采礦工程中的采礦新技術(shù)與施工安全研究

劉軻 高洪彪

1.通鋼集團(tuán)板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134304

2.吉林省恒信安全生產(chǎn)事務(wù)有限公司 吉林長(zhǎng)春 130000

社會(huì)在進(jìn)步，城市建設(shè)的腳步也在加快，采礦行業(yè)也呈現(xiàn)出巨大變革，采礦企業(yè)憑借先進(jìn)理念對(duì)采礦新技術(shù)進(jìn)行探究并極大程度地結(jié)合了施工安全研究，將采礦工程中所遇到的一些問題逐一突破，發(fā)揮采礦新技術(shù)的應(yīng)有效用，使其特點(diǎn)得到極大程度的釋放并在各施工環(huán)節(jié)中滲透，有序完成采礦過程并提高最終的開采效率。

1 采礦工程中采礦新技術(shù)的特點(diǎn)

采礦工程中采礦新技術(shù)的特點(diǎn)如下：①中國采礦企業(yè)已擁有一些先進(jìn)技術(shù)，而且可以根據(jù)實(shí)際地形和采礦需求有針對(duì)性地選用，與礦區(qū)情況相結(jié)合，繼而凸顯采礦新技術(shù)的多元性。中國礦產(chǎn)資源相對(duì)豐富，同時(shí)環(huán)境因素也對(duì)開采有著較為直接的影響，在應(yīng)用采礦技術(shù)時(shí)需結(jié)合地質(zhì)特征，這凸顯出采礦新技術(shù)的綜合性。②采礦工程分為地下和露天兩種形式，對(duì)采礦技術(shù)有著極高的要求，這樣才能保證開采的安全性。采礦企業(yè)憑借先進(jìn)理念，及時(shí)更新技術(shù)，緊跟時(shí)代前行的腳步，對(duì)各操作環(huán)節(jié)而言又有著不同的規(guī)范和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因而凸顯出新技術(shù)的復(fù)雜性。③采礦新技術(shù)具有流動(dòng)性特點(diǎn)。采礦企業(yè)可根據(jù)采礦需求進(jìn)行技術(shù)改革。多種不同的技術(shù)之間存在著一定的聯(lián)系，需要做好協(xié)調(diào)工作，這樣才能使采礦效率得到極大的提升[1]。

2 采礦技術(shù)與施工安全現(xiàn)狀

隨著采礦工程的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，礦山的開采頻率也不斷提升，但隨之帶來的安全事故也在急劇增多。為了提高安全系數(shù)，降低人員傷亡，就必須及時(shí)掌握采礦技術(shù)及影響施工安全的因素。首先，地下礦山環(huán)境復(fù)雜，在開采過程中應(yīng)使用適宜的開采技術(shù)。以礦山的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，進(jìn)行開采作業(yè)，還要借助有效的輔助系統(tǒng)，在一定程度上防止開采事故的發(fā)生。但是這種做法也增加了施工安全管理的難度。其次，在施工過程中由于工作人員缺乏安全意識(shí)，不具備過硬技術(shù)手段，致使出現(xiàn)操作不當(dāng)或行為不規(guī)范的現(xiàn)象，從而不能采取有效的防護(hù)措施進(jìn)行作業(yè)。再者，采礦設(shè)備性能落后，部分施工單位在采礦時(shí)依舊采用傳統(tǒng)的氣腿式鑿巖機(jī)機(jī)械裝備，既沉重又影響施工進(jìn)度，對(duì)于一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，甚至用人工鉆進(jìn)的方式來完成，不僅耗費(fèi)大量的人力、物力，而且存在一定的安全隱患，采礦工程沿用這種傳統(tǒng)的采礦技術(shù)對(duì)施工安全帶來不利影響，先進(jìn)的設(shè)備沒有得到大范圍的推行。最后，對(duì)于光面爆破這一先進(jìn)的技術(shù)在部分采礦企業(yè)中也沒有得到采用，究其原因是缺乏相關(guān)的技術(shù)支持[2]。

3 采礦技術(shù)的種類

3.1 露天采礦技術(shù)

