采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全研究

馮聰

（兗州煤業(yè)股份有限公司設(shè)備管理中心，山東 鄒城 273500）

就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，我國(guó)的整體技術(shù)和科學(xué)發(fā)展水平得到了迅速發(fā)展和提升，對(duì)于礦山開(kāi)采的技術(shù)種類也得到全面增加，尤其是近年來(lái)不斷涌現(xiàn)出來(lái)的新技術(shù)和新工藝，得到了普遍推廣應(yīng)用。但是，在新技術(shù)層出不窮的發(fā)展過(guò)程中，也逐漸暴露出其存在的不足之處，所以我們不斷改進(jìn)和優(yōu)化?；诖?，本文將重點(diǎn)闡釋礦山開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用到的新型技術(shù)和安全管理問(wèn)題，希望能夠?yàn)閷?shí)際開(kāi)采工作提供助益。

1 采礦工程中的采礦技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

1.1 矸石處理技術(shù)

在對(duì)礦山進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)有大量的矸石排出。矸石本身具有可燃性，排放出來(lái)的矸石不僅會(huì)造成地表環(huán)境的污染，在溫濕度達(dá)到一定條件下還會(huì)自燃，此時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的氣體，對(duì)大氣環(huán)境造成污染?；趯?duì)這些問(wèn)題的分析和研究，如果不能對(duì)矸石排除問(wèn)題進(jìn)行有效的妥善處理，將會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，不利于環(huán)境保護(hù)工作。傳統(tǒng)采煤技術(shù)較為粗放，矸石問(wèn)題也沒(méi)有得到根治。引用綠色開(kāi)采理念后，對(duì)矸石問(wèn)題主要的處理方式主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）覆蓋方法。顧名思義，也就是用開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)害物品對(duì)已經(jīng)排放出來(lái)的矸石進(jìn)行全面覆蓋工作，降低矸石影響范圍，此方法簡(jiǎn)單靈活，且成本低廉。（2）化學(xué)分解法。通過(guò)對(duì)矸石化學(xué)成分的分解和研究，合理選擇化學(xué)試劑完成對(duì)其自身的分解和處理，并提煉出有用的物質(zhì)進(jìn)行二次回收利用，如此，不僅能夠有效降低污染，還可以提升矸石自身的使用價(jià)值。（3）綜合利用方法。因?yàn)橥瓿蓪?duì)矸石的綜合處理之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其本身帶有的物理和化學(xué)屬性得到有效轉(zhuǎn)化，可以應(yīng)用于建筑工程施工，作為原材料得到有效利用，在實(shí)現(xiàn)矸石自身價(jià)值的同時(shí)，有效節(jié)約建筑材料本身用量，避免造成資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

1.2 采空區(qū)填補(bǔ)技術(shù)

從我國(guó)現(xiàn)階段礦產(chǎn)整體分布情況進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，露天礦產(chǎn)資源整體儲(chǔ)存量普遍偏低，絕大多數(shù)礦產(chǎn)資源都深埋于地下，要想完成對(duì)地下資源的開(kāi)采工作，就要有效搭建礦井支架，保證采礦設(shè)備的安全可靠性，能夠深入地下完成有效采集工作。在開(kāi)采工作進(jìn)行中，儲(chǔ)存在地下的礦山資源會(huì)逐漸被掏空，在整個(gè)區(qū)域會(huì)形成個(gè)巨大空洞，我們一般稱為“采空區(qū)”。當(dāng)?shù)V井中出現(xiàn)采空區(qū)，會(huì)對(duì)整個(gè)區(qū)域結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來(lái)比較明顯的變化，最常見(jiàn)的就是地面沉降問(wèn)題。對(duì)了有效解決此類問(wèn)題的出現(xiàn)，避免因?yàn)樘幚聿划?dāng)造成二次污染問(wèn)題，針對(duì)已經(jīng)形成的采空區(qū)，主要還是應(yīng)用填充原理對(duì)其進(jìn)行處理，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的填充手法與綠色采礦技術(shù)存在明顯卻別，主要體現(xiàn)在綠色理念下應(yīng)用的填充原料屬于環(huán)保節(jié)能型。

