采矿安全论文(精选5篇)

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所属分类:文学
摘要

目前,有很多种井下采矿技术,在不同的矿产开采中,不同采矿技术的应用方式和适用程度也不同。例如,长壁开采技术作为最常见的井下采矿技术,通常在煤矿开采中应用,但在金属矿产开采中却没有较好的适用性,因为金属矿在储量和矿层厚度方面不同于煤矿,这时…

采矿安全论文(精选5篇)

采矿安全论文范文第1篇

随着时代的发展,近年来,人们在开采矿产资源的过程中逐渐意识到有很多危险存在其中。因此,相关部门制订了一系列的制度和规范,严格执行采矿资源开发要求,保证矿产资源生产的安全性和可靠性,从而更好地推动矿产行业的经济发展。但是,通过调查研究发现,我国很多矿产企业在开采矿产资源的过程中还存有诸多局限性,导致有诸多不安全因素存在于井下采矿工作中。因此,在矿产行业发展的过程中,需要充分考虑矿产市场的实际情况,采取有针对性的开采技术。具体来讲,井下采矿技术的特点主要有以下几点。

1.1井下采矿技术较多

目前,有很多种井下采矿技术,在不同的矿产开采中,不同采矿技术的应用方式和适用程度也不同。例如,长壁开采技术作为最常见的井下采矿技术,通常在煤矿开采中应用,但在金属矿产开采中却没有较好的适用性,因为金属矿在储量和矿层厚度方面不同于煤矿,这时就需要结合矿产的不同,采取差异化的采矿技术。

1.2井下采矿工艺技术复杂程度较高

相比于露天采矿工艺技术来说,井下采矿技术在安全性和生产效率方面都存在很多差异。通常在应用井下采矿技术时,需要投入大量的资金,以保证开采的安全性;同时,由于受到诸多因素的限制,比如场地较小等,相比于露天采矿,井下采矿技术的工作效率较低。因此,在应用井下采矿技术时,需要做好准备工作,在保证安全的基础上,改善工艺技术,强化科学管理,使井下采矿的安全性和高效性得以有效提高。

1.3井下采矿技术更新换代速度较快

随着市场经济体制的确立和完善,企业在发展过程中面临的竞争日趋激烈,要想获得更大的发展,就需要结合具体情况,加大投资成本,引进先进的工艺设备和专业化人才,增强自身竞争实力。

2采矿技术的应用发展前景

2.1采场围岩的控制技术

相关的技术研究人员需要充分结合煤矿采场的具体情况,比如地质围岩结构压力等,对采场围岩控制方面的理论进行完善。对那些难采煤层进行有针对性的分析,比如不太稳定、倾斜度较高和地质构造复杂等。研究在较恶劣的环境中,支架围岩同放顶煤开采岩层之间的作用机理,对支护质量技术和顶板动态监测技术进行研发和完善。此外,还需要研发其他一些岩层控制技术,比如如何有效地预测和防治冲击地压等,提高煤矿开采的效率,保证煤矿开采的质量。

2.2深矿井的开采技术发展前景

冲击矿压防治、煤层开采的矿压控制、井巷布置、瓦斯和热害处理等是深矿井中进行煤炭开采关键性技术的几个方面。针对深矿井开采的现状,目前急需大力研究和发展的有:深井作业场所的工作环境的变化;深井围岩状态和应力场分布状态;深井冲击矿压的监测、监控和防治技术;深井的高产高效开采的相关配套技术等。

3采矿工程施工安全措施

首先,要构建科学的井下生产责任制度,明确规定各个工种岗位的操作流程,以便顺利实施安全生产管理制度。具体来说,就是要分层、分解井下安全生产目标,将责任严格落实到具体的人员和工作上,促使每一个人都有义务和责任保证生产的安全。强化安全工作,还需要加大检查力度和处罚力度,并坚持和落实每周的安全例会制度。

其次,要大力检查安全责任,及时消除井下采矿中可能存在的安全隐患,并综合应用多种方法,例如日常监测、专业检测和大规模检测等。如果有重大的安全隐患存在检查过程中,需要责令相关责任人在规定的时间内完成整改任务,并以书面的形式向上级汇报,避免出现问题。再次,要结合矿山的具体情况,在科学地制订灾害应急方案时,要将灾难事故作为重点考虑的内容;提高采矿人员的自救、互救能力,培养紧急情况下处置事情的意识,并完善和健全灾难应对体制;强化救助演练,结合具体情况,对灾难逃生和救援方案进行科学的制订;应用高科技的救援和检测设备,以保证矿区的生产安全,使人们的生命财产安全得到有效的保护。

