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煤矿五大自然灾害的征兆及预防措施
第一大自然灾害----顶板
顶板事故:是指在地下采煤过程中，因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、影响生产等事故。
顶板事故，冒顶前的预兆：
1. 响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，木支架会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱的现象；金属支柱的活柱急速下缩，也会发出很大响声。有时也能听见采空区顶板断裂的闷雷声。
2.掉渣。顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就会出现顶板掉渣的现象。掉渣越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，这是发生冒顶的危险信号。
3.片帮。冒顶前煤壁所受压力增加，变的松软，片帮煤比平时多。
4.裂隙。顶板的裂隙，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。若裂隙加深加宽，说明顶板继续恶化。
5.脱层。顶板冒落前，往往出现脱层现象。检查脱层要用“问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱层。
6.漏顶。破碎的伪顶或者直接顶，在大面积冒顶之前，有时因为背顶不严或者支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理，会使得棚顶托空，支架松动，顶板岩石继续冒落，就会造成没有响声的大冒顶。
顶板事故的防治措施：
1.局部顶板事故的防治措施。在采煤过程中发生局部顶板事故大多是由于采煤过程中悬漏破碎顶板得不到及时支护；或虽及时支护，但因支护方式不正确和支护质量不好；或对顶板情况未经查明，未采取针对性措施而造成的。为减少此类事故的发生，应该采取的措施有：做好顶板破碎的预测预报；合理选择工作面推进方向；减少空顶面积和采取正确的支护方式，加强地质工作等。
2.大面积顶板事故的防治措施。根据直接顶和基本顶的运动形态不同采取不同的措施。对直接顶推垮型事故应做好顶板情况的预测预报工作 ，加强日常顶板控制，正确进行支护控制设计，合理选择厚煤层下分层开切眼位置。对直接顶运动引起的压垮型事故应正确进行控制设计，当直接顶在采区内的悬顶较大时应进行必要的人工处理，支架选型要合理，在最末排要增设抬棚等特种支护措施等。对基本顶运动引起的压垮型事故，在控制设计时应按照“给定变形”方针进行，选用可索支柱，确定合理的控顶距。对基本顶运动引起的砸垮型事故，首先要加强对顶板来压的预测预报，其次采取正确的支护方法，选择合理的支架形式，提高支护密度，避免直接顶和基本顶离层。
第二大自然灾害----透水
井下透水征兆：
1.煤壁或者巷道壁变湿、“挂红”、“挂汗；”
2. 巷道空气变冷；
3.煤层发潮、发暗；
4.巷道产生雾气；
5.顶板来压、淋水加大或者底板鼓起有渗水；
6.有“咝咝”的水叫声；
7.有时有臭鸡蛋味道；
8.煤壁溃水、水色发浑。
上述征兆，并不是每一个工作面透水前都一定全部出现，有时可能发现一两个。一旦发现有透水征兆，必须停止作业，采取措施，并报告矿调度室。
矿井防治水灾的方法：
分为地面防治水和地下防治水。
1.地面防治水是防止或者减少地面水流入井下的重要措施。要有齐全的矿区水文地质资料，掌握矿区地面水、最高洪水位、降水量和山洪等情况，慎重选择井口位置，修筑防洪堤坝或者排水沟，加固河床，排出积水，填平洼地和塌陷区的措施。
2.井下防治水是一项十分艰巨细致的工作，在开采的各个环节都要防治井下水。首先要做好矿井水文观测与水文地质工作，查明矿井水源和可能涌水通道，为防治水提供依据。其次，在采掘工作中，必须遵循“有疑必探，先探后掘”的原则，遇到下列任何一种情况时，都必须探水前进：
1.接近被淹井巷或者小窑、老空区。
2.接近溶洞、含水断层、含水层或者接近积水区。
3.上层有积水，在下层进行采掘活动，两层之间的距离小于安全厚度的要求。
4.探水地区内掘进，一次掘进长度达到了允许掘进的长度， 或者探水孔的超前距离已达到规定的限度。
5.采掘工作面发现出水征兆。
6.突然发现断层，对另一盘的水文地质情况不熟悉。
7.打开隔离煤柱放水。
