FSM-1快速密闭材料在矿井密闭墙中的应用

FSM-1快速密闭材料在矿井密闭墙中的应用

代小伟

国家能源集团神东煤炭寸草塔二矿  内蒙古自治区鄂尔多斯市  017010

摘要：井下采空区密闭墙是煤矿工程的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了目前煤田采空区的现状，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就采空区砌体结构的破坏特征展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：煤矿；井下采空区；密闭墙；问题

1引言：

煤矿井下采空区密闭墙的预控是一项实践性较强的综合性工作，其具体操作方法的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对采空区密闭墙问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2概述：

随着社会的不断发展，经济水平的不断提高，人们对煤田产量的需求呈逐渐上涨的趋势。然而，在人们长时间的煤田开采过程中，采空问题也频繁出现，给人们的生命财产造成了极大的威胁。将地球物探法运用到煤田开采中，能够避免采空问题，该技术是运用先进的设备方法，探测岩石的导电性、磁性等，通过探测的结果，对开采区的地质情况作出准确的判断，避免各类安全事故的发生，提高煤田产量，从而推动经济的不断发展。

地球物理探测勘探方法是间接的勘探方法，主要是根据勘探所得出的物理现象来解释地质构造特点。地球物探法主要是运用地球物理的相关原理，根据各个岩石层的电导率、热导率、密度、弹性等各方面之间的不同，运用各种物理设备和方法，对地质情况进行勘探，了解地下岩体结构特点，，从而出现各种物理现象。另外，可以运用合适的仪器，测量和接收工作区域的物理现象，通过一些技术处理工作，提取出重要的地质信息，以岩体结构的物理性为基础，与探测的地质情况进行比较，推理探测对象的位置、大小等，并作出相应的推断图件。

3目前煤田采空区的现状

在经过长时间的煤田开采过程中，地下岩层就会发生“空洞”，煤田采空区逐渐形成。煤田采空区的出现，不仅给矿山区的安全生产带来了很大的影响，同时也给人们的生命财产安全带来了很严重的威胁。对于采空区来说，其空间分布很不规律，隐伏性强，再加之不能够及时的预测地板塌陷情况，所以，当技术人员对出现的危害信息进行判断和提出具体解决方案的时候，会遇到各种技术问题。

煤田采空区是目前需要解决的重点问题。矿山的开采在持续进行，使得压力不断增大，受到强大压力的影响，采空区容易发生坍塌等问题。另外，在煤田开采的过程中，没有及时对采场、巷道等进行处理，给露天开采埋下了很大的安全隐患，危害工作者的生命安全。

4采空区砌体结构的破坏特征

采空区砌体结构的变形及破坏，是因为地表的沉陷及移动破坏了砌体结构从基础到上部结构原有的受力体系平衡状态，使得砌体结构与地基土之间产生了新的受力体系。在新受力体系平衡状态产生的过程中，砌体结构将产生附加应力，这会导致砌体结构的各组成部分发生不同程度的损坏，从而危及整个砌体结构的安全，严重时会引起砌体结构的倒塌。根据地表沉陷及变形的不同特征，对砌体结构产生的破坏也不一样，具体主要有以下几种破坏特征：

（1）采空区地表的不均匀沉降，会导致部分地表发生倾斜、扭转，这样会使其上的砌体结构同时发生倾斜变形或扭转变形，导致结构的重心发生变化，产生了附加倾覆弯矩及结构内部的附加应力。由此，砌体结构可发生倾斜倒塌或出现纵横向裂缝及变形，砌体结构将被破坏。

（2）采空区地表发生水平位移时，会使砌体结构内部产生相应的拉、压应力。从而导致砌体结构墙壁、基础和门洞口应力集中部位产生裂缝及变形，遭到破坏。

（3）采空区地表的沉陷可分为：均匀下沉和不均匀沉降。其中地表均匀下沉时，砌体结构随地表的下沉，整体沉降，不会产生附加应力，因而不会对砌体结构造成破坏。当地表发生不均匀沉降时，砌体结构会随地表发生的倾斜、扭转和移动而产生附加应力，随之产生倒塌、倾斜和裂缝等变形特征，遭到破坏。

