質災害的本質原因。

煤礦地質災害概述四、煤礦地質災害發(fā)生的原因15煤礦地質災害概述

采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水，這又造成地下水的不平衡，進而導致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。在采礦過程中，如果不按科學手段進行，濫采亂挖，必然會導致礦坑突水，冒頂，偏幫，瓦斯爆炸等災害的發(fā)生.

礦業(yè)活動不僅是采礦過程，而且也包括選礦和冶煉加工。采礦，尤其是選礦和冶煉不可避免的要用水和火來處理。因此，礦業(yè)過程，必然產生三廢，即廢氣、廢水和廢渣。三廢的排放和堆積，對周圍環(huán)境，對周圍農田、森林、草地、濕地，對地表水和地下水，對人類的健康都造成極大的危害，從而也加劇了地殼的不穩(wěn)定性。

煤礦地質災害概述采礦特別是地下采礦必16煤礦地質災害概述2.主觀原因相當長時期以來，地方和民營小煤礦等如雨后春筍般發(fā)展，它們與國營大礦山爭奪資源或單獨或寄生于國營大礦山之上，每個小礦山在大礦山上挖一個洞，宛如一個個瘡疤，極易發(fā)生瓦斯泄露和透水等事故。

近年來，礦山腐敗現象滋生，有的國營礦山也變相地轉為私人承包，不注意安全生產。他們只求增產，不顧礦工死活，欺上瞞下，謀取暴利，中飽私囊。這是煤礦地質災害頻繁發(fā)生的一個不可忽視的原因

煤礦地質災害概述2.主觀原因17煤礦地質災害概述五、煤礦地質災害研究的重要性及主要內容

1.重要性中華人民共和國國務院于2006年1月20日發(fā)布文件《國務院關于加強地質工作的決定》（國發(fā)[2006]4號）全文共分五部分24條決定，其中第六條“做好礦山地質工作”、第八條“強化地質災害和地質環(huán)境調查監(jiān)測”等近10條與煤礦地質災害與安全生產有關。

煤礦地質災害概述五、煤礦地質災害研究的重要性及主要內容18煤礦地質災害概述2.研究的主要內容(1).從地質學和地質環(huán)境的角度研究煤礦地質災害的發(fā)生、發(fā)展及演化的機制和變化趨勢，進而開展有效的預防和治理；(2).從環(huán)境科學的角度，研究地質災害對煤礦區(qū)的水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境等的破壞機理和相互影響，提出有針對性的預防和治理措施；(3).研究煤礦地質災害產物可改造和可利用的一面，探討以廢治廢、化害為利、變廢為寶的途徑。煤礦地質災害概述2.研究的主要內容19煤礦地質災害概述六、目前煤礦地質災害研究存在的主要問題1.煤礦地質災害的研究尚未納入國家防災減災體系，研究大多是基于一個行業(yè)或一個企業(yè)范圍內，只是針對單個或幾個問題從技術和安全生產角度給以解決，缺乏系統(tǒng)化；2.對煤礦地質災害的災情沒有全面詳細普查，尚未建立全國性的煤礦地質災害信息庫，更談不上對災情的綜合分析、評價及預報；煤礦地質災害概述六、目前煤礦地質災害研究存在的主要問題20煤礦地質災害概述3.多數煤礦企業(yè)在問題出現時，都很積極地與相關科研機構合作，對災害進行研究，一旦問題暫時解決，就不再進行深入研究。使得礦山災害的研究多為短期行為，缺乏長期性，以致研究資料不連貫，利用價值不高，形成一種成果雖多，效果不大；經常研究，卻問題不斷的現象。4.礦山生產屬高危險行業(yè)，安全是第一位的。而災害的防范需投入大量資金和人力物力，卻沒有直接經濟產出，在不發(fā)生災害性事故時，其經濟效益往往是看不到的，這就使得長期以來人們寧愿災后治理也不愿預先防范。研究經費的投入自然難以保障，效果也就不會太好。

煤礦地質災害概述3.多數煤礦企業(yè)在問題出現時，都很積極地與相21煤礦的主要地質災害

由于礦業(yè)活動誘發(fā)的地質災害，主要是人為地質作用所致，基本涵蓋了除火山地質災害以外的所有地質災害。這些地質災害有：洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆、高溫、突水、滑坡、泥石流、瓦斯爆炸、沙漠化、鹽堿化、三廢污染、地方病、煤層自燃和礦震等。現將主要的礦山地質災害簡述之。

煤礦的主要地質災害由于礦業(yè)活動誘發(fā)的地質災害，主要是人為22煤礦地質災害與防治課件23煤礦地質災害與防治課件24煤礦的主要地質災害

一、煤礦礦震礦山開采、抽排地下水引起的地震活動，稱為礦山誘發(fā)地震或礦震。礦山地震在各類誘發(fā)地震中危害性最大，對其的監(jiān)測與研究歷史最長。如果礦山地震發(fā)生在巷道或開采面處，就會嚴重破壞井下工程。礦山地震是造成礦井死亡事故的主要自然災害之一，隨著礦山開采深度和強度的增加，礦山地震活動就越多。

煤礦的主要地質災害一、煤礦礦震25煤礦的主要地質災害（一）煤礦礦震特征及災害1.礦震震源淺，不僅地面建筑物易遭到損失,而且井下設施也會受到嚴重破壞，并引起人員傷亡。如1977~1991年間，山東陶莊煤礦發(fā)生破壞性礦震180余次，摧毀巷道3000余m,傷亡90人。

煤礦的主要地質災害（一）煤礦礦震特征及災害26煤礦的主要地質災害2.礦震震級小，一般為2~3級，最大4.3級，波及范圍不大,但造成的災害往往比較嚴重。如1977年4月28日遼寧北票煤田3.8級礦震，造成113間民房受損，幾十家煙囪扭裂或倒塌，12人受傷,其中2人重傷。

煤礦的主要地質災害2.礦震震級小，一般為2~3級，最大4.327煤礦的主要地質災害3.煤礦礦震破壞程度隨著井巷深度而增加4.煤礦礦震往往引起礦區(qū)斷層“復活”.礦震的發(fā)生又與開采有關,所以開代區(qū)邊界斷層部位比正常區(qū)破壞嚴重;遠離開采層底礫巖層比距開采層較近的巖層開采區(qū)破壞嚴重;井巷工程位于巖層界面或其它較弱的介面比同一巖層破壞嚴重煤礦的主要地質災害3.煤礦礦震破壞程度隨著井巷深度而增加28煤礦的主要地質災害5.隨著礦震的發(fā)生，礦區(qū)的塌陷和巖爆、巖炮、巖石突出等礦山壓力現象增多，程度增大。6.礦震時，在強大的地應力作用下，巖層或煤層突然脫離母體向采空區(qū)閃射，同時產生強大的氣流，引起井巷的破壞和人員傷亡。如1982年1月7日山東陶莊煤礦發(fā)生2.7級礦震，使井下工作面的18名工人全被沖擊波擊倒。

煤礦的主要地質災害5.隨著礦震的發(fā)生，礦區(qū)的塌陷和巖爆、巖炮29煤礦的主要地質災害（二）煤礦礦震成生環(huán)境1.脆硬~軟地層結構是煤礦礦震發(fā)生的內在介質力學環(huán)境2.褶皺是煤礦礦震孕育發(fā)展，彈性能積累的構造環(huán)境3.活動構造引起的“活化區(qū)”是煤礦礦震產生的動力環(huán)境4.地下水豐富和雨量充足是煤礦礦震發(fā)生的外界誘發(fā)因子5.煤礦采掘卸載是誘發(fā)煤礦礦震的外界動力因子（三）煤礦礦震類型及面因機理

