危险的地面杀手

危险的地面杀手（共4篇）

危险的地面杀手 篇1

夏季, 是一年中猪病集中高发的季节。因天气潮热, 霉菌泛滥, 蚊虫滋生, 应激频繁, 猪的抵抗力降低, 多数猪群处于“亚健康状态”。猪条件性呼吸道疾病如副猪嗜血杆菌病、猪巴氏杆菌病、猪链球菌病发生频繁。特别是2005年之后副猪嗜血杆菌病已在我国普遍流行, 发病率和发病死亡率日趋增高, 并且愈演愈烈, 已经超过链球菌、大肠杆菌等成为养猪业的头号细菌性疾病。

美国专家对保育猪群健康问题进行排序, 蓝耳病 (PRRS) 和副猪嗜血杆菌病 (HPS) 并列排在第一位, 其次才是流感、链球菌和大肠杆菌。国内专家指出, 蓝耳病单独感染并不引起严重的临床症状, 或者说, 只要控制好副猪嗜血杆菌感染, 即使感染了蓝耳病, 临床危害也很小。因此, 夏季应该高度重视猪嗜血杆菌的防制。

危险的地面杀手 篇2

煤层井下开采引发的地面塌陷是煤层开采普遍存在的环境工程地质问题,它对城市、交通等会产生严重的影响,对耕地的破坏也不容忽视。在矿山开采前,应做好开采可能引发地面塌陷的评估工作,对开采时采取有效控制地面塌陷工作有一定的指导意义。长岭煤矿位于双阳区北东29°方向的长岭乡前双顶子村境内,与双阳区直距16 km处,中心地理位置为:东经125°45′39″;北纬43°36′35″。矿山开发于1993年,1995年1月正式投产。矿井原设计能力为6×104 t/年,2006年核定生产能力为7×104 t/年,属小型矿山。开拓方式为片盘斜井,采煤方法为走向长壁后退式,全部塌落法管理顶板。井田面积约为0.550 4 km2。矿区地表大部分为耕地,少部分为居民地。

2 自然环境条件及地质环境条件

矿区位于长白山系吉林哈达岭低山丘陵区,属中温带东亚大陆性季风气候区。区内水系不发育,多为降雨后的地表径流。地势总体北高南低,海拔217 m～264 m,自然植被不发育,多为灌木和人工林,农作物以玉米为主。

矿山含煤地层主要为侏罗系上统二道梁子组(J3r),走向近北东～南西,倾向南东,浅部倾角45°左右,向深部变缓,一般在25°～35°。含四个可采煤层,按从上到下为①,②,③,④煤层。巷道控制长度706 m～819 m,宽度142 m～213 m,垂直深度376 m～408 m,可采煤层平均厚度1.79 m～2.91 m。平均埋深280 m左右。

煤层顶、底板岩石均属于层状结构类型,抗压强度分别为:顶板28.06 MPa,底板41.49 MPa。按建工系统标准分类,顶板属于软质岩石,底板属于中等硬度岩石。

矿区建设初期经地质勘测发现两条断层。F1断层为一推测整断层,走向北东～西南,倾向130°,倾角70°,断距大于70 m。F2断层为一实测正断层,处于井田深部,呈北北东～南西西向延伸,倾向300°,倾角62°,断距大于130 m,断层带被同期侵入辉绿岩脉所充填。

区内含水层自上而下分为第四系松散岩类孔隙水,白垩系碎屑岩孔隙水和侏罗系碎屑岩孔隙水三种。

3 矿区开采引发地面塌陷的危险性预测

煤矿采空区造成地面塌陷的激励主要有三种情况:1)采空区安全顶板厚度不够,采空区引发顶板坍塌冒顶造成地面塌陷;2)地下采空引起地下水位下降造成上覆土体失去定托后,发生的地面塌陷;3)地下大面积采空后,岩层上部失去支撑,岩体自下而上产生变形,最终在地面形成下沉变形的位移盆地。

长岭煤矿含煤地层主要为二道梁子组(J3r),埋深平均280 m左右。煤层顶板属于软质岩石,底板属于中等硬度岩石。矿井现为斜井开拓方式,走向长壁式(崩落法)采煤方法。

现场调查发现在井田采空区上方已经出现了长约500 m,宽约2 cm～5 cm,深约10 cm～20 cm的非构造性地裂缝,已对当地的耕地和房屋造成了破坏,影响了当地农民的正常生产和生活。

