齊慶杰，劉文崗，王安虎，王 偉，王海燕，孫 祚，白金燕，趙尤信

(1.煤炭科學(xué)研究總院 應(yīng)急科學(xué)研究院，北京 100013；2.中國煤炭科工集團(tuán)有限公司, 北京 100013；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 基礎(chǔ)教學(xué)部，遼寧 葫蘆島 125105)

0 前 言

隨著我國社會(huì)發(fā)展進(jìn)入新時(shí)代，人民美好生活對安全的需求提出了更高要求[1]。2018年10月10日，習(xí)總書記在中央財(cái)經(jīng)委第三次會(huì)議上親自部署自然災(zāi)害防治與能力提升九大重點(diǎn)工程。其中，第1項(xiàng)即為開展自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和重點(diǎn)隱患排查工程[2]。地震[3-4]因其突發(fā)性和巨大破壞力被列為自然災(zāi)害之首，我國也是世界上遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。

煤炭開采是受地震災(zāi)害影響較為嚴(yán)重的安全生產(chǎn)行業(yè)。1976年“7·28”唐山大地震造成開灤煤礦井下工程受到不同程度破壞，礦井涌水量大幅增加[5-6]；2008年“5·12”汶川大地震造成川煤集團(tuán)礦井涌水量急劇上升[7]；1903年日本伊豆群島地震、1932年內(nèi)華達(dá)州地震、1952年南加州地震等[8]多起地震活動(dòng)后，強(qiáng)震震中區(qū)礦山、橫切地震作用斷層礦山均遭受嚴(yán)重破壞，如支架破壞、頂板垮落、井壁塌落、礦山淹井等。地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害理論研究方面，陳波等[9-10]通過研究我國煤礦災(zāi)害事故及地震活動(dòng)的時(shí)空分布特征，揭示了煤礦災(zāi)害事故叢集發(fā)生及其與地震活動(dòng)伴隨是我國煤礦災(zāi)害時(shí)空分布的基本特征。謝小建等[11]通過對地震活動(dòng)與煤礦災(zāi)害事故關(guān)系進(jìn)行研究，得到了地震活動(dòng)在一定程度上控制煤礦災(zāi)害事故，地震活動(dòng)對煤礦事故的影響范圍比造成地面損失的范圍要多。蔡美峰等[12]提出了地震誘發(fā)煤礦瓦斯災(zāi)害的成核機(jī)理，認(rèn)為地震能量具備導(dǎo)致煤礦瓦斯災(zāi)害成核的可能性，地震震中與含瓦斯礦井間需要有活動(dòng)構(gòu)造作為能量傳遞的通道。GB 50011—2010《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》[13]對場地、工業(yè)廠房、房屋等建構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了規(guī)范,GB 51185—2016《煤炭工業(yè)礦井抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]針對礦井、選煤廠工程等抗震設(shè)防要求進(jìn)行了明確。

風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制是遏制重特大事故的重要舉措[15]。風(fēng)險(xiǎn)客觀存在于安全生產(chǎn)過程，只能加強(qiáng)管控不能根本上消除。隱患是導(dǎo)致事故產(chǎn)生的必要條件，建立完善的隱患排查與治理制度，從根本上消除事故隱患是預(yù)防事故發(fā)生的重要屏障。因此，隱患排查治理是提高安全基礎(chǔ)保障能力重要途徑[16-17]。2020年4月1日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)提出了扎實(shí)推進(jìn)煤礦安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化，完善和落實(shí)重在“從根本上消除事故隱患”的責(zé)任和管理體系。中國礦業(yè)大學(xué)李爽教授[18]針對隱患排查，提出圍繞政府監(jiān)察監(jiān)管部門、煤礦領(lǐng)導(dǎo)、機(jī)制建設(shè)人員、煤礦從業(yè)人員角度推進(jìn)雙重預(yù)防機(jī)制建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)“防風(fēng)險(xiǎn)、除隱患、遏事故”的目標(biāo)。王語萌[19]針對煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)，提出了涵蓋隱患排查治理的煤礦雙重預(yù)防機(jī)制，并給出了隱患排查治理對策。