煤礦的主要地質災害30煤礦的主要地質災害二、煤礦突水凡是井巷掘進或工作面回采過程中，接近或溝通含水層、被淹巷道、地表水體、含水斷裂帶、溶洞、陷落柱而突然產生的突水事故稱礦井突水。這是因為井下采掘活動破壞巖層天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處進入采掘工作面。

煤礦的主要地質災害二、煤礦突水31煤礦的主要地質災害

礦井突水災害的發(fā)生，煤礦多于其它礦山。我國石炭紀和二疊紀煤層是主要的開采對象。石炭、二疊紀煤層下伏地層為奧陶紀灰?guī)r。由于采礦時疏干排水或深降強排，產生水頭差，于是灰?guī)r地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會發(fā)生突水事故，造成突水災害。

煤礦的主要地質災害礦井突水災害的發(fā)生，煤礦多于其它礦山32煤礦的主要地質災害（一）突水征兆

礦井突水這一現象的發(fā)生與發(fā)展是有一個逐漸變化的過程，有的表現很快（一、二天或更短），有的表現較慢（采掘后半個月或數日），這與工作面具體位置，采場地質情況，水壓力、礦山壓力大小有關。從開拓工作面開始，發(fā)展到突水的期間內，在工作面及其附近往往顯示出某些異常現象，這些異常統(tǒng)稱為“突水征兆”。

煤礦的主要地質災害（一）突水征兆33煤礦的主要地質災害1．承壓水與承壓水有關斷層水突水征兆（1）工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折梁斷柱現象；（2）底軟膨脹、底臌張裂；這種征兆多隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍。在采掘面圍巖內出現裂縫（特別是頂底板為脆性巖層），當突水量大、來勢猛時，與底臌張裂的同時還伴有“底爆”響聲。在受壓力最大地段，柔性巖層變薄，相應壓力小的地段會出現增厚現象。（3）先出小水后出大水也是較常見的征兆；（4）采場或巷道內瓦斯量顯著增大這是因裂隙溝通、增多所致。

煤礦的主要地質災害1．承壓水與承壓水有關斷層水突水征兆34煤礦的主要地質災害2．沖積層水突水征兆（1）突水部位巖層發(fā)潮、滴水，且逐漸增大，仔細觀察可發(fā)現水中有少量細砂；（2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現流砂，流砂常呈間歇性，水色時清，時混；總的趨勢是水量砂量增加，直到流砂大量涌出；（3）發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現象可能影響至地表，導致地表出現塌陷坑。

煤礦的主要地質災害2．沖積層水突水征兆35煤礦的主要地質災害

3．老空水突水征兆（1）煤層發(fā)潮、色暗無光。須把煤壁挖去一薄層進行觀察，若仍發(fā)暗，表明附近有水；若里面煤干燥光亮，則為從附近頂板上流下的“表皮水”所造成；（2）煤層“掛汗”。煤層一般為不含水和不透水，若其上或其它方向有高壓水，則在煤層表面會有水珠，似流“汗”一樣。其它地層中若積水也會有類似現象；

煤礦的主要地質災害3．老空水突水征兆36煤礦的主要地質災害（3）采掘面、煤層和巖層內溫度低“發(fā)涼”。若走進工作面感到涼且時間越長越感到涼；用手摸煤時開始感到冷，且時間越長越冷。此時應注意可能會突水；（4）在采掘面內若在煤壁、巖層內聽到“吱吱”的水呼聲時，表征因水壓大，水向裂隙中擠壓發(fā)出的響聲，說明離水體不遠了，有突水危險；（5）老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花，和臭雞蛋味，口嘗時發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。

煤礦的主要地質災害（3）采掘面、煤層和巖層內溫度低“發(fā)涼”37煤礦的主要地質災害（二）礦井突水水源的識別1．地質、水文地質分析法2．突水點位置和出水形態(tài)分析法3．突水攜出物分析法4．地下水動態(tài)分析法5．水質分析法煤礦的主要地質災害（二）礦井突水水源的識別38煤礦的主要地質災害（三）礦井突水預測

1．易于突水構造部位或地段預測

2．采掘前的突水預測

主要是編制礦區(qū)或采區(qū)底板突水和導水陷落柱預測圖

3．采掘過程中的突水預測

煤礦的主要地質災害（三）礦井突水預測39煤礦的主要地質災害(四)礦井防水與堵水1.礦井防水地面防水:河流改道、鋪整河底、填堵通道、挖溝排（截）洪、排除積水等井下防水:防水閘門、防水墻和防水煤（巖）柱等2.礦井注漿堵水注漿材料與注漿工作程序井筒注漿堵水突水點（口）注漿堵水井下注漿堵水煤礦的主要地質災害(四)礦井防水與堵水40煤礦地質災害與防治課件41煤礦的主要地質災害三、煤和瓦斯突出煤與瓦斯突出是煤體中突然噴出大量的瓦斯和粉碎煤的現象。它可摧毀井巷，掀翻礦車和引起火災、爆炸等災害，是煤礦主要災害之一。1.煤與瓦斯突出特征及分類(1)煤與瓦斯突出特征隨深度增加,煤與瓦斯突出的危險性隨之增加；煤與瓦斯常發(fā)生在壓扭性斷裂帶、向斜軸部和煤層扭轉、煤層產狀突變、煤層厚度突變等地區(qū)；煤與瓦斯突出都在煤層中留下橢球形或梨形等噴出空洞，噴孔一般在巷道的上方；煤與瓦斯突出均有前兆：地聲（如劈裂、煤炮、悶雷般聲）和煤體變軟、變暗，煤層層理紊亂、支架壓力增大、落煤掉渣、煤面外鼓、瓦斯從鉆孔涌出、打鉆時有頂鉆或夾鉆現象等。

煤礦的主要地質災害三、煤和瓦斯突出42煤礦的主要地質災害（2）煤與瓦斯分類煤的突然傾出：瓦斯壓力作用，傾出的煤主要為碎煤，有時也能見到少量粉煤煤與瓦斯壓出：構造應力或開采集中應力引起的煤與瓦斯突出：在地應力和瓦斯的共同作用巖石和瓦斯突出,在積累很高應力值、含瓦斯的巖體內，由于放炮的觸動下，發(fā)生巖石與瓦斯一起噴出的現象

煤礦的主要地質災害（2）煤與瓦斯分類43煤礦的主要地質災害2.煤與瓦斯突出預測(1)突出預測分類區(qū)域突出性預測、工作面突出預測和生產礦井區(qū)域性預測（2）勘探階段瓦斯突出預測（3）工作面瓦斯突出危險性預測石門揭煤工作面突出危險性預測煤巷掘進工作面突出危險性預測回采工作面突出危險性預測防突措施效果的檢測方法煤礦的主要地質災害2.煤與瓦斯突出預測44煤礦的主要地質災害

四、構造破碎帶冒落斷層、裂隙帶中巖層破碎，巖石力學性質極差，采掘工程在其中進行時頂板易于松動垮落，支柱易于插底，有可能發(fā)生冒頂災害。煤礦的主要地質災害四、構造破碎帶冒落45煤礦的主要地質災害

五、礦井煤塵及危害煤礦的粉塵主要是煤塵和巖塵，塵粒直徑小于10um的煤炭顆粒叫煤塵，塵粒直徑小于5um的巖石顆粒為巖塵，工人長期與粉塵接觸。會引起呼吸道炎癥，重者可導塵肺病，影響身體健康。而煤塵在一定的條件下會引起燃燒或爆炸，其爆炸燃燒產生的一氧化碳會引起人員的死亡。煤塵的爆炸性主要取決于煤中的揮發(fā)分含量和煤塵濃度。

