浅析矿山立井中存在的安全问题

摘 要：矿山立井是矿山开拓中的一个重要部分，文章就矿山立井的一些问题进行归纳与探讨，供有关煤炭企业参考。

关键词：矿山立井；安全问题；研究

中图分类号：TD53 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0173-02

在矿井开采作业的时候，需要挖掘一系列的矿体通道，形成一个动力供应、提升、运输、通风等组成的多重系统，给整个矿井以及开采提供全阶段服务，这些通道，被称作为拓巷道。这些巷道的类型有立井、平哃、石门、斜井、斜坡道等。一般情况下，主要开拓巷道为矿石的平哃与矿石的井筒。本文将主要分析矿山立井中的一些问题，并提出相应的措施。

1 立井采动变形损坏现象

立井井筒在煤炭生产中地位举足轻重，是整个生产链的咽喉。所以，它的安全问题，关乎着煤炭的生产，人们应该对它的防护加以重视。在我国，已经有很多的井筒被损坏的事例，而这些事例中，很多源于地下采矿过程中；有的则是因为地表层的土发生沉降引起的；还有的是由于井壁的不合理设计引起的。关于井壁合理设计与井筒合理维护之类的理论研究成果比较多，现场方面的实测资料则少之又少。然而实际现场的挖掘情况差别各有所异，因此，进行现场的观测研究就显得十分重要，须根据井筒的变形特点与规律进行现场观测研究。

1.1 井筒的采动变形、损坏

矿山的立井井筒归属于地下结构部分，井筒的变形受破坏可以分为两个阶段，即建井初期和采矿过程中。井筒要贯穿在上覆岩层中，有基层、软弱夹层、冲基层，有的还要求穿过构造的破碎带。当井筒穿过坚硬的岩层时，混凝土的井壁跟围岩是紧密的结合在一起的。在这个时候，井壁跟围岩的变形量都很小，相对来说，却更为稳定。然而，当井筒要穿过软岩层的时候，因为软岩石较小的内聚力，变形的量很大，这个时候结构就相当的稳定，主要是依靠围岩变形对井壁进行挤压而形成了摩擦力，从而形成稳定结构。可是，这种压力不能太小，也不能太大，太小的话井壁就会产生脱裤式的破坏，太大的话，就会超过了井壁所承载的能力，这样，井壁就会产生剪切破坏。根据有关调查显示，在施工和生产时，井筒容易遭受破坏。发生的地带有以下几种：第一种类型是断层的破碎地带；第二种类型是上下两层都为硬岩层，在中间还夹杂着一些很厚的软泥岩；第三种类型就是软泥岩，在这个层面里发生破碎现象，引起大量的涌水。井壁那些严重破坏的部分，基本上是软层岩层被穿过的时候。软岩层的强度很低，必然造成大孔缝隙，造成胶结的程度变差，而构造面受到风化影响，从而就会进一步造成粘土矿物受膨胀、受破坏。受破坏的形式有以下几种：井壁的内侧变形、出现裂缝、剥落、漏水、管道变形、罐梁弯曲变形等。

1.2 井筒的变形及其检测技术

在一般的采矿实践中，容易出现井筒因为弯曲而导致井壁遭受损坏。据有关部门对井筒进行防护的经验得知，井筒的中心线偏斜允许值要平均在2×10-3/m，极为个别的，也不可以超过5×10-3/m，而筒的弯曲允许值基本上就是0.33×10-3/m。由于井筒的弯曲与偏移，就会使得井壁受到弯曲，进而导致井壁遭受破坏，罐道发生弯曲、罐梁发生变位，这就直接危及到矿山的安全。

根据传统的方法，对井筒的中心线的偏移进行测量，一般是对下放的钢丝进行分段测量。而这种测量方法，仅仅得到偏斜的平均值而已，但是，测量的工作量却很大，占据较长的时间。如果说，采用一种全新的立井灌道斜仪法，不仅能够把监测的仪器安装在罐笼上面，随着罐笼运行而相应的指出它的偏移状况，然后间接地反映井筒的偏移情况。此种方法的工作原理见图1，它的实测很方便，并且可以进行连续测量。

罐道的偏移量，主要根据角位的传感器来测量。两条相邻的罐道中间距离的变化，及其量度都由线性位移传感器进行记录。计程传感器，专门提供位置方面的信号。所有来自传感器方面的信号，都可以经过处理器进行相关的处理，然后用存储器进行记录，然后经由计算机的接口读到计算机里进行更深一步的处理，最后进行分析处理的结果。确立出立井井壁支护力型，以及相关的变形防护措施所涉及的参数。它们的作用在于测出矿山的井壁压力。井壁附加力的测量要针对不同的传感器而不同。但是由于在井筒中操作很是艰难，在井壁上面进行钻孔与安装传感器都是很不容易的，并且都比较不方便，所以，一般都采用测量井筒的直径变化量。