3.1 地面塌陷范围的计算

由于煤层走向长度受断层控制,预测塌陷区北西侧以F1断层为界,北东侧和南西侧以储量边界外推影响半径为界,南东侧以储量边界外推影响角范围为边界。

依据工程地质手册中的主要影响角正切tanβ公式来计算:

tanβ=H/R。

其中,H为走向主断面上走向边界采深;R为地面塌陷影响半径;β为移动角。

依据经验数据,上述各参数如下:移动角β=75°。平均采深H=280 m。计算求得影响半径R=75 m。塌陷区的中心点倾斜角为37°。推算南东侧边界以储量边界外推373 m。

根据以上原则,经计算预测塌陷面积约为0.526 km2。

3.2 未来塌陷的地表变形特征

矿区塌陷灾害主要是由于采空区上覆岩土体发生变形、破裂和冒落而造成的,其强度与煤层厚度、倾角、采深、采厚、上覆岩层厚度和性质、松散层厚度、开采方式等密切相关。根据我国多数矿区塌陷规律的研究,可以用深厚比来概略评估塌陷的程度,该比值越小,越容易产生地面塌陷。通过井田范围的控煤钻孔统计,计算其深厚比为34.6,预测区内可能出现中等程度的地表变形。

4 采空塌陷的危害性评估

采空塌陷是一个动态变化的过程,要经历起始阶段、活跃阶段和衰退阶段。塌陷区随采空区的扩大而扩大,沉陷盆地在出现后也有一个自小到大的水平扩展的过程,其危害性表现在盆地扩展过程中引起的地表倾斜和弯曲变形会引起其上的建筑产生倾斜、不均匀沉降而发生损害。采空塌陷对农田的危害主要表现在两方面:1)因地裂缝引起水土流失,土壤砂化导致土壤肥力下降,使作物减产;2)因塌陷引起农田积水,因而丧失耕作条件。因区内地下水位较深,危害主要表现在第一方面。

5 采空塌陷的防治措施

5.1 采用合理的采煤方式和顶板管理方法

1)留设保护煤柱。在需要保护的对象如村庄、井筒等的下部留出足够尺寸的煤柱,使建筑物处于开采影响范围之外。这种方法被认为是一种比较安全可靠的方法。2)消除开采边界的影响地下开采影响地面最严重的地方是沉陷盆地的边缘,它位于开采边界两侧的上方。所以在建筑物下布置回采工作面时,垂直走向的工作面应有足够的长度,使地表出现充分采动,从而使建筑物位于移动盆地的平底部分。此外,当回采工作面通过建筑物下部时,应尽量加快回采速度,不能停采,尤其不得留残柱。

5.2建筑物结构保护措施

1)变形缝。在井田范围内修建新的建筑物时将建筑物自屋顶至基础分成若干个彼此互不相连、长度较小、刚度较好、自成变形体系的独立单体,以减少地基反力分布的不均匀对建筑物的影响,提高建筑物适应地表变形的能力,减少作用于建筑物的附加应力。2)钢筋混凝土圈梁。设置钢筋混凝土圈梁是提高建筑物抵抗地表变形能力的有效措施。圈梁的作用在于增强建筑整体性和刚度,提高砖石砌体的抗弯、抗剪和抗拉的强度,可在一定程度上防止或减少裂缝等破坏现象的出现。

6结论与建议

1)根据计算结果预测塌陷区面积约为0.526 km2,主要分布在井田及其外围影响范围内。2)井田内村庄应搬迁,地面塌陷在井田内主要危害耕地,地质灾害危险性中等。3)加强对预测塌陷区内地质灾害监测工作,若有灾害发生迹象,应及时向有关部门报告,做好防灾救灾工作,在预测塌陷区内应设立警示标志。4)采矿弃石应合理堆放和加强管理。

参考文献

[1]张琦,陈福恩,秦健,等.关于矿山地质灾害危险性评估中几个主要技术问题的讨论[J].化工矿山地质,2005,27(2):33-34.