煤礦的主要地質災害五、礦井煤塵及危害46煤礦的主要地質災害

六、流沙流沙系指含水飽和松散的細沙、粉沙（也包含一些粉質沙土和粘土），在井巷工程的開掘中，由于地下水的滲流而失去穩(wěn)定，隨著地下水而發(fā)生的流動。發(fā)生流沙涌入礦井、可使井壁塌坍、造成嚴重傷亡。沙體液化

煤礦的主要地質災害六、流沙47煤礦的主要地質災害

七、沖擊地壓

隨著煤礦開采強度的增大，開采工作面逐漸向深部轉移，據統(tǒng)計，我國煤礦平均采深每十年增加100m。而隨著采深的增加，沖擊地壓發(fā)生的頻率增大。有關專家預言21世紀煤礦的兩大技術難題是沖擊礦壓和“三下采煤”，由此可見其危害及研究的重要性。

煤礦的主要地質災害七、沖擊地壓48煤礦的主要地質災害

八、廢棄礦井的地質災害隨著采掘工程的進行，越來越多的礦井將面臨著無煤可采而廢棄。報廢礦井的下沉可能在許多年以后才發(fā)生。R.E.格雷和H.W.普魯恩通過對美國匹茨堡煤層的下沉研究，指出報廢礦井一半以上的下沉是在采后50年或更長的時間內發(fā)生；S.S.Peng的研究表明，廢棄礦井遲緩下沉可能在采后100年才發(fā)生，索伯恩和賴得報導了蘇格蘭的一個報廢礦并118年后才發(fā)生地表下沉破壞煤礦的主要地質災害

煤礦的主要地質災害八、廢棄礦井的地質災害49煤礦的主要地質災害

九、煤礦滑坡在煤礦開發(fā)建設的過程中，礦區(qū)存在不合理的人類工程活動，即削坡、修路、堆矸和開采等破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境和山坡體的原始平衡，是產生大量的煤礦滑坡、崩塌災害的重要誘導因素。據不完全統(tǒng)計,每年此類災害造成的經濟損失以數億元計。煤礦的主要地質災害九、煤礦滑坡50煤礦的主要地質災害

十、采空區(qū)塌陷采空區(qū)不及時回填引起的塌陷，在各種類型的礦山中都有，據不完全統(tǒng)計，目前采礦破壞土地面積達400萬hm2，全國因采礦引起的塌陷面積1150多km2。在我國人均占有土地僅有0.0867hm2的情況下，這的確是個很大的數字。全國發(fā)生因采礦塌陷受害的城市有30多個。

煤礦的主要地質災害十、采空區(qū)塌陷51煤礦的主要地質災害十一、三廢污染礦業(yè)三廢即廢氣、廢水、廢渣系主要的地質災害之一。1.礦業(yè)廢氣以硫化工和煤炭業(yè)排放的廢氣污染最甚；2.礦業(yè)廢水：礦業(yè)廢水包括礦坑水、選礦廢水、冶煉廢水、尾礦池水和石油化工廢水等。礦業(yè)廢水一般為酸性、含大量重金屬、有毒有害元素。礦業(yè)廢水大部分未經處理，排放后直接間接地污染了地表水、地下水及周圍農田，并進一步污染了農作物，從而有害于人的健康，據初步統(tǒng)計，我國選礦廢水年排放量約為36億t，煤、鐵礦坑廢水年排放量為12億t，總計礦業(yè)廢水年排放量超過48億t，如此大量的廢水帶來的危害就可想而知了。

煤礦的主要地質災害十一、三廢污染52煤礦的主要地質災害

十二、煤層自燃煤層自燃現象在古今中外都有發(fā)生。然而中國是較為嚴重的。《中國北方煤田自燃環(huán)境調查與研究》指出，我國北方煤田潛在燃燒面積720km2，正在燃燒火區(qū)已燃燒掉煤炭42.2億t，每年直接燒失煤炭1000多萬t，每年破壞煤炭資源多達2億t，經濟損失可達200億元，煤的自燃嚴重污染大氣環(huán)境

煤礦的主要地質災害十二、煤層自燃53煤礦的主要地質災害此外，還有地熱：隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下，這些礦山因開采深度又大，地溫非常高。36℃~39℃以上。

地下水系破壞：由于礦山開采，地下水系在大量抽排條件下，體系容易破壞，造成大的疏排漏斗，水位降低。礦床疏干排水還會引起地表塌陷、地面干枯等。巖溶塌陷、陷落柱等。

煤礦的主要地質災害此外，還有54煤礦地質災害防治

礦山地質災害的防治是個系統(tǒng)工程，這不僅是礦山采、選的事，也關系到礦山建設之前的地質勘探工作的全面性和準確性，而且更主要的是社會和人為之因素。近些年來，礦山安全生產形勢嚴峻，國務院三令五申，安全生產會議雖接連召開，然而，礦山事故卻不斷發(fā)生，且有逾演逾烈之勢。礦山事故，表面看來是個安全生產間題，實質上具有更為深層次問題。

煤礦地質災害防治礦山地質災害的防治是個系統(tǒng)工程，這55煤礦地質災害防治煤礦總體安全措施1.堅持貫徹“安全第一”的生產方針安全生產是企業(yè)的一項最基本的制度，任何時候都必須把保護礦工的生命安全和身體健康作為第一位的工作來抓，只有在生產中堅持“安全第一”的方針，才能搞好安全生產，保證煤礦工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展；2.嚴格執(zhí)行“煤礦安全規(guī)程”；3.通過培訓提高職工隊伍的整體素質；4.提高技術和裝備水平；5.按年編制礦井災害預防和處理計劃；6.應用高新科學技術，加強地質災害監(jiān)測煤礦地質災害防治煤礦總體安全措施56煤礦地質災害防治

煤礦建設之前的地質勘探工作質量好壞是決定煤礦地質災害發(fā)生的一個前提條件

煤礦地質勘探工作的成果是煤礦設計的基本依據。它的質量的好壞是決定煤礦地質災害發(fā)生的一個前提條件。地質勘探工作不僅要查明確切的煤炭儲量，而且還要查明礦井的地質構造背景，尤其是新構造運動的條件，還要查明礦井周圍的地理環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文地質條件?？傊旱V地質勘探報告的質量極為重要的。該種報告的評定審查，必須要根據規(guī)范，嚴格進行。否則，后果是不堪設想的。煤礦地質災害防治煤礦建設之前的地質勘探工作質量好壞是57煤礦地質災害防治

煤礦采、選設計和生產要立足于長遠，把環(huán)境保護放在首位，力爭可持續(xù)發(fā)展(1)在開采過程中，導致事故的原因，多半是不按科學辦事，不按規(guī)章制度辦事，濫采亂挖，吃富棄貧，過量開采。當然，有的是使用采礦機電設備陳舊，還有的是使用假冒偽劣機電產品所造成的。

煤礦地質災害防治煤礦采、選設計和生產要立足于長遠，把環(huán)58煤礦地質災害防治（2）采、選過程中的三廢治理，對廢氣治理，要著重改進窯爐的生產工藝，在回收和污染處理上狠下工夫;對廢水處理，要改革工藝，更新設備，減少廢水和污染物的排放，提高水的重復利用率。特別值的提出的是，要效仿國外先進的廢水處理經驗。在這方面，美國用人造濕地來處理廢水的經驗是可取的;對廢渣處理，要著眼于綜合利用，變廢為寶。例如，煤矸石既可用作建筑材料，又可用于筑路，還可用于回填采空區(qū)。