最后,为了避免因通风不畅而导致的窒息灾难,对矿区来讲,构建通风管理制度是非常必要的,有助于进一步完善通风系统。除了要强化通风管理外,还需要构建检测风量、风质和风速的台账,促使其与相关要求相符。此外,还需要落实基层班组建设,在班组建设中加入安全管理规划内容,不能只重视生产,还需要重视安全;构建班组考核等级制度,给班组提供一个更加规范和科学的平台,鼓励班组自查自纠,促使安全管理工作更好的开展;班组要做好安全监察工作,保证采矿工作中的各项法律法规和方针政策严格贯彻和落实;在煤矿采矿安全管理工作中,要以班组建设为核心内容,重视标准和考核,进行安全质量管理体系的构建工作。

4结束语

采矿安全论文范文第2篇

作为矿区开采工作进行中的必不可少的矿区通风工作,对采矿工程施工作业的安全性具有非常重大的意义和影响。

1.1源源不断的氧气供应

在采矿工程施工作业中,施工作业人员一旦在井下出现了缺氧的状况,会严重威胁其生命安全。矿井开采的深度越广,井内所含的氧气量就会越稀少,因而缺氧的现象随着矿井开采深度的不断增加是极其容易出现的。这就非常需要井下通风所产生的作用,将新鲜充足的氧气源源不断的输送到施工作业人员所处的环境之中,保障其生命安全,保证施工的继续进行。

1.2实现空气交换,排除有毒气体

伴随着采矿作业的实施过程,会有大量的有毒气体产生并溢出。若不能及时将这些有毒气体扩散、稀释,很容易致使采矿作业人员出现大面积中毒的情况,甚至导致工人死亡。同时,诸多有毒气体还具有易燃性、易爆性,爆炸情况也是非常容易出现的。这就需要加强矿井的通风管理,纵深优化通风系统,将井下的空气和井外的空气实现交换,在源源不断向井下注入新鲜空气的同时均衡气体的比例,将有毒气体迅速稀释,降低安全事故发生的概率。

1.3生命与财产并重,安全施工更需要安全生产

在采矿工程行业始终得到热切关注的一个重大问题是如何在矿区进行安全生产。安全生产步骤的缺失会累积潜在的安全隐患,引发重大的安全事故,严重的影响采矿工作生产线的正常运作机制,严重的威胁采矿作业工作人员的生命安全和国家的财产安全。必须要系统化的建设井下安全管理的体系,加强矿井内外的气体交换能力,改善井内外的空气环境,尽快稀释有害有毒的气体,注入更多的氧气含量,规避安全事故。

1.4完善自动化的管理机制

在当前的采矿工程施工过程中,采矿区的安全管理模式并不是很完备,因此井下通风管理体系是一个极其关键的构成部分,能够反映出采矿业的管理方案执行的效率和程度。随着采矿施工作业经验的不断积累,加之与不断发展的科学技术相结合,各个采矿企业都在有针对性地对井下通风进行了安全管理系统的建设和力度的加强,以信息技术网络为基础实现了部分的自动化管理模式,较之人为的管理更为精确,失误和误差更小,生产更安全。充分借助计算机对数据的高统计能力,极强的分析能力,对大量的有效数据进行整合和筛选,制定了切实可行的管理方案,对井下作业的状况实现实时上传,加强安全管理的力度,降低安全事故发生的概率,将矿区作业的安全等级进一步提升。

2基于井下通风安全的问题,探讨相应的管理策略

2.1建立符合施工现场的通风标准

由于各个采矿区所处的地理位置和环境均有不同程度的差异,因此在采矿区进行的通风安全管理时必须结合当地的实际情况,对作业的方式和标准进行相应的更加适宜的调整,进一步提升井下活动的安全指数和标准。科学化其安装步骤,精确化其安装位置,装置在设备更加便于开展工作的位置上,避免与其他设备相杂合产生的一系列安全问题。尤其是复杂的地理环境区域和偏远地区的开采矿施工作业,必须在施工之前进行全面的勘探和侦测,建立符合实际的通过标准,避免安全风险。

