文/苗超牛廣印丁勝，棗莊王晁礦有限責(zé)任公司；騰州市東大礦業(yè)有限責(zé)任公司

煤礦開采影響因素研究

文/苗超1牛廣印1丁勝2，1棗莊王晁礦有限責(zé)任公司；2騰州市東大礦業(yè)有限責(zé)任公司

煤礦地下開采的條件直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)、建設(shè)與安全,隨著煤礦機(jī)械化水平的不斷提高,對(duì)煤礦開采條件及其研究提出了越來(lái)越高的要求,因此,必須加強(qiáng)煤礦開采技術(shù)條件的研究。

煤礦；開采；影響因素

1 煤層的頂?shù)装寮捌浞€(wěn)定性

煤礦開采過(guò)程中，煤層的頂?shù)装蹇煞謩e命名為：偽頂、直接頂、老頂及直接底。

我國(guó)大部分煤礦開采后，采空區(qū)采用垮落法進(jìn)行填充。生產(chǎn)實(shí)踐表明直接頂冒落后能夠填充滿采空區(qū)的充分條件是直接頂?shù)暮穸葹椴筛叩?倍，此時(shí)老頂基本上不起到任何的作用。大部分情況下，直接頂厚度只要超過(guò)采高高度的3—5倍，采空區(qū)便能夠被充滿，同樣此時(shí)的老頂基本不起作用：但是當(dāng)直接頂厚度小于3倍采高時(shí)，老項(xiàng)對(duì)控頂區(qū)的作用便很明顯。當(dāng)無(wú)直接頂或者是直接頂厚度小于0.3倍采高，老頂來(lái)壓較強(qiáng)烈，此時(shí)為了使煤礦能夠進(jìn)行正常的開采，必須采取強(qiáng)制放頂、局部充填或者弱化項(xiàng)板等方法對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。

2 水文地質(zhì)條件

我們常用絕對(duì)涌水量Q來(lái)表示礦井的涌水量大小,它是指單位時(shí)間內(nèi)流入礦井的總水量,單位是/h。此外,相對(duì)涌水量(也可用礦井含水系數(shù)K*表示)也可用來(lái)表示礦井涌水量的大小,它是指煤炭開采量與同一時(shí)期礦井中排出的水量的比值。

因此，按照礦山的設(shè)計(jì)要求，制定合理的開采深度和適合礦山采礦的方法，并進(jìn)一步查明造成礦床充水的各種因素，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)不斷檢驗(yàn)和提高治理效果，防止可能發(fā)生的地下水的危害，以保障礦山安全生產(chǎn)，盡可能的化水害為水利，綜合利用地下水資源。為了及時(shí)有效地遏制地下突、滲水災(zāi)害的發(fā)生，保障井下作業(yè)人員的人身安全和財(cái)產(chǎn)不受損失，我們還應(yīng)該加強(qiáng)觀測(cè)，例如采取鉆探、電法、測(cè)井、抽水試驗(yàn)等手段.對(duì)礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)及水文地質(zhì)方面的探測(cè)，及時(shí)查出可能發(fā)生突水的區(qū)域，進(jìn)而提出合理地解決方式。

3 瓦斯

3.1 瓦斯?jié)舛?/p>

瓦斯爆炸需要瓦斯具有一定的濃度范圍，當(dāng)瓦斯含量少于5%時(shí)，瓦斯即時(shí)遇火也不會(huì)產(chǎn)生爆炸，僅會(huì)在火焰最外邊形成一層燃燒層；當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí)，瓦斯仍不具有爆炸性，也僅僅是在氧氣中遇到燃燒。但是當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí)，便會(huì)發(fā)生爆炸，其爆炸所產(chǎn)生的威力也是最大的（此時(shí)瓦斯和氧氣是完全發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）；

