采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全研究

馬 寧

（鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉明礦安監(jiān)處，遼寧 調(diào)兵山112700）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)資源需求增加，對(duì)于煤礦產(chǎn)業(yè)來(lái)講，其開(kāi)采質(zhì)量決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度，隨著整體社會(huì)需求的加大，必須要提高開(kāi)采技術(shù)能力，這樣，才能形成良好的生產(chǎn)力，達(dá)到快速開(kāi)采目標(biāo)，從技術(shù)角度看，當(dāng)前的開(kāi)采創(chuàng)新能力越來(lái)越強(qiáng)，已經(jīng)形成了自動(dòng)化控制，在技術(shù)發(fā)展衍生過(guò)程中，也出現(xiàn)了諸多采礦新技術(shù)，有力支撐了開(kāi)采工程發(fā)展，極大提升了煤礦開(kāi)采效率。從當(dāng)前的狀況看，現(xiàn)階段我國(guó)煤礦采礦技術(shù)越來(lái)越豐富，深層井采礦技術(shù)、硬頂開(kāi)采技術(shù)、填充開(kāi)采技術(shù)、傾斜厚層開(kāi)采技術(shù)、傾斜薄層開(kāi)采技術(shù)及智能開(kāi)采技術(shù)等均已經(jīng)得到實(shí)證，在實(shí)際開(kāi)采工作中發(fā)揮著重要的作用，隨著技術(shù)在煤礦采礦中廣泛應(yīng)用，其作用更加顯著，增強(qiáng)了開(kāi)采的質(zhì)量，保證了開(kāi)采操作的安全。只有全面掌握這些采礦技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo)，促進(jìn)我國(guó)煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。采礦工程主要是固體礦藏開(kāi)采，通過(guò)科學(xué)的開(kāi)采，滿足各行各業(yè)需要，一般開(kāi)采分為金屬礦開(kāi)采和非金屬礦開(kāi)采兩種，非金屬礦開(kāi)采難度系數(shù)大，開(kāi)采過(guò)程中存在較多的不安定因素，煤炭就是其中最為主要的開(kāi)采工程之一，從我國(guó)現(xiàn)有的條件看，中國(guó)儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源均能夠進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)，只有不斷創(chuàng)新技術(shù)能力，才能在保證開(kāi)采的同時(shí)，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)，維護(hù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

1 煤礦采礦技術(shù)特征

1.1 采礦技術(shù)具有針對(duì)性

開(kāi)采技術(shù)不斷增多，只有選擇正確的開(kāi)采技術(shù)，才能確保開(kāi)采效果與質(zhì)量，更好地保證安全。當(dāng)前，我國(guó)的煤礦采礦技術(shù)類型非常豐富，選用何種采礦技術(shù)決定了開(kāi)采的質(zhì)量與效率，不同的技術(shù)適應(yīng)不同的開(kāi)采環(huán)境條件，要根據(jù)開(kāi)采環(huán)境決定技術(shù)形式，采礦技術(shù)具有獨(dú)特性和針對(duì)性。

1.2 采礦技術(shù)具有很大風(fēng)險(xiǎn)

煤礦開(kāi)采隨時(shí)存在安全問(wèn)題，其開(kāi)采過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)極大，只稍不注意就會(huì)引發(fā)安全事故的發(fā)生，一般情況下，煤炭開(kāi)采都是在惡劣的條件下進(jìn)行，其工作環(huán)境非常危險(xiǎn)，采礦工程無(wú)論是露天挖掘，或是井下開(kāi)采，均要有良好的技術(shù)支撐，根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行操作，才能保證安全。

1.3 煤礦采礦技術(shù)具有更新性

開(kāi)采技術(shù)不斷創(chuàng)新，隨著技術(shù)能力的提升，其技術(shù)創(chuàng)新性也在不斷增強(qiáng)。針對(duì)煤礦采礦技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，不斷進(jìn)行修正，提高其安全系數(shù)，也就是說(shuō)，在長(zhǎng)期采礦過(guò)程中，技術(shù)更新一直在持續(xù)，特別是對(duì)一些高危采礦技術(shù)在不斷創(chuàng)新與調(diào)整，滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)，保證了人員的安全。

2 現(xiàn)階段我國(guó)煤礦采礦技術(shù)類型

2.1 深層井采礦技術(shù)