在中國采礦工程施工過程中，與其他采礦技術(shù)相比，露天開采是一種安全系數(shù)最高的技術(shù)，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，不僅能夠增加開采數(shù)量，還能在降低采礦損失的同時(shí)，提高開采效率，充分發(fā)揮了露天采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，因此，露天開采技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛使用。由于受到不同地質(zhì)類型的影響，該項(xiàng)技術(shù)無法達(dá)到在所有礦石開采工程中使用的目的，它適用于礦床規(guī)模大、埋藏深度大以及使用到大型機(jī)械設(shè)備的礦產(chǎn)資源開采領(lǐng)域中，且得到廣泛使用。利用這種技術(shù)可以直接將礦體上方巖層剝離開后實(shí)施礦石開采，且沒有必要再構(gòu)建巷道，為工程施工相關(guān)工作提供便利條件。然而，露天開采技術(shù)還有一些不容忽視的消極影響，即：在具體的使用過程中，會(huì)嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，以至于為之后的恢復(fù)工作帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3.2 填充開采技術(shù)

填充開采技術(shù)的應(yīng)用范圍是在開采后及時(shí)填充地下采空區(qū)域，防止發(fā)生上層土壤和巖石坍塌的情況，避免出現(xiàn)安全事故。它對(duì)周圍礦石和土層等支撐不穩(wěn)定的礦區(qū)起到保護(hù)作用，填充開采技術(shù)在礦床開采的各個(gè)階段使用最頻繁。在工程施工過程中運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，不僅能有效保護(hù)礦床的地下環(huán)境，還能將開采力度發(fā)揮到最大限度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源的有效回收。同時(shí)，填充采礦技術(shù)也可以用在地表有珍貴、稀有的礦產(chǎn)資源需要保護(hù)的礦區(qū)。

3.3 深礦井開采技術(shù)

所謂深井開采，其實(shí)就是深井筒開采，通常是指埋在與地表有一定深度的礦體。而深井開采是深于地表800m的礦體。在深井開采時(shí)，施工人員有必要加強(qiáng)開采技術(shù)的應(yīng)用。這是由于深井中地壓和地溫相對(duì)來說較高。當(dāng)進(jìn)行深部開采時(shí)，礦井溫度隨著距地表的深度越來越高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人體所能承受的范圍，長(zhǎng)此以往，會(huì)對(duì)施工人員的健康造成一定影響，甚至?xí){到人身安全，因此，在深礦井開采過程中，要在保證施工人員安全的情況下，采取降溫措施，以此來確保礦井正常施工[3]。

3.4 機(jī)械化開采技術(shù)

現(xiàn)在最常用的開采技術(shù)就是機(jī)械化開采技術(shù)。依據(jù)不同的工作形式，可分為露天采礦法和地下采礦法。露天采礦法是在開采之前，必須用機(jī)械先剝離礦體表面上方的巖石和土壤，由于礦體直接暴露在地表的因素，為露天開采帶來了很多便利，如：便于采礦機(jī)械操作、提高安全性、減少礦石損失，保障效益的同時(shí)，降低了成本，以此獲得收益的最大化。相較于露天采礦技術(shù)，地下采礦技術(shù)具有很大的危險(xiǎn)性，若機(jī)械操作不當(dāng)，礦井就會(huì)面臨坍塌等安全事故，目前，地下采礦技術(shù)多用于金屬礦山的開采。隨著國家對(duì)環(huán)保節(jié)能的大力提倡，地下采礦技術(shù)也進(jìn)行了有效的改革，利用尾砂膠結(jié)充填這一現(xiàn)代新型環(huán)保開采技術(shù)實(shí)施地下開采，其不僅能處理尾礦污染，還能在開采時(shí)降低對(duì)自然環(huán)境的損壞程度。

4 采礦工程中不安全因素分析

4.1 巷道掘進(jìn)環(huán)節(jié)

在金屬礦山的開采中，井下車場(chǎng)軌道安全間隙的設(shè)計(jì)具有一定的不安全性，通常在對(duì)巷道進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)易出現(xiàn)不同程度的安全隱患，最常見的是高度過低的情況，使施工的整體安全性有所下降。

4.2 巷道工程技術(shù)因素

目前，金屬礦山地下單軌運(yùn)輸建設(shè)工程一般就是單線巷道運(yùn)輸。在金屬礦山地下掘進(jìn)工程中，單線軌道既能滿足金屬礦山生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男枰?，又能減少開拓工程量，縮短工期，控制工程造價(jià)，所以多數(shù)金屬礦山企業(yè)更傾向采用單線巷道。但從安全角度看，單線巷道容易造成生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)缆窊矶?，造成運(yùn)輸不暢，發(fā)生車輛及人員傷亡等安全問題。同時(shí)，一些礦井巷道曲率過小，在運(yùn)輸過程中輪胎容易磨損，增加了發(fā)生安全事故的可能性。再者由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)破碎，在巷道支護(hù)過程中，局部施工造成周圍擾動(dòng)，造成巷道頂部出現(xiàn)大面積落石現(xiàn)象，造成人員傷亡[4]。

