深部礦井安全突發(fā)事故防治關(guān)鍵技術(shù)

（窯街煤電集團(tuán)有限公司通風(fēng)滅火部，甘肅 蘭州 730084）

我國(guó)礦產(chǎn)資源十分豐富，所以它一直是我國(guó)的大力應(yīng)用的能源之一。而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)礦產(chǎn)市場(chǎng)的需求量與日俱增，礦井淺部幾乎已經(jīng)沒(méi)有可供開(kāi)采的礦產(chǎn)資源，所以對(duì)深部礦井進(jìn)行開(kāi)采已經(jīng)逐漸成為新的發(fā)展趨勢(shì)。但因?yàn)樯畈康V井中的易燃?xì)怏w含量非常高，所以突發(fā)事故也時(shí)有發(fā)生。對(duì)于深部礦井的安全開(kāi)采工作，逐漸發(fā)展為我國(guó)礦產(chǎn)企業(yè)要面臨的首要問(wèn)題。

1 研究背景和意義

近年來(lái)，我國(guó)礦井事故發(fā)生的幾率逐漸升高，礦井的安全問(wèn)題也開(kāi)始被我國(guó)政府和有關(guān)部門所重視。所以，礦井的安全問(wèn)題有所緩解，礦產(chǎn)的開(kāi)采工作也開(kāi)始趨于良性發(fā)展。但是，就世界范圍內(nèi)的礦井開(kāi)采工作而言，我國(guó)礦井的安全生產(chǎn)工作仍然是比較落后的，尤其是和一些發(fā)達(dá)國(guó)家的礦產(chǎn)安全開(kāi)采對(duì)比十分鮮明。在對(duì)我國(guó)過(guò)往的全部礦井事故進(jìn)行總結(jié)后可以發(fā)現(xiàn)，由易燃?xì)怏w引發(fā)的事故發(fā)生概率是最高的，同時(shí)也是后果最為慘重的。目前，礦井事故已成為影響礦井安全開(kāi)采工作的最常見(jiàn)的問(wèn)題之一。本文對(duì)深部礦井下安全突發(fā)事故的防治技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的研究。我國(guó)淺部礦層資源已經(jīng)被開(kāi)采殆盡，所以對(duì)礦井的開(kāi)采不斷向下延伸，延伸范圍基本保持在每年10m～25m之間，很多地區(qū)都已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入深部開(kāi)采。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，礦層的力學(xué)性質(zhì)和其他指標(biāo)開(kāi)始產(chǎn)生變化，原礦層的固有機(jī)理也遭到了破壞。綜上，對(duì)深部礦井安全突發(fā)事故防治技術(shù)的研究有著十分重要的意義。

2 研究現(xiàn)狀

對(duì)于深部礦井開(kāi)采工作，如何能夠切實(shí)有效的對(duì)礦井安全突發(fā)事故進(jìn)行防治，世界范圍內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域都對(duì)此進(jìn)行了深入的研究和探索，并獲得了一系列的研究成果。為有效防治深部礦井安全突發(fā)事故，促進(jìn)礦產(chǎn)企業(yè)安全生產(chǎn)做出了巨大的貢獻(xiàn)。在國(guó)內(nèi)，很多專家通過(guò)多年的深入探索和研究，逐漸發(fā)展成為了現(xiàn)階段比較完善的對(duì)深部礦井安全突發(fā)事故問(wèn)題的綜合防治措施。從過(guò)往對(duì)災(zāi)害問(wèn)題的被動(dòng)防治逐漸演變成為主動(dòng)的防治，防治工作主要還是以保障安全開(kāi)采為主，減少不必要的安全問(wèn)題和財(cái)產(chǎn)損失。但防治工作并非盲目預(yù)防，較過(guò)去的普遍防治技術(shù)完全沒(méi)有重點(diǎn)不同，現(xiàn)階段我國(guó)深部礦井安全突發(fā)事故防治技術(shù)是有重點(diǎn)的綜合防治措施。

3 礦井安全突發(fā)事故防治技術(shù)

（1）監(jiān)控預(yù)警技術(shù)。礦井安全突發(fā)事故監(jiān)控預(yù)警技術(shù)一般包括對(duì)具有潛在危險(xiǎn)的礦層進(jìn)行預(yù)測(cè)、防治的具體措施、鉆孔工作的完成結(jié)果、對(duì)保護(hù)層采取的開(kāi)采方法這幾方面得出的相關(guān)信息，來(lái)對(duì)深部礦井安全突發(fā)事故災(zāi)害進(jìn)行有效的控制。然后由各部分采取的措施、安全生產(chǎn)等對(duì)深部礦井安全突發(fā)事故災(zāi)害進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，具體的工作流程如圖1所示。

