煤矿采矿工程中的灾害预防与应急救援技术

摘要：本文深入探讨了煤矿采矿工程中面临的多种灾害类型及其预防与应急救援技术。首先，概述了煤矿采矿工程的重要性以及在实际作业中常遇到的瓦斯灾害、火灾事故、水害事故、顶板事故等主要灾害类型及其特点。详细分析了各类灾害的预防措施，包括瓦斯浓度监测、通风系统优化、火灾早期预警、水害监测预警、顶板压力监测等关键技术的应用。在应急救援方面，构建了煤矿应急救援体系，阐述了应急救援流程与具体措施，并探讨了新型救援装备与技术在提升救援效率与安全性方面的应用。通过案例分析，总结了灾害预防与应急救援中的经验教训，为煤矿安全生产提供了重要参考。

关键词：煤矿采矿工程、灾害预防、应急救援技术

引言：

随着全球能源需求的持续增长，煤炭作为主要的化石能源之一，在能源结构中仍占据重要地位。煤矿采矿工程作为煤炭生产的重要环节，其安全生产直接关系到国家能源安全和人民生命财产安全。然而，煤矿采矿过程中面临着多种自然灾害和人为因素的威胁，如瓦斯爆炸、火灾、水害、顶板事故等，这些灾害一旦发生，往往造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，加强煤矿采矿工程中的灾害预防与应急救援技术研究，对于提高煤矿安全生产水平、保障矿工生命安全具有重要意义。

一、煤矿采矿工程中的常见灾害类型及特点

1. 瓦斯灾害

瓦斯爆炸分为局部和大范围两种，局部爆炸局限于有限空间，而大范围爆炸影响整个矿井。瓦斯超限可能导致爆炸和矿工中毒，中毒症状有头痛、头晕和呼吸困难，严重时可致命。瓦斯突出由地应力、煤体结构和瓦斯压力共同作用引起，是一种突发灾害。它会瞬间释放大量瓦斯和煤岩，对矿井设施和人员安全构成严重威胁。

2. 火灾事故

电器和机械火灾：设备老化、短路、过载或机械摩擦可能引起火灾。电器火灾常在电力设施附近发生，而机械火灾多见于大型设备。

煤尘爆炸：高浓度煤尘遇火或高温会爆炸，速度快、破坏大，可能引起连锁反应。

火灾蔓延与影响：矿井中火灾蔓延迅速，通过多种途径传播。不仅损坏设施，还产生有毒气体，威胁矿工安全。

3. 水害事故

透水事故是水涌入矿井的现象，可能由地质复杂、隔水层破坏或排水系统失效引起。突水事故突发且水量大，可能淹没矿井。地下水涌出由地质变化或采动影响引起。地表水可能倒灌矿井，特别是在雨季或河流附近。采空区易积水，形成潜在水害。

4.顶板事故

顶板垮落指岩层失去支撑后的塌落，冒落是岩层逐渐破碎下移。两者都可能阻塞矿井巷道或工作面，影响生产。锚杆脱锚会导致支护系统失效，引发顶板垮落。支护材料老化或设计不当也可能导致失效。顶板事故由多种因素引起，如地质条件、开采方法、支护设计等。这些事故不仅损坏矿井设施、导致停产，还可能引发次生灾害，如瓦斯爆炸、水害，严重威胁矿工生命安全。

5. 其他灾害

煤矿机械故障和误操作可能导致矿工受伤，例如采煤机滚筒和运输机跑偏事故。矿井运输系统复杂，包括轨道和胶带，可能发生脱轨或胶带撕裂等事故，造成人员伤亡和设备损坏。煤矿工人长期暴露于粉尘环境中，易患职业病如粉尘肺病，影响健康及家庭社会生活。

二、煤矿采矿工程中的应急救援技术

1. 应急救援体系构建

煤矿企业应构建专门的应急救援组织机构，确立清晰的救援职责和指挥体系，以负责应急预案的制定、修订和实施，以及救援队伍的日常管理和培训。同时，组建专业应急救援队伍，严格选拔成员并进行培训，确保他们掌握救援技能和知识，并熟悉救援设备和器材的使用。此外，根据煤矿实际和灾害类型，合理配备应急救援装备和物资，包括个人防护、通信、救援车辆等，以确保灾害发生时能迅速响应，为救援工作提供坚实保障。