2.2建立自动预警和报警机制

近年来井下采矿过程中发生的安全事故频频被曝光,井下采矿的安全性受到了更加广泛的重视。而其中最为主要的事故是施工人员的缺氧、中毒和有毒气体的爆炸事故。因此在对矿井进行安全管理的过程中,必须针对这两种主要的事故因素对采矿过程中的安全性进行控制力度的加强,提高安全度。安装报警感应装置,构成预警体系,及时提醒危险状况的降临以使施工生产人员有足够的时间逃离危险区域、保障其生命安全。更要在每次下井前后对所有的工具和管线进行检测,杜绝爆炸等事故的发生。

2.3施工和生产过程中必须把质量放在第一位

对于安全事故的防范与预警,必须要对井下通风设施的质量进行细致的检测。检测的主体必须是专业化的人员或团队组织,及时的发现、反应井下通风系统的质量问题、潜在的或已存在的安全隐患,将结果及时的上报,派遣相关的专业化的操作人员进行调控。检查的过程中要严格按照施工的标准进行勘察,杜绝应付的现象或违章检查的行为,一经发现必须严惩不贷。视其情节严重可追究相关负责人的刑事责任。将人为的导致安全事故的因素排除在外。

2.4对已经建立的管理制度进行不断的完善和健全

制度的保障对于通风安全管理的有力贯彻执行具有十分重要的意义。健全、完善相关的制度是加强安全管理的关键性因素。必须将制度细化到各个地区,因地制宜,产生高效的、适合的作用,并严格执行在施工作业的过程中,纠正小的违规错误,严惩大的违规行为。

2.5以先进的科学技术为根基提升通风的安全度

随着我国工业化、现代化进程的极速发展,各个生产行业对矿产资源的生产安全标准有了要求,国家战略发展也需要矿产生产的安全保障。因此,为了加强采矿工程施工开采的井下区通风安全,必须要结合先进的、前沿的、相关领域尖端的科学技术,强力的改革当前矿区所使用的通风安全管理的技术,淘汰过于陈旧的设备,取而代之以更为先进精良的设备,走一条降低安全隐患的技术创新之路。

3结束语

采矿安全论文范文第3篇

[关键词]采矿 存在弊端 解决措施

中图分类号:DT812.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0140-01

众所周知,我国地大物博,矿产资源十分丰富,矿产总量在世界上是首屈一指的,但是由于我国人口总数大,所以人均资源远低于世界平均水平。

目前,随着经济的不断发展和进步,对矿产资源的需求不断增加。但是,我国现有的矿业开采水平低、设备不完善、技术不先进,难以达到所需求量。传统的矿业开采方式也造成了矿难问题时常发生,严重危害到矿工的生命财产安全。而且我国的矿产资源利用率低,大规模开采,低效率利用,不仅给我国矿产资源带来极大压力,也造成了不必要的资源浪费。因此,摆在我们面前的首要问题就是提出科学合理的措施来不断的加快采矿工程的发展。其次,要充分发挥现有设备和技术的潜在功能,最大限度的提高矿产资源利用率。要求国家引进高技术、高学历的创新型人才,研发先进的采矿方法以及技术,在低成本,高利用率的基础上不断的促进采矿工程的发展。同时也要不断的开发尚未开发的或者没有得到有效利用的特殊能源,通过采矿技术的进步来极大限度的提高矿产资源的经济价值。所以,要推动采矿工程摆脱现有的桎梏就要求采矿工程的研究人员不断研究创新采矿工程理论,并以此为指导来提高采矿技术,发展采矿业。

一、采矿工程中存在的问题分析

通过对目前矿业是实际调查和数据分析,我们总结以下几个问题阻碍了采矿业的发展。

第一,技术问题。虽然说近几年来我们国家的采矿技术不断地进步,但是与其他国家的水平相对比而言,还是存在很大的落差的,这也就直接导致了矿产资源的严重浪费。为了追逐经济效益,矿区现在存在大批的小规模开采,他们的技术水平低,资源浪费严重,环境破坏比较大,这种粗放型开采模式严重的降低了采矿工程的综合加工能力和采矿工程的经济效益。另外,采矿技术没有明显发展主要是由于没有创新型的采矿理论来指导。