總結(jié)以上研究成果，專家學(xué)者對地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害多停留在現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)層面，對地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害系統(tǒng)性防治工作研究較少，對地震誘發(fā)地震次生災(zāi)害隱患排查還未涉及，構(gòu)建地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系是重大的現(xiàn)實(shí)需求?；诖?，通過研究煤礦遭受地震災(zāi)害影響典型案例，根據(jù)地震災(zāi)害學(xué)、安全工程學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)等理論，研究構(gòu)建了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系。

1 煤礦遭受地震災(zāi)害影響典型案例

1)案例1，1978唐山大地震[20-21]。在中國地震史和中國煤礦史中，開灤是遭受地震破壞最嚴(yán)重的礦區(qū)。1976年7月28日3時(shí)42分，唐山發(fā)生了7.8級大地震，大地震使開灤煤礦遭到毀滅性的破壞，礦區(qū)地面3 670 000 萬m2的工業(yè)和民用建筑幾乎全部倒塌，當(dāng)時(shí)7個(gè)生產(chǎn)礦井的主要生產(chǎn)水平全部被水淹，淹沒巷道大于300 km，有33 000多臺設(shè)備被砸被淹，70%井筒受到不同程度破壞，部分煤礦井筒經(jīng)修復(fù)才能使用，礦區(qū)供電、排水、通風(fēng)、通訊、提升系統(tǒng)全部中斷，百里礦區(qū)陷于癱瘓狀態(tài)。唐山大地震開灤煤礦地面承災(zāi)體破壞場景如圖1所示。

圖1 唐山大地震開灤煤礦地面承災(zāi)體破壞場景[19]

2)案例2，2008年汶川大地震[22-23]。2008年5月12日14時(shí)28分，四川省汶川發(fā)生8.0 級大地震，震區(qū)唐家河煤礦礦井停電、通訊中斷、礦井涌水量急劇上升、地面房屋開裂、地表泉水涌出。大地震造成礦井砂巖巖層產(chǎn)生大量裂隙，同時(shí)各煤層采空區(qū)裂隙相互聯(lián)通，裂隙水增大，涌入巷道，涌水量最高達(dá)843.938 m3/h。

3)案例3，山西煤礦系列瓦斯爆炸事故[24]。2001年11月14日17時(shí)26分，青海與新疆交界的昆侖山口西發(fā)生8.1級強(qiáng)地震，2001年11月14日至 22日，山西省清榆、坡底、大泉灣、湘峪和喬家溝5個(gè)煤礦相繼發(fā)生瓦斯爆炸，這幾個(gè)礦井處于鄂爾多斯地塊東緣，地震震中與瓦斯爆炸礦井間有復(fù)雜的活動(dòng)構(gòu)造相聯(lián)系(圖2)。

圖2 昆侖山口西Ms8.1地震與山西瓦斯爆炸煤礦地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系

通過以上案例可以看出，地震災(zāi)害容易誘發(fā)煤礦井巷工程破壞、礦井水淹、瓦斯事故、人員傷亡、設(shè)備損壞等系列災(zāi)害。

目前我國煤礦事故仍時(shí)有發(fā)生，煤與瓦斯突出、沖擊地壓、礦井突水等動(dòng)力災(zāi)害事故占比高達(dá)70%以上[25]。相關(guān)研究成果[26-28]也表明：煤礦動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生與地震之間具有密切聯(lián)系，地震活動(dòng)在一定程度上控制煤礦災(zāi)害事故，煤礦災(zāi)害事故叢集發(fā)生及其與地震活動(dòng)伴隨是我國煤礦災(zāi)害時(shí)空分布的基本特征。