2.应急救援流程与措施

矿工在灾害初期应迅速自救互救，如使用自救器、寻找避难所、报告灾情，并通过培训提高能力。灾情发生后，应立即报告详细信息给应急组织，以便快速决策和调动救援资源。救援队伍接到指令后，应迅速集结并到达灾区，保持通讯并报告进展。进入灾区后，队伍需侦察灾情和地形，制定搜救方案，使用适当技术和装备进行搜救，同时确保自身安全。

3.具体灾害的应急救援技术

应对瓦斯爆炸迅速切断电源火源，防止二次爆炸。加强通风稀释瓦斯，降低爆炸风险。搜救时防范中毒窒息。火灾发生后，启动灭火系统或用其他方法灭火，加强排烟，降低烟雾浓度和温度，确保救援和遇险人员安全。水害发生后，组织排水，降低水位，减少损害。对漏水点进行封堵，防止水势蔓延。在排水和堵漏时，需注意预防次生灾害，如地面塌陷。顶板事故发生后，应迅速支护和加固垮落或冒落的顶板。使用适当的支护材料和工艺修复顶板，确保矿井巷道稳定和安全。在支护和加固过程中，要注意防范顶板再次垮落的风险。在救援过程中，对于受伤人员应及时进行救治和医疗救护。现场应配备必要的医疗设备和药品，对伤员进行初步救治和转运。同时，加强与外部医疗机构的联系和协调，确保伤员能够得到及时有效的治疗。

4.应急救援技术的创新与发展

随着科技的不断进步和发展，新型救援装备和技术不断涌现。如无人机侦察技术、机器人搜救技术、智能化监测系统等。这些新型装备和技术在应急救援中发挥着越来越重要的作用，提高了救援效率和安全性。通过远程监控和通信技术可以实时掌握灾区情况和救援进展，为指挥决策提供有力支持。同时，还可以实现救援队伍之间的信息共享和协同作战能力提高。建立智能化、信息化的救援系统可以实现对煤矿灾害的预警、监测和应急响应等全过程的智能化管理。通过大数据分析和人工智能技术提高救援决策的准确性和时效性；通过物联网技术实现对救援装备和物资的智能化管理；通过云计算技术实现救援资源的优化配置和共享利用等。这些都将有助于提高煤矿应急救援的水平和能力。

三、案例分析

案例一：湖南衡阳源江山煤矿“11·29”重大透水事故

时间：2020年11月29日

地点：湖南省衡阳市耒阳市导子煤业有限公司源江山煤矿

事故后果：造成13人死亡，直接经济损失3484.03万元。

直接原因：超深越界开采导致抽冒，导通上部采空区积水，大量老空积水迅速溃入矿井。

主要教训：长期超深越界开采，违法组织生产，采掘布局混乱，通风系统不健全等。

案例二：山东烟台栖霞市五彩龙投资有限公司笏山金矿“1·10”重大爆炸事故

时间：2021年1月10日

地点：山东烟台栖霞市五彩龙投资有限公司笏山金矿

事故后果：造成11人死亡，直接经济损失6847.33万元。

直接原因：罐笼气割作业产生的高温熔渣块掉入回风井，引发炸药爆炸。

主要教训：井下违规混存炸药、雷管，违规进行气焊切割作业，安全管理混乱等。

这些案例强调煤矿等领域安全生产的重要性。企业需遵守安全生产法规，落实主体责任，强化安全管理，提升安全意识。政府监管部门需加大监管力度，及时消除安全隐患，防止事故再次发生。

结束语

综上所述，本文对煤矿采矿中的灾害，如瓦斯爆炸、透水、顶板垮落、火灾等，进行了分析，并提出了预防措施和救援技术。灾害预防是核心，需通过科学设计、安全管理、技术装备和员工培训来确保安全。同时，提升应急救援技术也至关重要。完善预案、加强演练、提升救援队伍能力，确保快速有效救援，为经济社会的发展提供更加坚实的安全保障。

参考文献

[1]刘永立，王海涛，沈斌，等.基于GIS的煤矿灾害的闭环管理体系[J].黑龙江科技大学学报，2022，32（03）：315-320.

[2]田宏亮，邹祖杰，郝世俊，等.矿山灾害生命保障救援通道快速安全构建关键技术与装备[J].煤田地质与勘探，2022，50（11）：1-13.

[3]李振.煤矿采矿安全管理与事故防范分析[J].内蒙古煤炭经济，2022，（07）：94-96.