深層井采礦技術(shù)是當(dāng)前最為主要的技術(shù)，有效支撐著開(kāi)采工程，一般情況下，這類技術(shù)被應(yīng)用到煤礦巖石受壓低、沖低壓低及地?zé)嵛：^大礦產(chǎn)區(qū)，這部分區(qū)域是施工重點(diǎn)，主要解決的是礦壓控制、深井通風(fēng)、井巷布置及瓦斯和低壓防治等工程，全面保證開(kāi)采條件，提高安全能力。這項(xiàng)技術(shù)在第一道施工，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，其危險(xiǎn)性較高，工作條件艱苦，如果控制不力，則會(huì)導(dǎo)致傷亡事故的發(fā)生。要全面排除危險(xiǎn)隱患，才能保證施工安全。為了進(jìn)一步提高安全性，在具體的采礦過(guò)程中一定要全面提高調(diào)查能力，通過(guò)數(shù)據(jù)支撐，把握好重點(diǎn)區(qū)域與環(huán)節(jié)，明確深井圍巖狀態(tài)、深井場(chǎng)地環(huán)境變化等情況，才能形成科學(xué)有采礦方案，提高安全性，保證整體效率提升。雖然技術(shù)幾經(jīng)創(chuàng)新與調(diào)整，但當(dāng)前深層井采礦技術(shù)應(yīng)用情況并不樂(lè)觀，依然存在巨大的危險(xiǎn)，施工過(guò)程安全隱患一直得不到有效排除，如無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)知深井作業(yè)環(huán)境變化、應(yīng)力檢測(cè)難等都影響到了開(kāi)采的質(zhì)量，增加了安全隱患。

2.2 硬頂開(kāi)采技術(shù)

硬頂開(kāi)采技術(shù)也是煤礦采礦中的主要技術(shù)形式，在實(shí)際操作過(guò)程中，其技術(shù)應(yīng)用效果較好，隨著技術(shù)的廣泛使用，全面提高了煤炭開(kāi)采的區(qū)域性。技術(shù)主要包括硬頂煤開(kāi)采技術(shù)和硬頂板開(kāi)采技術(shù)兩種，需要根據(jù)不同的開(kāi)采環(huán)境選擇合理的技術(shù)形式。硬頂煤開(kāi)采技術(shù)是綜合開(kāi)采技術(shù)，利用相關(guān)的技術(shù)支撐，全面提高開(kāi)采能力與質(zhì)量，采礦技術(shù)包括頂煤深孔爆破技術(shù)、高壓注水壓裂技術(shù)等。在實(shí)際操作過(guò)程中，壓根全面保證安全，要注意冒放性的問(wèn)題，避免出現(xiàn)安全責(zé)任事故，在當(dāng)前的實(shí)際采礦過(guò)程中，往往會(huì)面臨較多的困難，要根據(jù)條件環(huán)境做好技術(shù)選擇。硬頂板開(kāi)采技術(shù)主要是控制類技術(shù)，通過(guò)一定的計(jì)算出分析，全面提高開(kāi)采質(zhì)量，保證安全。煤層低壓和埋深分析控制是重要的手段，應(yīng)用中常常與步距垮落技術(shù)結(jié)合使用，這樣，就能夠全面提高生產(chǎn)效率，隨時(shí)開(kāi)采煤礦并破碎頂煤，保證了安全，提高了生產(chǎn)效率。

2.3 填充開(kāi)采技術(shù)

填充開(kāi)采技術(shù)是利用材料填充物對(duì)已開(kāi)采的煤炭空白地帶加以填充，通過(guò)填充增加空白區(qū)域安全。利用這項(xiàng)技術(shù)不但能夠提高生產(chǎn)效率，更能夠在技術(shù)支撐下，形成緩解作業(yè)，減少采礦作業(yè)壓力帶來(lái)的危險(xiǎn)。采礦技術(shù)整體安全性較好，在實(shí)際使用過(guò)程中，其應(yīng)用較為廣泛，良好的安全性，能夠提高采礦期間的效率，在全面保證煤礦采礦順利的同時(shí)，提高安全性。采用填充開(kāi)采技術(shù)采礦要借助填充物形成地壓管控，使周邊的空白區(qū)更加穩(wěn)固，全面避免圍巖崩落和地表下沉，當(dāng)前，在使用過(guò)程中，一般填充物是膏體，傳統(tǒng)意義上的廢石填充已經(jīng)不再使用，從根本上提高了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 傾斜厚層開(kāi)采技術(shù)