2 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害特征與防治存在的問題

2.1 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害類型與特征

地震災(zāi)害發(fā)生后，地震作用引發(fā)煤礦所在區(qū)域應(yīng)力環(huán)境、自然環(huán)境改變，造成煤礦承災(zāi)體結(jié)構(gòu)損壞或破壞，從而誘發(fā)煤礦產(chǎn)生各種類型的次生災(zāi)害。通過對歷史典型地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害分析，總結(jié)得到了地震對煤礦影響較為嚴(yán)重的次生災(zāi)害類型包含：地震誘發(fā)煤礦次生礦井水害；地震誘發(fā)煤礦次生瓦斯災(zāi)害；地震誘發(fā)煤礦次生沖擊地壓災(zāi)害；地震誘發(fā)煤礦次生機(jī)電事故；地震誘發(fā)煤礦次生運(yùn)輸提升事故；井巷工程破壞，人員傷亡和設(shè)備受損等。

2.2 煤礦防治地震次生災(zāi)害存在的問題

2.2.1 地震災(zāi)害對煤礦生產(chǎn)的影響未引起足夠重視

目前，我國煤礦抗震設(shè)防現(xiàn)狀距國家新時(shí)代新形勢對礦山行業(yè)抗震要求還有不小差距。截至2019年末，全國煤礦數(shù)量約為5 300處，約90%以上的煤礦抗震設(shè)防現(xiàn)狀不能完全滿足(GB 51185—2016)《煤炭工業(yè)礦井抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對礦山行業(yè)抗震的要求。造成此現(xiàn)象原因多方面：① 第五代《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》于2016年6月1日起正式實(shí)施，新一代區(qū)劃圖對全國抗震設(shè)防要求都有所提高，煤礦建設(shè)時(shí)期的抗震設(shè)防等級不滿足最新抗震設(shè)防要求；② 我國多數(shù)煤礦建設(shè)年代久遠(yuǎn)，約50%以上煤礦建設(shè)于20世紀(jì)，當(dāng)時(shí)受對地震及工程抗震的認(rèn)識不足及經(jīng)濟(jì)落后所限，大多數(shù)煤礦礦井工程較少考慮工程抗震問題。

2.2.2 系統(tǒng)性承災(zāi)體隱患排查體系不健全

煤礦抵抗地震誘發(fā)次生災(zāi)害的承災(zāi)體類型多樣，系統(tǒng)隱患排查難度較大。煤礦生產(chǎn)建設(shè)必需的地面工程、井巷工程、提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、礦山救護(hù)及消防設(shè)施、輔助設(shè)施(如兼用于應(yīng)急救援系統(tǒng)的壓縮空氣站)等是煤礦比較重要的生命線工程，也是煤礦抵抗地震作用力的主要承災(zāi)體。承災(zāi)體是否存在安全隱患，決定了煤礦抗震能力的大小。若承災(zāi)體沒有隱患，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害發(fā)生的可能性較低，即使發(fā)生次生災(zāi)害，災(zāi)害影響程度也會(huì)較小。若承災(zāi)體隱患較多，承災(zāi)體不符合抗震要求，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害發(fā)生的可能性較高，發(fā)生的次生災(zāi)害影響程度也會(huì)較大，不利于災(zāi)后應(yīng)急救援工作的開展及生產(chǎn)工作的恢復(fù)[29]。地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害主要承災(zāi)體分布特征如圖3所示。

1—煤礦地面工程設(shè)施；2—礦山救護(hù)及消防設(shè)施；3—煤礦供電系統(tǒng)；4—煤礦提升系統(tǒng)；5—井筒支護(hù)；6—礦井主排水系統(tǒng)；7—礦井人員示意；8—礦井通信系統(tǒng)；9—礦井通風(fēng)機(jī)站

圖3中煤礦主要承災(zāi)體可能存在的隱患及與次生災(zāi)害類型的關(guān)系詳述如下：

1)煤礦建設(shè)地面工程抗震隱患。煤礦建設(shè)多處于山區(qū)或緊鄰采空塌陷區(qū)。崩塌、滑坡、泥石流及老采空塌陷區(qū)等不良地質(zhì)體在地震力的作用下容易再次塌陷，會(huì)嚴(yán)重影響煤礦建設(shè)場地工程設(shè)施安全。在地震發(fā)生時(shí)，煤礦供電線路中斷可能誘發(fā)煤礦次生機(jī)電事故、供電線路中斷排水不及時(shí)可能誘發(fā)煤礦次生礦井水害，煤礦通風(fēng)設(shè)施設(shè)備損壞可能誘發(fā)煤礦次生瓦斯災(zāi)害，另外，還可能導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備受損等。因此，煤礦地面工程若緊鄰崩塌、滑坡、泥石流及老采空塌陷區(qū)等不良地質(zhì)體，屬于煤礦建設(shè)地面工程抗震隱患。