圖1 安全突發(fā)事故災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)流程示意圖

第一步，要對(duì)礦井進(jìn)行一系列數(shù)字化的建設(shè)工作，包括礦井內(nèi)的易燃?xì)怏w含量、地質(zhì)構(gòu)成、礦層賦存等方面進(jìn)行相應(yīng)的分析，確定突出臨界指標(biāo)預(yù)警值。第二步，利用傳感器和易燃?xì)怏w含量、壓力檢測(cè)儀等設(shè)備，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的建立。方便通過(guò)系統(tǒng)收集易燃?xì)怏w含量、災(zāi)害突出指數(shù)等信息，并實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)工作。最后一步，利用監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)對(duì)危險(xiǎn)信息進(jìn)行識(shí)別，然后公布預(yù)警結(jié)果、開(kāi)啟預(yù)警系統(tǒng)。礦井安全突發(fā)事故監(jiān)控預(yù)警軟件采用了組件式的結(jié)構(gòu)，地質(zhì)分析系統(tǒng)、易燃?xì)怏w涌出預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)、抽采評(píng)價(jià)系統(tǒng)、突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)和防突效果檢驗(yàn)系統(tǒng)、突出災(zāi)害防治系統(tǒng)以及安全隱患管理系統(tǒng)等均屬于它的主要組成部分，每個(gè)子系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，完成特定的專業(yè)功能，還可以與其它系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)防突工作的綜合預(yù)警。

（2）深孔定點(diǎn)快速取樣技術(shù)。深孔定點(diǎn)快速取樣技術(shù)就是對(duì)多級(jí)引射技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造，然后將其與航天噴射技術(shù)有機(jī)結(jié)合。在進(jìn)行日常鉆進(jìn)工作時(shí)，鉆桿的內(nèi)管可以和建造好的空間在同一時(shí)刻完成進(jìn)風(fēng)排渣的工作。對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行提取時(shí)，應(yīng)用特定的提取尾辮，利用反向循環(huán)鉆進(jìn)的技藝，將風(fēng)力由雙管鉆桿的可環(huán)繞空間引入。然后將提取的礦產(chǎn)由鉆桿的內(nèi)管排出，最后完成定點(diǎn)快速取樣工作。深孔定點(diǎn)取樣技術(shù)能夠比較準(zhǔn)確的檢測(cè)出深部礦井內(nèi)的易燃?xì)怏w含量，為礦產(chǎn)安全開(kāi)采工作提供有效的數(shù)據(jù)，防止引發(fā)由易燃?xì)怏w含量超標(biāo)引發(fā)的一系列安全問(wèn)題。

（3）槽波礦震勘探技術(shù)。槽波礦震勘探是礦井探測(cè)斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)異常體的常用方法。原理是利用礦震波在不同密度介質(zhì)中傳播速度的差異，在密度大的介質(zhì)中傳播速度大于密度低的介質(zhì)中傳播速度。巖石密度大于礦層，因此地震波在巖層中傳播速度大于礦層中傳播速度。所以，在礦層中的地震波將有一部分在礦層底板與頂板接觸面上發(fā)生全反射，形成一個(gè)沿礦層傳播的槽波。槽波在介質(zhì)接觸面會(huì)發(fā)生透射和反射，當(dāng)槽波的變化被儀器探測(cè)到時(shí)，即可確定接觸面的位置和大小。槽波礦震勘探有透射波法與反射波法兩種，透射波法分別在兩條巷道中激發(fā)和接收槽波，根據(jù)槽波的變化，確定地質(zhì)構(gòu)造體是否存在。反射法在一條巷道中布置激發(fā)點(diǎn)與接收槽波，根據(jù)槽波反射信號(hào)，確定地質(zhì)構(gòu)造體位置。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)深部礦井安全突發(fā)事故防治關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體的分析和研究，對(duì)這些技術(shù)的有效使用可以保障我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展，具有非常重要的研究意義。雖然有些防治技術(shù)存在一定的不足或者在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)困難程度較大，但是它們?nèi)匀粸槲覈?guó)礦產(chǎn)行業(yè)突出災(zāi)害的防治做出了重要的貢獻(xiàn)。