淺析采礦技術(shù)在采礦工程中的運用與施工安全

雷杰添

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530200)

0 前 言

伴隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)高效發(fā)展需要，對礦產(chǎn)原料相關(guān)產(chǎn)品的需求量也在逐漸上漲，因此，如何在有限的條件下，提高采掘技術(shù)以及確保作業(yè)安全變得尤為重要。在當下安全生產(chǎn)形勢及市場激烈競爭環(huán)境下，我國礦山企業(yè)要想能夠保持持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，那么就應該緊跟時代前進步伐，在傳統(tǒng)采礦技術(shù)基礎(chǔ)上，做好開采現(xiàn)場各方面的環(huán)境勘察工作。并開展與對口專業(yè)院校、設(shè)備制造廠家的合作，合理利用高校專業(yè)理論指導和礦山機械的助力，制定安全可靠、技術(shù)可行、成本合理的開采方案，整體提高礦山企業(yè)的采掘技術(shù)水平，為我國礦山行業(yè)提高資源回收率、降低安全事故率的可持續(xù)發(fā)展目標打下堅實的基礎(chǔ)。要想在當前國家安全生產(chǎn)形勢及市場環(huán)境下生存，礦山企業(yè)就必須結(jié)合自身礦山的實際情況，學習及應用現(xiàn)代工藝技術(shù)，準確把握采掘工程的技術(shù)應用與施工特點，掌握多種采礦技術(shù)的科學運用方法，同時做好安全管理工作，提高采掘工程作業(yè)的安全水平。

1 采礦工程的采礦技術(shù)分析

1.1 充填采礦工藝技術(shù)的應用

當前，在我國各大主要礦產(chǎn)資源開采地區(qū)的采掘工程行業(yè)中，充填采礦法得到廣泛運用。充填采礦技術(shù)具有作業(yè)安全、礦石回采率高、貧化率低、能利用工業(yè)廢料，保護地表避免因采空區(qū)造成的危害等優(yōu)點。在單個回采礦房中，隨著回采工作面的推進，向所形成的采空區(qū)送入充填材料，利用充填料代替采出的礦石支撐空區(qū)，防止圍巖崩落和地表移動，并在形成的充填體上或在其保護下進行周邊礦房的回采。在開采作業(yè)工序中，就提前對開采現(xiàn)場進行充填工序布置，試驗明確出合適的充填物料后，合理利用采掘巷道進行充填物料輸送設(shè)置，根據(jù)采掘設(shè)計安排對形成的采空區(qū)進行充填物料，將采空區(qū)填滿，形成人工假體，確保采空區(qū)穩(wěn)定，保護其周邊采掘作業(yè)的施工安全[1]。

廣西某高品位錫多金屬礦山，因早年間礦區(qū)盜采猖獗，井下盜采巷道錯綜復雜，其中在-60 m至-130 m水平間的高品位礦體發(fā)生了大的冒頂事故，導致該冒落區(qū)的礦體和圍巖體形成了地質(zhì)條件復雜的“下沉礦體”。為了回采該特殊礦段礦石，企業(yè)與設(shè)計院、礦山設(shè)備廠家進行合作，結(jié)合整合后的主體設(shè)計各大安全生產(chǎn)系統(tǒng)，開展了采掘設(shè)計。最終確定的采掘方案為：①利用U形鋼支架推進脈內(nèi)鑿巖道(一般長度約30 m)；②單個回采礦房控制在長寬高10 m×5 m×6 m的范圍內(nèi)；③利用XMPYT-45/450型撬毛臺車；④遙控鏟運機等機械化設(shè)備進行出礦；⑤分段采空區(qū)形成后立即進行選礦尾砂膠結(jié)充填；⑥充填體凝結(jié)保養(yǎng)約30 d后，又進行下一段U形鋼支架拆除→回采→充填，直至整條鑿巖道控制的礦塊回采完成。通過充填采礦工藝的運用，該礦山實現(xiàn)了資源的最大回收效益，雖然成本高、效率低，但是每年給企業(yè)增加了近2億元人民幣的產(chǎn)值收入。

1.2 露天開采技術(shù)