2)礦井井巷工程抗震隱患。井筒及巷道工程破壞在礦井地震后較常見，加強(qiáng)井筒淺部井壁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、確保礦井主排水抗災(zāi)排水能力對抵抗地震災(zāi)害破壞程度是非常必要的，可為地震后人員撤離和抗災(zāi)提供寶貴時(shí)間，為快速恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造條件。在地震發(fā)生時(shí)，井筒及井巷工程破壞可能導(dǎo)致煤礦供電線路中斷誘發(fā)煤礦次生機(jī)電事故、導(dǎo)致煤礦井下排水不及時(shí)誘發(fā)煤礦次生礦井水害、導(dǎo)致井巷損壞誘發(fā)沖擊地壓等。因此，煤礦井筒支護(hù)強(qiáng)度不足等屬于礦井井下工程抗震隱患。

3)礦井提升、通風(fēng)系統(tǒng)抗震隱患。保障提升、通風(fēng)系統(tǒng)承災(zāi)體震后正常運(yùn)行是保障煤礦工人安全的必要條件。在地震過程中，提升機(jī)房、通風(fēng)機(jī)房等起重機(jī)容易發(fā)生墜落，具有導(dǎo)致設(shè)備被砸壞、造成人員傷亡的隱患，通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障容易引起礦井瓦斯積聚，誘發(fā)次生瓦斯災(zāi)害事故等。因此，礦井提升通風(fēng)系統(tǒng)震后無法正常運(yùn)行、起重機(jī)無防墜落設(shè)施均屬于承災(zāi)體抗震隱患。

4)礦井給排水系統(tǒng)抗震隱患。給排水系統(tǒng)可為減災(zāi)及震后救災(zāi)提供服務(wù)，由于煤炭開采容易引起地表沉陷，在遇到地震影響時(shí)沉陷會(huì)更加嚴(yán)重，對給排水管線的破壞性就會(huì)加大，保持兩條或更多的給水線路，保障可供生活飲用的水源對煤礦震災(zāi)恢復(fù)意義重大。對于礦井排水能力，若煤礦主排水系統(tǒng)能力不足，地震后涌水量大幅增加，極易引起次生礦井水害事故。

5)重要電力設(shè)施抗震隱患。電力設(shè)施是礦井的生命線，供配電系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備安裝方面應(yīng)加強(qiáng)抗震措施，為災(zāi)后恢復(fù)創(chuàng)造條件。地震后煤礦井下極有可能出現(xiàn)瓦斯、煤塵的異常升高，采用隔爆(或本安型)電氣設(shè)備可降低瓦斯、煤塵爆炸等次生災(zāi)害。

6)通信系統(tǒng)抗震隱患。通信系統(tǒng)包含通信中心、調(diào)度監(jiān)控中心等。礦井信息化是高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)的必要條件之一，通信系統(tǒng)有利于地震后救援的實(shí)施，調(diào)度監(jiān)控中心是礦井信息化系統(tǒng)的核心大腦，獨(dú)立設(shè)置便于地震設(shè)防和震后恢復(fù)。在震后其他通信手段癱瘓的情況下，如何與外圍取得聯(lián)系，對及時(shí)了解災(zāi)害狀況、縮短救援時(shí)間、降低災(zāi)害損失具有至關(guān)重要的作用。

7)礦山救護(hù)及消防設(shè)施抗震隱患。礦山救護(hù)及消防設(shè)施包含救援隊(duì)規(guī)模、救護(hù)車庫、綜合樓、消防站輔助設(shè)施(如兼用于應(yīng)急救援系統(tǒng)的壓縮空氣站)等，在震后救災(zāi)過程中具有重要作用，上述礦山救護(hù)及消防設(shè)施的完備與否，對災(zāi)后應(yīng)急救援組織實(shí)施及恢復(fù)生產(chǎn)具有重要意義。