傾斜厚層開(kāi)采技術(shù)是一次性的技術(shù)，要使用過(guò)程中需要根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)行選擇，主要針對(duì)緩傾斜厚煤層區(qū)域，能夠在實(shí)際操作過(guò)程中，加強(qiáng)支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這樣，能夠提高局部的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)滑倒、頂梁焊接縫開(kāi)裂及四連桿變形等安全問(wèn)題，在實(shí)際使用過(guò)程中，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，能夠很好地保護(hù)千斤頂進(jìn)行正常作業(yè)，避免出現(xiàn)設(shè)備的損壞。

2.5 傾斜薄層開(kāi)采技術(shù)

傾斜薄層開(kāi)采技術(shù)主要是相對(duì)于傾斜厚層開(kāi)采技術(shù)而言，在實(shí)際使用過(guò)程中，有著廣泛的用途，整體看，適用于緩傾斜薄煤層，這樣的煤炭開(kāi)采在操作過(guò)程中，具有良好安全性和可操作性，從實(shí)際應(yīng)用效果看，煤礦開(kāi)采率高、設(shè)備體積小，能夠在較差環(huán)境下，全面提升煤礦采礦效率，保證了生產(chǎn)的安全。

2.6 智能開(kāi)采技術(shù)

隨著技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，開(kāi)采技術(shù)也在創(chuàng)新，智能開(kāi)采技術(shù)則是當(dāng)下最為主要的技術(shù)形態(tài)，作為新型采煤技術(shù)，主要是依托于信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起來(lái)的，以信息化為載體，形成了自動(dòng)化控制與管理，減少了人為操作存在的失誤，保證了開(kāi)采質(zhì)量與效率。隨著自動(dòng)化水平提升，智能開(kāi)采技術(shù)也成為了未來(lái)的主要技術(shù)，雖然一些技術(shù)在使用中，但是技術(shù)尚不成熟，還需要在實(shí)踐中不斷調(diào)整，才能實(shí)現(xiàn)智能化控制，比如遙控采煤技術(shù)、數(shù)字模型模擬技術(shù)、自動(dòng)化機(jī)械技術(shù)等均是智能化采礦技術(shù)。

3 采礦工程中的安全施工技術(shù)

3.1 健全煤礦采礦安全管理制度

制度是安全生產(chǎn)的保障，要全面提高制度執(zhí)行力，才能提高生產(chǎn)效率，保證安全生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)煤礦采礦技術(shù)有效、安全應(yīng)用，就需要加強(qiáng)制度建設(shè)，不斷對(duì)現(xiàn)有煤礦采礦安全管理制度進(jìn)行健全完善，以技術(shù)為導(dǎo)向，提升制度保障能力。一般情況下，制度建設(shè)與落實(shí)要從以下幾方面推進(jìn)：一是提高安全意識(shí)。以煤炭發(fā)展現(xiàn)狀為標(biāo)準(zhǔn)，全面結(jié)合自身情況，制定并完善科學(xué)且有效的采礦安全管理制度，從生產(chǎn)層面加強(qiáng)安全控制，保證生產(chǎn)安全得以落實(shí)。根據(jù)不同的技術(shù)使用情況，規(guī)范采礦過(guò)程中工藝流程與操作，從規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化入手，全面引導(dǎo)采礦人員規(guī)范化、安全化生產(chǎn)，提升責(zé)任意識(shí)，保證生產(chǎn)連續(xù)性。二是提高責(zé)任意識(shí)。煤礦采礦涉及到的部門多，工種雜，只有全面加強(qiáng)協(xié)調(diào)配合，才能保證每一個(gè)部門和人員的安全，要通過(guò)責(zé)任落實(shí)，加強(qiáng)管理落實(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中，需要重點(diǎn)構(gòu)建責(zé)任制度、監(jiān)督制度及獎(jiǎng)懲制度，通過(guò)各種制度保證生產(chǎn)安全。要以生產(chǎn)目標(biāo)為依據(jù)，成立專門質(zhì)量安全檢核隊(duì)伍，加強(qiáng)日常監(jiān)督檢查與落實(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)不按要求操作規(guī)程的要加以管理，形成科學(xué)的考核機(jī)制，進(jìn)一步提高責(zé)任意識(shí)和安全意識(shí)。三是提高知識(shí)能力。要不斷提高技術(shù)應(yīng)用能力，對(duì)于引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，要不斷加強(qiáng)培訓(xùn)，保證技術(shù)得到良好的應(yīng)用，煤礦企業(yè)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行培訓(xùn)，定期組織工作人員學(xué)習(xí)行業(yè)知識(shí)，提升知識(shí)儲(chǔ)備，跟上時(shí)代的發(fā)展。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)展安全生產(chǎn)規(guī)劃

