高應力水體下破碎條件下采礦安全管理的思考

劉曉菊 蔣貴永

摘要：近些年來，國內采礦技術發展很快，很多采礦新技術、新工藝、新材料和新設備在采礦中得到了應用，給采礦工作提供了不少便利。隨著采礦的不段深化，采礦的難度越來越大，開采環境也越來越惡劣。本文主要介紹在高應力、水體下、破碎條件下進行的采礦作業，對其危害情況和采取的安全措施方面進行分析。

關鍵詞：高應力，水體下，破碎條件，采礦，分析

中圖分類號：TD327 .2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

隨著我國礦產資源的不斷開采，礦產資源的埋藏深度越來越深，采礦作業的難度更上了一個臺階，就遼寧的采礦業來說，煤炭埋藏深度大，水體埋深淺，多數礦井都存在帶壓開采，還有井下深度大，地溫高，瓦斯濃度高，工人們的工作環境相當惡劣。在高應力、水體下、破碎條件下進行采礦作業，其地質條件復雜，高應力的地壓給采礦安全生產管理工作帶來相當大的難度。為實現安全、經濟的采出礦產，結合現場采礦情況，提出采用噴漿加錨網支護和保留必要的安全煤柱方案和綜合安全管理措施來實現安全生產。

1目前國內的采礦情況概況

縱觀全國，就山西的采礦業來說，山西作為我國的煤都，現在許多煤礦都是在改革開放早期投建的煤礦，到現在已經有了很長的歷史，井工開采深度已經達到了一千米左右，形成了高壓力的帶壓開采區域；再加上過去的私采亂挖，形成了許多未知的采空區，給當前的礦產開采帶來了很大的安全管理難度。更重要的是在水體下開采需注意這樣兩個問題：保持水體的天然狀態，防止出現地下水流改道或者截留；防止采礦巷道突然涌水，導致涌水淹沒礦井，造成礦井的經濟損失。

2當前采礦作業危害分析

2.1不良的氣象條件

（1） 氣濕取決于巷道中的水量、流入空氣的溫濕度及巖層的濕度。礦井中的氣流越往巷道的深處氣流越小，容易使采礦工人發生感冒、上呼吸道感染以及風濕性疾病。

（2） 生產性粉塵的害處。礦井內很多的生產過程和工序等都會產生大量的粉塵，但是開采的方式、使用的生產工具、巖石的理化性狀及防塵措施的不同，產生的粉塵量有很大的差異。采礦工人的長期吸入就會誘發塵肺，另外采礦工人的勞動強度大以及作業姿勢不良也會對身體健康產生很大的危害。

（3） 有毒、有害氣體的危害極大。

A.氮氣：煤層中本來就有，氮氣是井下有害氣體的一種，空氣中約占79% 。它無色、無味、無臭，比空氣輕，多存于巷道中上部，，煤礦常用它防滅火。當氮氣濃度升高時，氧氣濃度相對減少，可引起缺氧窒息事故。

B.二氧化碳：主要來源是工作人員呼吸、煤中本來就有。其特點是無色，略有酸味，比一般空氣重，多存在于巷道中下部，易溶合在水中，對人的呼吸有刺激作用。二氧化碳達到5-8%，呼吸加快1倍以上，10%以上能使人昏死。

C.沼氣俗稱瓦斯，多積蓄在巷道的頂部，沼氣可以排擠空氣中的氧氣，引起曠工缺氧，甚至造成窒息，當沼氣濃度到達一定時，遇到明火即可引發爆炸。還有一些其它氣體也會帶來一定的危害。

2.2高應力對巷道的影響

隨著采礦深度的增加，井下巷道承受的壓力也在不斷地增加，高應力對井下的冒頂、片幫有著很大的影響，直接影響了采礦作用的順利進行，因此研究巷道應力對采礦業有著重要的資料依據，例如，煤礦井下工作面順槽的應力，隨著工作向前推進，在工作面前方二十米，后方十米左右便是應力的集中區域，該范圍所承受的壓力也是最大的，由于應力的存在，在工作面存在的最大隱患就是片幫或者冒頂，造成的后果便是人員的傷亡，或者是設備的損壞，這對于煤礦的安全生產是不可忽視的嚴重問題，因此對于井下應力的研究對采礦業的安全生產有著重要的作用。

2.3水體下采礦作業帶來的危害

水體下采礦帶來的直接危害便是礦井涌水，一旦井下由于采礦作用影響導通了含水水體，后果便是大量的水涌水礦井造成淹井事故，到目前為止，水文地質研究依然是我國采礦業中十分重要的研究課題，也是一個難題。

2.4巷道頂底板破碎帶來的危害

巷道頂底板破碎對于巷道的支護有著很大的影響，帶來的經濟投入也是相對較高的，破碎的頂底板可能導通含水體，造成礦井涌水；也可能造成冒頂，帶來人員傷亡。還有破碎的底板對于井下的運輸也可能造成影響。

3 高應力、水體下、破碎條件下進行的采礦作業采取的安全管理措施

1、高應力、水體下、破碎條件下的采礦作業最重要的就是支護管理及留設合適的防隔水柱體的問題。本文針對這一問題，就煤礦采礦作業中同一情況下采取的安全管理措施進行以下論述；

在煤礦采礦作業中高應力、水體下、破碎條件下的采礦作業首先應留設合理的防隔水煤柱，然后在形成巷道的掘進過程中，要嚴格執行“有掘必探、先探后掘，先治后采”的防治水原則。

2、在破碎條件下的采礦作業，應當加強巷道的支護，具體可采用錨網支護加噴漿加固的方法來處理巷道頂板破碎的問題；對于壓力比較集中的區域，還可以采用工字鋼做成的棚梁進行支護或者錨網加鋼帶的支護。

3、加強對巷道頂底板的監測監控，來管理高應力帶來的危害，對于高應力的礦井，應該加設頂板離層儀，安排專門的人員進行定期的讀數，并總結，進行有效的預報；除此之外，還可以通過設備來監測巷道的周期來壓，通過數據接口與地面的調度室進行聯通，每天將有效的監測數據上傳至主機，供技術人員進行分析，提出合理的安全管理建議。

4.對礦內有毒有害氣體主要防治措施，一般采取以下措施：

A.首先煤礦應加強通風，向礦內連續供給新鮮風流，使上述的有毒有害氣體達到《規程》規定的安全濃度以下。

B、抽放瓦斯（當采煤工作面瓦斯涌出量大于5立方米/分鐘、掘進工作面大于3立方米/分鐘，通風解決不了問題時，必須抽放）。

C、向煤層灌入石灰水可以減少硫化氫和二氧化硫的濃

總之，采礦業作為高危的行業，企業應將安全為前提，以安全為原則，嚴格執行“安全第一、預防為主、綜合治理”的十二字方針。還必須堅持以人為本，和諧發展，為共建和諧社會做貢獻。

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