3 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系構(gòu)建

開展地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查是提升煤礦抗震設(shè)防能力的基礎(chǔ)，可為精準(zhǔn)提升煤礦抗震水平提供指導(dǎo)。為此，提出了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查方法，構(gòu)建了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害排查體系。排查體系構(gòu)建依據(jù)以下原則：①以礦井生命線系統(tǒng)為重點(diǎn)，有利震后快速救援與恢復(fù)；②防止地震時(shí)發(fā)生淹沒礦井、瓦斯爆炸等嚴(yán)重地震次生災(zāi)害；③保證礦井逃生通道及其水、電、通風(fēng)設(shè)施安全。地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系包括如圖4所示的煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息、煤礦地面工程排查、煤礦礦井工程排查等三大類型內(nèi)容。

圖4 地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系

通過對煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息、煤礦地面工程、煤礦礦井工程三大類系統(tǒng)開展隱患排查工作，可以掌握地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害的隱患基本情況，摸清煤礦抵抗地震災(zāi)害承災(zāi)體隱患底數(shù)；可以查明重點(diǎn)地區(qū)煤礦設(shè)防能力及抗災(zāi)救災(zāi)能力，客觀認(rèn)識煤礦遭受地震災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)程度，為全國、省、市、縣和煤礦企業(yè)做好防災(zāi)減災(zāi)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為各級應(yīng)急管理部門及機(jī)構(gòu)進(jìn)行災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)決策提供依據(jù)。

3.1 煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息

煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息主要包括煤礦范圍信息、煤礦建設(shè)基礎(chǔ)信息、煤礦開采信息、煤礦人員信息、煤礦防災(zāi)減災(zāi)能力基礎(chǔ)信息、煤礦地震災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息等6種類別32項(xiàng)基礎(chǔ)信息，各類別所包含的具體指標(biāo)見表1。

表1 煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息

煤礦范圍信息包含煤礦的具體位置、允許開采空間范圍信息等2項(xiàng)基礎(chǔ)信息。依據(jù)此指標(biāo)可以定位煤礦具體位置，確定國家最新抗震設(shè)防等級要求，排查煤礦設(shè)計(jì)抗震設(shè)防等級是否達(dá)到最新國家要求等。煤礦建設(shè)基礎(chǔ)信息是評估地震災(zāi)害可能誘發(fā)次生煤礦災(zāi)害類型的基礎(chǔ)。包含煤礦名稱、煤礦類型、建礦時(shí)間、設(shè)計(jì)抗震設(shè)防等級、核定產(chǎn)能、開采深度、煤層賦存、煤種及煤質(zhì)、最大涌水量、供電電源、主要災(zāi)害類型、水文地質(zhì)類型、煤的自燃傾向性、煤塵爆炸性等14項(xiàng)基礎(chǔ)信息。其中，設(shè)計(jì)抗震設(shè)防等級主要指煤礦建設(shè)期間設(shè)計(jì)的抗震設(shè)防等級信息，由于煤礦礦井建設(shè)年代差異較大，國家在不同時(shí)期關(guān)于抗震設(shè)防的等級要求不一，排查煤礦建設(shè)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防信息對評估煤礦抗震水平現(xiàn)狀具有重要意義。煤礦開采信息包含開拓方式、頂板管理、主提升方式、輔助提升方式、通風(fēng)方式、礦井瓦斯等級、沖擊地壓等級等7項(xiàng)開采基礎(chǔ)信息。排查煤礦開采信息可為評估地震后發(fā)生次生瓦斯災(zāi)害、次生沖擊地壓災(zāi)害等可能性及程度提供判斷依據(jù)。煤礦人員信息包含員工人數(shù)、專業(yè)技術(shù)人員人數(shù)、安全管理人員人數(shù)、單班最大在崗人數(shù)、醫(yī)療人員人數(shù)等5項(xiàng)基礎(chǔ)人員信息。排查煤礦人員結(jié)構(gòu)，特別是專業(yè)技術(shù)人員、安全管理人員數(shù)量及占比可為評估煤礦災(zāi)后快速自組建應(yīng)急救援能力提供參考依據(jù)。煤礦自然災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力基礎(chǔ)信息包含是否把地震災(zāi)害預(yù)防納入到煤礦應(yīng)急救援體系和安全管理工作，礦山救護(hù)隊(duì)的類別、規(guī)模、救護(hù)演練周期，消防站輔助設(shè)施是否完備等3項(xiàng)基礎(chǔ)信息。煤礦地震災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)主要統(tǒng)計(jì)歷史上地震災(zāi)害導(dǎo)致煤礦災(zāi)害事故次數(shù)累計(jì)1項(xiàng)基礎(chǔ)信息。通常情況下，歷史發(fā)生災(zāi)害的頻次越高，再次發(fā)生的可能性越大，因此，排查煤礦地震災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)對評估發(fā)生可能性具有重要意義。