（1）膠結(jié)填充，其主要應(yīng)用材料包括爐灰渣、河沙或者粉煤灰等固體廢料，完成基礎(chǔ)填充，與此同時(shí)，加入適量的水完成軟化工作，當(dāng)所有的填料混合物變成膏狀形態(tài)后，將其注入采空區(qū)，通過(guò)這種填充方式，形成對(duì)采空區(qū)的有效支撐，在有效控制地下結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降問(wèn)題的基礎(chǔ)上，還能夠改變井下溫度，避免發(fā)生火災(zāi)問(wèn)題。（2）通過(guò)有效利用水泥混凝土完成對(duì)采空區(qū)周圍裂縫的填充，此種填充方式更為靈活便利，在實(shí)際應(yīng)用階段，需要工作人員嚴(yán)格控制灌注時(shí)間和順序，主要注意的是，必須在矸石空隙被周圍土石結(jié)構(gòu)填充壓實(shí)之前，做好對(duì)裂縫位置的注漿工作，這樣就能夠在最短的時(shí)間有效完成填充，形成堅(jiān)固的覆蓋層，還可以有效地減少表面沉降。

1.3 連續(xù)開(kāi)采工藝

連續(xù)開(kāi)采工藝也是采礦工程中較為常見(jiàn)的一種施工技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中較為繁雜，所需要的應(yīng)用到的儀器設(shè)備較多，基本上每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)用到不同種類的設(shè)備，對(duì)于儀器管理人員而言，會(huì)增加一定的工作量。比如，在開(kāi)展爆破、開(kāi)采等工作的過(guò)程中，就需要用到連續(xù)煤炭開(kāi)采機(jī)進(jìn)行工作，確保工作能夠高效地完成，至于運(yùn)輸過(guò)程，也需要用到專業(yè)的器械，杜絕煤炭出現(xiàn)浪費(fèi)以及損壞等現(xiàn)象，該項(xiàng)技術(shù)在一定程度上與綜合機(jī)械化工藝存在相似點(diǎn)，但是，相較于綜合機(jī)械化，連續(xù)開(kāi)采技術(shù)的性價(jià)比更高，不僅在使用過(guò)程中的成本較小，而且能夠快速適應(yīng)周圍環(huán)境，不會(huì)被環(huán)境而制約，但是有利有弊，弊端就是該項(xiàng)技術(shù)的利用會(huì)對(duì)煤炭資源造成一定浪費(fèi)，不僅會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)造成一定程度上的能源損耗，所以在使用過(guò)程中也要注意這些問(wèn)題，在確定礦井環(huán)境后選擇出最合適的采礦工藝。

1.4 機(jī)械化采礦技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，機(jī)械化憑借其自身優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)的施工中，在采礦工程中也不例外，機(jī)械化采礦技術(shù)逐漸成為礦業(yè)開(kāi)采的重要使用技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于采礦單位來(lái)講，具有低成本、高收入的實(shí)際意義，所以得到了此類行業(yè)的廣泛應(yīng)用。在具體投入使用過(guò)程中，機(jī)械化分為兩種：分別是普通機(jī)械化和綜合機(jī)械化。普通機(jī)械化采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是成本更低，利用該項(xiàng)技術(shù)能夠在極大程度上起到節(jié)約成本的作用，但是有利有弊，其劣勢(shì)表現(xiàn)在所采集到礦產(chǎn)的質(zhì)量欠佳，而且會(huì)造成一定的浪費(fèi)，不符合可持續(xù)的發(fā)展理念。

至于綜合機(jī)械化采礦技術(shù)，由于其在采礦過(guò)程中的所有步驟都是通過(guò)機(jī)械實(shí)現(xiàn)的，所以在造價(jià)方面也就高于普通機(jī)械化，但是無(wú)論是在工作效率上還是工作質(zhì)量上都有了很大程度上的提升，正因如此，相對(duì)而言，該項(xiàng)技術(shù)也得到了較好的發(fā)展前景。為了確保其能夠充分發(fā)揮出作用，必須要建立一支專業(yè)化的隊(duì)伍，不斷提升對(duì)綜合機(jī)械化設(shè)備的管理水平，在確保設(shè)備性能良好的基礎(chǔ)上提升綜合機(jī)械化工藝的開(kāi)展效率，實(shí)現(xiàn)礦業(yè)開(kāi)采的優(yōu)化發(fā)展。

2 采礦工程中的施工安全管理措施

2.1 構(gòu)建開(kāi)采期間的安全預(yù)警系統(tǒng)

