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煤矿巷道稳定性评价指标体系设计研究
2011-01-28 13:40:11 来源: 作者: 【 】 浏览:2007次 评论:0
摘要:本文主要对煤矿巷道稳定性评价指标体系设计问题进行了研究,首先概述了煤矿安全评价的概念和发展,然后探讨了煤矿巷道稳定性评价指标设计的方法,最后从四个方面对煤矿巷道稳定性评价指标进行了具体的设计。
关键词:煤矿  巷道  稳定性  评价指标 河南论文发表   
        1 煤矿安全评价概述
        1.1 安全评价的概念 
        安全评价也叫风险评价或者危险度评价,其英文为Safety eva luation,简称SE,安全评价是指对系统中的潜在危险进行评估,从而提出合理的解决方案以保证系统的运行安全的系统方法。具体而言,安全评价要做三方面的工作:首先,要对特定项目按照其运行环节或流程进行逐步排查,找出其中的潜在危险,并对这些潜在危险进行分析;其次,要根据分析的结果,对不同的潜在危险进行不同的评级,最好用数值做出定量化表示;最后,根据评级的结果对相应的潜在危险提出合理、有效的解决对策和措施,以便保证该项目能够按照预定目标顺利运行。对于煤炭生产企业而言,煤炭生产安全问题是企业运行中最为重要的问题,所以,对煤炭生产安全的各项子项目进行安全评价就显得尤为重要。
        1.2 我国煤炭生产企业安全评价的发展沿革
        我国煤炭生产企业的安全评价工作经历了从无到有、从小到大的过程,早在上个世纪八十年代,煤炭工业部就制订了《矿井通风质量标准及检查评定办法》以及《生产矿井质量标准化标准》,前者作为安全生产监管部门进行煤矿矿井通风安全检查时的安全标准被广泛应用,后者也作为煤炭行业的行业标准被认真执行。在1994年,相关部门对《生产矿井质量标准化标准》进行了修订,使其得到了进一步完善,修订后的内容涵盖了开采、通风、运输、瓦斯以及掘进等五个方面,目前它仍然是我国煤炭企业使用最多的煤矿安全评价标准。目前,对于煤炭企业安全评价的研究主要集中在高等院校,其研究方向主要集中在煤矿安全的MIS系统(管理信息系统)方面,对安全评价的理论和技术的研究还比较薄弱。
        2 煤矿巷道稳定性评价指标设计方法
        2.1 评价指标设计的原则 
        评价指标设计要坚持全面性、系统性和科学性的原则,首先是全面性,影响煤矿巷道稳定性的因素有很多,在确定评价指标的考察范围时,要尽可能的把各个方面的影响指标都要考察在内。只有这样,才能保证最终选取的评价因素能够最大限度的代表整体情况,防止“一叶遮木”的情况出现;其次是系统性,系统性要求评价指标能够在全面性的基础上抓住影响煤矿巷道稳定性的主要因素,另外评价指标不仅要能够准确反映出因素与指标之间的关系,而且要能够反映出因素之间的关系,这样才能够提高评价的可信度;最后是科学性,科学性要求评价指标要坚持科学、客观的原则,尽最大努力让评价指标反映客观实际和事物的本质。所设计的评价指标,能够量化的尽量量化,这样便于在数据采集时不出现信息传导时的信息失真,对于无法量化的指标,可以采用定性评价,并把评价结果等级化,这样才能使评价结果更为真实、有效。
        2.2 煤矿巷道稳定性指标设计方法
        评级指标设计的方法主要有综合法和分析法,综合法是“自下而上”的一种方法,综合法要求首先找出影响煤矿巷道稳定性的各项因素,然后对这些因素进行聚类整理,最后把聚类项目归纳为具体的指标。分析法则刚好相反,采用的是“自上而下”的方法,分析法要求首先把分析目标按照特定的大类划分为若干个子目标,然后再把子目标根据具体影响因素的不同分解成子子目标,最后把这些子子目标再用指标具体的表达出来。煤矿巷道是一个复杂的生产系统,巷道的稳定性不仅与环境有关,还和人与机械关系密切,所以,巷道的潜在危险可以说是环境、人和机械共同作用的结果。对于这样一个复杂的系统,采用分析法更有利于评价指标的设计。3 煤矿巷道稳定性评价指标体系设计