3.2 煤礦地面工程隱患排查指標(biāo)

煤礦地面工程應(yīng)包括工業(yè)場地、選煤廠、給水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等，從而評估地面工程承災(zāi)體應(yīng)對地震災(zāi)害的能力?；诖耍芯拷⒘嗣旱V地面工程地震災(zāi)害隱患排查指標(biāo)，共包含4種類別12項(xiàng)排查指標(biāo)，見表2。

表2 煤礦地面工程地震災(zāi)害隱患排查指標(biāo)

工業(yè)場地包含主井場地、副井場地、風(fēng)井場地、爆炸材料庫場地、辦公生活區(qū)等；工業(yè)場地應(yīng)處理或避讓山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、采空區(qū)沉陷、活動(dòng)斷層帶、地裂等不良地質(zhì)作用，同時(shí)工業(yè)場地內(nèi)的供水、供配電、通風(fēng)、壓風(fēng)等主要管路宜設(shè)置在道路兩側(cè)，以便震后管線能夠及時(shí)搶修。

選煤廠的工藝布置與抗震效果有著密切關(guān)系，滿足功能要求的前提下，選煤廠的工藝布置應(yīng)為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防創(chuàng)造有利條件。如廠房頂部設(shè)有緩沖倉、濃縮機(jī)等“頭重腳輕”工藝，震害會(huì)比較嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格禁止。

礦井給水系統(tǒng)關(guān)乎震災(zāi)發(fā)生后人民的生活及震后恢復(fù)建設(shè)工作，強(qiáng)震發(fā)生后，不同的水源條件遭受的破壞程度也不相同，多個(gè)水源震后維持供水能力的概率較大，有助于震后的恢復(fù)工作。因此，礦井給水系統(tǒng)不宜少于2條。

供配電系統(tǒng)是礦井機(jī)械設(shè)備及應(yīng)急救援工作開展的主要?jiǎng)恿?，是礦井生命線之一。對供配電系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備安裝加強(qiáng)抗震措施，有利于抵御地震災(zāi)害，為災(zāi)后恢復(fù)創(chuàng)造條件，對于35 kV及以上主變壓器增設(shè)對角拉線加強(qiáng)固定、兩回供電線路沿不同路徑架設(shè)、煤礦35 kV及以上電壓等級的配電裝置采用室外式配電裝置均是唐山大地震的有益經(jīng)驗(yàn)，可降低地震災(zāi)害損壞。

3.3 煤礦礦井工程隱患排查指標(biāo)

地震發(fā)生后，影響煤礦受災(zāi)程度、應(yīng)急救援與恢復(fù)生產(chǎn)的礦井工程主要包含井巷工程、礦井安全出口、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)、礦井主排水系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)也是煤礦井下生命線的主體?；诖耍⒘嗣旱V礦井工程地震次生災(zāi)害隱患排查類別與指標(biāo)，共包含6種類別12項(xiàng)排查指標(biāo)，具體內(nèi)容詳見表3。