煤礦地質災害防治（2）采、選過程中的三廢治理，對廢氣治理，要59煤礦地質災害防治一、預防瓦斯與煤塵爆炸的措施

1.防止沼氣聚積措施

一是加強通風管理，增加有效風量,降低沼氣濃度.各采區(qū)和各工作面都應有獨立的進回風系統(tǒng)；二是建立健全瓦斯檢查制度，嚴禁瓦斯超限作業(yè)；三是工作面、掘進巷道停止作業(yè)后，若要恢復生產，需加強通風，檢查瓦斯含量，無危險后方可進行作業(yè)；四是對廢巷、采空區(qū)要及時封閉，對盲巷封閉或設柵欄掛警戒牌，嚴禁入內.在發(fā)生的事故中,有工作人員進入盲巷而窒息死亡的案例；五是防止沼氣引燃，要加強坑口驗身制度，嚴禁將煙火及易燃物帶入井下，以防在井下使用明火吸煙；六是井下使用的機械、電氣設備，都必須符合“煤礦安全規(guī)程”的要求.掘進工作面電氣設備和局扇要有風電閉鎖裝置。

煤礦地質災害防治一、預防瓦斯與煤塵爆炸的措施60煤礦地質災害防治2.防止煤塵爆炸的措施一是盡量減少生產過程中煤塵發(fā)生量和浮游煤塵量，可采用靜壓灑水或綜合防塵措施；

二是消除引燃的火源，如消除井下火花(包括機械摩擦產生的火花)，防爆設備失靈要及時更換。

煤礦地質災害防治2.防止煤塵爆炸的措施61煤礦地質災害防治二、預防礦井水害措施老空透水和礦井突水是煤礦生產嚴重影響大的災害之一，煤礦礦井預防水害是很重要的任務。

一是對井田周圍的老窯及采空區(qū)要進行詳細的訪問、調查，將獲得的開采范困、積水量等數據準確地標注在有關圖紙上；二是詳細掌握礦井含水層、沖積層的厚度及含水、透水情況，主要構造是否與地表水源溝通，地表水體分布及補給情況，以了解礦井水患水源；

煤礦地質災害防治二、預防礦井水害措施62煤礦地質災害防治三是注意出水征兆，煤礦工人在長期的生產實踐中積累了豐富的防水知識，凡發(fā)現煤層發(fā)潮發(fā)暗，煤壁變冷“出汗”、工作面溫度降低，巷道中出現霧氣，煤壁疏松、淋頭水增大，底鼓片幫、煤壁掛紅、水混濁、水味發(fā)澀、煤壁發(fā)出吱叫聲，這些均可斷定為出水征兆，要采取措施及時轉移作業(yè)人員；四是接近老空區(qū)、積水區(qū)處要堅持“有疑必探、先探后掘”的原則，進行探放水；五是井筒位置的選擇要避開河床及受洪水影響的地段，為防治河流及洪水灌入井下，要在工業(yè)廣場設置擋水墻、構筑防洪溝，雨季堵塞的防洪溝要及時疏通.保持流水暢通。

煤礦地質災害防治三是注意出水征兆，煤礦工人在長期的生產實踐中63煤礦地質災害防治

三、沖擊地壓災害防治

煤礦沖擊地壓是井下圍巖突然破壞，引起劇烈震動并伴有大量煤巖塊拋出的一種礦壓顯現，可以根據具休的地質采礦條件，建立包括巖石強度理論、彈性能釋放理論、巖石剛度理論、沖擊傾向理論、三準則理論、結構失穩(wěn)理論，劈裂結構板模型等進行理論研究，采用鉆屑法、地音微震監(jiān)測法和經驗類比法等進行監(jiān)測、預報，利用開采解放層法、鉆孔卸壓法、煤體注水法和松動爆破法等進行防治。只要技術合理，管理到位，沖擊地壓的危險可以避免。

煤礦地質災害防治三、沖擊地壓災害防治64煤礦地質災害防治

四、地面沉降災害防治地面沉降災害的防治主要依賴于以充填為核心的巖層控制技術：包括水砂充填、風力充填、矸石帶狀充填及矸石自溜充填等采空區(qū)充填，冒落區(qū)注漿充填，覆巖離層的注漿充填，充分利用可能的充填空間，使充填體和巖層形成穩(wěn)定機構，實現巖層的有效控制。

煤礦地質災害防治四、地面沉降災害防治65煤礦地質災害防治

通過選擇合理的煤柱留設方式，建立以煤柱支撐為核心的開采技術，以及通過工作面的優(yōu)化布置，建立以多工作面協(xié)調開采為核心的變形控制技術來控制地表變形，使之不超過建筑物臨界變形值。通過采取柔性保護措施、剛性保護措施、剛柔結合的抗變形結構以及采前加固采后維護措施，建立以強化建筑物自身結構為核心的防護技術，抵抗地表變形，減少采動損害。對于不可避免的地面沉陷地，通過土地復墾提高利用率，因地制宜采取立體種植、立體養(yǎng)殖等，建立生態(tài)農業(yè)，獲取土地最大收益。

煤礦地質災害防治通過選擇合理的煤柱留設方式，建立以煤柱支66煤礦地質災害防治

五、瓦斯災害的防治瓦斯災害防治技術的研究包括在瓦斯監(jiān)測技術、瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯突出的預測技術，通過瓦斯抽放、合理通風、卸壓排放瓦斯、釋放集中應力的瓦斯災害預防技術以及瓦斯抑爆、隔爆技術等。由于煤礦瓦斯的主要成分是甲烷，通過瓦斯抽放技術包括本煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放以及采空區(qū)瓦斯抽放，不僅可大大降低瓦斯突出災害，而且抽放瓦斯可輸人工業(yè)、民用煤氣系統(tǒng)，為之提供能源，變污染為資源，實現煤礦清潔生產。

煤礦地質災害防治五、瓦斯災害的防治67煤礦地質災害防治

六、礦區(qū)水資源的破壞防治礦區(qū)水資源的破壞是煤炭生產過程中不可避免的事實，目前尚無可行的防治措施，唯一可能的途徑是將礦井排放水處理后與供水系統(tǒng)結合，使礦區(qū)短缺的水資源得以充分循環(huán)利用

煤礦地質災害防治六、礦區(qū)水資源的破壞防治68煤礦地質災害防治

七、廢棄礦井的環(huán)境災害防治完善法規(guī)，依法對生產礦井采掘工程平面圖等圖件資料歸類存檔，為礦井廢棄后的災害評價提供依據。盡快研究廢棄礦井的遲緩下沉、“活化”、瓦斯、水污染等環(huán)境影響因素，研究廢棄礦井采空區(qū)地基穩(wěn)定性及加固處理方法，包括全部充填注漿加固、局部混凝土樁柱加固、堆載預壓處理、高能量強夯法處理、水誘導沉陷等。煤礦地質災害防治七、廢棄礦井的環(huán)境災害防治69煤礦地質災害防治

八、煤層自燃火災的防治礦井防火是一項需要認真不懈、長期堅持的工作，它包括從防止井下火災的發(fā)生到火災發(fā)生后限制其后果等一系列廣泛的內容，需要從礦井設計、生產管理、安全裝備和技術培訓等各方面采取綜合措施。

煤礦地質災害防治八、煤層自燃火災的防治70煤礦地質災害防治

防止井下火災的發(fā)生，首先要選用能夠消除或減少發(fā)生火災的礦井模型和采掘工程入手。開采自燃煤層時，應選取合理的開采方法，使煤層回采不丟煤或少丟煤，采取采空區(qū)密實充填或灌漿，或噴灑阻化劑（氯化鎂、氯化鈣）等措施來抑制采空區(qū)自燃。做到合理布局采區(qū)、加強支護、減少礦壓、防止冒頂和煤體破裂，有條件時采用無煤柱開采；選取適當的采區(qū)規(guī)模，將采區(qū)回采結束于煤炭自然發(fā)火之前；使用合理回風方式，以及與其相配合的風路布置，防止或減少漏風.煤礦地質災害防治防止井下火災的發(fā)生，首先要選用能夠消71謝謝大家!煤礦地質災害與防治課件72煤礦地質災害概述