3.2 引火溫度

瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)認(rèn)證，我們一般認(rèn)為是650℃-750℃之間，但其溫度大小還會(huì)隨著瓦斯的濃度、混合氣體的壓力等因素影響而不斷的發(fā)生變化。當(dāng)混合氣體的壓力升高時(shí)，引火溫度便降低；當(dāng)瓦斯含量在7%-8%時(shí)，最容易燃燒；在引火溫度相同時(shí)，點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng)，越易引燃瓦斯。

3.3 氧的濃度

混合氣體中的瓦斯失去爆炸性的充分條件是氧在混合氣體中的濃度低于12%時(shí)。正確認(rèn)識(shí)氧的含量對(duì)瓦斯爆炸的作用，對(duì)判斷火區(qū)內(nèi)有無(wú)瓦斯爆炸性、對(duì)密封或啟封火災(zāi)區(qū)及時(shí)封閉火區(qū)等均有指導(dǎo)意義。因此，在保證煤礦的安全生產(chǎn)，防止瓦斯爆炸措施主要包括三個(gè)方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴(kuò)大。

4 煤塵

煤塵是指礦井生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的煤的微小顆粒。煤塵對(duì)煤礦的主要危害是煤塵的爆炸與燃燒;此外,煤塵還會(huì)污染井下空氣,進(jìn)而嚴(yán)重影響人的身體健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤礦約有85%有煤塵爆炸的危險(xiǎn)。

礦塵不但對(duì)井下污染環(huán)境，還對(duì)工作人員的健康不利，而且在一定條件下，還可以燃燒和爆炸（煤塵具有可燃性，遇有外界火源，很容易引起火災(zāi)，還可能導(dǎo)致爆炸事故），除此以外，還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損，影響井下工作人員的視線，因此應(yīng)采取各種有效的排降措施，如：加強(qiáng)通風(fēng)，灑水降塵，將礦塵濃度控制在規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

5 地溫地質(zhì)條件

煤礦開采深度的增加，地溫也隨之不斷的升高。因此在煤礦某些部位出現(xiàn)地溫異常區(qū)時(shí)，在勘探過(guò)程中，應(yīng)分析引起地溫升高的地質(zhì)因素，并查找出礦區(qū)地溫的分布狀況，為礦井的降溫與通風(fēng)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

地溫梯度是指常溫層下，深度每增加100米溫度升高的度數(shù)，全球平均地溫梯度約3℃／100m。地溫梯度超過(guò)3℃／100 m的地區(qū)為異常增溫區(qū)；地溫梯度不大于3℃／100 m的地區(qū)為正常增溫區(qū)。

6 影響開采5個(gè)因素結(jié)論

6.1 煤層厚度、結(jié)構(gòu)及其變化關(guān)系到采煤方法的選擇、采區(qū)的工作面的布置，以及礦井的生產(chǎn)能力。

6.2 煤礦開采過(guò)程中，煤層頂、底板巖性對(duì)煤層頂板的穩(wěn)定性有著極為重要的關(guān)系。

6.3 煤礦的水文地質(zhì)條件直接影響到該礦井田開拓及開采條件。

6.4 礦井瓦斯在采區(qū)工作面和掘進(jìn)工作面的含量是確定礦井瓦斯管理制度和礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

6.5 煤塵會(huì)影響到礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)。在開采有煤塵爆炸性危險(xiǎn)的礦井時(shí)，為防止煤塵飛揚(yáng)，要嚴(yán)格限制礦井風(fēng)速。

6.6 地溫影響礦工的身體健康，甚至?xí)o煤礦的生產(chǎn)安全帶來(lái)威脅。按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，井下溫度的許可范圍為26℃，煤礦井下溫度超過(guò)這個(gè)度數(shù)時(shí)，必須采取相應(yīng)的降溫措施。

[1]張先塵.中國(guó)采煤學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[2]陳貴先.中國(guó)采煤方法[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1997.

[3]錢嗚高等.采煤工藝學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦大出版社，1998