談采礦工程技術(shù)質(zhì)量及施工安全
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摘要：采礦過(guò)程面臨的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，因此采礦技術(shù)的選擇和采礦工作順利進(jìn)行以及采礦施工期間的安全性有直接關(guān)聯(lián)。本文對(duì)采礦工程相關(guān)技術(shù)的主要特點(diǎn)加以介紹，并介紹了露天開(kāi)采、井下開(kāi)采、巷道支護(hù)、緩傾斜層開(kāi)采幾種常見(jiàn)的采礦技術(shù)，并對(duì)施工期間的安全管理工作加以探討。
關(guān)鍵詞：采礦工程；采礦技術(shù)；施工安全
礦采能源作為社會(huì)各行業(yè)高需求能源，在開(kāi)采期間，部分礦井處于地下深層位置，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜，因此，需要結(jié)合礦產(chǎn)資源實(shí)際分布情況，使用合理的采礦技術(shù)，保證采礦環(huán)節(jié)安全，不斷提高采礦工作效益。
1采礦工程應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)
1.1管理精細(xì)化
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)于礦物質(zhì)能源的需求量日益提升，采礦行業(yè)也取得巨大發(fā)展。然而，面臨著嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為保證采礦項(xiàng)目順利進(jìn)行，需要結(jié)合行業(yè)市場(chǎng)變化和需求，展開(kāi)煤礦開(kāi)采。自2013年以來(lái)，我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨緩，產(chǎn)能大量釋放，部分生產(chǎn)企業(yè)未正確意識(shí)管理工作，錯(cuò)誤認(rèn)為只有不斷提升產(chǎn)能，才可保證企業(yè)效益。然而從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度分析，不重視開(kāi)采工藝運(yùn)用以及開(kāi)采過(guò)程的安全管理，難以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展這一目標(biāo)。在新時(shí)期，煤炭市場(chǎng)不斷改革與調(diào)整，關(guān)注采礦過(guò)程的管理工作，能夠降低采礦環(huán)節(jié)成本投入，促使煤礦發(fā)展和市場(chǎng)規(guī)律高度契合。煤炭企業(yè)要謀長(zhǎng)期發(fā)展之路，勢(shì)必需要依賴(lài)精細(xì)化管理，控制采礦成本投入，保證產(chǎn)能，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中獲得有利地位[1]。
1.2工藝復(fù)雜化
礦區(qū)所在位置不同，地質(zhì)環(huán)境也存在差異。采礦過(guò)程，需要人員從實(shí)際出發(fā)，利用科學(xué)的采礦技術(shù)，防止礦產(chǎn)開(kāi)采期間存在火災(zāi)、瓦斯爆炸等風(fēng)險(xiǎn)，提高采礦過(guò)程安全性。由于地質(zhì)因素差異性，導(dǎo)致采礦過(guò)程工藝運(yùn)用也呈現(xiàn)出復(fù)雜化特點(diǎn)。在我國(guó)，煤礦開(kāi)采工作過(guò)程，主要環(huán)節(jié)為掘進(jìn)、回采和支護(hù)等，不同開(kāi)采工藝的運(yùn)用產(chǎn)生功能不同，但是工藝之間存在緊密關(guān)聯(lián)，通過(guò)各采礦細(xì)節(jié)，才能組成完整采礦系統(tǒng)。為保證煤礦開(kāi)采過(guò)程人員安全，需要保證開(kāi)采技術(shù)運(yùn)用的科學(xué)性與合理性。在具體實(shí)踐環(huán)節(jié)，需要施工人員按照現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特點(diǎn)，合理運(yùn)用開(kāi)采技術(shù)，保證采礦工藝順利運(yùn)用。
2采礦工程常用技術(shù)類(lèi)型
2.1露天開(kāi)采
在煤礦開(kāi)采過(guò)程，使用露天開(kāi)采完成基礎(chǔ)區(qū)域開(kāi)采工作。應(yīng)用露天開(kāi)采，要求施工人員按照礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)于開(kāi)采機(jī)械合理選擇，可使用水力開(kāi)采的方式。上述兩種方式均需施工人員將礦物從地表的礦床當(dāng)中剝離出來(lái)，并對(duì)其加工處理。我國(guó)部分地區(qū)礦產(chǎn)處于淺層底層結(jié)構(gòu)之內(nèi)，因此，開(kāi)采過(guò)程施工人員在專(zhuān)業(yè)設(shè)備協(xié)助之下，可從上到下展開(kāi)開(kāi)采工作。露天技術(shù)運(yùn)用過(guò)程重點(diǎn)包括如下幾方面：第一，地面準(zhǔn)備；第二，基建工程；第三，煤炭剝離，由于開(kāi)采流程相對(duì)簡(jiǎn)單，因此，技術(shù)運(yùn)用成效良好。
