采煤工艺是煤矿生产过程中的关键环节

来源:华文易迅 时间:2023-10-05 09:00:02

岩爆又称岩爆，简单解释为：岩体内的势能在一定条件的冲击下猛烈释放，其中蕴藏着巨大的能量，会产生剧烈震动，造成岩石破裂，并有可能引起岩石破裂、弹出碎片的危害。岩爆这种动态灾害在煤矿生产过程中经常发生，也是迄今为止矿井安全事故频发的原因之一。这种灾害具有强烈的突发性和破坏性，一旦形成岩爆，就会给煤矿工人的生命安全带来严重的危害，对于矿井中的设备仪器和构筑物也会受到严重的破坏，从而给经济带来严重的损失。所以，有效控制岩爆的形成或发生岩爆时，能将其危害降到最低，是煤矿企业迫切需要解决的问题。

1.煤矿岩土压力形成机理及特点。

矿井冲击地压是由于矿山及采场周围岩体因受外力作用而发生变形而引起自由释放能量的过程。在极限平衡受到冲击或破坏的情况下，将能量释放到自由空间，以其突然间.剧烈地.剧烈地破坏特性，对周围的人及设施造成严重的伤害。岩爆模式可分为构造应力型、中间型和动力型。局部与大面面的区别也可根据范围的大小进行。如果根据爆发点来划分的话，可以分为点爆和巷爆两类。岩爆发生时，会引起煤石大量脱落，设备也会因剧烈振动而坍塌，矿层脱落移位有较大噪声产生等。矿井岩爆发生前，往往没有明显的征兆，这给避免事故的发生带来了极大的困难。在矿井冲击地压爆发过程中，一旦发生重大事故，造成巨大的财产损失。

2.影响煤矿岩爆灾害形成的因素分析。

2.1自然因素。

在煤矿生产过程中，自然因素是不可避免的风险因素，既是引起灾害的能量，又是发生灾害的本质。煤矿生产过程中存在着相当数量的自然风险，这通常是难以避免的，但可加以控制，但往往无法消除。

2.1.1煤矿开采深度。

随之而来的是采煤，使采煤深度不断提高。在开采深度不断增大的基础上，引起煤岩自重应力也需相应增加，煤中所累积弹的性能也随之增大，从而引起煤矿冲击地压的危险性逐渐增大。

2.1.2地质结构

随着地壳运动的发展，地壳由于受到冲击和破坏，产生了构造应力，从而形成不同的底层内部结构。有关证明表明，复杂而特殊的矿点构造可以影响原岩应力的分布，从而提高煤矿井下岩爆的危险性。断裂.煤层厚度.局部变化带.构造应力等均为易引发煤矿冲击的地质构造。

2.2人为因素

人为因素是生产过程中形成的影响因素，人为因素可预先预防控制。在煤矿开采过程中，人为影响因素中的一些因素可能会形成一个触发器，从而造成煤矿冲击地压灾害。诚然，若能提前进行有效的预防和控制，则能够避免或减少灾害发生时所造成的危害。

2.2.1开发技术。

采煤工艺是煤矿生产过程中的关键环节，它能直接影响进度和产能，也关系到煤矿生产全过程的安全。对岩爆危险性较大的煤矿，不合理的开采工艺较易产生应力聚集，提高了煤矿冲击地压风险系数。采掘技术风险主要包括设计、方法、工作面设置等方面。多煤层开采时，不合理的开采次序，不科学的技术，如临近煤层的开采距离不当等，均易产生应力集中，从而增加冲击地压的危险。我国许多实践证明，采矿过程中一些小程序的不适当实施，极易造成岩爆，如：在开采过程中若打钻.放炮等工序中不恰当的操作，将使岩爆产生的诱发因素，从而造成岩爆的诱发因素。

2.2.2机构管理。

如果没有科学的组织管理，会增加冲击地压灾害的危险，并可能造成重大人员伤亡。其主要因素包括人员组织、应急处理、技术装备等环节。从实际生产来看，较高的集中生产程度可能导致形成岩爆。员工的违规操作、事故应急对策不合理、预报监控设备不够先进等因素都可能对冲击地压危险性产生影响。

3矿井岩爆灾害防治技术研究。

3.1自然灾害防治。

由于地质运动所形成的煤矿地质构造，很难靠人力加以改变，对这种风险的控制只能是选择规避风险或自留风险。简而言之，就是在进行开采时，避开生产，避开地质构造和开采深度，或选择承担特殊的地质结构和开采深度所带来的风险，并结合其他技术应用来规避或转移造成的风险。在有褶皱机构的地区，需结合轴部回采技术来实现。如果有断裂，就必须采用断层回采技术。尽管煤岩是存在自然风险因素，但在开采过程中可以与科学技术相结合，改变煤岩的性质，有效地防范风险是控制风险的最佳策略，即将有效的技术手段相结合，从而降低煤岩局部集中的应力、能量聚集等。例如，可采用注水软化来降低煤的弹性和强度，向煤提供所需的湿度，再结合爆破的方法来抵抗煤岩冲击地压。

3.2人为灾难控制。

通过采用不同的开采方式设置巷道，所形成的矿井压强分布结构各异，为了防止或避免风险是形成风险的有效控制策略，正是通过有效地利用科学合理的开采技术，在开采前期尽可能地避免了一系列人为因素造成的风险，要防范这些风险，还要提前做好防范工作，这样才能将风险的影响降到最低。如：在开采存在岩爆风险的煤层时，必须采用相应的开采技术，以确保开采区的工作面不会因开采而产生叠加应力，可以抵抗冲击地压和冲击倾向差的煤层。组织管理是减少煤矿灾害危害程度、避免冲击压的一种后备策略，是机械的重要组成部分，在这种情况下，转移风险、防范风险等等都是较为有效的风险策略，将监测、检验、训练等方案与紧急救援、监测、训练等有机结合，在一定程度上减少冲击地压对煤矿的伤害。可将声发射技术、微地震技术等有效结合起来，加强对岩爆的预报监测工作。对工作面的支座，需选用具有可伸缩性和防护性能的支座，并应设置专用的保护板和保护架。对员工应加强对他们的培训和学习，避免违规操作现象的发生。注重对灾害防治和个人防护的资金投入，制定有效的应急预案，在灾后及时快速疏散，并对受伤人员进行及时有效抢救。煤炭企业也可以通过向生产过程中增加保险来转移企业风险。

结束语

岩爆是目前煤矿面临的最严重的灾害之一，由于岩爆成因复杂，影响因素众多，同时也牵涉到诸多不确定因素，这使得煤炭开采工作存在较大风险。由于岩爆具有极大的破坏性特征，所以一旦发生，它将对工作人员的生命安全构成严重威胁，对生产设备也将造成严重的破坏，从而导致极大的经济损失。伴随着我国煤炭逐渐进入深部开采，冲击压事故频发，由此也造成了巨大的人员伤亡和经济损失。对于这一点，煤矿企业需要重视对相关科技的有效利用，在施工过程中，相关人员要严格防控，及时预警，充分保障煤矿开采工作具有较高的安全性和可靠性，避免重大灾害事故。