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矿山采空区地面塌陷危险性预测 篇3

近年来, 我国矿业得到了迅速发展, 但是, 矿产资源的开发利用, 也产生了较严重的生态破坏和环境污染等矿山环境地质问题。由采矿引起的采空区地面塌陷是矿山最主要的环境地质问题, 据不完全统计, 2001年度全国因采矿引起的塌陷有180处, 塌陷坑有1 600个, 塌陷面积有1 150平方公里。全国发生采矿塌陷灾害的城市有30个, 造成严重破坏的有25个, 仅采矿塌陷造成的经济损失达4亿元以上, 采矿业破坏土地面积达400万公顷。

《矿山环境保护与综合治理方案编制规范》要求对评估精度在二级以上的矿山采空区进行定量分析, 为矿山地质环境保护及采空区的防治工作提供科学依据。本文通过调查、收集以往地下开采是否引发地面塌陷的地质灾害危险性评估的矿山资料, 采用经验公式进行推导, 确定地面塌陷的影响评估范围, 在该评估影响范围内采用层次分析法进行多因素的采空区地面塌陷的危险性预测。

1 采空区地面塌陷破坏的表现形式

地面塌陷是指地表岩石或土层由于地下矿物质被采空或溶洞的继续发展或环境条件的改变而引起地表的下陷或塌落。地面变形是地面塌陷的主要破坏形式, 主要影响地表变形的因素有以下几个:

(1) 矿层因素

矿层埋深越大, 变形发展到地表所需的时间越长, 地表变形值越小, 变形比较平缓均匀, 但是地表影响范围增大。

(2) 岩性因素

上覆岩层强度高、分层厚度大时, 产生地表变形所需采空面积大, 破坏时间长, 甚至长期不产生地表变形;强度低、分层薄的岩层, 常产生较大的地表变形, 且速度快, 但变形均匀, 地表一般不出现裂缝;脆性岩层地表易产生裂缝。厚度大、塑性大的软弱岩层作为上覆层时, 地表变形不明显;层薄的软岩层作为上覆层时, 地表变形会很快并出现裂缝, 地表变形强烈。

(3) 松散堆积物

地表第四系的堆积物越厚, 则地表变形值增大, 但是应力释放空间较大, 变形平缓均匀。

(4) 构造因素

岩层节理裂隙发育会促进变形加快, 增大变形范围, 扩大地表裂缝区。断层发育地区会破坏地表移动的正常规律, 改变地表变形带的位置和大小且加剧地表变形。

(5) 地下水因素

地下水活动 (特别是抗水性弱的软弱岩层或节理裂隙发育的强透水岩层) 会加快变形速度, 扩大地表变形范围, 加剧地表变形。

(6) 开采条件因素

矿层的开采和顶板的处置方法以及采空区的大小、形状、工作面推进速度等, 均影响地表变形值、变形速度和变形的形式。

2 采空区地面塌陷影响范围的确定

在采空区地面影响的2 M范围内 (M为采矿巷道的长度) , 地表移动最活跃, 大部分塌陷裂缝在这里产生。当矿层埋深不变的情况下, 开采宽度越大, 地表变形的范围越大。本文采用经验公式进行推导, 通过计算来确定比较合理的评估影响范围。

2.1 缓倾斜矿层 (0～54°) 地面塌陷的预测

首先, 利用三角关系算出缓倾斜矿层的塌陷影响宽度D (计算示意图如图1、图2所示) :

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式中:D为塌陷影响宽度;H为开采中段顶板距地表的距离;h为松散层厚度;K为矿体长度;α、β、γ为图1和图2中所示的各角度。

若地面产生塌陷, 塌陷面积和采空面积均可视为长方形, 初步可简化为塌陷影响宽度 (D) 与长度 (L) 之积。地面塌陷的宽度和长度可用三角关系算出, γ一般取45°, 由此可计算出地面塌陷的面积 (S) 和位置。

2.2 急倾斜矿层 (55～85°) 地面塌陷的预测

同样, 利用三角关系算出急倾斜矿层的塌陷影响宽度D (计算示意图如图3所示) :

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式中:n为矿体的平均厚度;α、β、γ、δ为图3中所示的各角度。

对于急倾斜矿层, 地面塌陷影响长度 (L) 的计算方法与缓倾斜地面塌陷影响长度的计算相同, 同样塌陷面积 (S) 和采空面积均可视为长方形, 可简化为塌陷影响宽度 (D) 与长度 (L) 之积。

3 采空区地面塌陷的危险性量化

3.1 地面塌陷影响因素的选取

采空区地面塌陷是诸多因素综合作用的结果, 通过对评估影响范围地面塌陷的详细调查和对地面塌陷的破坏表现形式的研究并结合实际生产的工作经验, 选取6个因素作为地面塌陷危险性预测的参评子因素, 即顶板岩性、松散层厚度、开采深度、地形坡度、水文地质条件、采动程度。