2.2井下開(kāi)采
礦產(chǎn)資源位于深層結(jié)構(gòu)當(dāng)中，需要使用井下開(kāi)采工藝。此類(lèi)開(kāi)采技術(shù)主要有兩種形式，即崩落采礦、填充采礦。運(yùn)用填充采礦工藝期間，需要施工者根據(jù)回采面，對(duì)采空區(qū)域有效填充，防止后期礦井出現(xiàn)坍塌問(wèn)題。如果開(kāi)采過(guò)程環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，則需要利用填充采礦這一技術(shù)類(lèi)型。而通過(guò)崩落開(kāi)采工藝，無(wú)需施工人員對(duì)礦柱、礦床等進(jìn)行區(qū)分，后續(xù)回采工作開(kāi)展過(guò)程，崩落圍巖部分，并對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，同時(shí)落實(shí)低壓區(qū)域管理。填充操作過(guò)程，在填充料的選擇方面，施工人員可選擇冶煉廢渣、廢棄石料等，不但能夠節(jié)約資源，而且還可控制企業(yè)在采礦項(xiàng)目當(dāng)中資金投入。
2.3巷道支護(hù)
采礦過(guò)程，對(duì)于深層井巷道，需要使用科學(xué)支護(hù)技術(shù)，才能保證開(kāi)采安全，支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程，要注意如下要點(diǎn)：第一，如果上煤層、下煤層之間距離不足2m，對(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)的支護(hù)，需要將其易破碎、易分散等特點(diǎn)考慮其中，若頂板結(jié)構(gòu)支撐性能不佳，施工過(guò)程可使用工字鋼棚完成支護(hù)操作。還可使用原木材料，設(shè)置防倒支撐架，保證頂梁、頂板在剎頂木的支撐下，能夠牢固連接，使用此結(jié)構(gòu)還能防止頂板脫落，威脅人員安全。此外，還可在頂板位置上方鋪設(shè)金屬防護(hù)網(wǎng)，保證防護(hù)網(wǎng)在緊壓狀態(tài)，也可提高支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性[2]。第二，如果上煤層、下煤層間距為2~4m，對(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)巷道進(jìn)行支護(hù)，可使用工字鋼棚、頂部錨桿和幫部錨桿組合支護(hù)結(jié)構(gòu)。具體設(shè)置過(guò)程，可在頂板的頂角位置下方，設(shè)置錨桿，保證模塊設(shè)置合理性，之后架設(shè)工字鋼棚，控制主要錨桿橫縱間距為800mm×1000mm，并使用錨桿對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)加以固定。安裝幫部錨桿時(shí)，可保證安裝方向和垂直方向夾角為30°。第三，如果上煤層、下煤層二者間距＞4m，和上述兩種支護(hù)條件對(duì)比，此類(lèi)巷道的頂板穩(wěn)定性相對(duì)較高，完整性良好，因此承載性能優(yōu)越，在支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇方面，可借助錨索，配合支護(hù)。不同錨桿之間，橫縱間距的設(shè)置為1000mm×1000mm，幫部錨桿同樣和垂直方向角度為30°。此外，還需沿巷道的核心位置，合理設(shè)置錨索結(jié)構(gòu)，保證錨索排距控制在2000mm，在錨索長(zhǎng)度選擇方面，可按照不同層間距，靈活選擇。
2.4緩傾斜層開(kāi)采
當(dāng)煤層的傾斜角處于8~25°時(shí)，即可稱(chēng)之為緩傾斜層。按照煤層厚度，可分為三類(lèi)，第一，厚度＜1.3m為薄煤層；第二，當(dāng)煤層的厚度處于1.3~8.0m之間即為中厚煤層；當(dāng)煤層厚度＞8.0則為特厚煤層。在薄層開(kāi)采環(huán)節(jié)，可利用MLQ-100滾筒采煤機(jī)雙向割煤，之后設(shè)置臨時(shí)支柱，并清掃浮煤，在作業(yè)面端頭位置設(shè)置8根鋼梁支架，控制前后錯(cuò)開(kāi)距離0.6m，在回風(fēng)平巷的支護(hù)利用“帶帽點(diǎn)柱”，控制柱間距為1.0m，結(jié)合開(kāi)采環(huán)節(jié)煤層硬度、傾斜特點(diǎn)、數(shù)量、含水量和瓦斯含量等，確認(rèn)設(shè)備其他參數(shù)。