一、幾個名詞1.災害——“災害”是針對人類社會而言，沒有人類社會就無所謂災害事件與災害損失。災害是指：為自然界或人為活動所引起的、危災人類生命財產和生存條件的各類事件。煤礦地質災害概述一、幾個名詞73煤礦地質災害概述2.自然災害——通常指自然變異為主因而產生的，并表現為自然態(tài)的災害。

根據成生機制自然災害可分為：（1）由大氣圈變異活動引起的氣象災害和洪水例如：臺風、霜凍、熱帶低氣壓等（2）由水圈變異活動引起的海洋災害與海岸帶災害例如：海嘯、海平面上升等（3）由巖石圈活動引起的地質災害例如：地震、泥石流、滑坡、地裂縫、礦井突水突瓦斯、地面塌陷、火山、地面沉降、土地鹽堿化、沙漠化、水土流失等（4）由生物圈變異活動引起的農、林病蟲草災例如：森林火災、農業(yè)氣象災害等

煤礦地質災害概述2.自然災害——通常指自然變異為主因而產生的74煤礦地質災害概述3.人為災害——由人為活動引起表現為人為態(tài)的災害。例如：城市火災、交通事故環(huán)境惡化等4.環(huán)境地質災害——5.煤礦地質災害——在煤炭開采過程中,由于自然的或人為的因素破壞了地質環(huán)境的平衡,引起地質環(huán)境的反饋所產生的災害以及由這些災害衍生的次生災害統(tǒng)稱為煤礦地質災害.煤礦地質災害概述3.人為災害——由人為活動引起表現為人為態(tài)的75煤礦地質災害與防治課件76煤礦地質災害概述二、煤礦地質災害的分類1.根據災害持續(xù)時間分類

(1)突發(fā)性地質災害

這類災害具有突發(fā)、高能、危害性大和持續(xù)時間短的特點，如：井下突水、突泥（數分鐘～數天）、瓦斯和煤塵爆炸（數秒鐘）、煤與瓦斯突出（數秒鐘）等

.煤礦地質災害概述二、煤礦地質災害的分類77煤礦地質災害概述(2)漸發(fā)性地質災害這類災害包括沙漠化（年平均增長率＜1～＜3％）、地面沉降（數毫米～數厘米／年）、土地鹽漬化（數年～數百年）、水土流失（數年～數千年）、地方?。〝的辍珨蛋倌辏?、煤層及煤矸石自燃（數年～數十年）等，具有發(fā)生相對緩慢、危害不甚劇烈但持續(xù)時間較長的特點。

煤礦地質災害概述(2)漸發(fā)性地質災害78煤礦地質災害概述

(3)可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害由于地質環(huán)境的復雜性和多樣性，以及外力地質作用的強弱變化，下列地質災害可以是突發(fā)的，也可以是漸發(fā)的：滑坡（數秒～數百年）、地裂縫（數分鐘～數十年）、巖溶塌陷（數分鐘～數十年）、岸邊坍塌（數秒～數十年）。

煤礦地質災害概述(3)可突發(fā)也可漸發(fā)的地質災害79煤礦地質災害概述2.根據動力作用方式劃分

地質災害劃分為兩大類5亞類：(1)自然動力類型地質災害

a.內動力地質災害：例如地裂縫、巖溶塌陷等

b.內動力地質災害可誘發(fā)的災害：例如井下突水突砂、泥石流等

c.自然外動力地質災害：例如水污染、大氣污染

煤礦地質災害概述2.根據動力作用方式劃分80煤礦地質災害概述

三、煤礦地質災害的特點

1.群發(fā)性采煤工程破壞地質環(huán)境的平衡。引起地質環(huán)境的反饋，其反饋行為所導致的災害往往不是孤立的，常在同一煤礦區(qū)時某一時段集中形成災害群。如頂板災害、塌陷災害、井下突水災害、煤層自燃災害等可在同一煤礦的某一時段同時或相繼發(fā)生。

煤礦地質災害概述三、煤礦地質災害的特點81煤礦地質災害概述

2.衍生性原生環(huán)境地質災害還常常衍生一連串的次生災害，形成一系列有成因聯系的災害鏈。例如煤礦生產對環(huán)境的影響可分為直接的（通常是長期的）和間接的（通常是短期的），但兩種類型的環(huán)境影響結果可以認為是一種鏈鎖反應。如頂板災害—地面塌陷—地裂縫—毀壞耕地，破壞地表建筑物和改變地表徑流條件；煤矸石山自燃—礦區(qū)大氣污染—礦區(qū)居民呼吸道疾病、肺癌；有害礦井水排放一水體污染—土壤污染—有害元素進入農作物—人體—地方病。

煤礦地質災害概述2.衍生性82煤礦地質災害概述

3.區(qū)域性就各種災害的內部聯系而言，它們受一定區(qū)域性條件控制，如受區(qū)域性構造條件、區(qū)域性煤系巖性組合特征、區(qū)域性煤變質條件、區(qū)域性地理條件和區(qū)域性氣候條件的控制和影響。因此，在災害時空演化和分布上表現出區(qū)域性的特點。例如，煤礦區(qū)巖溶塌陷和礦井突水災害，主要發(fā)生在石灰?guī)r廣布和巖溶發(fā)育的區(qū)域；煤礦酸性礦井水污染，主要分布于煤層含硫較高的華南地區(qū)。煤礦地質災害概述3.區(qū)域性83煤礦地質災害概述4．發(fā)災持續(xù)時間的多樣性煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤塵爆炸、礦井突水、頂板冒落等災害，往往具有突發(fā)性，發(fā)災時間短、強度高，破壞性大。采煤塌陷、煤層與煤矸石山自燃、煤礦區(qū)地方病、礦區(qū)土地鹽漬化等災害則往往具有漸發(fā)性，發(fā)災持續(xù)時間長。如采煤塌陷，開采深度為200～400m時，地表移動時間可持續(xù)2～3年，而塌陷區(qū)最終穩(wěn)定時間可距停采時間數十年。

煤礦地質災害概述4．發(fā)災持續(xù)時間的多樣性84煤礦地質災害概述

5.不可避免性和可防御性煤礦環(huán)境地質災害是按一定規(guī)律、達到一定程度后發(fā)生的。在目前技術經濟條件下，乃至今后一定時期內，要完全避免是不可能的。但這些災害又是可以防御的，隨著研究的深入、經驗的積累，依靠科技進步進行預測預報和積極治理，對災害進行控制，減少災害，減輕災害損失是可能的。

煤礦地質災害概述5.不可避免性和可防御性85煤礦地質災害概述

6.影響的多方面性煤礦環(huán)境地質災害影響到方方面面，如從礦工傷亡到對礦區(qū)群眾心理影響；從直接經濟損失到對間接經濟損失的影響：從災害本身到對礦區(qū)環(huán)境質量的影響；從地質災害到對礦群關系的影響；從煤礦經濟損夫到對本地區(qū)經濟發(fā)展的影響等。由于其影響的多方面性，故對煤礦環(huán)境地質災害的防治，影響到本地區(qū)的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。

煤礦地質災害概述6.影響的多方面性86煤礦地質災害概述四、煤礦地質災害發(fā)生的原因

煤礦地質災害發(fā)生的原因，可歸納為兩種，一種是客觀上的原因，一種是主觀上的原因。

1.客觀原因

目前由于科學技術發(fā)展程度，采礦活動僅是在地球表面和巖石圈范圍內進行的。以后科技發(fā)展了到月球和其它星球采礦就另當別論了。采礦前的地球表面和巖石圈是平衡的。采礦過程，從地殼內部挖出了極為巨大量的礦石和巖石。誠然，不論采礦的手段是鉆采、坑采，還是露天開采，還是液采，實際上都是肢解地殼的機體，都是從地殼“機體”中挖“肉”，“肉”挖出后，留下千瘡百孔的空洞。這就使本來呈自然平衡的地殼，出現了新的不平衡和不諧調,導致了地殼物質的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山地質災害的本質原因。

煤礦地質災害概述四、煤礦地質災害發(fā)生的原因87煤礦地質災害概述

采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水，這又造成地下水的不平衡，進而導致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。在采礦過程中，如果不按科學手段進行，濫采亂挖，必然會導致礦坑突水，冒頂，偏幫，瓦斯爆炸等災害的發(fā)生.