8.接近有出水可能的钻孔。
9.采掘工作面接近各类防水煤柱线，为确保煤柱尺寸，要提前探明情况。
10.在强含水层上，工作面进行带压开采，对强含水层水压、水量、裂隙等情况不清楚，对隔水层厚度变化情况不清楚。
探清楚水源后，可采取有计划地排水，留足够尺寸的防水隔离煤柱把水源与回采区域隔开，在适当地点建立水闸门防止井下局部透水影响其他地区和采用注浆堵水等措施，防止水害事故发生。

第三大自然灾害---- 火灾
井下火灾分为：内因火灾和外因火灾。

一般情况下，内因火车引发事故的机率大，内因火灾主要是指煤炭自燃的火灾。
煤炭自燃有其特定的条件：
1.煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；
2.有连续供氧条件；
3. 有积聚氧化热的环境；
4.上述三个条件必须同时存在，缺一不可。
煤炭自燃的预报：
人体直接感觉。 如能在巷道内闻见煤油味、汽油味和轻微芳香气味，表明自燃已经发展到自热阶段的后期；当人接近火源附近时会有头痛、闷热、精神疲惫等不适应的感觉；巷道内能看见雾气以及支架上出现水珠。
使用气体成分分析法。 用仪器分析和检测煤在自燃过程中释放出的气体成分，预报火灾。
对于煤炭自燃的预防：
从煤炭自燃的四个基本 条件来看，预防煤炭自燃的方法就是控制漏风条件和控制热量积聚两方面，具体措施有：
（1）加强煤层自燃发火的早期识别。根据煤层自燃各阶段的特点，进行预测预报，及时准确地发现煤层自燃，适时采取措施防止煤层自燃。
（2）开拓、开采技术措施。合理选择巷道的布置形式，采取合理的采煤方法和先进的开采技术，提高采出率，加快回采速度，及时封闭采空区。
（3）加强通风管理。选择合理的通风系统，建立通风管理制度，提高通风构筑物的质量，防止漏风；利用调压法减少漏风量。利用预防性灌浆和阻化剂防火。
小知识：
阻化剂 （retarder） 阻止煤炭氧化自燃的化学药剂。 其实是催化剂的一种，如核反应中的石墨。当催化剂的作用减慢反应速率时,称为负催化剂或阻化剂。通常由于正催化剂用得比较多,所以一般如不特别说明,催化剂都是指正催化剂，不指阻化剂。在化学上，凡是能减小化学反应速度的物质皆称为阻化剂(inhibitors)。
1. 其作用机理是：1）增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活能；2）形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；3）充填煤柱内部裂隙；4）增加煤体的蓄水能力；5）水分蒸发吸热降温。实质是降低煤在低温时的氧化速度，延长煤的自然发火期。
2.目前最常用的阻化剂，有煤矿使用的阻化剂：氯化钙（CaCl 2:H20）、氯化镁（MgCl2:6H2O)、氯化铵（NH4Cl)、水玻璃(XNa2O.ySi02）以及工业废液等。从目前的应用结果来看，氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化锌等氯化物对褐煤、长焰煤和气煤有较好的阻化效果；水玻璃、氢氧化钙对高硫煤有较高阻化率。
3.应用阻化剂防火的主要方法是：表面喷洒、用钻孔向煤体压注以及利用专用设备向采空区送入雾化阻化剂。压注和喷洒系统有移动式、半固定式和固定式三种。
另外，预防明火点燃；预防井下放炮引火；预防电器引火；预防摩擦撞击火花等。
矿内灭火方法有：直接灭火、隔绝灭火、联合灭火。
1.直接灭火。在发火初期，火区范围与规 模较小时，采用水、砂、岩粉、化学灭火器或其他灭火工具直接灭火，或者挖除火源的方法，直接扑灭矿井火灾。
2.隔绝灭火。矿井火灾无法直接扑灭时，在火区的所有通道内修建防火密闭墙，阻止新鲜空气进入火区，使火灾因缺氧而熄灭。
3.联合灭火。直接灭火与隔绝灭火联合使用，也就是先用防火密闭墙封闭火区，再采用其他方法（如灌浆、注入惰性气体和调节风压等）加速火灾熄灭。

第四大自然灾害----矿尘
矿尘：岩尘和煤尘，产生于采掘、放顶、支护（特别是锚喷支护）以及运输提升等过程。
矿尘的危害主要有以下几个方面：
（1）对人体健康的危害。可引起职业病，如尘肺病、慢性中毒和皮肤病；降低工作场所能见度，使工伤事故增多。
（2）燃烧或爆炸。井下煤尘在一定条件下可以燃烧或爆炸，造成人员伤亡，损坏设备，甚至摧毁整个矿井。
（3）加速机械磨损，减少精密仪器的使用时间。
小知识：
煤矿尘肺病是指工人长期吸入浮尘而引起的肺部组织纤维化病变的总称。煤矿尘肺病包括矽肺病、煤矽肺病和煤肺病，其中矽肺病对人体危害最大。长期从事岩巷掘进的工人因接触岩石而发生的尘肺病称为矽肺病；煤矽肺病患者多是长期从事岩巷掘进和采煤工种的工人；煤肺病患者多是长期在煤层中从事采掘的工人。
