煤礦工程采礦關(guān)鍵技術(shù)和施工安全管控策略分析與應(yīng)用

肖宗儒 張雯

摘 要： 煤礦是我國能源資源的重要組成部分，在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)過程中具有舉足輕重的作用。在科技主導(dǎo)下，煤礦采礦技術(shù)日益發(fā)展，新煤礦在施工與采礦的過程中，還存在諸多不足，如何提升煤礦工程采礦技術(shù)和施工安全管控策略，對于減少煤礦施工安全隱患、促進(jìn)煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文從煤礦工程采礦技術(shù)與施工安全管理等角度出發(fā)，針對露天采礦關(guān)鍵技術(shù)、地下開采關(guān)鍵技術(shù)、硬頂煤與硬頂板的采礦關(guān)鍵技術(shù)、傾斜厚層和傾斜薄層開采關(guān)鍵技術(shù)、智能采礦關(guān)鍵技術(shù)等開展科學(xué)研究、進(jìn)行科技攻關(guān)，結(jié)合實(shí)際案例探討如何創(chuàng)新采礦方案，加強(qiáng)礦山工程施工期的管理，保障礦山工程安全施工、有效運(yùn)營。

關(guān)鍵詞： 煤礦工程;采礦技術(shù);施工安全管理

【中圖分類號】TD712.6 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.204

科技的發(fā)展促進(jìn)我國現(xiàn)代化的建設(shè)和城鎮(zhèn)化的建設(shè)，煤炭作為現(xiàn)代社會中不可缺少的重要資源，城市的發(fā)電、發(fā)熱等多個行業(yè)都需要運(yùn)用煤炭[1-4]。我國當(dāng)前的煤炭需求量較高，加上煤炭資源儲蓄量分布、國家標(biāo)準(zhǔn)等多方面的影響，促使科技的發(fā)展下煤礦開采技術(shù)不斷的革新。提升煤礦工程采礦技術(shù)工作效率的同時，還要加強(qiáng)對于施工安全管理工作，牢固安全施工的理念。當(dāng)前我國社會煤炭消費(fèi)的發(fā)展情景來看，2019年我國國內(nèi)的資源消費(fèi)占比達(dá)70%。從最新的調(diào)研結(jié)果顯示，我國現(xiàn)有勘測出來的煤礦資源達(dá)到9000億噸，但是由于我國現(xiàn)如今部分地區(qū)的煤礦開采技術(shù)在市場上缺少核心競爭力，促使國家出臺了相應(yīng)的政策，加強(qiáng)對于煤礦市場的監(jiān)督和管理。包括《煤礦工程和市政基礎(chǔ)設(shè)施采礦安全監(jiān)督制度規(guī)定》 等相應(yīng)的十三五之后的煤礦開采制定規(guī)劃，同時文章中提出了十三五以后向高科技施工環(huán)境和高資源態(tài)勢發(fā)展煤礦采礦業(yè)，由此可以看出煤礦資源已經(jīng)成為了當(dāng)前中國發(fā)展中不可缺少的重要能源。因此本文的研究結(jié)合實(shí)際施工案例，從具體的施工要求和《EPC總承包項(xiàng)目管理的相關(guān)規(guī)章制度要求》等角度探討煤礦采礦技術(shù)和施工的安全管理工作。

1 煤礦采礦技術(shù)分析

煤礦工程的采礦技術(shù)，除了科技因素的影響，還要結(jié)合具體煤層所在的環(huán)境和工作情況來確定。

1.1 露天采礦技術(shù)

所謂的露天采礦技術(shù)就是將煤層從礦體中剝離出來，自上而下進(jìn)行煤礦的采礦工作，借助大型的采礦工具，提高工作的生產(chǎn)效率。從上而下的采礦方式，能夠有效提高施工的生產(chǎn)效率，提高勞動生產(chǎn)力，最關(guān)鍵的是露天煤礦采礦技術(shù)的運(yùn)用，能夠提升施工工作人員的安全性。同時對于煤礦區(qū)域的保護(hù)性較強(qiáng)，本身工期較短，效率較高，因此大部分的煤礦采礦可以借助露天采礦技術(shù)提高采礦效率。

1.2 地下開采技術(shù)

