盘州安监局 贵州盘州 553500
摘要:采煤工作面开采过程中容易受到奥灰水威胁,实践证明,带(水)压开采技术及其安全防范技术措施的综合运用是解放受奥灰水威胁下组煤的可行途径。同时,建立防治水技术保障体系是实现安全带压开采的重要前提。矿井防治水工作是一项极其复杂的牵涉到多学科、多领域、多部门的系统工程,必须严格管理,并建立、健全完整的防治水管理体系,为煤矿的安全生产提供重要的理论指导。
关键词:采煤工作面;带压开采;防治水;技术
导言:矿井防治水工作属于一项系统工程,其需涉及多学科、多领域及多部门,具有一定的复杂性。为做好矿井防治水工作,必须建立健全相关防治水制度,并把这些制度严格贯彻落实到位,以更好地指导矿井防治水工作。当前,在实际生产中人们发现奥灰水易影响采煤工作面正常生产,而通过综合运用带压开采技术与其相关安全防范技术,并建立健全相关防治水技术保障体系可更好地防范奥灰水威胁,有助于工作面实现安全开采。
1采煤工作面带压开采防治水技术
1.1全面探测技术
1.1.1井下直流电技术。此项技术主要是基于岩石间潜存电性的不同,在井下建立全空间电场,来对煤矿具体水文情况进行勘探。把井下直流电技术应用于巷道顶底板,可预先开展各种超前勘探;
1.1.2音频电穿透视技术。电磁波在介质中传播时,当把介质电阻率改变的情况下,电磁波也会发生某种规律性的改变。对于音频电穿透视技术而言,其主要就是借助电磁波的这一特点来进行各种勘探的。具体主要是借助电磁波来对各种地质目标进行勘探,并计算穿透一系列点的视电阻率,然后再仔细研究各电阻率对应的地质情况,最好再充分结合计算数据来把等视电阻率对应的平面等值线图绘制出来,最终可直接反应被勘探区域内的富水性情况。基于视电阻率平面等值线图,并充分考虑待勘探范围实际地质水文情况,可把被勘探范围内的富水性情况与具体分布区域推导出来,这样可更好地协助采煤工作面进行带压开采防治水作业。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经长期实践,人们发现把音频电穿透视技术应用于煤矿中,不仅可有效勘探采煤工作面底板百米区域范围内的具体地质结构,如存在的陷落柱情况、断层数目及富水区域分布等,且还可对巷道注浆加固情况进行检测,其实际应用价值十分巨大。
1.1.3瞬变电磁技术。应用无线电波电磁感应技术来对二次场的空间特点进行观测是瞬变电磁技术的核心。由于电磁感应能灵敏准确地探知低阻物体,因此借助瞬变电磁技术可准确推测相关地质目标的物理特点。在施工勘探井田时,应用瞬变电磁技术可对井田所有富水块段与具体富水范围进行准确勘探,这样便可获得地下水的实际分布范围大小与具体储量大小,可对开采设计起到辅助作用。此外,还可用瞬变电磁法来对工作面生产与进行巷道掘进时遇到的非正常含水带进行超前勘探,这样可事先了解含水带的分布情况与水量大小,以便预先制定一些有针对性的解决策略,进而更好地保障安全生产。
1.2充填开采技术
作为绿色开采的充填开采能够从某种意义上对围岩的变形进行有效地控制,从而实现地表沉陷的减小,确保煤矿生产安全进行。传统的充填开采是湿式充填与干式充填。基于科技的不断进步,当前的高水材料充填应用较为广泛。由A、B两种单料组成高水材料。A料包括复合超缓凝分散剂、石膏、铝土矿,B料包括复合速凝剂、石灰、石膏,这两种材料根据相同的比例加以混合,出现化学反应而凝固,可以实现85%~95%的水体积。对外加剂与水体积比例的调节凝固能够改变凝固之后材料的抗压性能,结合各种要求对初凝的时间进行调整。通过高水材料的充填体管理采空区顶板以及控制传递的应力和围岩的变形,能够使受采动而破坏的底板情况减轻,确保底板阻水性能的稳定性,以及实现底板突水风险的减小。
1.3底板注浆加固技术
与充填开采技术及奥灰水疏水降压技术相比,底板注浆加固技术属于一种可直接防治底板突水的技术。通过注浆加固可胶接破碎岩层,封闭岩层裂隙,这样可大幅提升底板隔水层强度,让煤层底板具有更好的阻水性,更好地防治各类底板突水事故。在煤层底板中所注的浆液粘接力很大,岩体中注入这种浆液后,可显著提高煤岩刚度。且所注浆液可使岩体的内摩擦角与内聚力都得到提升,这样可增强破碎煤岩体的实际抗载荷能力,让煤层底板更可靠。在实际生产中,底板注浆加固技术具有很高的应用价值,特别是对于一些复杂地质煤层,最适宜采用底板注浆加固技术来保障安全性、可靠性。通过对煤层底板进行注浆加固,不仅可从某种程度上使工作面产生的采动破坏减轻,而且可对很多典型导水地质结构进行封堵,这样可把奥灰水与底板含水层间存在的水力联系很好地隔断,能更好地保障煤矿开采安全。
2创建和完善带压开采防治水技术的保障机制
2.1及时性的底板突水监测预警
煤层底板的突水存在非常多的制约要素,产生的影响程度也存在差异性。多年实践与分析证明,借助一些力学指标能够体现煤层底板突水的制约要素,如地层温度、孔隙水压力、煤层底板应力等物理量。借助一系列指标的改变能够体现底板突水的形成和发展过程。为此,需要观测开采煤层过程中的底板参数,一旦碰到特殊的状况,就能够实时地进行预警,从而减小突水导致的不利影响。一般来讲,测试底板原位不但可以对底板的地应力进行普查,而且还可以对采前突水进行预测,实现更加显著的防治水效果。
2.2重视开展底板突水监测预警。在实际生产中,有很多因素都会影响煤层底板突水,这些因素造成的影响程度也会有所不同。经多年实践,人们发现通过观测部分力学指标,可在某种程度上反应出煤层底板突水情况,如孔隙水压力指标、底板应力指标等。另外通过仔细分析这些指标的变化情况,可进一步了解底板突水的具体形成与发展。对此,必须重视观测煤层开采作业中底板各项参数的变化,应建立底板突水监测预警机制,一旦发现异常,应及时处理,以便把突水引发的不利影响降到最低。通常,通过测试底板原位不仅可普查底板的地应力,且还可有效预测底板采前突水情况,有助于更好地开展底板防治水。
2.3稳定的技术设备保障系统。煤矿工作面防治水的基础保障是科学的技术设备,倘若缺少了稳定的技术设备系统,就难以改善采煤工作面带压开采防治水的施工效果。为此,需要创建井上下注浆系统、分区分组水闸门隔离系统、抗灾排水系统,从而确保防治水工作的顺利和有效进行。
结束语
煤矿防治水工作属于一项系统工程,具有一定复杂性、系统性。要想充分做好矿井防治水工作,必须重视采用立体模式,进行综合防治。特别是对于采煤工作面带压开采而言,其本身就具有一定技术难度,要想做好其防治水工作,更好地保障工作面安全生产,不仅应在努力钻研的同时重视借鉴国外先进经验,而且应重视提高施工人员素质,改进技术装备,并贯彻落实好各项规章制度,只有这样才能充分做好采煤工作面带压开采防治水工作,才能更好地保障矿井安全生产。
参考文献
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论文作者:王钟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/26
标签:底板论文; 技术论文; 煤层论文; 工作面论文; 工作论文; 矿井论文; 电阻率论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;