第二,安全问题。提到采矿业,人们首先想到的就是普遍存在的矿山安全问题。从性质来说采矿工程不仅是一项技术性的复杂工程,而且也是一项具有极大安全隐患的工程。采矿工程中都需要搭建矿井,而且矿井采矿都需要进行地下作业,那么自然环境对采矿作业就具有很大的约束力,对于不同矿产资源的地质构造,需要采取不同的矿产开采方法及技术,尽管如此,仍然会产生很多的自然灾害,例如矿井坍塌,瓦斯爆炸,矿井内部的火灾,断点,透水等等,这些都是导致矿业开采安全的主要问题。稍有疏忽或者纰漏就会造成巨大的矿难,不仅给经济带来损失,影响矿业开采,同时也给矿工带来人身安全,甚至是大规模的矿工遇难。矿井内部还比较黑暗,通道狭窄,开矿作业工人密度大,在加上作业地点的不断变动,都会给采矿工程带来新的问题和安全事故,如果这些问题不能得到及时的处理,甚至会引发更大的事故,为采矿工作和作业人员带来了安全问题。所以安全问题是一个时时存在、不断变换的较难解决的问题,应该引起相关部门的足够重视。

三、采矿工程中问题解决措施

针对以上几点存在的问题,现提出相应的解决措施如下:

第一,提高采矿工程技术,它一方面要求培养和吸收具备相关知识和技能的高端人才,要求科研人员不断研发新技术,提出新理论;另一方面要求国家和采矿单位进一步完善矿区开采的基础设施。而所谓的基础设施主要的是指矿产能源与交通运输等方面。所以,为了提高采矿工程的总体技术,就要加强矿产资源的能源开发,尤其是与采矿息息相关的水电,热能等基础能源,要因地制宜,实现资源与矿产开采的综合利用。而针对交通问题,就需要因地制宜的修建公路,这样可以有效的降低运输成本,提高经济效益。当然人才的引进不能片面的依靠国内,应该适当地吸收国外人才。国外人才身上富有外国的技术和思想,中西文化的汇总和结合,有利于矿业开采技术的不断完善。在引进高端技术人员以后还要不断地进行人才技能的培训。可以是地区间的人才交流,也可以是跨国的技术交流。此外,还要充分发挥人才的专业能力,积极的调整采矿工程的人员结构,按照科学的比例进行管理与技术人员的安排,实施奖惩制度充分调动他们的积极性。此外,在培养技术人员的同时不要忘记采矿理论的创新与吸取实践经验,理论指导实践,实践需要理论的支撑。只有这样才能够培养一批采矿工程的专业性人才。

第二,为了解决采矿工程中的安全问题,我们要做到以下几点:

首先,在采矿工程中要坚持安全第一。在经济效益的引导下,当前许多矿业的开采都已经济利益为首,这是必须要纠正的错误观念。要做到“安全第一、生产第二”。每一个作业的人员都要有维护自身安全的意识和常识,同时与采矿工程相关的人力、物力、设备,生产等方面都要优先满足安全的需求,达不到这项指标要求的单位都要禁止开采。这是保证矿业矿业开采安全的硬性指标,必须贯彻落实到实处。其次,采矿工程中主要领导要对安全进行全面检查与负责。从直接的安全责任负责人,到间接领导层,都要对矿业开采过程中安全隐患时刻监管和督导,做到防患于未然,杜绝事故的发生,在发生的基础上也要把损失降到最小。根据国家规定的安全法律条文严格执行。第三,积极预防安全问题。正所谓知己知彼百战百胜,要做到安全问题的及时解决,就要求我们对可能引发的安全问题因素详细掌握,根据数据分析和经验教训,提前制定不同程度的预警方案,事故发生时可以及时的制止。对于已经发生的安全事故一定要严厉追究责任,找出事故原因,并进行数据备份,为类似问题的解决提供依据。而对于矿井管理者的严惩可以起到警醒的作用。目前我国采矿工作中层出不穷的安全问题也与对管理者的纵容态度有关系。

第三,生态保护是提供矿产资源可持续发展的主要途径。所以我们不断提高我们的生态保护意识,同时运用科学的处理方法来缓解自然与采矿工程之间的矛盾。

综上所述,解决矿业中普遍存在的各种问题,关键在于人才的引进和培养。人才决定技术,人才决定理论,在配合相关的国家规章制度的管理,和基础设施的完善,我国矿业工程中存在的一些列问题必然会得到妥善的处理,采矿业也会随之不断发展。

