煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策

发表时间:2021/9/3   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者:吴坦埌
[导读] 在国家发展中,煤炭属于关键能源资源,现阶段我国也对煤炭有着更大
       吴坦埌
       贵州省六盘水市水城区能源局,贵州 六盘水 553000
       摘要:在国家发展中,煤炭属于关键能源资源,现阶段我国也对煤炭有着更大的需求量,而浅部、露天的煤矿变得更少,为此深部煤矿的开采便非常重要。在煤矿的深部开采中,开采人员往往会面临一些主要的技术问题,为让这些问题被合理处理,文章分析煤矿深部开采的主要技术问题,从煤矿深部的完善地质勘查、改善围岩控制约束其变形等方面出发,分析针对深部开采技术问题的对策。
       关键词:对策;技术问题;深部开采;煤矿
       引言:在现代社会中,煤炭资源的用途广泛,但它也是一类无法再生的资源。在煤炭开采的数量增长下,煤矿变得越来越少,开采活动的难度也在逐步增长,使得深部开采的工作需要被充分重视起来。但是,在深部开采时,往往开采工作会被技术问题所制约,为让深部开采顺利完成,开采单位便要对技术问题加强研究,早日让深部开采不受技术问题影响,保障开采的安全及质量。
       一、煤矿深部开采的主要技术问题
       (一)矿井煤及瓦斯方面
       在深部开采中,矿井深度会逐步增加,其中的瓦斯浓度同样在逐步增加,为此,矿井煤及矿内瓦斯会出现突出还有冲击地压的问题,其突出的强度及频率,还会随矿井深度增长[1]。在深部开采中,因为技术难度较大,开采条件恶劣,更多矿井也为瓦斯矿井,安全隐患本身加大。在作业中,各人员应该有充分安全意识,让瓦斯的安全得以保障,避免出现开采火星。此外,在深部开采时,所需技术的技术含量较高,在矿井深度增长下,冲击地压这一状况也会发生,矿上应该将事故预测做好,落实预防的有效措施,让开采降低难度。
       (二)巷道周围岩石变形
       在深部开采中,当矿井更深时,巷道便会受更大应力。而受应力影响,在巷道周围,一些岩石便非常容易发生变形状况,而围岩也会有扩容、软化等状况,因为岩体实际强度不够,为此非常容易被应力所破坏[2]。在围岩变形之后,应该尽快将返修工作做好,这会让巷道维护增加成本,当不及时维修时,也会带来安全隐患。在深部煤矿中,岩石岩性也会存在明显差异,为此在巷道的选择中,应该对岩性问题加强考虑,针对各类围岩尝试支撑的不同方法。在围岩特性所影响下,支撑维护会提高难度,开采活动也会提高成本。在巷道变形后,其稳定性会下降,要通过支撑的合理措施,对变形状况做好控制。而部分巷道会被动压所严重影响,应力变形非常难以控制,这也属于开采的技术问题。
       (三)矿井高温热害
       在矿井内的温度过高时,则人员难以将注意力集中,这会让生产效率受到影响,同时也会让事故率提高。而在矿井生产中,当温度过高时需要将采取作业立刻停止。
       二、煤矿深部开采的技术问题对策
       在各个国家中,煤矿的深部开采都属于非常被关注的问题,深部开采会消耗更多的开采时间,往往也需要特殊设备及技术完成开采,这让深部开采便会面临更多的技术问题,以下尝试总结应对深部开采各项技术问题的策略。
       (一)煤矿深部的完善地质勘查
       在矿井的周围,需要充分了解水资源的分布状况,岩性状况还有瓦斯的状况,让开采科学方案的制定可以得到良好的信息支持[3]。

应该将深部的地质工作加强,对煤矿的瓦斯、水的分布充分了解,掌握其中的岩体特征,并对井巷工程、断层的空间结构、围岩的稳定状态关系进行了解,让技术途径还有有效方案的制定可以得到基础依据。
       (二)改善围岩控制约束其变形
       在围岩支护中,一般会有被动、主动的两类支护方式。在被动支护中,需要对已经出现松动破坏,并且能对围岩变形进行约束的一些岩石做好防护。在主动支护中,往往需要将围岩加固,对围岩的支撑力充分利用,使得围岩的变形可以被合理控制。通过锚网索支持下的主动支护,让围岩改善自身特性,让锚网索提高系统强度,能够让支护的效果被提高,控制一些不良地段内的复合式支护。
       (三)地下水问题的处理
       在我国,地下水是国内非常重要的一类淡水资源,在深部开采时,煤矿要对地下水的保护提高关注,避免地下水被污染。在现阶段,以利用底板加固好巷道的方式属于应用广泛的一类保水开采法,它的应用效果也较好。因此,此后也应该对其加强研究,让深部的煤矿开采可以应对高水压、复杂水文等的状况,实现保障安全、保质保量的生产。
       (四)深部瓦斯问题的处理
       在现阶段,此问题属于开采工作的难题,在问题的应对中,应该尝试治理还有开发相结合的方式,对煤炭开发、瓦斯开发同样重视。在动力问题的处理中,需要加强实验,对发生动力的具体特点和规律加强研究,最终确定能满足深部开采预报、预测的正确防治措施及理论。
       (五)自燃矿井问题的处理
       在地温较为明显的一些自燃矿井方面,应该由深部矿井逐步向开采的系统、方式、通风系统、检测技术等方面做好开拓,保障能够综合治理,确定科学、有效的防治技术完善体系。在煤层中,其自燃现象属于地温变高的一类表现,在开采活动中,需要利用多种手段做好综合治疗,确定预防处理的科学体系。
       (六)深部开采的统筹规划
       在开采工作中,需要对深部开采统筹规划,尽量避免发生煤柱应力还有采动的叠加状况,避免发生应力变高的状况。应该于稳定的岩层内进行巷道布置,并确保巷道的方向、最大的主应力具体方向尽量的一致,让巷道可以降低应力带来的负面影响,避免在开采中出现支撑压力,于已采的采空区内进行巷道布置。此外,在开采中,应该对上部的煤层预先进行开采,尝试跨巷回采。在开采中,也要避免上部开采出现遗留煤柱,并保持和煤柱沿边实际距离,避免相邻巷道出现互相影响的状况。最后,要对开采顺序合理确定,避免相邻区段出现同步开采的问题。还应该对高应力局部卸压的快速、有效技术加强研究,以此避免受局部应力所影响,带来巷道失稳、动力灾害等的问题。
       结束语:在现阶段,国内对煤矿能源还有较大的需求量,为此深部开采的技术问题便属于应该重点解决的现实问题。开采单位需要将事前的准备充分做好,利用有效安全的措施,让煤矿开采的安全、效率等目标得以保障,避免开采发生安全事故,让技术问题不再困扰开采活动,更好的为国家供给煤炭资源。
       参考文献:
       [1]谭云亮,郭伟耀,辛恒奇,etal.煤矿深部开采冲击地压监测解危关键技术研究[J].煤炭学报,2019,44(01):160-172.
       [2]刘鹏城.煤矿开采过程中存在问题及应对措施浅析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,000(017):1-1.
       [3]张小强.矿井深部巷道支护技术优化[J].内蒙古石油化工,2019,045(009):98-99.
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