增強(qiáng)綜采工作面采空區(qū)安全的措施分析

邊龍龍

摘 要：我國是重要的煤炭產(chǎn)出國，煤炭資源的大量開采，造成了存在著大量的采空區(qū)，采空區(qū)的存在，容易引發(fā)冒落、塌陷、火災(zāi)等災(zāi)害，對于煤礦自身的開采及地表周圍的設(shè)施設(shè)備都具有嚴(yán)重的安全威脅，必須采取有效的方式對采空區(qū)進(jìn)行處理，保證采空區(qū)的安全，從而保證煤礦生產(chǎn)的安全運(yùn)行。文中依據(jù)采空區(qū)存在的災(zāi)害，提出了相應(yīng)的增強(qiáng)采空區(qū)安全的措施，為煤礦的安全生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：采空區(qū);安全;灌漿技術(shù);崩落法;通風(fēng)處理

煤炭資源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要的能源支撐，煤炭資源的開采需要大量的人力物力投入，在煤礦開采過程中，需要將地下煤層不斷的挖掘運(yùn)輸出來進(jìn)行處理，形成所需的產(chǎn)品。在地下煤層的開采上，采用打通煤層隧道的方式將煤炭運(yùn)出，以便形成合理的開采工作面。隨著綜采技術(shù)的廣泛使用，對于開采工作面的空間要求逐漸增加，在開采過程中，煤炭不斷的運(yùn)出，在煤層底部容易形成采空區(qū)[1]。采空區(qū)內(nèi)環(huán)境復(fù)雜且各種危險因素存在，容易引起地壓災(zāi)害、水害及內(nèi)部火災(zāi)等危險，對于采空區(qū)必須采取有效的安全管理措施，保證采空區(qū)的安全。

1 采空區(qū)危害性

采空區(qū)的形成與煤礦開采的生產(chǎn)活動密切相關(guān)，采空區(qū)的存在對于生產(chǎn)及周邊生活設(shè)施帶來一定的危害性。采空區(qū)首要的危害性在于地壓作用產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害，一些采空區(qū)形成以后，沒有經(jīng)過冒落處理，使得采空區(qū)支撐不穩(wěn)定，長期對礦井及上部地表建筑設(shè)施構(gòu)成危害。對于采用房柱采煤形成的采空區(qū)，房柱容易山城失穩(wěn)，導(dǎo)致頂板的垮塌，無法長期的保證上部的穩(wěn)定性，容易引起地面的塌陷，對于地表的生產(chǎn)生活活動造成危害[2]。如果采空區(qū)處在高坡或者水庫等下部，還會引起次生災(zāi)害，對生命及財產(chǎn)安全造成危害，造成不良的社會影響。

采空區(qū)在進(jìn)行處理時，由于存在埋深過淺的問題，頂板失效容易造成與地表之間形成一定的裂縫，導(dǎo)致空氣的自由流通，容易引起礦井內(nèi)部煤炭的自燃，對生產(chǎn)活動造成嚴(yán)重的影響，并且破壞了礦井周邊的環(huán)境[3]。采空區(qū)內(nèi)保留有一定的煤柱，這些煤柱對于采空區(qū)的支撐強(qiáng)度具有一定的作用，但是在對于采空區(qū)的上下方進(jìn)行作業(yè)時，這些煤柱就會影響開采過程的順利進(jìn)行，對生產(chǎn)過程造成干涉及危害。

2 增強(qiáng)采空區(qū)安全的實踐措施

采空區(qū)一旦發(fā)生災(zāi)害，首先在于具有巨大的破壞性，采空區(qū)的冒落伴隨著一定的沖擊波，對于井下人員及設(shè)備造成破壞，同時造成地表塌陷，地表塌陷如圖1所示，對地表人員及設(shè)備造成傷害;其次，采空區(qū)的災(zāi)害發(fā)生具有突發(fā)性，不能做到有效的預(yù)測，突發(fā)性災(zāi)害的發(fā)生，由于人員及設(shè)施設(shè)備無法正常的撤退或者組織有效的應(yīng)對，會造成嚴(yán)重的損失。對采空區(qū)進(jìn)行一定的安全措施管理，必須做到保證采空區(qū)的安全，同時盡量避免影響進(jìn)行中的生產(chǎn)活動或者以后規(guī)劃的開采作業(yè)。

2.1 灌漿技術(shù)的實施

灌漿技術(shù)是對采空區(qū)進(jìn)行綜合處理的有效方式，在采空區(qū)的安全管理中具有廣泛的應(yīng)用。灌漿技術(shù)工藝流程如圖2中所示，將地面灌漿與礦井內(nèi)部的灌漿結(jié)合在一起，采用同樣的操作規(guī)范，對地面及礦井內(nèi)部的灌漿同時進(jìn)行，保證采空區(qū)的穩(wěn)定性。在煤礦開采過程中，會產(chǎn)生一定的瓦斯氣體，這些氣體在采空區(qū)中更是存在著嚴(yán)重的危險，容易引發(fā)采空區(qū)的爆炸或者火災(zāi)等危險事故[4]。在對采空區(qū)進(jìn)行作業(yè)時，必須嚴(yán)格按照實施規(guī)范，首先對采空區(qū)的通風(fēng)情況進(jìn)行有效的處理，根據(jù)采空區(qū)內(nèi)的風(fēng)機(jī)的實際工作情況，制定相應(yīng)的處理措施，在保證施工安全的情況下，對采空區(qū)進(jìn)行灌漿處理。