参考文献

采矿安全论文范文第4篇

关键词:矿山机械;安全问题;解决措施

中图分类号:TD4 文献标识码:A

1 矿山机械的发展状况

随着我国经济的不断发展,我国的科学技术的水平也在不断的 提高,在现在,我国矿山的开采已经逐渐从原来的完全依靠人的力量逐渐发展成为了现在的机械化的开采。虽然,我国矿山的开采在机械方面得到了很大的发展,但是相比较于世界上的发达国家,我国的矿山发展的机械发展水平还是十分的低的。在矿山的方面主要表现在矿山的井下作业,在矿山的机械方面主要表现在机械的使用效果和使用的寿命及制造的质量方面。在我国经济发展的同时一定保证经济发展的能源的供给,所以一定要重视矿山开采中机械的开发和研究。虽然,近年来,我国的矿山机械的制造企业在机械的制造方面得到了很大的发展,机械的性能和外观方面都得到了很大的发展,但是,现在,人们对于矿山机械的安全方面的重视程度远远高于的矿山进行在使用方面的效果,因此矿山机械的安全问题得到了人们的很大关注。矿山机械的安全问题对于矿山的开采的影响是十分的重大的。因此对于矿山机械方面的安全问题的研究工作已经成为了一项重要的学科。为了保证矿山的开采可以顺利的进行,一定要重视矿山机械的使用安全问题。

2 矿山机械在安全方面存在的主要问题

2.1 矿山机械在安全方面的现况

虽然,近年来我国矿山在开采方面得到了很大的发展,但是相对于世界上的发达国家而言,我国矿山的开采水平还是十分的低的,这重要表现在矿山机械的安全方面。在现在,很多的矿山在开采的时候都使用了机械,但是由于操作人员对于机械的使用并没有了解的十分彻底,在使用的过程中又没有对于使用的情况及时的维护,因此,就造成了机械在使用的时候会出现一些安全的问题,而且在出现安全问题的时候还可能做到及时的发现,这样就造成了安全隐患的出现。而且有些机械在使用寿命结束后仍然在使用,开采的企业之所以这样做只是为了追求更大的利益但是这是一种明显的不重视施工安全的表现,这样的开采是极易出现安全事故的。

2.2 矿山机械安全检测方面存在的问题

很多的矿山开采企业在机械的使用方面,经常是使机械处于过度的使用环境下的,对于机械的过度使用并没有认识到其可能带来的安全隐患。一旦矿山机械出现安全的隐患没有及时的发现,那么它的危险性就是十分的高的。虽然,现在关于机械使用情况的设备正在逐渐的使用,但是很多的矿山开采企业的情况是十分的复杂的,这就导致了机械在使用过程中出现安全问题的可能性。因此,矿山机械安全检测技术应该不断完善和提高,以保证矿山开采的正常进行。

2.3 机械安全设计方面存在的问题

虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法, 但是对于有些关键矿山机械设备, 目前安全设计只有理论, 还没有成熟的、理想的安全设计方法。很多机械的研究仅停留于理论分析阶段, 急需相关的实验研究和验证; 在机械的设计方面, 现在还存在着一些问题,这些都对安全设计产生了一定的制约,并且也是与国外的机械安全设计相比存在较大差距的原因。

2.4 机械的操作人员存在的问题

在矿山的开采出现事故的几率是十分的大的,而且很大一方面是由于人员的操作不当引起的。矿山工作是十分艰苦和危险性的, 矿山机械的从业人员的组成也是十分复杂的, 部分机械设备操作人员文化素质低, 对设备的安全性能了解不够, 自我保护意识淡薄, 习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。

3 矿山机械存在问题的解决措施

3.1 建立矿山机械安全方面的体系

矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多, 单一学科的理论与方法已经不能解决问题, 要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系, 包括理论、原理和方法, 为矿山机械安全设计提供方法论的指导; 对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究, 特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度, 并建立矿山机械安全行业数据库; 建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系, 通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险, 提高机械安全水平。

3. 2 制定和完善矿山机械安全方面的法规和标准

我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向, 及时跟踪先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况, 加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准, 使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品, 监察机关也应加大执法力度, 保证法规和标准的严格执行。