相較于填充開采，露天開采技術(shù)在采礦工程中的運用更為常見，且利用頻率較高，安全系數(shù)高是其突出的優(yōu)勢特點之一。借助于靈活運用露天開采方法，能夠按照具體的開采需求高效分離礦體，由于上層覆蓋物能夠活動，因而可以對其進行轉(zhuǎn)移處理，為構(gòu)建露天的采礦場提供極大便利。與此同時，在實際應用露天采礦技術(shù)工藝時，一系列的挖掘施工工作不僅可以借助人力完成，更適合靈活使用大型化、自動化的機械設(shè)備，這樣的開采模式不僅能夠減輕工人的作業(yè)量，還能夠?qū)⒔ǖV開采的作業(yè)速度大幅提升。如果礦山屬于鐵礦類型，無論是過多的開采點，還是較小的礦體規(guī)模，都會增加地下開采施工作業(yè)的落實難度，傳統(tǒng)開采技術(shù)的適用性較低，因而借助于露天采礦方法，能夠在最大程度上削減挖掘鐵礦過程中造成的損失量，并且安全管理工作相對簡單、隱性安全問題較少，采礦生產(chǎn)的安全性較有優(yōu)勢。通過分析與觀察露天開采技術(shù)的實際應用特點可發(fā)現(xiàn)，只有在開采區(qū)域礦層較淺的情況下，這一技術(shù)才能顯示出較好的應用效果。

1.3 現(xiàn)代化采礦技術(shù)

隨著時代的不斷進步，科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新，跨行業(yè)的技術(shù)服務互補，采掘業(yè)從最初的“手推車”模式，逐步發(fā)展到了“機械化、智能化”的高效生產(chǎn)模式，形成了新型的現(xiàn)代化采礦技術(shù)。通過借鑒其他行業(yè)的生產(chǎn)流程標準，將信息、技術(shù)、人員、設(shè)備等生產(chǎn)要素進行綜合管理，同時結(jié)合礦山的實際內(nèi)外環(huán)境、礦體的賦存條件、開采關(guān)鍵工程控制事項進行科學的分析，制定符合自身礦山采掘作業(yè)的標準，通過標準化的作業(yè)流程能夠有效提升礦山的開采效率，實現(xiàn)采掘技術(shù)的快速有效進行?，F(xiàn)代化采礦技術(shù)是利用現(xiàn)代化的企業(yè)管理理念，將先進的通信技術(shù)應用到礦山的檢查、監(jiān)督、應急等系統(tǒng)中，把機械化、智能化的設(shè)備運用到采掘工序中，最大限度地減少人員的勞動強度，實現(xiàn)安全高效低耗的開采，達到以國家提出的踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念去推動采掘行業(yè)的運轉(zhuǎn)[2]。

1.4 協(xié)同采礦技術(shù)

將協(xié)同的概念引入到采礦技術(shù)領(lǐng)域是由陳慶發(fā)[3]提出，文章《未來10年中國學科發(fā)展戰(zhàn)略：工程科學》指出“復雜難動用資源開采理論與方法”是未來影響我國采礦行業(yè)長遠發(fā)展的理論與技術(shù)難點。而協(xié)同采礦技術(shù)的研究與運用具有很強的針對性，充分考慮各種傳統(tǒng)的采礦方法的優(yōu)缺點，取長補短，最大化地考慮礦體實際地質(zhì)賦存條件，從系統(tǒng)到具體的生產(chǎn)工序進行優(yōu)化組合，減少或消除不利因素造成的影響，使地下礦產(chǎn)資源得到最優(yōu)化合理開發(fā)利用。協(xié)同開采的核心要義是把企業(yè)不同安全生產(chǎn)技術(shù)工藝和施工作業(yè)組最大程度進行整合，確保在實施環(huán)節(jié)安全高效協(xié)同的前提下，實現(xiàn)產(chǎn)量績效最大化，達到“1+1>2”的效果。

廣西某大型錳礦山從露天開采轉(zhuǎn)入地下開采時，位于8號至14號勘探線的南翼礦體，從340 m至280 m水平中段布置的礦房屬于露采轉(zhuǎn)地采的銜接礦房?？紤]到露采最終邊坡線上的兩旁礦區(qū)公路需長久保留，且根據(jù)往年類似礦體回采經(jīng)驗，一般情況下，采空區(qū)暴露約一年后會出現(xiàn)冒頂片幫。若考慮預留20 m的頂柱，亦不能保證在280 m至220 m中段也形成采空區(qū)后，預留的頂柱還能保住，最終選擇該段礦房直接采通露天，選擇在非雨季時節(jié)，強采強出，礦房完成出礦后馬上利用露天其他采區(qū)的剝離廢石進行充填采空區(qū)，最后適時填入剝離的泥土，做為隔水層，防止雨水倒灌井下。該采礦方案實例，通過分析礦體賦存情況，結(jié)合周邊環(huán)境需要，充分利用好露采工程機械與井下采礦回采節(jié)點協(xié)同配合，最終即保護邊坡穩(wěn)定，又最大限度地回收了礦石。