3.2 地面塌陷危险性指数的确定

采空区塌陷的危险性指数由式 (3) 确定:

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式中:Z为采空区地面塌陷的危险性指数;Q为某类影响因素的权重 (见表1) ;Yi为某类影响因素的按量化等级所取的分值。

式 (3) 中影响因素的权重与影响因素的量化分值是通过当地专家打分所得, 可以根据2个影响因素相对重要度大小构造判断矩阵并进行一致性检验。本文对专家的评价指标构建判断矩阵并进行计算, 随机一致性比率 (CR) 小于0.1 (计算过程占用篇幅较大, 略) , 表明参评指标判断矩阵具有较高的一致性, 影响因素权重值分配合理, 可以使用。

3.3 地面塌陷危险性的划分

将要进行危险性预测的范围进行网格剖分并将网格单元编号, 在每个网格单元运用层次分析法 (层次分析法简称为AHP法, 是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法, 适用于目标结构复杂且缺乏必要数据时使用) 量化各评判指标得到综合分析评估指数, 综合所有单元的综合分析评判指数建立评估区间, 一般按照规范要求将地面塌陷的危险性分为三级, 即Ⅰ级为危险性大区 (A区) 、Ⅱ级为中等危险性大区 (B区) 、Ⅲ级为稳定区 (C区) , 危险性区域预测的划分要遵循“区内相似, 区际相异”的原则并要符合评估区域的实际情况, 通过现场实际表现特征来检验分区, 各级分区主要特征如下:

(1) I级危险区指地面塌陷评估影响范围内的坑、裂缝多, 地表变形强烈。危害性严重, 评估区内产生明显的地表变形, 受胁人员多, 建筑物严重倾斜或损毁, 地表水系缺失, 植被毁坏严重。

(2) Ⅱ级危险区指地面塌陷评估影响范围内偶见塌陷坑、裂缝较多, 地表变形不明显。危害性较严重, 评估区内受胁人员较多, 建筑物局部开裂或植被毁坏。

(3) Ⅲ级稳定区指地面基本无塌陷坑、地裂缝, 地表形态变化较小或无变化。基本无受胁人员, 建筑物完整未破坏, 地表植被基本无毁坏。

4 结论

(1) 运用公式推导计算得到确定的采空区地面塌陷评估影响范围, 为危险性分区提供依据, 在该区域要加强地表变形监测工作, 地表变形较强烈时要拉铁丝网进行保护并树立警示标志, 禁止闲杂人员进入。

(2) 采空区地面塌陷是诸多因素综合作用的结果, 利用层次分析法结合专家打分赋予因素权值进行多因素分析预测, 可以比单靠顶板安全厚 (高) 度来进行危险性分区预测更加细化、准确、科学。

(3) 采空区地面塌陷评估影响范围的确定及危险性预测的指标量化采用的系数大多以地区经验为主, 符合地方实际情况, 易于在生产中推广应用。

(4) 采空区地面塌陷危险性预测评估具有局限性, 即使在采矿活动中不会引起地面塌陷, 但随着时间和条件的改变, 也可能对建设工程造成破坏。

摘要：根据收集的矿山数据资料, 运用三角函数分析法确定了采空区地面塌陷的影响范围;选取顶板岩性、松散层厚度、开采深度、地形坡度、水文地质条件、采动程度6个因素作为地面塌陷危险性预测的参评子因素, 建立了地面塌陷危险性评判模型及评判指标;运用层次分析法量化各评判指标得到综合分析评判指数, 将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区三级。

关键词：矿山,采空区,地面塌陷,危险性预测,层次分析法

参考文献

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危险的地面杀手 篇4

1 发动机地面运行时进气、排气和噪声危险源成因分析

1.1 发动机进气危险源成因分析

进气道通常分为亚音速进气道和超音速进气道两种类型。目前主流的民用航空发动机均采用亚音速进气道设计。亚音速进气道一般为扩张型管道。图1是飞行速度小于压气机进口气流速度时进气道流场状态示意图。发动机地面开车或起飞时, V<-C1, 从0-0截面开始, 在0-1′段内, 由于压气机的吸力作用, 气流速度逐渐增大, 压力和温度相应降低;空气流入进气道后, 由于管道扩散, 气流速度略为减小, 压力和温度略有提高[1]。由此可见, 发动机地面运行时, 进气道处会形成低压区, 产生的吸力足以将人和工具等吸进进气道。必须注意的是, 在距离进气道较近时, 吸力会突然增加。因此, 在飞机维修手册中必须明确指出进气安全区域的范围和应采取的安全注意事项以防止发生事故。进气危险区域一般根据发动机推力等级、反推状态、风向、风速等因素划分, 发动机的推力等级是主要的划分依据。图2和图3示出了A320 (采用CFM56-5B) 的慢车推力和起飞推力危险区域分布图[2]。