5煤田采空区中地球物探法的应用

5.1磁法勘测

磁法勘测是地球物理勘测方法之一，该勘测方法就是根据岩石的磁性差异从而对地下岩层的具体情况进行全面了解。由于不同的岩石和矿石磁性不同，而磁性的产生，它使地球磁场在局部区域出现变化，产生地磁异常，因而不同的矿石和岩石也会出现不同的磁场。借助各类测量仪器设备，工作者可以对磁场的差异作出相应的判断和研究，为进行地质研究提供充足的条件。磁法勘探技术在地质勘探、矿产研究等被运用的十分普遍。将磁法勘探技术运用采空区中，可以确定出采空区的大致范围，探测出可能出现的安全问题，避免人员伤亡，减少地质勘测成本支出，提高勘测的质量和效率。

5.2重力勘探

重力勘探法主要是运用构成地壳的各类岩体以及矿体之间密度差异使地表重力加速度值发生改变从而开展地质勘探工作的一种方式。该勘探方法是以牛顿万有引力定律为基础的。经过勘探，一旦发现各岩体和地质体之间存在密度差异，就能够借助相应的重力测量设备发现出重力异常。把煤矿区实际地质状况和物探信息进行比较，工作者就可以对重力出现异常现象作出合理的解释，对岩层和矿体的实际状况有一个全面的了解。重力勘探法在煤田采矿中被运用得最为普遍，在煤田开采过程中发挥着十分重要的作用，是煤田开采的重要的组成部分。

5.3地震勘探

地震勘探法是发展最快的一种地震勘探法，该勘探技术的原理主要是运用人工发出的地震波在不同弹性的地层内的传播规律对地下的地质情况进行勘探。当地面某一区域发出的地震波传送到地下，一旦遇到弹性不同的地层之后，就会出现折射和反射波，并会立刻传播到地表。与此同时，借助专业设备就能够记录反射和折射波的变化情况，并能够对波的变化情况作出相应的分析，运用计算机等各类技术，对分析结构进行处理，使得界面的形态特征测量更加准确，从而判断地层岩性情况。将该勘探技术运用到煤田采空区中，提高了煤田产量，及时防范采空区坍塌事故的发生。一般情况下，煤层和围岩都会有波阻抗差异，当煤层达到一定厚度时，就会出现反射波。然而，一旦采空区的岩层受到破损、坍塌想象，就会中断反射波形成，从而出现各种安全问题。

5.4电法勘探

在物理勘探中，電法勘探也是一种十分有效的勘探法。该勘探方法的主要原理是岩层不同，导电性存在差异，从而根据差异性了解地下岩层的具体情况。可以将电法勘探技术分成两类：第一类，研究直流电场，也就是直流电法，包括电阻率法、充电法以及自然电场法等；第二类，交变电磁场研究，也就是交流电法，包括交流激发极化法和电磁法等。交流电法主要是运用相应的仪器设备对天然或者人工电场进行勘测，了解各电场的变化特点，达到煤矿采空区的勘测效果。总而言之，经过长时间的煤矿开采，引起了各种采空问题，对人们的生命健康安全和煤矿企业的经济利益到来了很大的影响。对于煤矿采空区来说，空间分布毫无规律，隐伏性强。除此之外，传统的煤矿开采过程中，不能及时对顶板塌陷情况及时了解，将物理勘探法运用到采空区中，能够准确的对采空区的地质情况进行勘测，提高了煤矿开采质量和效率，从而推动了煤矿企业经济的不断发展。

结束语:

综上所述，加强对煤矿井下采空区密闭墙相关问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的煤矿工程过程中，应该加强对采空区密闭墙关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

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[2]路军臣，苏维涛，张济怀，瞬变电磁法在探测小窑采空区中的应用探讨[J].河北煤炭，2015（24）：78-82.