2 采礦工程的施工安全管理策略

2.1 強化安全管理能力

提高對施工安全管理的重視是開展采礦工程開采工作的基礎(chǔ)與關(guān)鍵所在，對于管理人員而言，應從思想意識層面上樹立對安全管理的正確認識，進而引導施工工人對開采作業(yè)的安全問題重視起來。要進一步強化采礦工程施工的安全管理能力，應針對現(xiàn)有的作業(yè)人員，定期訓練其對自救措施的掌握與實踐應用，并組織有關(guān)安全知識教育的培訓工作。面對復雜的施工工作環(huán)境，應根據(jù)具體的安全管理要求，做好相關(guān)的安全防范措施，通過嚴格地考察施工現(xiàn)場，提高對意外風險與安全事故的防控力度。引入安全生產(chǎn)標準化管理辦法，制定符合礦山企業(yè)的標準化安全作業(yè)流程，并通過編制現(xiàn)場“5S”標準化管理辦法進行考評，讓安全管理落實到每個員工實際操作中去，提高采掘工程的安全滿意度[4]。

2.2 制定詳細的安全法規(guī)，并嚴格執(zhí)行

礦山從基建開始直到閉坑的全過程中，受礦區(qū)局限性環(huán)境及技術(shù)安全條件的限制，要求將每個項目、每個作業(yè)工序、工種的實際情況，建立符合國家安全生產(chǎn)法律法規(guī)的操作規(guī)程和技術(shù)安全規(guī)范。同時，制定相配套的各種獎罰規(guī)則和辦法，讓企業(yè)員工在生產(chǎn)全過程都能充分遵守這些安全法規(guī)，能對具體的生產(chǎn)工藝進行檢查和糾正，制定相關(guān)應急救援預案，并嚴格規(guī)范重大安全問題處理的作業(yè)技術(shù)規(guī)程，提高采掘工藝的安全可靠性及對事故預警的成功率，促進采掘工程安全高效地開展。隨著國家安全生產(chǎn)要求不斷提高，礦山企業(yè)在施工管理過程中，必須不斷修訂自身的安全法規(guī)，并且把安全法律法規(guī)的培訓及測試納入安全生產(chǎn)工作中去，讓全體員工都謹記安全生產(chǎn)的重要性，禁止違規(guī)操作，保障員工安全地開展作業(yè)，維護社會的穩(wěn)定[5]。

2.3 加強施工安全的檢查

在礦山安全生產(chǎn)活動中，必須嚴格遵守國家的安全生產(chǎn)方針政策，利用好安全檢查的手段，才能保證安全第一、預防為主、綜合治理的要義落到生產(chǎn)的實處去。礦山企業(yè)應當加強采掘施工全過程的安全檢查工作：①檢查各級人員及其具備的素質(zhì)是否滿足從事的崗位需要；②檢查每臺設(shè)備是否具有礦安標志、檢查其運行狀態(tài)是否正常；③檢查所使用的物料、配件其是否合格，是否達到更換標準等；④自身制度、規(guī)程上要檢查是否符合國家的相關(guān)法律法規(guī)文件要求；⑤檢查、監(jiān)測作業(yè)環(huán)境是否正常，是否存在隨著附近采掘施工推進而出現(xiàn)安全隱患問題。然后利用雙重預防機制對檢查中出現(xiàn)的安全問題進行閉環(huán)管理，確保檢查發(fā)現(xiàn)的安全隱患得到有效的整改，實現(xiàn)企業(yè)“人、機、料、法、環(huán)”五大安全生產(chǎn)要素的安全有效協(xié)作，保障采掘施工的安全、質(zhì)優(yōu)、高效運轉(zhuǎn)。

3 結(jié) 語

礦產(chǎn)資源開采行業(yè)作為推動我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵組成部分，要想能夠確保企業(yè)在日益嚴峻的安全生產(chǎn)形勢下可持續(xù)發(fā)展，那么就必須要求企業(yè)立足現(xiàn)實采礦環(huán)境下，根據(jù)礦產(chǎn)資源的蘊藏條件，結(jié)合礦區(qū)外部環(huán)境要求，多借鑒其他行業(yè)先進的安全生產(chǎn)管理理念，發(fā)揮機械化、智能化設(shè)備的優(yōu)勢，“因礦生法”，推動企業(yè)的安全生產(chǎn)文化建設(shè)和落地，創(chuàng)造出安全可靠、技術(shù)可行、成本合理的采礦方法，安全高效地開展生產(chǎn)作業(yè)，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益和社會價值。