3.3 提高安全方面人员的素质,对操作人员进行培训

随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展, 由机械化向半自动化和自动化的方向迈进, 对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效, 促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实, 应该加强对作业人员和技术工人的选择和培训, 全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识, 继续推进煤矿安全培训标准化建设, 更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。

结语

随着我国经济的不断发展,我国的科学技术的水平也在不断的 提高,在现在,我国矿山的开采已经逐渐从原来的完全依靠人的力量逐渐发展成为了现在的机械化的开采。虽然,我国矿山的开采在机械方面得到了很大的发展,但是相比较于世界上的发达国家,我国的矿山发展的机械发展水平还是十分的低的。在我国经济发展的同时一定保证经济发展能源的供给,所以一定要重视矿山开采中机械的开发和研究。现在,人们对于矿山机械的安全方面的重视程度远远高于的矿山进行在使用方面的效果,因此矿山机械的安全问题得到了人们的很大关注。矿山机械的安全问题对于矿山的开采的影响是十分的重大的。为了保证矿山的开采可以顺利的进行,一定要重视矿山机械的使用安全问题。要在矿上的开采中逐渐发现矿山机械在安全方面存在的问题,并且要把出现的问题找到相关的解决措施来实现矿山进行的安全使用。

参考文献

[1]葛世荣 .矿山机械安全方面的研究[J].机械科学, 2008.

采矿安全论文范文第5篇

关键词:房柱法 石膏矿采空区 失稳机理

在我国,石膏矿区的采矿方式普遍采用房柱法进行开采,然而,房柱法开采的方式会导致矿区出现许多采空区,随着我国对石膏用量的不断增加,采空区越来越多,在矿区开采的过程中,不少矿区的稳定性严重不足导致采空区的安全事故越来越多,对人们的生命安全造成了严重的影响。据有关研究表明,采空区的稳定性主要由矿柱和顶板决定,因此,在保证采空区稳定性方面,要更加注重矿柱和顶板的稳定与安全。下面对石膏矿区的采空区的失稳机理和采空区的稳定性进行详细的阐述。

一、采空区稳定性的类型

随着我国社会发展和经济增长步伐的不断加快,我国对石膏的需求量越来越大,到目前为止,我国石膏矿区的主要采矿方式是房柱法,房柱法的开采方式主要以矿柱为核心,房柱法的开采方式使得矿区出现许多采空区,采空区的稳定性主要有矿柱和顶板所决定,据有关研究表明,我国房柱法开采石膏矿区的采空区的稳定性主要有以下几种类型:

一是矿柱和矿房的稳定性状态,由于矿区从上覆岩层到地表的稳定性均属于弹性变形的状态下,而地表下沉部分的稳定性则是由覆岩的弹性、矿柱的弹塑性和顶板的压入量共同构成。

二是在矿柱稳定的情况下,矿房中的顶板岩层部分的稳定性,顶板岩层的稳定性是由于在矿房顶板岩层中具有平衡的拱结构,而矿房的地表下沉部分则是仍有具有弹性的岩层变形所导致的,顶板的变形又会对地表的下沉造成巨大的影响。

三是在矿房顶板稳定的情况下,矿柱的稳定性遭到破坏,这主要是由于矿柱上的载荷量超过了矿柱本身所能够承载的负荷量,从而导致矿柱坍塌,使得地表出现大范围的塌陷情况。

四是矿柱和顶层的稳定性都遭到破坏,由于矿柱的坍塌,顶板的稳定性的破坏从上层开始直接发展到地表[1]。

二、采空区的失稳机理

1.矿柱的失稳机理

矿柱的稳定性对整个石膏矿区具有十分重要的意义,在石膏矿区中,矿柱不仅能够有效的维护整个矿房的稳定,同时,矿柱在大面积空场的隔离,井巷、地表建筑物的保护等方面也发挥着十分重要的作用。下面详细的对矿柱的破坏模式和机理进行分析。

1.1矿柱的破坏模式

矿柱的稳定性遭到破坏的主要原因是石膏矿区在开采的过程中矿区的应力重新分布,矿柱的荷载量也随之增加,当矿柱中的应力状态超过了原岩的强度时,矿柱就会遭到破坏。矿柱的整体矿区的荷载量的承受能力与矿柱的大小、矿柱岩体的地质构造、围岩对矿柱的表面约束性等具有密切的关系。矿柱破坏的主要模式有三种,如图1所示。