预防尘肺病的关键是降低工作面的矿尘浓度，使其符合矿尘的卫生标准，即《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度。我国成熟的经验是采取综合防尘措施，包括：湿式凿岩、加强通风、喷雾洒水、水炮泥、冲洗岩帮以及个人防护等。
煤尘爆炸及其预防：
煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件，缺少任何一个条 件都不可能造成煤尘爆炸。
（1）煤尘本身具有爆炸性。
（2）煤尘必须悬浮在空气中，且浓度在爆炸极限范围内（一般下限浓度为30～50g/m3,上限浓度为1000～2000g/m3）
（3）存在高温引燃热源。煤尘的引燃温度变化范围较大，一般为700～800℃
煤尘爆炸的预防：
（1）防尘措施。防尘措施一般有减尘、降尘、排尘、除尘等综合措施。减少生产环节中煤尘的产生量，降低空气中的煤尘浓度，是防尘措施中最积极有效的方法。具体采用的方法有煤层注水、采空区注水、水封爆破、喷雾洒水、控制风速和清扫落尘。
（2）防爆措施。消除井下引爆火源，井下引爆火源主要有：放炮产生的火源、电器火花、摩擦火花、瓦斯爆炸和煤炭自燃等。
（3）隔爆措施。为了限制煤尘爆炸范围扩大，避免煤尘、瓦斯连续爆炸，防止灾情蔓延，按照《煤矿安全规程》要求在矿井两翼、相邻采区、相邻煤层或者工作面之间，必须用岩粉棚或者水棚隔开。
第五大自然灾害----瓦斯
在井下采掘过程中，煤与岩石常常一瞬间被从煤体中抛出，并喷出大量瓦斯，这种现象叫煤与瓦斯突出，简称为"突出"。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏，同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出，还可能会充塞巷道，造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤（岩）埋人事故。
煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出极少。突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。
有声预兆：煤层发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。声音由远到近，由小到大，有短暂的，有连续的，时间间隔长短也不一致；煤壁还会发生震动和冲击，顶板来压，支架发出折裂声。有时还发出咝咝的空气流动动声,这可能是爆炸前爆源吸入大量氧气所致。
无声预兆：工作面顶板压力增大，煤壁被挤压，片帮掉渣，顶板下沿或底板鼓起；煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软；瓦斯忽大忽小，煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。
井下工作人员发现上述预兆后，应立即向有关部门报告，及时采取措施；情况严重时，应立即停止作业，迅速迎着风流撤出。
近年来，由于党和国家的重视和广大科技人员的努力，煤矿采取了许多安全防护措施，如石门揭穿煤层时放震动炮，采掘工作面远距离放炮，设避难所、压风自救系统和佩戴隔离式自救器等，这些措施对防治煤与瓦斯突出起到了一定的作用。
瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。
1.瓦斯浓度
瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。
当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。
瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。
2.引火温度
瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。
高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。
3.氧的浓度
实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。