要以實(shí)際生產(chǎn)為前提，做好安全保障工作，那么，采礦工程作業(yè)前，就需要科學(xué)做好整體設(shè)計(jì)與規(guī)劃，有效提高生產(chǎn)能力。一是要對(duì)采礦地區(qū)地理環(huán)境、生產(chǎn)要求做好調(diào)查研究，及時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)的勘查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，形成可操作性強(qiáng)的方案計(jì)劃，制定有關(guān)該地區(qū)地質(zhì)情況分析，對(duì)可能存在的危害做好應(yīng)急分析，特別是要重點(diǎn)分析出區(qū)域內(nèi)的災(zāi)害類型，這樣，才能有針對(duì)性的做好預(yù)防，避免出現(xiàn)安全責(zé)任事故。要對(duì)煤炭采空區(qū)做好應(yīng)急處理，免得在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)積水問(wèn)題，影響煤炭生產(chǎn)進(jìn)度，保護(hù)生產(chǎn)人員人身安全。要深入研究好礦難事故，這樣，才能在實(shí)際工作中做好預(yù)防，全面查明事故成因，找到人為因素與自然因素，通過(guò)針對(duì)性的計(jì)劃，避免出現(xiàn)類似責(zé)任事故，有力提升采礦工程安全性。日常也要做好安全演練，提高相關(guān)生產(chǎn)人員的安全意識(shí)，通過(guò)安全意識(shí)強(qiáng)化、事故逃生方法求生演練等，讓工作人員能夠在緊急情況下更好掌握方法，減少損失。

3.3 加大安全職責(zé)認(rèn)證

煤炭生產(chǎn)必須要全面保證安全，這是首要的任務(wù)，那么，在進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，一定要深入一線現(xiàn)場(chǎng)，做好危害的排除，對(duì)于危險(xiǎn)性大的地區(qū)，要做好全面的設(shè)計(jì)，排查好具體環(huán)境中安全隱患問(wèn)題，這樣，就能夠在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，有效應(yīng)對(duì)，及時(shí)做出正確的選擇。要采用專業(yè)檢測(cè)手段開(kāi)展實(shí)時(shí)性檢測(cè)，提出開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任目標(biāo)，對(duì)于相關(guān)人員要強(qiáng)化安全責(zé)任控制。為了減少損失，還能夠采用保險(xiǎn)方式做好管理，保險(xiǎn)是我國(guó)一項(xiàng)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)抵抗重要機(jī)制，相關(guān)煤炭生產(chǎn)企業(yè)要為工作人員投保人身和事業(yè)險(xiǎn)種，通過(guò)技術(shù)結(jié)合，保證人身安全，有效降低危險(xiǎn)系數(shù)，解決好人員后顧之憂。