為了確保采礦過(guò)程中的安全，降低安全事故發(fā)生的概率，需要建立起相應(yīng)的安全預(yù)警系統(tǒng)，在建設(shè)過(guò)程中具體可以圍繞以下3點(diǎn)開(kāi)展工作：首先，為了保證瓦斯安全，需要建立相應(yīng)的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于瓦斯?fàn)顩r的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦監(jiān)測(cè)到瓦斯超標(biāo)的現(xiàn)象也方便作出及時(shí)處理。其次，要注意對(duì)水位以及水質(zhì)的監(jiān)測(cè)管理，通過(guò)監(jiān)測(cè)孔實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水位的全天候監(jiān)測(cè)，一旦水位出現(xiàn)異常變化，及時(shí)地發(fā)出報(bào)警，在經(jīng)過(guò)對(duì)各方面的詳細(xì)檢查確定沒(méi)有潛在風(fēng)險(xiǎn)之后方可繼續(xù)開(kāi)展工作。因?yàn)榈叵滤淖兓c周圍地質(zhì)環(huán)境是相互關(guān)聯(lián)的，地下水的成分組織也是周圍環(huán)境的一種反映，所以通過(guò)對(duì)地下水成分的監(jiān)測(cè)能夠同時(shí)了解地下環(huán)境，以便于在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)在第一時(shí)間作出反應(yīng)。最后，要建立礦壓預(yù)警機(jī)制，該部分的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要集中在頂板位移、錨桿工況等風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)域，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)其承載力突破標(biāo)準(zhǔn)范圍，會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)作出緊急處理，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)于安全風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避。

2.2 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理

在采礦工程施工過(guò)程中，要始終貫徹安全第一的施工理念。礦山工程施工具有一定的技術(shù)復(fù)雜性，施工人員經(jīng)常在惡劣的使用條件下進(jìn)行施工，具有很多安全隱患，容易出現(xiàn)施工事故。因此，在礦山施工管理過(guò)程中，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，管理人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患進(jìn)行排查，降低安全施工發(fā)生率。如果在采礦施工過(guò)程中出現(xiàn)了事故，相關(guān)單位需要及時(shí)進(jìn)行處理，第一時(shí)間處理施工事故，避免事故事態(tài)家具，保障開(kāi)采工作能夠順利進(jìn)行。

除此之外，礦山需要加強(qiáng)施工監(jiān)控管理，并且加強(qiáng)對(duì)周圍水文地質(zhì)情況的分析和研究。由于礦山開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)比較狹窄，開(kāi)采人員比較多，需要進(jìn)行專業(yè)的交叉施工作業(yè)，并且同時(shí)進(jìn)行施工，很容易出現(xiàn)安全事故。為了避免發(fā)生安全問(wèn)題，需要在必要的位置預(yù)留安全通道，礦山開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)出入口需要建設(shè)防護(hù)棚，提高施工人員的安全保障。

2.3 不斷優(yōu)化礦井通風(fēng)技術(shù)能力

到礦山井下進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，如果檢測(cè)到礦井底部的沼氣含量超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，就需要合理設(shè)置回風(fēng)裝置，保證沼氣得到及時(shí)有效的排放。與此同時(shí)，還需要以礦井開(kāi)采的實(shí)際情況為基準(zhǔn)，合理設(shè)置通風(fēng)孔并安排通風(fēng)裝置，與現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排風(fēng)，保證礦井內(nèi)容的溫濕度和開(kāi)采環(huán)境，對(duì)礦井的空氣成分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不斷優(yōu)化升級(jí)礦井通風(fēng)體系，保證通風(fēng)的時(shí)效性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合本文所述，我們可以得出結(jié)論，在時(shí)代發(fā)展的推動(dòng)下，煤礦開(kāi)采在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中所起到的作用越來(lái)越重要，主要是為相關(guān)行業(yè)提供相應(yīng)的能源供給。為了確保礦產(chǎn)資源能夠得到有效開(kāi)展，需要開(kāi)采單位對(duì)煤礦資源情況有具體的了解，做到根據(jù)實(shí)際情況選擇出更加符合礦區(qū)特征的開(kāi)采技術(shù)與所需設(shè)備，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效開(kāi)展，促進(jìn)我國(guó)煤礦業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。