礦業(yè)活動不僅是采礦過程，而且也包括選礦和冶煉加工。采礦，尤其是選礦和冶煉不可避免的要用水和火來處理。因此，礦業(yè)過程，必然產生三廢，即廢氣、廢水和廢渣。三廢的排放和堆積，對周圍環(huán)境，對周圍農田、森林、草地、濕地，對地表水和地下水，對人類的健康都造成極大的危害，從而也加劇了地殼的不穩(wěn)定性。

煤礦地質災害概述采礦特別是地下采礦必88煤礦地質災害概述2.主觀原因相當長時期以來，地方和民營小煤礦等如雨后春筍般發(fā)展，它們與國營大礦山爭奪資源或單獨或寄生于國營大礦山之上，每個小礦山在大礦山上挖一個洞，宛如一個個瘡疤，極易發(fā)生瓦斯泄露和透水等事故。

近年來，礦山腐敗現象滋生，有的國營礦山也變相地轉為私人承包，不注意安全生產。他們只求增產，不顧礦工死活，欺上瞞下，謀取暴利，中飽私囊。這是煤礦地質災害頻繁發(fā)生的一個不可忽視的原因

煤礦地質災害概述2.主觀原因89煤礦地質災害概述五、煤礦地質災害研究的重要性及主要內容

1.重要性中華人民共和國國務院于2006年1月20日發(fā)布文件《國務院關于加強地質工作的決定》（國發(fā)[2006]4號）全文共分五部分24條決定，其中第六條“做好礦山地質工作”、第八條“強化地質災害和地質環(huán)境調查監(jiān)測”等近10條與煤礦地質災害與安全生產有關。

煤礦地質災害概述五、煤礦地質災害研究的重要性及主要內容90煤礦地質災害概述2.研究的主要內容(1).從地質學和地質環(huán)境的角度研究煤礦地質災害的發(fā)生、發(fā)展及演化的機制和變化趨勢，進而開展有效的預防和治理；(2).從環(huán)境科學的角度，研究地質災害對煤礦區(qū)的水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境等的破壞機理和相互影響，提出有針對性的預防和治理措施；(3).研究煤礦地質災害產物可改造和可利用的一面，探討以廢治廢、化害為利、變廢為寶的途徑。煤礦地質災害概述2.研究的主要內容91煤礦地質災害概述六、目前煤礦地質災害研究存在的主要問題1.煤礦地質災害的研究尚未納入國家防災減災體系，研究大多是基于一個行業(yè)或一個企業(yè)范圍內，只是針對單個或幾個問題從技術和安全生產角度給以解決，缺乏系統(tǒng)化；2.對煤礦地質災害的災情沒有全面詳細普查，尚未建立全國性的煤礦地質災害信息庫，更談不上對災情的綜合分析、評價及預報；煤礦地質災害概述六、目前煤礦地質災害研究存在的主要問題92煤礦地質災害概述3.多數煤礦企業(yè)在問題出現時，都很積極地與相關科研機構合作，對災害進行研究，一旦問題暫時解決，就不再進行深入研究。使得礦山災害的研究多為短期行為，缺乏長期性，以致研究資料不連貫，利用價值不高，形成一種成果雖多，效果不大；經常研究，卻問題不斷的現象。4.礦山生產屬高危險行業(yè)，安全是第一位的。而災害的防范需投入大量資金和人力物力，卻沒有直接經濟產出，在不發(fā)生災害性事故時，其經濟效益往往是看不到的，這就使得長期以來人們寧愿災后治理也不愿預先防范。研究經費的投入自然難以保障，效果也就不會太好。

煤礦地質災害概述3.多數煤礦企業(yè)在問題出現時，都很積極地與相93煤礦的主要地質災害

由于礦業(yè)活動誘發(fā)的地質災害，主要是人為地質作用所致，基本涵蓋了除火山地質災害以外的所有地質災害。這些地質災害有：洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆、高溫、突水、滑坡、泥石流、瓦斯爆炸、沙漠化、鹽堿化、三廢污染、地方病、煤層自燃和礦震等。現將主要的礦山地質災害簡述之。

煤礦的主要地質災害由于礦業(yè)活動誘發(fā)的地質災害，主要是人為94煤礦地質災害與防治課件95煤礦地質災害與防治課件96煤礦的主要地質災害

一、煤礦礦震礦山開采、抽排地下水引起的地震活動，稱為礦山誘發(fā)地震或礦震。礦山地震在各類誘發(fā)地震中危害性最大，對其的監(jiān)測與研究歷史最長。如果礦山地震發(fā)生在巷道或開采面處，就會嚴重破壞井下工程。礦山地震是造成礦井死亡事故的主要自然災害之一，隨著礦山開采深度和強度的增加，礦山地震活動就越多。

煤礦的主要地質災害一、煤礦礦震97煤礦的主要地質災害（一）煤礦礦震特征及災害1.礦震震源淺，不僅地面建筑物易遭到損失,而且井下設施也會受到嚴重破壞，并引起人員傷亡。如1977~1991年間，山東陶莊煤礦發(fā)生破壞性礦震180余次，摧毀巷道3000余m,傷亡90人。

煤礦的主要地質災害（一）煤礦礦震特征及災害98煤礦的主要地質災害2.礦震震級小，一般為2~3級，最大4.3級，波及范圍不大,但造成的災害往往比較嚴重。如1977年4月28日遼寧北票煤田3.8級礦震，造成113間民房受損，幾十家煙囪扭裂或倒塌，12人受傷,其中2人重傷。

煤礦的主要地質災害2.礦震震級小，一般為2~3級，最大4.399煤礦的主要地質災害3.煤礦礦震破壞程度隨著井巷深度而增加4.煤礦礦震往往引起礦區(qū)斷層“復活”.礦震的發(fā)生又與開采有關,所以開代區(qū)邊界斷層部位比正常區(qū)破壞嚴重;遠離開采層底礫巖層比距開采層較近的巖層開采區(qū)破壞嚴重;井巷工程位于巖層界面或其它較弱的介面比同一巖層破壞嚴重煤礦的主要地質災害3.煤礦礦震破壞程度隨著井巷深度而增加100煤礦的主要地質災害5.隨著礦震的發(fā)生，礦區(qū)的塌陷和巖爆、巖炮、巖石突出等礦山壓力現象增多，程度增大。6.礦震時，在強大的地應力作用下，巖層或煤層突然脫離母體向采空區(qū)閃射，同時產生強大的氣流，引起井巷的破壞和人員傷亡。如1982年1月7日山東陶莊煤礦發(fā)生2.7級礦震，使井下工作面的18名工人全被沖擊波擊倒。

