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高应力水体下破碎条件下采矿安全管理的思考

2015-07-21刘晓菊蒋贵永

科技资讯 2015年16期
关键词:采矿分析

刘晓菊 蒋贵永

摘要:近些年来,国内采矿技术发展很快,很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在采矿中得到了应用,给采矿工作提供了不少便利。随着采矿的不段深化,采矿的难度越来越大,开采环境也越来越恶劣。本文主要介绍在高应力、水体下、破碎条件下进行的采矿作业,对其危害情况和采取的安全措施方面进行分析。

关键词:高应力,水体下,破碎条件,采矿,分析

中图分类号:TD327 .2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)06(a)-0000-00

随着我国矿产资源的不断开采,矿产资源的埋藏深度越来越深,采矿作业的难度更上了一个台阶,就辽宁的采矿业来说,煤炭埋藏深度大,水体埋深浅,多数矿井都存在带压开采,还有井下深度大,地温高,瓦斯浓度高,工人们的工作环境相当恶劣。在高应力、水体下、破碎条件下进行采矿作业,其地质条件复杂,高应力的地压给采矿安全生产管理工作带来相当大的难度。为实现安全、经济的采出矿产,结合现场采矿情况,提出采用喷浆加锚网支护和保留必要的安全煤柱方案和综合安全管理措施来实现安全生产。

1目前国内的采矿情况概况

纵观全国,就山西的采矿业来说,山西作为我国的煤都,现在许多煤矿都是在改革开放早期投建的煤矿,到现在已经有了很长的历史,井工开采深度已经达到了一千米左右,形成了高压力的带压开采区域;再加上过去的私采乱挖,形成了许多未知的采空区,给当前的矿产开采带来了很大的安全管理难度。更重要的是在水体下开采需注意这样两个问题:保持水体的天然状态,防止出现地下水流改道或者截留;防止采矿巷道突然涌水,导致涌水淹没矿井,造成矿井的经济损失。

2当前采矿作业危害分析

2.1不良的气象条件

(1) 气湿取决于巷道中的水量、流入空气的温湿度及岩层的湿度。矿井中的气流越往巷道的深处气流越小,容易使采矿工人发生感冒、上呼吸道感染以及风湿性疾病。

(2) 生产性粉尘的害处。矿井内很多的生产过程和工序等都会产生大量的粉尘,但是开采的方式、使用的生产工具、岩石的理化性状及防尘措施的不同,产生的粉尘量有很大的差异。采矿工人的长期吸入就会诱发尘肺,另外采矿工人的劳动强度大以及作业姿势不良也会对身体健康产生很大的危害。

(3) 有毒、有害气体的危害极大。

A.氮气:煤层中本来就有,氮气是井下有害气体的一种,空气中约占79% 。它无色、无味、无臭,比空气轻,多存于巷道中上部,,煤矿常用它防灭火。当氮气浓度升高时,氧气浓度相对减少,可引起缺氧窒息事故。

B.二氧化碳:主要来源是工作人员呼吸、煤中本来就有。其特点是无色,略有酸味,比一般空气重,多存在于巷道中下部,易溶合在水中,对人的呼吸有刺激作用。二氧化碳达到5-8%,呼吸加快1倍以上,10%以上能使人昏死。

C.沼气俗称瓦斯,多积蓄在巷道的顶部,沼气可以排挤空气中的氧气,引起旷工缺氧,甚至造成窒息,当沼气浓度到达一定时,遇到明火即可引发爆炸。还有一些其它气体也会带来一定的危害。

2.2高应力对巷道的影响

随着采矿深度的增加,井下巷道承受的压力也在不断地增加,高应力对井下的冒顶、片帮有着很大的影响,直接影响了采矿作用的顺利进行,因此研究巷道应力对采矿业有着重要的资料依据,例如,煤矿井下工作面顺槽的应力,随着工作向前推进,在工作面前方二十米,后方十米左右便是应力的集中区域,该范围所承受的压力也是最大的,由于应力的存在,在工作面存在的最大隐患就是片帮或者冒顶,造成的后果便是人员的伤亡,或者是设备的损坏,这对于煤矿的安全生产是不可忽视的严重问题,因此对于井下应力的研究对采矿业的安全生产有着重要的作用。

2.3水体下采矿作业带来的危害

水体下采矿带来的直接危害便是矿井涌水,一旦井下由于采矿作用影响导通了含水水体,后果便是大量的水涌水矿井造成淹井事故,到目前为止,水文地质研究依然是我国采矿业中十分重要的研究课题,也是一个难题。

2.4巷道顶底板破碎带来的危害

巷道顶底板破碎对于巷道的支护有着很大的影响,带来的经济投入也是相对较高的,破碎的顶底板可能导通含水体,造成矿井涌水;也可能造成冒顶,带来人员伤亡。还有破碎的底板对于井下的运输也可能造成影响。

3 高应力、水体下、破碎条件下进行的采矿作业采取的安全管理措施

1、高应力、水体下、破碎条件下的采矿作业最重要的就是支护管理及留设合适的防隔水柱体的问题。本文针对这一问题,就煤矿采矿作业中同一情况下采取的安全管理措施进行以下论述;

在煤矿采矿作业中高应力、水体下、破碎条件下的采矿作业首先应留设合理的防隔水煤柱,然后在形成巷道的掘进过程中,要严格执行“有掘必探、先探后掘,先治后采”的防治水原则。

2、在破碎条件下的采矿作业,应当加强巷道的支护,具体可采用锚网支护加喷浆加固的方法来处理巷道顶板破碎的问题;对于压力比较集中的区域,还可以采用工字钢做成的棚梁进行支护或者锚网加钢带的支护。

3、加强对巷道顶底板的监测监控,来管理高应力带来的危害,对于高应力的矿井,应该加设顶板离层仪,安排专门的人员进行定期的读数,并总结,进行有效的预报;除此之外,还可以通过设备来监测巷道的周期来压,通过数据接口与地面的调度室进行联通,每天将有效的监测数据上传至主机,供技术人员进行分析,提出合理的安全管理建议。

4.对矿内有毒有害气体主要防治措施,一般采取以下措施:

A.首先煤矿应加强通风,向矿内连续供给新鲜风流,使上述的有毒有害气体达到《规程》规定的安全浓度以下。

B、抽放瓦斯(当采煤工作面瓦斯涌出量大于5立方米/分钟、掘进工作面大于3立方米/分钟,通风解决不了问题时,必须抽放)。

C、向煤层灌入石灰水可以减少硫化氢和二氧化硫的浓

总之,采矿业作为高危的行业,企业应将安全为前提,以安全为原则,严格执行“安全第一、预防为主、综合治理”的十二字方针。还必须坚持以人为本,和谐发展,为共建和谐社会做贡献。

参考文献:

[1]孙伯辉,高压力矿山安全高效采矿技术应用研究[J].黑龙江科技信息,2013年第25期

[2]常俊,陈新民,吕扬,高压力条件下南京砂破碎特性的试验[J].南京工业大学学报(自然科学版),2008年第4期

[3]满旭波,煤炭工业安全生产的现状及对策研究[J].中国新技术新产品,2015年第4期

[4]郎拉弟,煤矿安全风险预险控管理体系的建设与应用[J].四川水泥,2015年第1期

[5]吴兵,邹向炜,周瑶等,“三要素”煤矿安全管理体系研究[J].煤炭工程,2014年第10期

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