2 立井提升

国产的煤矿提升达到国际水平，得到广大企业的认同。但是随着煤炭事业的不断发展，安装的新技术便也成了一个普遍受关注的话题，由立井口一直到立井底下的连续性工作流程，以及每个实施人员的安装及其防护都涉及到最新科技。要使得新技术运用到煤矿的立井工作里。然而在这个工作里面，高空作业、恶劣环境下的工作安排以及防护成了最主要的问题。一旦没有相关的安全防护措施，对于工作人员的安全便产生威胁。所以，对于工作人员的安全隐患问题一定要消除，不仅如此，在消除安全隐患之后，安装罐道的质量也是一个很值得关注的安全隐患。要让工作人员以最快捷的方式进行罐道的检修，并且要让工作的质量得到行之有效的控制。根据现在已有的技术运用到每一个煤矿立井的流程中。安全隐患，可能造成工作人员的人身安全以及物质受损等不良结果。在安装过程之中，容易产生一些不正当的工作行为。有以下不正当的行为：煤矿生产中的提升信号不够齐全，有很多的煤矿企业使用的是已经淘汰了的仪器进行信号指示；有很多的煤矿企业在一般的安装工作中也出现很多的违纪行为，没有严格按照设备要求、私自按照自己的方式进行操作。因此，为了减少安全隐患的存在，消除一切安全问题，就要对工作人员的作业行为进行规范，而这个重要的工作属于企业的安监部门，它在煤矿的立井工作当中，主要起监测警示作用，为了维持正常的流程，就要保障安全，促成企业利润的最大化。

很多情况之下，人们对于安全事故的防护仅仅作为一种被动的防护方式。它在煤矿的立井提升当中，作为一个不能缺少的环节。在所有设施布置得当的情况下，才可以做到设备方面的损失得到减少。同时，对于工作人员的人身安全都起到很好的保护作用。我国很多的科学调查员现在正研究一种缓冲设备，也在全国范围之内得到了一定的认可，并且取到了相应的效果。这种缓冲设备，可以很快地提高煤矿中的提升速度，可以较为快速地挡住下落的仪器，对于它们之间的距离也可以起到限制的作用。如此这般，便可以完成很多现有设备无法完成的项目。可是，由于国内的煤矿立井提升技术很不成熟，此种技术还存在着一些安全问题。例如：格式的类型、设备的结构差异、外界条件的差异。现在的缓冲防护设备，虽然对于运作速度、作业效率、煤炭生产很有推动作用，但是不可以使得煤矿立井提升的安全得到保障。在提升安全的角度上讲，虽然有前进，速度却实在缓慢，在煤矿提升的很多空白领域，还在那里静静地等待着，就像往年堆积的冰川，等待着来年春天的阳光，然后一点点消融。它们等待着广大工作者一点点努力一点点突破。测量就是在提升的过程当中，亟待广大工作着努力去突破的目标，测量本身就是一项要求细致、缜密的作业，不容许小小的错误。目前来说，目前的测量设备存在着严重的失误率，要确保这些安全问题的发生，就要不断地改正技术，研究新型的测量设备。

3 立井临时钢丝绳灌道问题

立井的临时钢丝绳罐道，存在严重的技术问题。不是很符合《煤矿安全规程》，在很多的程度上存在着问题，最突出的表现就是在于钢丝绳的选型和布置上面。

在目前情况下，对于钢丝绳罐道的选型计算方法很混乱，造成这些状况的原因有以下两种：

第一，避重就轻，顾此失彼。到目前为止，我国没有出台相应的关于临时钢丝绳罐道的规范和标准。很多的施工单位只是临时选用，而临时的选用当中往往没有达到安全的系数。因此，在运行中，容器跟提升器、钢梁跟提升容器之间的间距得不到保证。如此一来，提升容器的运行会发生旋转的可能，于是，就会导致钢丝绳和罐道之间发生扭结、缠绕现象，于是，变带来很严重的安全隐患。

第二，技术理论虽然很可行，但是施工的成本很低。在钢丝绳罐道德传统计算中，仅仅是先验算所需要的钢丝绳在下端紧张时的力，再来对钢丝绳的直径进行验算。在以往的经验当中，把选用的钢丝绳的安全系数与《煤矿安全规程》对比，然后还要对容器跟钢梁之间的安全距离进行必要的验算。

上述就是在施工单位里，对于钢丝绳的选型和计算，跟《煤矿安全规程》当中的规定不相符的现象，逐渐暴露出来，并且造成相应的安全问题，使得很多的施工单位避重就轻，顾此失彼。

4 结 语

针对以上问题，本文已经提到了相应的措施，供煤炭企业有关部门借鉴，减少煤炭立井引起的不良后果对煤炭业的发展造成阻碍作用。

参考文献：

[1] 刘用中.煤矿电工学[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[2]王公华.数控提升机的故障安全性设计[J].工矿自动化，2011，（6）.

[3]隋惠权.立井罐道测斜仪的研制[J].阜新矿业学院学报，2012，（4）.