淺談采礦技術(shù)與施工安全管理

成慶華

(霍州煤電集團辛置煤礦，山西 霍州 031400)

0 引言

我國礦藏資源豐富，主要有煤炭、有色金屬等，豐富的礦藏資源促進(jìn)了的采礦業(yè)的發(fā)展。采礦工程中工藝、技術(shù)、防護(hù)等保障措施的不斷改進(jìn)促進(jìn)了采礦工程的自動化和采礦技術(shù)的現(xiàn)代化。采礦工程分露天開采和井工開采兩大類，研究和提升采礦技術(shù)，是提高我國豐富礦藏利用率的有效手段和保障。在采礦工程中施工安全，又是保障采礦人員生命財產(chǎn)安全的重要基礎(chǔ)，因此探索采礦技術(shù)與施工安全具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義。

1 采礦技術(shù)與施工安全分析

采礦工程的開展由于礦藏的儲存深度差別可以分為井工開采和露天開采兩大類。其中井工開采因為礦藏埋藏深，通風(fēng)條件差，井巷工程復(fù)雜等成為難度系數(shù)較大的采礦工程。對煤礦來說，針對厚煤層的賦存條件可以采用分層開采工藝和放頂煤開采工藝。放頂煤開采主要是隨著工作面的推進(jìn)，在前方支承壓力的作用下，使工作面上部的煤體受到壓裂破碎，并在支架尾部切頂線附近冒落放出，隨刮板運輸機輸送到順槽膠帶轉(zhuǎn)運出工作面。

采礦工程的施工安全管理主要包括安全檢查、安全事故預(yù)警、安全設(shè)施維護(hù)整改、采礦人員的三級安全教育培訓(xùn)、采礦人員的工商保險、現(xiàn)場施工的采礦設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、電氣設(shè)備等裝置所需的安全標(biāo)準(zhǔn)和運行維護(hù)。安全施工的主要任務(wù)是避免采礦安全事故發(fā)生，一旦出現(xiàn)安全事故要及時施救和上報。

2 采礦施工存在的安全問題

2.1 信息數(shù)據(jù)反饋模式有待改進(jìn)

目前我國實施的采礦工程及安全管理中，數(shù)據(jù)反饋和信息傳輸落后，無法對地下、露天的采礦作業(yè)動態(tài)進(jìn)行檢測、預(yù)警監(jiān)控，只能對采礦過程實施簡單的程序控制。一些已經(jīng)裝上專用探測頭的區(qū)域，由于數(shù)量不足，覆蓋面不統(tǒng)一造成性能指標(biāo)不相容，不能及時傳輸預(yù)警數(shù)據(jù)，預(yù)警管理措施滯后。

2.2 技術(shù)參差不齊安全隱患多

全國各地的礦藏分布催生了各大非法采礦工程，缺乏符合安全標(biāo)準(zhǔn)的采礦裝備，缺乏專業(yè)的測量、探測、開采專業(yè)人員；一些小型的采礦工程隊伍在沒有取得采礦許可證和安全生產(chǎn)許可證，不具備安全生產(chǎn)條件的情況下以采代探，進(jìn)行非法采礦活動；在采礦過程中沒有按照相關(guān)規(guī)定認(rèn)真履行職責(zé)，礦井安全設(shè)施和安全生產(chǎn)條件不符合國家規(guī)定要求，施工單位不具備施工資質(zhì)等安全隱患，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

2.3 采礦工程中的安全預(yù)警意識不高

采礦工程中的安全風(fēng)險具有非常大的隨機性與不確定性，一旦出現(xiàn)發(fā)生安全風(fēng)險的臨界條件或邊緣因素，都應(yīng)該引起足夠的重視。目前我國采礦工程安全事故預(yù)警主要依靠機械設(shè)備相關(guān)的輔助設(shè)施、環(huán)境監(jiān)測傳感器和系統(tǒng)軟件，智能化程度低，容易形成安全預(yù)警的依賴習(xí)慣。施工管理人員的安全思想滯后，出現(xiàn)問題隱瞞實情，不如實匯報，因而不能準(zhǔn)確的判斷、預(yù)測并且提前控制未來可能發(fā)生的風(fēng)險。

2.4 粉塵、沙土和水污染處理欠恰當(dāng)

無論是井工開采還是露天開采，都會產(chǎn)生粉塵、剝離物的堆放及污染問題。如河流上游礦藏開采形成堆積高達(dá)20～30多米高的尾沙庫，形成矗立在下游村莊上的“炸藥庫”，一旦發(fā)生潰壩，后果不堪設(shè)想。對于水源的污染，很多的中小型采礦公司認(rèn)為在開采過程中采用的是物理開采，排出的廢水經(jīng)過檢測都是達(dá)標(biāo)的。但實際上一些常規(guī)的礦藏開采如煤礦、鐵礦廢水常常會直接排入河道，水的顏色明顯比河水污濁，已經(jīng)出現(xiàn)了污染。礦井(田)對粉塵的處理、擴散范圍沒有進(jìn)行有效控制，造成臨近村莊的大氣污染。多數(shù)采礦公司由于利潤微薄，不愿意投入過多的污染治理資金，抱著將就、差不多的態(tài)度，安于維持現(xiàn)狀，不思改進(jìn)，導(dǎo)致污染事件頻發(fā)。