地下開采作業(yè)主要是針對有色金屬開展的采礦工作，通過填充開采技術(shù)、深礦井開采技術(shù)以及崩落采礦技術(shù)等多種方式來進(jìn)行地下開采。首先填充開采技術(shù)是指煤礦開采過程中，借助材料對于空白地方進(jìn)行填充，利用支架等方式對開采層進(jìn)行施工，將傳統(tǒng)的石料填充到礦層中。深層礦井的采礦技術(shù)是和外部環(huán)境相聯(lián)系的，部分礦區(qū)如果巖石較多，且?guī)r石的抗距離和地面的抵抗能力都處于較弱的話，需要借助深層礦物進(jìn)行采礦，提高礦井采石的效率。除此之外，煤礦周邊如果具備豐富的資源，也可以借助深層礦井開采技術(shù)保護(hù)煤礦，減少采礦時所造成的礦壓，導(dǎo)致煤礦坍塌帶來的安全問題。

1.3 硬頂煤與硬頂板的采礦技術(shù)

硬頂煤與硬頂板的采礦技術(shù)是綜合了頂煤深孔預(yù)裂爆破技術(shù)、壓裂技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助巖層定向水力壓裂技術(shù)對頂板進(jìn)行處理。該項(xiàng)技術(shù)借助頂板坍塌的方式，對于現(xiàn)場進(jìn)行控制，保證施工的安全，提高施工的效率。在實(shí)際施工中硬頂煤和硬頂板采礦技術(shù)本身來說較為相似，并不是針對單一的采礦技術(shù)而言，可以說是多種技術(shù)的結(jié)合體。煤礦頂層采取深孔爆破技術(shù)或壓裂技術(shù)綜合的方式進(jìn)行采礦，能夠有效在煤礦面積較大的時候，抑制煤層壓力，保證施工的安全。

1.4 傾斜厚層和傾斜薄層開采技術(shù)

傾斜厚層開采技術(shù)的應(yīng)用避免存在頂梁裂縫和滑倒等問題，而傾斜薄層開采技術(shù)本身具備安全性能高、開采率高的特點(diǎn)是針對緩輕型的后煤層，能夠進(jìn)一步提升施工的效率。減少安全隱患問題的出現(xiàn)。

1.5 智能采礦

當(dāng)前人工智能、大數(shù)據(jù)和5G技術(shù)的運(yùn)用促使采礦技術(shù)日益完備，這也成為了未來采礦智能技術(shù)發(fā)展的趨勢不可擋。信息時代下工業(yè)和信息技術(shù)的融合，促進(jìn)了采礦工程的智能化發(fā)展。煤礦工程來說，智能采礦技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高工程的效率，借助無人機(jī)等多項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)用。提升采礦作業(yè)的安全性。在煤礦工程中的智能采礦技術(shù)包括廣泛運(yùn)用智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過智能分揀機(jī)的提供，借助傳感檢測偵測具體的礦物質(zhì)元素，借助圖像識別技術(shù)和AI技術(shù)中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效對于實(shí)際工程進(jìn)行機(jī)械操控，提高工程開采的效率。除此之外無人駕駛、無人機(jī)器的應(yīng)用也日益廣泛，從2017年開始部分無人機(jī)器已經(jīng)用到了礦業(yè)生產(chǎn)中，能夠保證采礦人員的安全，借助無人駕駛可以完全脫離危險區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。通過無人機(jī)測量露天礦通過無人器械進(jìn)行裝礦、出礦、卸礦等具體的采礦工作，提高工程的安全性能。

2 煤礦工程的施工安全管理

2.1 提升采礦技術(shù)的科技水平，提高采礦的安全指數(shù)

