深部矿井安全突发事故防治关键技术

2018-09-03

世界有色金属 2018年12期

（窑街煤电集团有限公司通风灭火部，甘肃兰州 730084）

我国矿产资源十分丰富，所以它一直是我国的大力应用的能源之一。而随着经济的不断发展，我国矿产市场的需求量与日俱增，矿井浅部几乎已经没有可供开采的矿产资源，所以对深部矿井进行开采已经逐渐成为新的发展趋势。但因为深部矿井中的易燃气体含量非常高，所以突发事故也时有发生。对于深部矿井的安全开采工作，逐渐发展为我国矿产企业要面临的首要问题。

1 研究背景和意义

近年来，我国矿井事故发生的几率逐渐升高，矿井的安全问题也开始被我国政府和有关部门所重视。所以，矿井的安全问题有所缓解，矿产的开采工作也开始趋于良性发展。但是，就世界范围内的矿井开采工作而言，我国矿井的安全生产工作仍然是比较落后的，尤其是和一些发达国家的矿产安全开采对比十分鲜明。在对我国过往的全部矿井事故进行总结后可以发现，由易燃气体引发的事故发生概率是最高的，同时也是后果最为惨重的。目前，矿井事故已成为影响矿井安全开采工作的最常见的问题之一。本文对深部矿井下安全突发事故的防治技术进行相关的研究。我国浅部矿层资源已经被开采殆尽，所以对矿井的开采不断向下延伸，延伸范围基本保持在每年10m～25m之间，很多地区都已经开始进入深部开采。随着开采深度的不断增加，矿层的力学性质和其他指标开始产生变化，原矿层的固有机理也遭到了破坏。综上，对深部矿井安全突发事故防治技术的研究有着十分重要的意义。

2 研究现状

对于深部矿井开采工作，如何能够切实有效的对矿井安全突发事故进行防治，世界范围内的相关领域都对此进行了深入的研究和探索，并获得了一系列的研究成果。为有效防治深部矿井安全突发事故，促进矿产企业安全生产做出了巨大的贡献。在国内，很多专家通过多年的深入探索和研究，逐渐发展成为了现阶段比较完善的对深部矿井安全突发事故问题的综合防治措施。从过往对灾害问题的被动防治逐渐演变成为主动的防治，防治工作主要还是以保障安全开采为主，减少不必要的安全问题和财产损失。但防治工作并非盲目预防，较过去的普遍防治技术完全没有重点不同，现阶段我国深部矿井安全突发事故防治技术是有重点的综合防治措施。

3 矿井安全突发事故防治技术

（1）监控预警技术。矿井安全突发事故监控预警技术一般包括对具有潜在危险的矿层进行预测、防治的具体措施、钻孔工作的完成结果、对保护层采取的开采方法这几方面得出的相关信息，来对深部矿井安全突发事故灾害进行有效的控制。然后由各部分采取的措施、安全生产等对深部矿井安全突发事故灾害进行较为系统的研究，具体的工作流程如图1所示。

图1 安全突发事故灾害监控预警系统流程示意图

第一步，要对矿井进行一系列数字化的建设工作，包括矿井内的易燃气体含量、地质构成、矿层赋存等方面进行相应的分析，确定突出临界指标预警值。第二步，利用传感器和易燃气体含量、压力检测仪等设备，通过互联网技术完成监控预警系统的建立。方便通过系统收集易燃气体含量、灾害突出指数等信息，并实现存储工作。最后一步，利用监控预警系统对危险信息进行识别，然后公布预警结果、开启预警系统。矿井安全突发事故监控预警软件采用了组件式的结构，地质分析系统、易燃气体涌出预测分析系统、抽采评价系统、突出危险预测和防突效果检验系统、突出灾害防治系统以及安全隐患管理系统等均属于它的主要组成部分，每个子系统可以独立运营，完成特定的专业功能，还可以与其它系统联合运作，实现防突工作的综合预警。

（2）深孔定点快速取样技术。深孔定点快速取样技术就是对多级引射技术进行升级改造，然后将其与航天喷射技术有机结合。在进行日常钻进工作时，钻杆的内管可以和建造好的空间在同一时刻完成进风排渣的工作。对矿产进行提取时，应用特定的提取尾辫，利用反向循环钻进的技艺，将风力由双管钻杆的可环绕空间引入。然后将提取的矿产由钻杆的内管排出，最后完成定点快速取样工作。深孔定点取样技术能够比较准确的检测出深部矿井内的易燃气体含量，为矿产安全开采工作提供有效的数据，防止引发由易燃气体含量超标引发的一系列安全问题。

（3）槽波矿震勘探技术。槽波矿震勘探是矿井探测断裂构造、陷落柱等地质异常体的常用方法。原理是利用矿震波在不同密度介质中传播速度的差异，在密度大的介质中传播速度大于密度低的介质中传播速度。岩石密度大于矿层，因此地震波在岩层中传播速度大于矿层中传播速度。所以，在矿层中的地震波将有一部分在矿层底板与顶板接触面上发生全反射，形成一个沿矿层传播的槽波。槽波在介质接触面会发生透射和反射，当槽波的变化被仪器探测到时，即可确定接触面的位置和大小。槽波矿震勘探有透射波法与反射波法两种，透射波法分别在两条巷道中激发和接收槽波，根据槽波的变化，确定地质构造体是否存在。反射法在一条巷道中布置激发点与接收槽波，根据槽波反射信号，确定地质构造体位置。