增強綜采工作面采空區安全的措施分析

邊龍龍

摘 要：我國是重要的煤炭產出國，煤炭資源的大量開采，造成了存在著大量的采空區，采空區的存在，容易引發冒落、塌陷、火災等災害，對于煤礦自身的開采及地表周圍的設施設備都具有嚴重的安全威脅，必須采取有效的方式對采空區進行處理，保證采空區的安全，從而保證煤礦生產的安全運行。文中依據采空區存在的災害，提出了相應的增強采空區安全的措施，為煤礦的安全生產提供參考。

關鍵詞：采空區;安全;灌漿技術;崩落法;通風處理

煤炭資源是社會經濟發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輸出來進行處理，形成所需的產品。在地下煤層的開采上，采用打通煤層隧道的方式將煤炭運出，以便形成合理的開采工作面。隨著綜采技術的廣泛使用，對于開采工作面的空間要求逐漸增加，在開采過程中，煤炭不斷的運出，在煤層底部容易形成采空區[1]。采空區內環境復雜且各種危險因素存在，容易引起地壓災害、水害及內部火災等危險，對于采空區必須采取有效的安全管理措施，保證采空區的安全。

1 采空區危害性

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

采空區在進行處理時，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，導致空氣的自由流通，容易引起礦井內部煤炭的自燃，對生產活動造成嚴重的影響，并且破壞了礦井周邊的環境[3]。采空區內保留有一定的煤柱，這些煤柱對于采空區的支撐強度具有一定的作用，但是在對于采空區的上下方進行作業時，這些煤柱就會影響開采過程的順利進行，對生產過程造成干涉及危害。

2 增強采空區安全的實踐措施

采空區一旦發生災害，首先在于具有巨大的破壞性，采空區的冒落伴隨著一定的沖擊波，對于井下人員及設備造成破壞，同時造成地表塌陷，地表塌陷如圖1所示，對地表人員及設備造成傷害;其次，采空區的災害發生具有突發性，不能做到有效的預測，突發性災害的發生，由于人員及設施設備無法正常的撤退或者組織有效的應對，會造成嚴重的損失。對采空區進行一定的安全措施管理，必須做到保證采空區的安全，同時盡量避免影響進行中的生產活動或者以后規劃的開采作業。

2.1 灌漿技術的實施

灌漿技術是對采空區進行綜合處理的有效方式，在采空區的安全管理中具有廣泛的應用。灌漿技術工藝流程如圖2中所示，將地面灌漿與礦井內部的灌漿結合在一起，采用同樣的操作規范，對地面及礦井內部的灌漿同時進行，保證采空區的穩定性。在煤礦開采過程中，會產生一定的瓦斯氣體，這些氣體在采空區中更是存在著嚴重的危險，容易引發采空區的爆炸或者火災等危險事故[4]。在對采空區進行作業時，必須嚴格按照實施規范，首先對采空區的通風情況進行有效的處理，根據采空區內的風機的實際工作情況，制定相應的處理措施，在保證施工安全的情況下，對采空區進行灌漿處理。

施工環境中的有毒有害氣體的存在，對于實際的灌漿效果也會產生一定的影響，必須根據現場的實際生產條件，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，從系統的通風性到灌漿的實際操作上，來保證灌漿實施的效果，提高采空區的安全性。

2.2 崩落法的應用

采用崩落法對采空區進行處理，即通過爆破的方式直接將采空區與地表之間進行崩落，消除了采空區，后續的開采作業由礦井開采轉變為了露天開采作業。或者采用崩落法將周邊部分的巖石崩落，填充入采空區中，這樣可以將采空區與位于下部的生產區進行隔離，防止圍巖突然發生冒落時，對底部生產區造成的沖擊作用，減少對生產活動的影響[5]。

對采空區采用崩落法，必須科學合理的計算需要進行爆破的地點及數量，對于不需要爆破的區域采取有效的安全措施，保證生命財產的安全，在實施過程中，必須要由專業的爆破人員進行現場的勘查及實施，根據實際的運行條件及情況，實施科學合理的爆破工作，避免產生人為造成的事故及對周邊環境的影響。

2.3 危害性氣體的有效處理

采空區內存在著大量的有毒有害氣體，這些氣體具有一定的危險性，容易引發爆炸或者火災事故，并且對于采空區內的支撐設備，造成一定的腐蝕性，影響采空區的安全。對于采空區的這些危害性氣體，首先要建立科學有效的通風系統，降低采空區內的危害性氣體的濃度，避免氣體對施工作業人員的安全產生威脅。同時，（下轉第245頁）（上接第242頁）對于采空區內的氣體，在進行后續的開采作業時，要保證采空區與作業區之間的相互隔離，制定相應的封閉措施，杜絕氣體的流通，并且在封閉區域采取先進的檢測技術，對密封效果進行實時的檢測，避免出現泄漏造成危害。當采空區與作業區存在上下重疊的關系時，要采取泄壓的方式，對采空區內的氣體進行有效的疏導，減小采空區內部的壓力，保證開采作業的安全有效的運行。

3 結論

采空區是隨著煤礦開采過程產生的，采空區的災害發生具有復雜性，需要對采空區的物理構造、空間結構及巖層分布等進行明確的分析，采空區的安全對于煤炭資源的安全生產具有重要的影響，必須對采空區進行有效的管理措施，保證采空區的安全，文中提出的灌漿技術、崩落法及通風處理，在一定程度上可以提高采空區的安全性。對于采空區的安全來說，要做到保證采空區的絕對安全，還需要對采空區的在現有的基礎上不斷進行研究，采用新型的技術方式不斷提高采空區的安全性。

參考文獻：

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

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