矿井掘进速度研究：基于地球物理方法的安全策略

"煤矿掘进工作面合理掘进速度研究" 在煤炭开采中，掘进工作面的安全高效推进是矿井生产的重要环节。本研究聚焦于如何确定合理的掘进速度，以确保煤矿作业的安全性，避免动力灾害的发生。作者基于矿井动力灾害监测的地球物理方法，特别是微震和磁场监测技术，对山西金晖万峰煤矿的1115回风掘进工作面和三采轨道大巷掘进工作面进行了深入研究。 首先，地应力的变化对煤岩体的动力灾害有直接影响。在未受采动影响的煤层中，地应力主要由上覆岩层的重力引起，分布相对均匀。然而，当煤体被开采后，应力场会发生重新分布，形成局部应力集中。如果掘进速度过快，会导致煤体内部来不及适应新的应力状态，造成煤壁应力值过高，增加动力灾害的风险，如煤与瓦斯突出等。反之，如果掘进速度过慢，则可能影响生产效率。 通过对万峰煤矿煤巷和岩巷掘进的实地考察和监测，研究发现煤巷的应力前移速度为2米/班。据此，推荐的煤巷安全掘进方式有两种：一种是以1.6、2.4、2.4米/班的循环式掘进，另一种是保持2米/班的恒定掘进速度。这两种方式可以有效地控制应力前移，降低安全风险。 而对于岩巷的爆破掘进，研究指出，在装药量约为35千克，日进尺2米左右的情况下，可以实现较低的应力集中，减少对岩体的破坏，从而保证安全掘进。这表明，通过精细控制爆破参数和掘进进度，可以有效管理岩巷的应力状态，防止动力灾害。 合理掘进速度的确定需要考虑多种因素，包括地应力的分布和变化、掘进方式、瓦斯涌出量以及地球物理信号的监测。通过科学的方法和实证研究，可以制定出既保障安全又提高效率的掘进策略。这项研究为煤矿行业的掘进工作提供了重要的理论依据和技术支持，对于优化掘进工艺、提升矿井安全生产水平具有重要意义。