煤礦的主要地質災害5.隨著礦震的發(fā)生，礦區(qū)的塌陷和巖爆、巖炮101煤礦的主要地質災害（二）煤礦礦震成生環(huán)境1.脆硬~軟地層結構是煤礦礦震發(fā)生的內在介質力學環(huán)境2.褶皺是煤礦礦震孕育發(fā)展，彈性能積累的構造環(huán)境3.活動構造引起的“活化區(qū)”是煤礦礦震產生的動力環(huán)境4.地下水豐富和雨量充足是煤礦礦震發(fā)生的外界誘發(fā)因子5.煤礦采掘卸載是誘發(fā)煤礦礦震的外界動力因子（三）煤礦礦震類型及面因機理

煤礦的主要地質災害102煤礦的主要地質災害二、煤礦突水凡是井巷掘進或工作面回采過程中，接近或溝通含水層、被淹巷道、地表水體、含水斷裂帶、溶洞、陷落柱而突然產生的突水事故稱礦井突水。這是因為井下采掘活動破壞巖層天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處進入采掘工作面。

煤礦的主要地質災害二、煤礦突水103煤礦的主要地質災害

礦井突水災害的發(fā)生，煤礦多于其它礦山。我國石炭紀和二疊紀煤層是主要的開采對象。石炭、二疊紀煤層下伏地層為奧陶紀灰?guī)r。由于采礦時疏干排水或深降強排，產生水頭差，于是灰?guī)r地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會發(fā)生突水事故，造成突水災害。

煤礦的主要地質災害礦井突水災害的發(fā)生，煤礦多于其它礦山104煤礦的主要地質災害（一）突水征兆

礦井突水這一現象的發(fā)生與發(fā)展是有一個逐漸變化的過程，有的表現很快（一、二天或更短），有的表現較慢（采掘后半個月或數日），這與工作面具體位置，采場地質情況，水壓力、礦山壓力大小有關。從開拓工作面開始，發(fā)展到突水的期間內，在工作面及其附近往往顯示出某些異?，F象，這些異常統(tǒng)稱為“突水征兆”。

煤礦的主要地質災害（一）突水征兆105煤礦的主要地質災害1．承壓水與承壓水有關斷層水突水征兆（1）工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折梁斷柱現象；（2）底軟膨脹、底臌張裂；這種征兆多隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍。在采掘面圍巖內出現裂縫（特別是頂底板為脆性巖層），當突水量大、來勢猛時，與底臌張裂的同時還伴有“底爆”響聲。在受壓力最大地段，柔性巖層變薄，相應壓力小的地段會出現增厚現象。（3）先出小水后出大水也是較常見的征兆；（4）采場或巷道內瓦斯量顯著增大這是因裂隙溝通、增多所致。

煤礦的主要地質災害1．承壓水與承壓水有關斷層水突水征兆106煤礦的主要地質災害2．沖積層水突水征兆（1）突水部位巖層發(fā)潮、滴水，且逐漸增大，仔細觀察可發(fā)現水中有少量細砂；（2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現流砂，流砂常呈間歇性，水色時清，時混；總的趨勢是水量砂量增加，直到流砂大量涌出；（3）發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現象可能影響至地表，導致地表出現塌陷坑。

煤礦的主要地質災害2．沖積層水突水征兆107煤礦的主要地質災害

3．老空水突水征兆（1）煤層發(fā)潮、色暗無光。須把煤壁挖去一薄層進行觀察，若仍發(fā)暗，表明附近有水；若里面煤干燥光亮，則為從附近頂板上流下的“表皮水”所造成；（2）煤層“掛汗”。煤層一般為不含水和不透水，若其上或其它方向有高壓水，則在煤層表面會有水珠，似流“汗”一樣。其它地層中若積水也會有類似現象；

煤礦的主要地質災害3．老空水突水征兆108煤礦的主要地質災害（3）采掘面、煤層和巖層內溫度低“發(fā)涼”。若走進工作面感到涼且時間越長越感到涼；用手摸煤時開始感到冷，且時間越長越冷。此時應注意可能會突水；（4）在采掘面內若在煤壁、巖層內聽到“吱吱”的水呼聲時，表征因水壓大，水向裂隙中擠壓發(fā)出的響聲，說明離水體不遠了，有突水危險；（5）老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花，和臭雞蛋味，口嘗時發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。

煤礦的主要地質災害（3）采掘面、煤層和巖層內溫度低“發(fā)涼”109煤礦的主要地質災害（二）礦井突水水源的識別1．地質、水文地質分析法2．突水點位置和出水形態(tài)分析法3．突水攜出物分析法4．地下水動態(tài)分析法5．水質分析法煤礦的主要地質災害（二）礦井突水水源的識別110煤礦的主要地質災害（三）礦井突水預測

1．易于突水構造部位或地段預測

2．采掘前的突水預測

主要是編制礦區(qū)或采區(qū)底板突水和導水陷落柱預測圖

3．采掘過程中的突水預測

煤礦的主要地質災害（三）礦井突水預測111煤礦的主要地質災害(四)礦井防水與堵水1.礦井防水地面防水:河流改道、鋪整河底、填堵通道、挖溝排（截）洪、排除積水等井下防水:防水閘門、防水墻和防水煤（巖）柱等2.礦井注漿堵水注漿材料與注漿工作程序井筒注漿堵水突水點（口）注漿堵水井下注漿堵水煤礦的主要地質災害(四)礦井防水與堵水112煤礦地質災害與防治課件113煤礦的主要地質災害三、煤和瓦斯突出煤與瓦斯突出是煤體中突然噴出大量的瓦斯和粉碎煤的現象。它可摧毀井巷，掀翻礦車和引起火災、爆炸等災害，是煤礦主要災害之一。1.煤與瓦斯突出特征及分類(1)煤與瓦斯突出特征隨深度增加,煤與瓦斯突出的危險性隨之增加；煤與瓦斯常發(fā)生在壓扭性斷裂帶、向斜軸部和煤層扭轉、煤層產狀突變、煤層厚度突變等地區(qū)；煤與瓦斯突出都在煤層中留下橢球形或梨形等噴出空洞，噴孔一般在巷道的上方；煤與瓦斯突出均有前兆：地聲（如劈裂、煤炮、悶雷般聲）和煤體變軟、變暗，煤層層理紊亂、支架壓力增大、落煤掉渣、煤面外鼓、瓦斯從鉆孔涌出、打鉆時有頂鉆或夾鉆現象等。

煤礦的主要地質災害三、煤和瓦斯突出114煤礦的主要地質災害（2）煤與瓦斯分類煤的突然傾出：瓦斯壓力作用，傾出的煤主要為碎煤，有時也能見到少量粉煤煤與瓦斯壓出：構造應力或開采集中應力引起的煤與瓦斯突出：在地應力和瓦斯的共同作用巖石和瓦斯突出,在積累很高應力值、含瓦斯的巖體內，由于放炮的觸動下，發(fā)生巖石與瓦斯一起噴出的現象

煤礦的主要地質災害（2）煤與瓦斯分類115煤礦的主要地質災害2.煤與瓦斯突出預測(1)突出預測分類區(qū)域突出性預測、工作面突出預測和生產礦井區(qū)域性預測（2）勘探階段瓦斯突出預測（3）工作面瓦斯突出危險性預測石門揭煤工作面突出危險性預測煤巷掘進工作面突出危險性預測回采工作面突出危險性預測防突措施效果的檢測方法煤礦的主要地質災害2.煤與瓦斯突出預測116煤礦的主要地質災害

四、構造破碎帶冒落斷層、裂隙帶中巖層破碎，巖石力學性質極差，采掘工程在其中進行時頂板易于松動垮落，支柱易于插底，有可能發(fā)生冒頂災害。煤礦的主要地質災害四、構造破碎帶冒落117煤礦的主要地質災害

