煤礦開采影響因素研究

文/苗超牛廣印丁勝，棗莊王晁礦有限責任公司；騰州市東大礦業有限責任公司

煤礦開采影響因素研究

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

煤礦地下開采的條件直接關系到煤礦生產、建設與安全,隨著煤礦機械化水平的不斷提高,對煤礦開采條件及其研究提出了越來越高的要求,因此,必須加強煤礦開采技術條件的研究。

煤礦；開采；影響因素

1 煤層的頂底板及其穩定性

煤礦開采過程中，煤層的頂底板可分別命名為：偽頂、直接頂、老頂及直接底。

我國大部分煤礦開采后，采空區采用垮落法進行填充。生產實踐表明直接頂冒落后能夠填充滿采空區的充分條件是直接頂的厚度為采高的6倍，此時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采高高度的3—5倍，采空區便能夠被充滿，同樣此時的老頂基本不起作用：但是當直接頂厚度小于3倍采高時，老項對控頂區的作用便很明顯。當無直接頂或者是直接頂厚度小于0.3倍采高，老頂來壓較強烈，此時為了使煤礦能夠進行正常的開采，必須采取強制放頂、局部充填或者弱化項板等方法對采空區進行處理。

2 水文地質條件

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

因此，按照礦山的設計要求，制定合理的開采深度和適合礦山采礦的方法，并進一步查明造成礦床充水的各種因素，在生產過程中應不斷檢驗和提高治理效果，防止可能發生的地下水的危害，以保障礦山安全生產，盡可能的化水害為水利，綜合利用地下水資源。為了及時有效地遏制地下突、滲水災害的發生，保障井下作業人員的人身安全和財產不受損失，我們還應該加強觀測，例如采取鉆探、電法、測井、抽水試驗等手段.對礦區進行地質及水文地質方面的探測，及時查出可能發生突水的區域，進而提出合理地解決方式。

3 瓦斯

3.1 瓦斯濃度

瓦斯爆炸需要瓦斯具有一定的濃度范圍，當瓦斯含量少于5%時，瓦斯即時遇火也不會產生爆炸，僅會在火焰最外邊形成一層燃燒層；當瓦斯濃度在16%以上時，瓦斯仍不具有爆炸性，也僅僅是在氧氣中遇到燃燒。但是當瓦斯濃度為9.5%時，便會發生爆炸，其爆炸所產生的威力也是最大的（此時瓦斯和氧氣是完全發生化學反應）；

3.2 引火溫度

瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。經過試驗認證，我們一般認為是650℃-750℃之間，但其溫度大小還會隨著瓦斯的濃度、混合氣體的壓力等因素影響而不斷的發生變化。當混合氣體的壓力升高時，引火溫度便降低；當瓦斯含量在7%-8%時，最容易燃燒；在引火溫度相同時，點火時間越長，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。正確認識氧的含量對瓦斯爆炸的作用，對判斷火區內有無瓦斯爆炸性、對密封或啟封火災區及時封閉火區等均有指導意義。因此，在保證煤礦的安全生產，防止瓦斯爆炸措施主要包括三個方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴大。

4 煤塵

煤塵是指礦井生產過程中所產生的煤的微小顆粒。煤塵對煤礦的主要危害是煤塵的爆炸與燃燒;此外,煤塵還會污染井下空氣,進而嚴重影響人的身體健康。據統計，我國煤礦約有85%有煤塵爆炸的危險。

礦塵不但對井下污染環境，還對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，還可能導致爆炸事故），除此以外，還會加速機械設備的磨損，影響井下工作人員的視線，因此應采取各種有效的排降措施，如：加強通風，灑水降塵，將礦塵濃度控制在規定的濃度標準范圍內。

5 地溫地質條件

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地溫異常區時，在勘探過程中，應分析引起地溫升高的地質因素，并查找出礦區地溫的分布狀況，為礦井的降溫與通風提供設計依據。

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

6 影響開采5個因素結論

6.1 煤層厚度、結構及其變化關系到采煤方法的選擇、采區的工作面的布置，以及礦井的生產能力。

6.2 煤礦開采過程中，煤層頂、底板巖性對煤層頂板的穩定性有著極為重要的關系。

6.3 煤礦的水文地質條件直接影響到該礦井田開拓及開采條件。

6.4 礦井瓦斯在采區工作面和掘進工作面的含量是確定礦井瓦斯管理制度和礦井通風設計的重要依據。

6.5 煤塵會影響到礦井的通風設計。在開采有煤塵爆炸性危險的礦井時，為防止煤塵飛揚，要嚴格限制礦井風速。

6.6 地溫影響礦工的身體健康，甚至會給煤礦的生產安全帶來威脅。按照《煤礦安全規程》的有關規定，井下溫度的許可范圍為26℃，煤礦井下溫度超過這個度數時，必須采取相應的降溫措施。

[1]張先塵.中國采煤學[M].北京：煤炭工業出版社，2003.

[2]陳貴先.中國采煤方法[M].徐州：中國礦業大學出版社，1997.

[3]錢嗚高等.采煤工藝學[M].徐州：中國礦大出版社，1998