表3 煤礦礦井工程地震災(zāi)害隱患排查指標(biāo)

井巷工程(含立、斜井，平硐)是煤炭開采人員、風(fēng)、電、物資運(yùn)輸?shù)谋亟?jīng)之地。唐山大地震開灤礦區(qū)調(diào)查的31個(gè)立井井筒，支護(hù)材料有磚、混凝土、鋼筋混凝土等，井筒直徑3.0～7.5 m不等，穿過地層由表土層、飽和砂土層及基巖，各井筒發(fā)生破壞的位置一般距離地表較淺，破壞深度普遍小于20 m，破壞深度超過50 m的有4個(gè)。因此，排查井筒淺部支護(hù)強(qiáng)度是必要的，可避免地震時(shí)因井巷工程破壞導(dǎo)致次生瓦斯災(zāi)害、次生礦井水害等事故的發(fā)生。礦井安全出口是人員安全出入礦井的通道，在發(fā)生地震事故后，能保證井下人員迅速撤離危險(xiǎn)區(qū)域，對于利用立井井筒梯子間作為礦井安全出口的，立井梯子間應(yīng)每間隔200 m設(shè)置一個(gè)休息點(diǎn)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)承受地震災(zāi)害的部位包括風(fēng)井井口房、通風(fēng)機(jī)房、瓦斯儲(chǔ)存系統(tǒng)等。其中，通風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)與電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)采用整體式、起重機(jī)設(shè)有防墜落措施、瓦斯儲(chǔ)罐的進(jìn)出口管道設(shè)置切斷閥門等可以大幅減小震災(zāi)破壞程度，降低次生瓦斯災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

針對礦井提升系統(tǒng)，唐山大地震后震區(qū)多起提升機(jī)房因起重機(jī)墜落而導(dǎo)致設(shè)備被砸壞或人員傷亡的事件。因此，提升機(jī)房橋式起重機(jī)應(yīng)設(shè)有防墜落措施，以減少起重機(jī)墜落導(dǎo)致人員傷亡事故的發(fā)生。

地震后礦井井下涌水量會(huì)驟然增加，這在唐山大地震、汶川大地震等多次地震中均得到證實(shí)。在礦井主排水系統(tǒng)設(shè)置抗震排水系統(tǒng)、預(yù)留可增加臨時(shí)排水能力的條件，一旦震后涌水量增加可迅速增加排水設(shè)備形成排水能力，可避免淹井或延緩淹井等次生水害事故的發(fā)生，為人員撤離和抗災(zāi)贏得時(shí)間，同時(shí)也可為快速恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

4 結(jié) 論

1)研究了煤礦遭受地震災(zāi)害影響的典型案例，探討了煤礦事故與地震災(zāi)害之間的可能關(guān)系，分析了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害防治存在的主要問題；針對地震災(zāi)害與煤礦承災(zāi)體之間的動(dòng)力學(xué)作用機(jī)制，還需要進(jìn)一步系統(tǒng)性深入研究。

2)針對地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害防治存在的主要問題，系統(tǒng)研究了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害類別，提出了以煤礦生命線系統(tǒng)為主的承災(zāi)體可能存在的隱患，揭示了承災(zāi)體隱患與震后煤礦次生災(zāi)害類型之間的關(guān)系。

3)提出了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查方法，以煤礦生命線系統(tǒng)為主線構(gòu)建了地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系，排查體系包含煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息、地面工程排查、礦井工程排查等三大類型；其中，煤礦地震災(zāi)害防治基礎(chǔ)信息包含6種類別32項(xiàng)基礎(chǔ)信息；地面工程包含4種類別12項(xiàng)排查指標(biāo)；礦井工程包含6種類別12項(xiàng)排查指標(biāo)。

4)地震誘發(fā)煤礦次生災(zāi)害隱患排查體系具有較強(qiáng)的針對性和可操作性，能夠全面覆蓋煤礦主要地震承災(zāi)體，這對排查煤礦地震次生災(zāi)害隱患，精準(zhǔn)提升煤礦抗震設(shè)防水平和抗震能力具有重要意義。