五、礦井煤塵及危害煤礦的粉塵主要是煤塵和巖塵，塵粒直徑小于10um的煤炭顆粒叫煤塵，塵粒直徑小于5um的巖石顆粒為巖塵，工人長期與粉塵接觸。會引起呼吸道炎癥，重者可導塵肺病，影響身體健康。而煤塵在一定的條件下會引起燃燒或爆炸，其爆炸燃燒產生的一氧化碳會引起人員的死亡。煤塵的爆炸性主要取決于煤中的揮發(fā)分含量和煤塵濃度。

煤礦的主要地質災害五、礦井煤塵及危害118煤礦的主要地質災害

六、流沙流沙系指含水飽和松散的細沙、粉沙（也包含一些粉質沙土和粘土），在井巷工程的開掘中，由于地下水的滲流而失去穩(wěn)定，隨著地下水而發(fā)生的流動。發(fā)生流沙涌入礦井、可使井壁塌坍、造成嚴重傷亡。沙體液化

煤礦的主要地質災害六、流沙119煤礦的主要地質災害

七、沖擊地壓

隨著煤礦開采強度的增大，開采工作面逐漸向深部轉移，據統(tǒng)計，我國煤礦平均采深每十年增加100m。而隨著采深的增加，沖擊地壓發(fā)生的頻率增大。有關專家預言21世紀煤礦的兩大技術難題是沖擊礦壓和“三下采煤”，由此可見其危害及研究的重要性。

煤礦的主要地質災害七、沖擊地壓120煤礦的主要地質災害

八、廢棄礦井的地質災害隨著采掘工程的進行，越來越多的礦井將面臨著無煤可采而廢棄。報廢礦井的下沉可能在許多年以后才發(fā)生。R.E.格雷和H.W.普魯恩通過對美國匹茨堡煤層的下沉研究，指出報廢礦井一半以上的下沉是在采后50年或更長的時間內發(fā)生；S.S.Peng的研究表明，廢棄礦井遲緩下沉可能在采后100年才發(fā)生，索伯恩和賴得報導了蘇格蘭的一個報廢礦并118年后才發(fā)生地表下沉破壞煤礦的主要地質災害

煤礦的主要地質災害八、廢棄礦井的地質災害121煤礦的主要地質災害

九、煤礦滑坡在煤礦開發(fā)建設的過程中，礦區(qū)存在不合理的人類工程活動，即削坡、修路、堆矸和開采等破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境和山坡體的原始平衡，是產生大量的煤礦滑坡、崩塌災害的重要誘導因素。據不完全統(tǒng)計,每年此類災害造成的經濟損失以數億元計。煤礦的主要地質災害九、煤礦滑坡122煤礦的主要地質災害

十、采空區(qū)塌陷采空區(qū)不及時回填引起的塌陷，在各種類型的礦山中都有，據不完全統(tǒng)計，目前采礦破壞土地面積達400萬hm2，全國因采礦引起的塌陷面積1150多km2。在我國人均占有土地僅有0.0867hm2的情況下，這的確是個很大的數字。全國發(fā)生因采礦塌陷受害的城市有30多個。

煤礦的主要地質災害十、采空區(qū)塌陷123煤礦的主要地質災害十一、三廢污染礦業(yè)三廢即廢氣、廢水、廢渣系主要的地質災害之一。1.礦業(yè)廢氣以硫化工和煤炭業(yè)排放的廢氣污染最甚；2.礦業(yè)廢水：礦業(yè)廢水包括礦坑水、選礦廢水、冶煉廢水、尾礦池水和石油化工廢水等。礦業(yè)廢水一般為酸性、含大量重金屬、有毒有害元素。礦業(yè)廢水大部分未經處理，排放后直接間接地污染了地表水、地下水及周圍農田，并進一步污染了農作物，從而有害于人的健康，據初步統(tǒng)計，我國選礦廢水年排放量約為36億t，煤、鐵礦坑廢水年排放量為12億t，總計礦業(yè)廢水年排放量超過48億t，如此大量的廢水帶來的危害就可想而知了。

煤礦的主要地質災害十一、三廢污染124煤礦的主要地質災害

十二、煤層自燃煤層自燃現象在古今中外都有發(fā)生。然而中國是較為嚴重的。《中國北方煤田自燃環(huán)境調查與研究》指出，我國北方煤田潛在燃燒面積720km2，正在燃燒火區(qū)已燃燒掉煤炭42.2億t，每年直接燒失煤炭1000多萬t，每年破壞煤炭資源多達2億t，經濟損失可達200億元，煤的自燃嚴重污染大氣環(huán)境

煤礦的主要地質災害十二、煤層自燃125煤礦的主要地質災害此外，還有地熱：隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下，這些礦山因開采深度又大，地溫非常高。36℃~39℃以上。

地下水系破壞：由于礦山開采，地下水系在大量抽排條件下，體系容易破壞，造成大的疏排漏斗，水位降低。礦床疏干排水還會引起地表塌陷、地面干枯等。巖溶塌陷、陷落柱等。

煤礦的主要地質災害此外，還有126煤礦地質災害防治

礦山地質災害的防治是個系統(tǒng)工程，這不僅是礦山采、選的事，也關系到礦山建設之前的地質勘探工作的全面性和準確性，而且更主要的是社會和人為之因素。近些年來，礦山安全生產形勢嚴峻，國務院三令五申，安全生產會議雖接連召開，然而，礦山事故卻不斷發(fā)生，且有逾演逾烈之勢。礦山事故，表面看來是個安全生產間題，實質上具有更為深層次問題。

煤礦地質災害防治礦山地質災害的防治是個系統(tǒng)工程，這127煤礦地質災害防治煤礦總體安全措施1.堅持貫徹“安全第一”的生產方針安全生產是企業(yè)的一項最基本的制度，任何時候都必須把保護礦工的生命安全和身體健康作為第一位的工作來抓，只有在生產中堅持“安全第一”的方針，才能搞好安全生產，保證煤礦工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展；2.嚴格執(zhí)行“煤礦安全規(guī)程”；3.通過培訓提高職工隊伍的整體素質；4.提高技術和裝備水平；5.按年編制礦井災害預防和處理計劃；6.應用高新科學技術，加強地質災害監(jiān)測煤礦地質災害防治煤礦總體安全措施128煤礦地質災害防治

煤礦建設之前的地質勘探工作質量好壞是決定煤礦地質災害發(fā)生的一個前提條件

煤礦地質勘探工作的成果是煤礦設計的基本依據。它的質量的好壞是決定煤礦地質災害發(fā)生的一個前提條件。地質勘探工作不僅要查明確切的煤炭儲量，而且還要查明礦井的地質構造背景，尤其是新構造運動的條件，還要查明礦井周圍的地理環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文地質條件?？傊?，煤礦地質勘探報告的質量極為重要的。該種報告的評定審查，必須要根據規(guī)范，嚴格進行。否則，后果是不堪設想的。煤礦地質災害防治煤礦建設之前的地質勘探工作質量好壞是129煤礦地質災害防治

煤礦采、選設計和生產要立足于長遠，把環(huán)境保護放在首位，力爭可持續(xù)發(fā)展(1)在開采過程中，導致事故的原因，多半是不按科學辦事，不按規(guī)章制度辦事，濫采亂挖，吃富棄貧，過量開采。當然，有的是使用采礦機電設備陳舊，還有的是使用假冒偽劣機電產品所造成的。

煤礦地質災害防治煤礦采、選設計和生產要立足于長遠，把環(huán)130煤礦地質災害防治（2）采、選過程中的三廢治理，對廢氣治理，要著重改進窯爐的生產工藝，在回收和污染處理上狠下工夫;對廢水處理，要改革工藝，更新設備，減少廢水和污染物的排放，提高水的重復利用率。特別值的提出的是，要效仿國外先進的廢水處理經驗。在這方面，美國用人造濕地來處理廢水的經驗是可取的;對廢渣處理，要著眼于