图1矿柱破坏的三种模式

1.2矿柱的失稳机理

根据上述三种不同的矿柱破坏模式,矿柱的失稳机理也各不相同,第一种矿柱的破坏模式是由于矿柱受到一定的压力,同时这个压力超过了矿柱的极限强度,使得矿区的顶板、底板与矿柱的受压面出现巨大的摩擦力,是一种剪切式的破坏模式。第二种石膏矿区的矿层比较厚,高处采区大,矿柱的宽与高的比例较小,导致矿柱在荷载的情况下发生了横向的变形。第三种是由于矿柱的塑性变形区宽,变形的范围比较大而导致矿柱破坏[2]。

2.顶板的失稳机理

由于采用房柱法的开采方式进行石膏矿区的开采,使得采空区在失稳的情况下,矿区有大范围的岩体会突然落下,从而形成一种剧烈的动力现象,大面积的采空区顶板落下的时间十分短,使得顶板落下时不仅由其重力作用会对矿区造成严重的冲击性的破坏,同时会在矿区内形成巨大的暴风,严重威胁着矿区的安全。

2.1顶板的破坏模式

采空区的矿区顶板破坏模式主要有三种,分别是整体坍塌模式、筒冒型冒落、拱冒型冒落。当矿区的采空区面积达到一定的范围时,矿区的采空区顶板会沿着采空区的壁切落至地表,从而使得采空区的顶板发生整体性的坍塌。而当矿区的开采面积达到一定的跨度时,矿区采场会出现覆岩筒状冒落的情况,第三种冒落方式是由于顶板在冒落之后,采空区会形成一个拱型的空间,在这个拱型空间中顶板出现拱型冒落。顶板的三种破坏模式如图2所示。

图2顶板的破坏模式

2.2顶板的失稳机理

与矿柱的失稳模式一样,不同的顶板冒落所导致顶板失稳机理也各不相同。首先来看顶板的整体坍塌模式,这种模式的破坏主要是由于矿区的开采的过程中,岩层会受到荷载量、风化等的影响,导致矿区的局部承载量增大,而荷载量超过矿柱的承载量时,矿柱失去了支撑矿区的作用,在矿柱的连续性和完整性均遭到破坏的情况下,顶板的冒落形成整体的坍塌。筒冒型冒落与整体性坍塌的机理相似,不同的是筒冒型冒落的情况下矿柱的稳定性还相对比较好,筒冒型冒落属于局部冒落的模式。拱型冒落是由于顶板的跨度比较大而岩石的强度则相对较低,顶板岩层在应力的影响下会导致顶板的岩层之间出现分离情况,这时会出现弯曲形成拱型,拱型的拉应力一旦超过了岩层的抗拉极限时,就会发生冒落。

三、采空区的稳定性分析

1.矿柱的稳定性分析

矿柱的稳定性影响因素包括了矿柱所能承载的荷载量大小、矿柱的宽与高尺寸、矿房的尺寸以及矿柱的强度和地质情况等。从矿柱的应力来看,矿柱面积的承载量指的是矿柱支撑范围内与地表相连的上覆岩柱的负荷量。计算矿柱的面积承载量要计算矿柱的平均应力。其次是矿柱的强度,矿柱强度的计算如公式1所示:

(1):Sp=St[0.64+0.36(Wp/h)]α,在这个公式中,α表示常数[3]。

2.顶板的稳定性分析

对于矿区采空区顶板的稳定性分析,据有关研究显示,伏萨尔梁是最重要的一种理论分析方法。这种理论分析方法对顶板的稳定性分析需要采用松弛迭代法的方式进行重复求解,然后根据结果对薄顶板层的张力、重力所引起的弯曲和侧向力对顶板的岩层进行分析。

四、结语

总之,矿柱和矿区顶板是影响石膏矿区采空区安全的主要决定性因素,要保证矿区采空区的生命安全,保证矿区的稳定,就要对矿区的矿柱和顶板的稳定性进行分析,只有在保证矿柱和顶板安全的基础上,才能真正保证矿区的安全稳定。

参考文献

[1]王贻明;罗一忠;兰小平.特大型复杂采空区条件下岩石力学与地压监控技术研究[A].和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C].2010.12.4-5