3 完善采礦技術(shù)與施工安全的策略

3.1 實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控信號的全覆蓋

礦產(chǎn)開采工程龐大且復(fù)雜，這個流程的影響及覆蓋范圍較大，見表1。

表1 采礦區(qū)域危險因素及影響范圍

實現(xiàn)礦產(chǎn)開采監(jiān)控信號的覆蓋，可以采用層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析、灰色綜合評價、多層次模糊評價等方法，充分運用現(xiàn)代科技和電子信息化手段，采用“礦井眼”視頻監(jiān)控系統(tǒng)評估遇到風(fēng)險的情況，根據(jù)風(fēng)險等級的評定制定預(yù)警措施和防范策略，通過對講機、廣播通信系統(tǒng)通知告警。為了危險真正來臨時可以應(yīng)變，檢測系統(tǒng)要維持24 h運行，并配備專業(yè)維護(hù)人員，確保系統(tǒng)運行正常。

3.2 加強科技創(chuàng)新和采礦技術(shù)進(jìn)步

采礦技術(shù)的提升是保證礦藏開采、提高礦藏利用率和減少采礦污染的技術(shù)保障。采礦技術(shù)的提升主要包含勘探技術(shù)、采挖技術(shù)、爆破技術(shù)、支護(hù)技術(shù)等。采掘設(shè)備的更新?lián)Q代，能有效地提升采礦工程效率。在井巷的端頭支撐技術(shù)上，采用抱箍、接桿、插管的結(jié)構(gòu)，將多個單體液壓支柱結(jié)合為一個系統(tǒng)，使單體液壓支柱之間相互聯(lián)系，防止單體液壓支柱在生產(chǎn)過程中自降歪倒，或被意外推倒等現(xiàn)象，保證安全生產(chǎn)；工作面采用綜合機械化設(shè)備，掘進(jìn)面采用錨掘一體機、高效濕式除塵器等。在勘探技術(shù)上，采礦鉆孔巖芯采取率不得低于65%，分層采取率不得低于75%；鉆孔傾斜角度每100 m的垂直孔不得超過2°，斜孔不得超過3°。

3.3 提升安全管理觀念、加強技能的培訓(xùn)

減少采礦工程的安全事故重點在于安全預(yù)警。安全預(yù)警的分析與預(yù)警管理人員的能力素質(zhì)與預(yù)警管理水平息息相關(guān)。應(yīng)當(dāng)定期舉辦安全管理人員、采礦人員的集體培訓(xùn)，完善風(fēng)險辨識、風(fēng)險評估、隱患排查和事故應(yīng)急預(yù)案的實施能力；提升風(fēng)險防御意識，將采礦工程的安全預(yù)警的預(yù)防關(guān)口前移，制定采礦工程安全預(yù)警的懲處獎勵制度；適時修訂并完善采礦工程的安全法規(guī)、規(guī)章和體系，以制度管人。要持續(xù)探索與不斷創(chuàng)新，最大程度的發(fā)揮采礦工程的安全風(fēng)險預(yù)警決策能力，積極預(yù)防各種事故的發(fā)生。

3.4 嚴(yán)格控制采礦污染范圍和污染物

采礦工程的粉塵污染可以采用濕式捕塵的方式控制污染范圍。對于露天礦穿孔爆破，主要采用高壓水箱將水送入主鉆桿內(nèi)，通過沖擊器進(jìn)入孔底，使炮孔底部巖粉變成泥漿排出孔外；或者通過鉆桿送入風(fēng)水混合物至眼底，沖洗巖粉變成泥漿由孔口排出。井工采礦作業(yè)中，利用中心、旁側(cè)供水的方式進(jìn)行濕水式鑿巖，一方面可以軟化巖石加快開鑿，另一方面可以抑制鑿巖粉塵擴散，從源頭控制粉塵排放。廢水的排放應(yīng)建立集中二次回收處理站，加大投入，確保水處理系統(tǒng)正常運行。采礦工程的污染物控制需要多個部門的聯(lián)合協(xié)作，相互監(jiān)督、促進(jìn)環(huán)境資源信息的收集、生態(tài)環(huán)境影響的預(yù)測，積極改進(jìn)減少污染、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的措施。

4 結(jié)語

采礦技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了采礦施工安全。只有實現(xiàn)礦井(田)監(jiān)測監(jiān)控范圍全覆蓋，堅持科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，提升安全管理觀念、加強技能的培訓(xùn)，嚴(yán)格控制采礦污染范圍和污染物，才能使采礦工程實現(xiàn)高效、安全、環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。