3.4 做好通風(fēng)管理

煤礦生產(chǎn)條件艱苦，主要是在下層生產(chǎn)，為了保證良好的通風(fēng)，則需要做好通風(fēng)管理，通風(fēng)也是生產(chǎn)必須的基本條件，更是保證煤礦安全的基礎(chǔ)。全面強(qiáng)化采礦工程通風(fēng)管理是重點(diǎn)、是關(guān)鍵。通風(fēng)管理主要是確保生產(chǎn)過(guò)程中的通風(fēng)量，避免出現(xiàn)氣流瓦斯超標(biāo)，維護(hù)好井下空氣溫度和濕度，這樣，才能為生產(chǎn)人員提供良好的體力，一般情況下，煤礦通風(fēng)管理需要做好三個(gè)方面的工作，一是檢查好通風(fēng)死角，要全面做好排查，避免瓦斯快速聚集，影響到人體健康。要對(duì)巷道雜物進(jìn)行清理，避免影響通效果，采礦區(qū)附近上隅角采用局部通風(fēng)。二是優(yōu)化礦井系統(tǒng)。要全面做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化通風(fēng)條件，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證通風(fēng)良好，要對(duì)礦井通風(fēng)阻力做好現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)定，了解礦井通風(fēng)運(yùn)行狀況，保證最佳通風(fēng)效果，才能提高安全質(zhì)量。三是掘進(jìn)工作面通風(fēng)防塵。掘進(jìn)工作面是單頭巷道，要想實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)并不容易，只有全面做好局部措施，才能避免出現(xiàn)瓦斯和粉塵濃度超限的問(wèn)題，確保通風(fēng)暢通，提高安全性、穩(wěn)定性。

3.5 做好頂板管理

煤礦生產(chǎn)過(guò)程常常出現(xiàn)頂板事故，這樣的事故是較為多發(fā)的，給煤礦企業(yè)帶來(lái)巨大損失和傷亡，只有全面做好管理，才能確保安全。頂板管理并不復(fù)雜，需要科學(xué)做好控制，對(duì)可能存在危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行管理，包括巷道頂板、掘進(jìn)工作面、采空區(qū)頂板等，只有管理好幾個(gè)重點(diǎn)方向，才能保證生產(chǎn)安全。巷道頂板管理過(guò)程中，需要全面對(duì)巷道頂板完整性進(jìn)行檢測(cè)，做出正確的分析與判斷，如果出現(xiàn)冒頂則需要采取有效措施加以解決；掘進(jìn)工作面頂板管理要做好動(dòng)態(tài)預(yù)防，避免空頂作業(yè)；采空區(qū)頂板管理主要是做好垮落預(yù)防，避免出現(xiàn)沖擊地壓?jiǎn)栴}。

3.6 做好地質(zhì)勘探工作

采礦工程根本目標(biāo)就是從地質(zhì)體剝落所需巖體，為人類提供資源能源。地質(zhì)勘探是前提，良好的調(diào)查是基礎(chǔ)，只有全面保證勘探質(zhì)量，才能避免安全事故。因此，采礦工程前的地質(zhì)勘探工作非常重要。通過(guò)科學(xué)的地質(zhì)勘探，全面查明地質(zhì)構(gòu)造、巖層巖性和含水層，為下一步快速開(kāi)采提供幫助與參考，當(dāng)前，物探方法、坑道探測(cè)法全面得到應(yīng)用，只有全面查明地質(zhì)構(gòu)造，才能避免嚴(yán)重的安全事故。

3.7 優(yōu)化煤礦采礦管理模式

要不斷提升標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式，只有建立起標(biāo)準(zhǔn)精細(xì)化管理，才能提升煤礦開(kāi)采安全，保證開(kāi)采的整體質(zhì)量。在煤炭企業(yè)開(kāi)采環(huán)節(jié)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、全面化生產(chǎn)安全模式至關(guān)重要。要全面提高管理能力，通過(guò)對(duì)煤礦采礦全過(guò)程管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做好有效監(jiān)督。建立起全過(guò)程、立體化、全方位管理模型，加強(qiáng)日?？刂婆c監(jiān)督，要明確各個(gè)崗位步驟流程、操作質(zhì)量、安全標(biāo)準(zhǔn)等，確保采礦工作符合“三全”要求，通過(guò)技術(shù)方法、效果控制等，強(qiáng)化安全能力，建立生產(chǎn)防范制度，提出可操作性強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制和預(yù)警機(jī)制，降低安全事故對(duì)人員、采礦的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

采礦工程是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)作業(yè)，要全面提高工程安全性，進(jìn)行采礦施工時(shí)，要充分重視安全管理工作，嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)范規(guī)定。安全管理不能走捷徑，一定要根據(jù)實(shí)際情況做好控制，保證開(kāi)采安全。積極加強(qiáng)技術(shù)自主創(chuàng)新能力，提高生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備科技水平，減少人力投入，有力推動(dòng)采礦工程行業(yè)持續(xù)發(fā)展。