        本文采用分析法,首先把煤矿巷道稳定性指标分解为三个大类:地质条件指标、支护指标以及施工指标,然后再进行进一步细化,最终形成完整的评价指标体系。
        3.1 地质条件指标
        地质条件指标具体包括岩体结构、围岩岩性以及地下水影响三个指标。①岩体结构指标:该指标主要对煤矿巷道围岩的分布情况进行评价,对于层状结构的岩石而言,其层理面构成了一个潜在的分离面(称为弱面),弱面在触发因素下容易发生冒顶。由于薄层状围岩岩层具有强度小、层理面间距小的特点,所以其更容易冒顶,对于强度大且岩层厚度大的围岩而言,则会更加稳定。另外,岩层的节理裂隙也直接影响着顶板的稳定程度。②围岩岩性指标:该指标主要对围岩本身的固有性质进行评价。围岩的力学性质是影响煤矿巷道的稳定性的主要因素之一,同时围岩的力学性质与围岩的岩性有着密切的关系。对于低强度的围岩岩石(比如大多数的粘土岩)而言,其对煤矿巷道的自撑能力较小,当媒体开采出来以后,这些围岩岩石就无法进行自撑,往往会出现顶板冒落等现象。③地下水影响指标:该指标主要对周围地下水的情况进行评价,地下水对围岩岩体的强度影响很大,在地下水的侵蚀下,围岩岩体的强度会大大降低。这主要是因为:第一,地下水具有潮解作用,会让岩石缓慢的小块掉落,这种损害最终会导致顶部的冒落;第二,地下水会使岩石裂隙之间的摩擦系数下降,促进了裂隙进一步变形;第三,地下水的水楔作用会让岩石裂隙内产生张力作用,增大岩石班主任论文发表   裂隙;第四,地下水还可以导致岩石的体积膨胀,最终促使也是崩解。
        3.2 支护指标
        支护指标具体包括支护方式、支护参数以及支付材料三个指标,①支护方式指标:该指标主要对支付方式选择的有效性进行评价,支护方式多种多种多样,根据支付材料的不同可分为锚杆支护、金属支架支护、木支护、混凝土或喷射混凝土支护等,支付方式的选择并不是强度越高越好,一般而言,支护强度越高,所需要的支护成本就越高,会造成资金和材料的浪费。所以,提供的支护强度要与维持巷道稳定所需要的强度相匹配,这样才能获得最佳的有效性。②支护参数指标:该指标主要评价实际支护参数是否能够满足理论支护强度的需要,比如,对于采用锚杆支护而言,锚杆支护的参数就包括支护密度、锚杆长度以及直径等。③支护材料指标:该指标对煤矿巷道支护材料进行评价,支护材料的好坏直接影响着支护质量,比如对于锚杆支护而言,支护所用的混凝土是否达标就非常重要,好的混凝土可以提高巷道的稳定性。
        3.3 施工指标
        施工指标具体包括施工方法指标、施工工艺指标以及顶板面积指标,①施工方法指标:主要对掘进巷道时采用的方法进行评价。巷道掘进一般采用掘进机掘进或者炮采掘进,一般情况下,采用后者比前者对巷道的破坏程度小。②施工工艺指标:该指标对施工步骤以及参数安排的合理性和有效性进行评价。其主要考察是否符合安全技术规程、掘进进尺参数是否合理等内容。③顶板面积指标:该指标主要评价巷道连接和交叉处的顶板面积,这两处的顶板最容易造成破坏,顶板面积越大,其被破坏的可能性就越高,所以,要尽可能的缩小这两处的顶板面积,或者重点对其加强支护,只有这样才能提高巷道的稳定性。
参考文献投稿信箱:xslww365@126.com
[1]郭相参.煤矿锚杆支护巷道顶板稳定性的监测方法.《煤矿支护》.2009年第3期. 
[2]唐海.煤矿掘进巷道断层识别.《矿业工程研究》.2009年第4期.
[3]李天和.煤矿巷道贯通安全保障体系的研究与实践.《矿业安全与环保》.2009年第3期.
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