在中厚煤層開(kāi)采環(huán)節(jié)，使用綜掘機(jī)掘進(jìn)，之后使用架棚支護(hù)對(duì)回采進(jìn)行支護(hù)，并使用填充物作為下層頂板，當(dāng)頂分層回采結(jié)束之后，向下分層中轉(zhuǎn)入，保證回采率≥95%。作業(yè)面巷道按照煤層的走向展開(kāi)施工，傾向于煤層設(shè)置通風(fēng)眼，并利用工字鋼、矩形鋼棚等作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。在特厚煤層的開(kāi)采過(guò)程，可使用放頂煤作業(yè)面，在煤層的底板位置，設(shè)置高度2~3m作業(yè)面，完成放頂煤的一次全采。借助預(yù)采頂進(jìn)行分層放頂煤，可在頂板位置設(shè)置高為2~3m作業(yè)面，進(jìn)行回采，之后設(shè)置金屬網(wǎng)作為下部放頂掩護(hù)層。之后在煤層的頂板位置重新設(shè)置2~3m的采高面，其余中層煤可在底板作業(yè)面的支架位置尾部放出。雖然不同區(qū)域煤礦資源存在地理差異，但是對(duì)于大多數(shù)煤礦來(lái)講，存在緩傾斜層相對(duì)較多。因此，為保證采礦工作安全順利開(kāi)展。在緩傾斜層工藝運(yùn)用之下，可利用刨礦設(shè)備，該設(shè)備體積小，使用過(guò)程安全性高，能夠緩解人員工作負(fù)擔(dān)，保證開(kāi)采工作安全。開(kāi)采過(guò)程，需要配合對(duì)應(yīng)支撐工藝，合理設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，以防止安全問(wèn)題發(fā)生，提高開(kāi)采安全。
3采礦工程施工安全措施
3.1提高人員安全意識(shí)
為保證采礦工作安全性，需要相關(guān)人員高度關(guān)注施工期間的安全管理工作。從管理者角度分析，需要其具備高度安全意識(shí)，引導(dǎo)參與采礦工作人員樹(shù)立安全施工理念，加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)工作。為保證施工人員以積極態(tài)度參與培訓(xùn)，還需制定培訓(xùn)考核內(nèi)容，只有人員通過(guò)考核才可參與采礦施工。在培訓(xùn)期間，可引入采礦施工安全案例，確定出高度可行施工方案，以防后續(xù)采礦環(huán)節(jié)存在同類(lèi)事故。
3.2制定安全管理標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目施工期間，為保證工作安全性，要加大管理力度，結(jié)合行業(yè)發(fā)展，以及采礦工作實(shí)際需求，制定出完善的安全管理標(biāo)準(zhǔn)，降低采礦期間存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。管理人員需要深入研究國(guó)家頒布的采礦行業(yè)相關(guān)法規(guī)，按照作業(yè)規(guī)范以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)安全事故類(lèi)型，制定出差異化的管理機(jī)制，主要內(nèi)容包括：井下作業(yè)安全、井下防水、井下防火、預(yù)防坍塌、瓦斯爆炸等內(nèi)容，保證施工人員在展開(kāi)具體作業(yè)時(shí)，能夠參考安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證井下開(kāi)采工作安全。與此同時(shí)，采礦期間還需利用各類(lèi)機(jī)械設(shè)備，相關(guān)人員需要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修等，保證設(shè)備使用過(guò)程性能良好，防止由于設(shè)備原因?qū)е虏傻V期間出現(xiàn)各類(lèi)安全事故。除此之外，相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)制定之后，還需將各標(biāo)準(zhǔn)全面落實(shí)，要求參與采礦施工所有人員工作過(guò)程按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，提高施工安全性，才能防患于未然。
4結(jié)語(yǔ)
總之，采礦行業(yè)的發(fā)展可推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，面臨著高度復(fù)雜化開(kāi)采環(huán)境，需要相關(guān)人員選擇合理的采礦技術(shù)，才能提高采礦工作效率。同時(shí)，落實(shí)采礦施工的各項(xiàng)管理工作，為人員提供安全的工作環(huán)境，促使采礦行業(yè)持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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作者：馮宏偉 單位：山西澤州天泰坤達(dá)煤業(yè)有限公司
