浅析地质工作在煤矿生产中的重要性
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浅析 地质工作在煤矿生产中的重要性
摘要:通过对地质工作在煤矿生产设计之初、生产开掘过程中、水害、瓦斯灾害治理过程中起到的作用进行分析,并通过真实案例进一步论证地质工作在煤矿生产中的重要性,并针对性的提出了一些提高地质工作效果的措施。
关键词:地质;煤矿;重要性
煤炭作为我国的主要化石能源,在我国能源经济中长期占据重要地位,随着开采深度的增加,主采煤层所受的上覆静载荷也随之增加,同时受到开采活动的动压影响,井工矿井地质的复杂性也随之提升,如果在采掘活动之前,没有探查清楚开采区域的地质情况而贸然进行采掘活动,可能出现巷道施工层位错误、误揭煤,甚至诱发瓦斯突出等危险事故,不仅对矿井的安全生产造成严重影响,且对从业人员的人身安全带来严重威胁,因此,地质工作的开展,尤其是地质工作的精细化,对保障从业人员安全、实现矿井的安全高效生产尤为重要。
一、地质工作对指导生产设计的重要性
生产设计人员在进行一切工程设计之初,都必须要根据待开采区域的地质资料,包括地面钻孔、井下钻孔、邻近工作面或采区的地质资料,综合分析、全盘考虑,保证工程设计的合理性、科学性,比如:矿井在进行采区设计时,应结合主采煤层的层位,合理布置准备巷道的层位;在工作面设计时,应根据探查的煤层走向倾角、倾向倾角,确定工作面回采方法;在工作面外围辅助岩巷设计时,应根据掘进区域煤层厚度、倾角等,确定合理的巷道施工方位及坡度,尤其是在双突矿井的巷道掘进中,巷道的施工层位及坡度是否准确,直接关系到巷道掘进过程中的误揭煤与否,但往往实际生产过程中,生产设计人员并没有完全对地质情况进行通盘考虑,常常存在巷道掘进完成后,需要反过来进行二次的挑顶、落底来实现巷道自身的运料、行人等功能,这就造成了人、财、物的严重浪费。
二、地质工作对指导生产开掘的重要性 对于回采工作面来说,探查清楚回采前方煤层的赋存情况,可以提前确定两巷是否超前压架、回采前方工作面内溜子是否需要下扎或上抬,工作面内松动爆破的范围等;对于掘进巷道来说,探查清楚前方煤层的厚度、起伏情况,以及是否存在构造等,可以有效指导掘进巷道的层位,在将遇到断层等构造时,提前变更支护工艺,确保巷道安全快速掘进,以河南能源义安矿某条煤巷的掘进为例,掘进期间探查到前方存在一正断层,倾角31-50°、落差2.3-2.7m,并已下发临时地质预报,但施工区队并为予以重视,为确保掘进进尺,仍沿顶掘进,导致巷道沿断层面掘进至下盘煤层顶板后,巷底留有5.3m厚的底煤,才调整巷道施工坡度,沿煤层顶板下扎掘进,因之前巷底坡度较大,影响了巷道的运输、行人,因此后退20m开始落底、套棚,反而使掘进工期滞后,若施工区队严格按照下发的临时地质预报编制过断层措施,则可以避免该段巷道“返修”,进而提高功效。
三、地质工作对避免矿井突水事故发生的重要性
对于存在顶、底板承压水,带压开采的矿井,除了防治水硬件系统的完善之外,更为重要的是水文地质工作是否精细化开展,仍以河南能源义安矿未例,该矿主要水害威胁为底板奥陶纪灰岩水,该灰岩含水层层厚大,为该矿开采煤系地层的基底,且大气降水及地表水的补给条件较好,全矿井内主采二1煤层所承受的奥灰水压均高于4.0MPa,其中主要采掘活动区域11和12采区底板奥灰隔水层厚度58.9m,承受的奥灰水压接近5.0 MPa/m,突水系数超过0.06MPa/m,正常情况下,受二1煤层底板石炭系本溪组和太原组隔水层的阻隔,一般奥灰水不会对矿井直接充水,但若底板存在断裂构造、封闭不良钻孔及底板隔水层薄弱地带,在矿压和水压联合作用下,使奥灰水与二1煤层构成水力联系,则矿井就存在突水风险。为保证采掘活动的安全进行,对于掘进工作面,使用物探和钻探手段进行综合超前探测,摸清前方地质情况;对于采煤工作面,当煤厚变化大、断裂构造发育时,应采用地震槽波技术进行勘探,并采用钻探手段对预测异常区域进行地质探查。
四、地质工作对避免矿井瓦斯事故发生的重要性
据有关数据表明,瓦斯爆炸引起的矿井事故占我国已有矿难统计的百分之七十五,而瓦斯爆炸有一部分的原因是因为前方煤层厚度变化、煤层层理紊乱、断层构造等地质异常变化区域,使得瓦斯在该区域富集集中,若能提前掌握采掘区域前方的地质条件变化情况,就可以提前对该区域开展瓦斯治理工作,仍以河南能源义安矿为例,在煤厚掘进期间探查到前方存在一正断层,倾角31-50°、落差2.3-2.7m,并下发临时地质预报,防突部门根据探查的地质情况,进行区域防突措施设计,现场施工钻孔,保证了该巷道的安全掘进。
五、提高地质工作效果的措施
1、拓宽从业人员学习交流渠道。充分利用河南能源平台下矿井区域跨度大,地质条件各异的优势,多进行公司与公司之间、矿井与矿井之间的人员流动,有条件的话,也可以邀请高校、研究院的学者,普及地质基础知识、讲授地质前沿技术。
2、加强从业人员内部培训。以义煤公司地测处为载体,通过内部培训班的形式,各矿选取学习能力强的人员,由地测处组织地质从业人员定期进行新政策、新规范的解读等专业培训,再由学习人员对本矿进行培训。
3、加强传帮带,提高人员综合素质。井下施工过程中遇到地质异常区域,可以由经验丰富的地质从业人员带领其他从业人员,进行现场分析、现场教学。
六、总结
总之,开展煤矿地质工作是保证矿井安全生产的“护目镜”,有效的地质工作,不仅可以确保煤矿企业安全生产,减少安全事故的发生,而且可以有效提高生产效益,具有一定程度的经济和社会效益。
作者简介:姬鹏程(1982.02-),河南新安人,现在河南能源义煤公司义安矿业从事煤矿地质相关工作。