施工環(huán)境中的有毒有害氣體的存在，對于實際的灌漿效果也會產(chǎn)生一定的影響，必須根據(jù)現(xiàn)場的實際生產(chǎn)條件，確定這些氣體存在對于噴漿灌漿的影響，然后指定綜合有效的措施，從系統(tǒng)的通風(fēng)性到灌漿的實際操作上，來保證灌漿實施的效果，提高采空區(qū)的安全性。

2.2 崩落法的應(yīng)用

采用崩落法對采空區(qū)進(jìn)行處理，即通過爆破的方式直接將采空區(qū)與地表之間進(jìn)行崩落，消除了采空區(qū)，后續(xù)的開采作業(yè)由礦井開采轉(zhuǎn)變?yōu)榱寺短扉_采作業(yè)?；蛘卟捎帽缆浞▽⒅苓叢糠值膸r石崩落，填充入采空區(qū)中，這樣可以將采空區(qū)與位于下部的生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行隔離，防止圍巖突然發(fā)生冒落時，對底部生產(chǎn)區(qū)造成的沖擊作用，減少對生產(chǎn)活動的影響[5]。

對采空區(qū)采用崩落法，必須科學(xué)合理的計算需要進(jìn)行爆破的地點(diǎn)及數(shù)量，對于不需要爆破的區(qū)域采取有效的安全措施，保證生命財產(chǎn)的安全，在實施過程中，必須要由專業(yè)的爆破人員進(jìn)行現(xiàn)場的勘查及實施，根據(jù)實際的運(yùn)行條件及情況，實施科學(xué)合理的爆破工作，避免產(chǎn)生人為造成的事故及對周邊環(huán)境的影響。

2.3 危害性氣體的有效處理

采空區(qū)內(nèi)存在著大量的有毒有害氣體，這些氣體具有一定的危險性，容易引發(fā)爆炸或者火災(zāi)事故，并且對于采空區(qū)內(nèi)的支撐設(shè)備，造成一定的腐蝕性，影響采空區(qū)的安全。對于采空區(qū)的這些危害性氣體，首先要建立科學(xué)有效的通風(fēng)系統(tǒng)，降低采空區(qū)內(nèi)的危害性氣體的濃度，避免氣體對施工作業(yè)人員的安全產(chǎn)生威脅。同時，（下轉(zhuǎn)第245頁）（上接第242頁）對于采空區(qū)內(nèi)的氣體，在進(jìn)行后續(xù)的開采作業(yè)時，要保證采空區(qū)與作業(yè)區(qū)之間的相互隔離，制定相應(yīng)的封閉措施，杜絕氣體的流通，并且在封閉區(qū)域采取先進(jìn)的檢測技術(shù)，對密封效果進(jìn)行實時的檢測，避免出現(xiàn)泄漏造成危害。當(dāng)采空區(qū)與作業(yè)區(qū)存在上下重疊的關(guān)系時，要采取泄壓的方式，對采空區(qū)內(nèi)的氣體進(jìn)行有效的疏導(dǎo)，減小采空區(qū)內(nèi)部的壓力，保證開采作業(yè)的安全有效的運(yùn)行。

3 結(jié)論

采空區(qū)是隨著煤礦開采過程產(chǎn)生的，采空區(qū)的災(zāi)害發(fā)生具有復(fù)雜性，需要對采空區(qū)的物理構(gòu)造、空間結(jié)構(gòu)及巖層分布等進(jìn)行明確的分析，采空區(qū)的安全對于煤炭資源的安全生產(chǎn)具有重要的影響，必須對采空區(qū)進(jìn)行有效的管理措施，保證采空區(qū)的安全，文中提出的灌漿技術(shù)、崩落法及通風(fēng)處理，在一定程度上可以提高采空區(qū)的安全性。對于采空區(qū)的安全來說，要做到保證采空區(qū)的絕對安全，還需要對采空區(qū)的在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行研究，采用新型的技術(shù)方式不斷提高采空區(qū)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海軍.煤礦采空區(qū)綜合勘探三維信息管理系統(tǒng)研究[J].能源與環(huán)保，2018，40（11）：99-104.

[2]衣方，李澤華，李孝林，王雷，張志強(qiáng)，馬平.露天礦采空區(qū)綜合治理爆破技術(shù)方案[J].露天采礦技術(shù)，2018， 33（03）：65-68.

[3]徐剛，胡靜云，李庶林.特大采空區(qū)側(cè)上方采礦地壓安全綜合研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2016，36（10）：109-115.

[4]李生生，高曉耕，周禹良，梁敏.綜合物探技術(shù)在采空區(qū)勘探中的應(yīng)用[J].煤礦安全，2016，47（07）：62-65.

[5]章林，孫國權(quán)，李同鵬，劉海林，汪亮，陸玉根.地下礦山采空區(qū)探測及綜合治理研究與應(yīng)用[J].金屬礦山，2013 （11）：1-4+138.