煤矿开采影响因素研究

文/苗超牛广印丁胜，枣庄王晁矿有限责任公司；腾州市东大矿业有限责任公司

煤矿开采影响因素研究

文/苗超1牛广印1丁胜2，1枣庄王晁矿有限责任公司；2腾州市东大矿业有限责任公司

煤矿地下开采的条件直接关系到煤矿生产、建设与安全,随着煤矿机械化水平的不断提高,对煤矿开采条件及其研究提出了越来越高的要求,因此,必须加强煤矿开采技术条件的研究。

煤矿；开采；影响因素

1 煤层的顶底板及其稳定性

煤矿开采过程中，煤层的顶底板可分别命名为：伪顶、直接顶、老顶及直接底。

我国大部分煤矿开采后，采空区采用垮落法进行填充。生产实践表明直接顶冒落后能够填充满采空区的充分条件是直接顶的厚度为采高的6倍，此时老顶基本上不起到任何的作用。大部分情况下，直接顶厚度只要超过采高高度的3—5倍，采空区便能够被充满，同样此时的老顶基本不起作用：但是当直接顶厚度小于3倍采高时，老项对控顶区的作用便很明显。当无直接顶或者是直接顶厚度小于0.3倍采高，老顶来压较强烈，此时为了使煤矿能够进行正常的开采，必须采取强制放顶、局部充填或者弱化项板等方法对采空区进行处理。

2 水文地质条件

我们常用绝对涌水量Q来表示矿井的涌水量大小,它是指单位时间内流入矿井的总水量,单位是/h。此外,相对涌水量(也可用矿井含水系数K*表示)也可用来表示矿井涌水量的大小,它是指煤炭开采量与同一时期矿井中排出的水量的比值。

因此，按照矿山的设计要求，制定合理的开采深度和适合矿山采矿的方法，并进一步查明造成矿床充水的各种因素，在生产过程中应不断检验和提高治理效果，防止可能发生的地下水的危害，以保障矿山安全生产，尽可能的化水害为水利，综合利用地下水资源。为了及时有效地遏制地下突、渗水灾害的发生，保障井下作业人员的人身安全和财产不受损失，我们还应该加强观测，例如采取钻探、电法、测井、抽水试验等手段.对矿区进行地质及水文地质方面的探测，及时查出可能发生突水的区域，进而提出合理地解决方式。

3 瓦斯

3.1 瓦斯浓度

瓦斯爆炸需要瓦斯具有一定的浓度范围，当瓦斯含量少于5%时，瓦斯即时遇火也不会产生爆炸，仅会在火焰最外边形成一层燃烧层；当瓦斯浓度在16%以上时，瓦斯仍不具有爆炸性，也仅仅是在氧气中遇到燃烧。但是当瓦斯浓度为9.5%时，便会发生爆炸，其爆炸所产生的威力也是最大的（此时瓦斯和氧气是完全发生化学反应）；

3.2 引火温度

瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。经过试验认证，我们一般认为是650℃-750℃之间，但其温度大小还会随着瓦斯的浓度、混合气体的压力等因素影响而不断的发生变化。当混合气体的压力升高时，引火温度便降低；当瓦斯含量在7%-8%时，最容易燃烧；在引火温度相同时，点火时间越长，越易引燃瓦斯。

3.3 氧的浓度

混合气体中的瓦斯失去爆炸性的充分条件是氧在混合气体中的浓度低于12%时。正确认识氧的含量对瓦斯爆炸的作用，对判断火区内有无瓦斯爆炸性、对密封或启封火灾区及时封闭火区等均有指导意义。因此，在保证煤矿的安全生产，防止瓦斯爆炸措施主要包括三个方面：防止瓦斯积聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故扩大。

4 煤尘

煤尘是指矿井生产过程中所产生的煤的微小颗粒。煤尘对煤矿的主要危害是煤尘的爆炸与燃烧;此外,煤尘还会污染井下空气,进而严重影响人的身体健康。据统计，我国煤矿约有85%有煤尘爆炸的危险。

矿尘不但对井下污染环境，还对工作人员的健康不利，而且在一定条件下，还可以燃烧和爆炸（煤尘具有可燃性，遇有外界火源，很容易引起火灾，还可能导致爆炸事故），除此以外，还会加速机械设备的磨损，影响井下工作人员的视线，因此应采取各种有效的排降措施，如：加强通风，洒水降尘，将矿尘浓度控制在规定的浓度标准范围内。

5 地温地质条件

煤矿开采深度的增加，地温也随之不断的升高。因此在煤矿某些部位出现地温异常区时，在勘探过程中，应分析引起地温升高的地质因素，并查找出矿区地温的分布状况，为矿井的降温与通风提供设计依据。

地温梯度是指常温层下，深度每增加100米温度升高的度数，全球平均地温梯度约3℃／100m。地温梯度超过3℃／100 m的地区为异常增温区；地温梯度不大于3℃／100 m的地区为正常增温区。

6 影响开采5个因素结论

6.1 煤层厚度、结构及其变化关系到采煤方法的选择、采区的工作面的布置，以及矿井的生产能力。

6.2 煤矿开采过程中，煤层顶、底板岩性对煤层顶板的稳定性有着极为重要的关系。

6.3 煤矿的水文地质条件直接影响到该矿井田开拓及开采条件。

6.4 矿井瓦斯在采区工作面和掘进工作面的含量是确定矿井瓦斯管理制度和矿井通风设计的重要依据。

6.5 煤尘会影响到矿井的通风设计。在开采有煤尘爆炸性危险的矿井时，为防止煤尘飞扬，要严格限制矿井风速。

6.6 地温影响矿工的身体健康，甚至会给煤矿的生产安全带来威胁。按照《煤矿安全规程》的有关规定，井下温度的许可范围为26℃，煤矿井下温度超过这个度数时，必须采取相应的降温措施。

[1]张先尘.中国采煤学[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

[2]陈贵先.中国采煤方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，1997.

[3]钱呜高等.采煤工艺学[M].徐州：中国矿大出版社，1998