1.2 发动机排气危险源成因分析

发动机运行时, 涡轮后的燃气继续膨胀, 将剩余的热焓充分转变成动能, 高温高速的燃气从尾喷口喷出。

排气危险区域的通常按慢车推力和起飞推力划分。图2、图3示出A320 (配置CFM56-5B发动机) 排气危险区域。即使在慢车状态下, 飞机轴向后25m处的排气速度也可达到104.585km/h。表1为A320飞机维修手册列出的5个等级风速的破坏力, 其中D等级速度 (105km/h～32km/h) 也能导致飞机轻度到中度损坏。

排气的另一种方式为反推排气。以737-600 (采用的CFM56-7发动机) 反推排气为例, 慢车状态下开启反推时, 其危险区域为发动机中心半径12.2m的范围[3]。

另一个危险因素是排气温度。尾喷排气虽然经过了外涵气流混合降温, 但其温度依然非常高。除了排气速度和温度可构成危险外, 喷气中含有小量具有一定的毒性的一氧化碳、未燃碳氢化合物和氮氧化物等也存在一定的危险性。一氧化碳和未燃碳氢化合物通常在发动机慢车和其他低功率的状态时燃油不完全燃烧产生的[4]。

通过排气速度、温度和毒性的来源分析可知, 采取相应的措施是十分必要的, 飞机维修手册的维修实施中需明确指出排气危险区域的范围并以警告形式强调人员和设备禁止进入这些区域;并说明开车时的跑道状态、排气空间和排气可能影响到的各种物体及告知有毒气体、易燃材料的防护。

需指出的是, 在大于最小慢车时禁止接近发动机。如在慢车泄漏检查或断开地面气源车时, 需接近正在运行的发动机, 必须在慢车状态或以下才可接近, 并遵从进入/离开通道的要求以接近或离开风扇区域。图2示出了A320 (配置CFM56-5B发动机) 的接近区域[2]。

1.3 发动机噪声危险源成因分析

喷气发动机的噪声源主要有三个:压气机、涡轮和排气流。压气机和涡轮的噪声主要是由于各级转子叶片和静子叶片的压力场和紊流尾流的相互作用产生的。排气流的噪声由高速排出的气流与周围空气的紊流混合产生。在大流量比的涡扇发动机中, 由外涵风扇排出的大量气流与外界空气的速度差也很大, 两者混合时将引起速度和压力的剧烈波动, 从而产生声波。而且, 两者混合时引起的强烈紊流, 其相互位移的剪力会大大增强气流和涡流的音响, 会在排气口附近产生小涡流引起高频噪声, 并在排气流后部大的涡流处产生低频噪声[4]。

虽然发动机适航取证和机场条例对强烈约束飞机的最大噪声水平, 但现代发动机运行时的噪声足以对人身健康构成威胁。以A320 (配置CFM56-5B发动机) 为例, 即使在慢车推力的状态下, 发动机的200m半径范围内的大部份噪声高于85dBA[2]。职业安全和卫生组织在1988年1月1日的相关条例中规定在90dBA噪声环境下配备标准降噪设备的暴露时间为8min。而欧盟在2003年2月15日发布了更严格的标准, 规定在85dBA噪声环境下配备标准降噪设备的暴露时间为8min[3]。

图4为A320 (配置CFM56-5B发动机) 飞机维修手册给出的暴露时间限制图和危险区域图[2]。由图可见, 距离运行的发动机的径向距离越近, 每周暴露的时间越短。在噪声级达到一定程度时, 必须佩戴符合要求的护耳装置方可接近发动机, 并要严格遵守暴露时间的限制。

2 结语

本文通过对发动机地面开车和运行时的进气、排气和噪声危险成因的详细分析, 为更好理解飞机维修手册中相关的发动机安全预防措施提供了帮助。

参考文献

[1]刘长福, 邓明.航空发动机结构[M].西安:西北工业大学出版社, 2006.

[2]A319/A320.飞机维修手册[s], 1998.

[3]737-600/700/800/900飞机维修手册[s], 2006.