煤礦工程是屬于特殊的作業(yè)環(huán)境，需要有較高的科學(xué)技術(shù)的支持，實(shí)際的采礦工程中采取一定的采礦技術(shù)的應(yīng)用，能夠避免存在安全隱患問題。例如當(dāng)前智能時代下智能技術(shù)的應(yīng)用的運(yùn)用能夠有效提升采礦技術(shù)的安全性，借助三地建模對于實(shí)施工地進(jìn)行勘察，借助無人機(jī)對工程的實(shí)際狀況和區(qū)域進(jìn)行建模和繪圖。通過傳感器監(jiān)測礦物再通過智能技術(shù)和機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)工程的自動化發(fā)展，使人脫離危險區(qū)域內(nèi)完成具體的采礦工作。在礦業(yè)的發(fā)展中，借助礦業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，基于云端的運(yùn)作平臺下加強(qiáng)對于礦業(yè)生產(chǎn)的保護(hù)工作，實(shí)施監(jiān)測采礦的具體環(huán)境和具體工作信息。借助安爾法精致的震動和溫度傳感器，對于實(shí)地現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，使施工單位對施工人員操作過程的具體情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，保證施工人員工作的安全性能。例如北露天煤礦自備電廠輸煤系統(tǒng)破碎站移設(shè)工程，新建一套額定能力為2000t/h的一次破碎站，新建4臺額定能力為2000t/h的帶式輸送機(jī)，新建二次破碎站（單臺額定能力1500t/h的破碎機(jī)2臺），改造1臺現(xiàn)有額定能力為1200t/h的帶式輸送機(jī)提升采礦技術(shù)。譬如該項(xiàng)采礦運(yùn)用了無人駕駛技術(shù)，有效有效實(shí)現(xiàn)了礦山的智能化和無人化的開采，在實(shí)驗(yàn)中通過借助傳感器的應(yīng)用和露天礦卡車的智能調(diào)控系統(tǒng)，提高了采礦的效率和安全性能。

2.2 采礦施工中加強(qiáng)員工的安全意識

目前我國采礦工作中存在著部分安全隱患問題需要解決。因此施工單位需要加強(qiáng)對于員工安全意識的培養(yǎng)，讓員工能夠重視施工過程中的安全管理，煤礦工程中很多事故的發(fā)生就是疏于安全管理。因?yàn)椴糠謫T工的安全意識不足，對于安全檢查敷衍了事，所造成的災(zāi)禍。企業(yè)需要建立起相應(yīng)的安全監(jiān)察機(jī)制，制定安全檢測工作細(xì)則，監(jiān)督工作的完成效率，強(qiáng)化員工的安全意識。從思想上自發(fā)的安全檢查，形成全員參與安全管理的環(huán)境，有效提升員工工作的安全性。除此之外，施工單位還要定期開展培訓(xùn)工作向施工人員普及安全生產(chǎn)的重要性，在部分礦區(qū)重危險地帶貼飾警示標(biāo)語，提醒員工的安全操作。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》結(jié)合本工程的實(shí)際情況，制定出各要害管理及規(guī)章制度和工種的責(zé)任并張貼上墻。對于部分按員工不遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，施工單位建立相應(yīng)的賞罰機(jī)制，定期評比活動來提升施工人員的安全意識。

2.3 建立完善的施工安全管理制度

例如北露天煤礦自備電廠輸煤系統(tǒng)破碎站移設(shè)工程煤礦企業(yè)要建立完善的施工安全管理制度，明確各項(xiàng)施工的規(guī)則和細(xì)則，讓施工人員能夠了解具體的施工標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)范的操作流程進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，提高生產(chǎn)質(zhì)量。除此之外企業(yè)安全管理制度需要和國家的法律法規(guī)相符合，在實(shí)際施工中明確責(zé)任機(jī)制和應(yīng)急預(yù)定法案。安全管理上加大資金的投入，同時對井下的具體采礦工作的系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造，對安全隱患進(jìn)行及時的排查。

3 結(jié)論

綜上所述，煤礦工程采礦技術(shù)和安全管理是企業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵，在具體項(xiàng)目中加強(qiáng)對于采礦技術(shù)的應(yīng)用和安全管理，能夠有效提升工作的效率，促進(jìn)開采工作的完成，為煤礦工程的發(fā)展提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宏宇.露天采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全[J].當(dāng)代化工研究，2020（10）：77-78.

[2] 張爽，梁超.數(shù)字化智能礦山系統(tǒng)在露天石灰石礦山采礦技術(shù)應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2020，18（02）：59-62.

[3] 任人，楊智博.采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全探討[J].冶金管理，2020（03）：10+202.

[4] 楊清平，蔣先堯，陳順滿.數(shù)字信息化及自動化智能采礦技術(shù)在地下礦山的應(yīng)用與發(fā)展[J].采礦技術(shù)，2017，17（05）：75-78.