4.3 工作面施工因素

金屬礦山礦產(chǎn)資源的開采是在礦房?jī)?nèi)完成的，通常通過開辟完成的巷道進(jìn)入礦房，并采用合理的采礦方法進(jìn)行作業(yè)，促進(jìn)相關(guān)采礦工作的順利進(jìn)行。在礦房?jī)?nèi)，整個(gè)工作面的施工質(zhì)量對(duì)金屬的安全開采有著最直接的影響，包括進(jìn)行切割作業(yè)的效果，切割工作完成后的頂板暴露面積，借助爆破方法崩落礦石時(shí)炮孔的施工質(zhì)量等。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于各種因素的影響，工作面在施工工藝、施工方法和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)上存在一些漏洞，導(dǎo)致工作面施工穩(wěn)定性差，圍巖強(qiáng)度減弱，不能滿足金屬礦山開采的實(shí)際要求，增加了發(fā)生安全事故的可能性。

5 采礦工程中采礦新技術(shù)探究

5.1 充填采礦技術(shù)

通常，在回采工作面的推進(jìn)過程中，作業(yè)人員會(huì)借助一些充填料來完成采空區(qū)的充填，或者選用與支架結(jié)合的手段來充填，使采礦的充填技術(shù)更加完善。實(shí)際操作中，對(duì)于采空區(qū)的充填，可選用已成型的充填體來完成對(duì)地壓的后續(xù)管理，預(yù)防圍巖崩落的情況出現(xiàn)，避免地表下沉，使作業(yè)人員的采礦環(huán)境更為安全，降低礦石自燃導(dǎo)致火災(zāi)事故的概率。

5.2 空?qǐng)霾傻V技術(shù)

空?qǐng)霾傻V技術(shù)的應(yīng)用具有一定的普遍性，其原理是把礦塊劃分為礦房和礦柱，同時(shí)考慮后續(xù)的回采情況。應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，在完成礦房的回采后還應(yīng)對(duì)礦柱進(jìn)行回采。對(duì)礦房進(jìn)行回采時(shí)多選用敞空形式，同時(shí)還應(yīng)依托圍巖和礦柱維護(hù)。采空區(qū)處理一般是在礦房回采結(jié)束后進(jìn)行，以保證礦柱回采的順利完成。

5.3 殘留礦開采技術(shù)

在地下礦石資源的開采過程中，以往傳統(tǒng)的施工技術(shù)已暴露出一定的缺陷，同時(shí)亂采亂挖的情況愈發(fā)嚴(yán)重，因此在采場(chǎng)中存留著部分礦體，造成資源的浪費(fèi)。采礦企業(yè)加大了開采力度，借助礦區(qū)勘查的相關(guān)技術(shù)來對(duì)殘留的礦體進(jìn)行切實(shí)有效的開采，同時(shí)通過監(jiān)測(cè)和預(yù)警等技術(shù)來對(duì)存留的資源進(jìn)行有效利用，在技術(shù)實(shí)踐中不斷提升整體開采水平。

5.4 崩落采礦技術(shù)

在金屬礦山開采中，無底柱分段崩落采礦技術(shù)已凸顯出其高效性和穩(wěn)定性，在中國已引入多年，在實(shí)踐中應(yīng)用較為成熟。同時(shí)，該技術(shù)也處于不斷的改進(jìn)中，其應(yīng)用能夠增加崩礦量，而且可采用電動(dòng)式無軌采礦設(shè)備，最大限度地節(jié)約成本，增加采礦量，提升采礦的整體作業(yè)效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

6 采礦工程中采礦新技術(shù)下的施工安全策略

6.1 增強(qiáng)安全意識(shí)突顯管理成效

在實(shí)際采礦中，施工隊(duì)?wèi)?yīng)通過多種不同的手段來最大限度地增強(qiáng)全員的安全意識(shí)，使之規(guī)范自身行為并做到相互監(jiān)督，切實(shí)有效地減少安全事故的發(fā)生。施工隊(duì)可在每月的固定時(shí)間開展安全培訓(xùn)和宣傳，借助預(yù)警等手段使作業(yè)人員能夠按規(guī)定操作，突顯管理成效。采礦工程中還需注重安全預(yù)防這一環(huán)節(jié)，一方面需要對(duì)地形位置及區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行全面的調(diào)研，并對(duì)開采技術(shù)及方案進(jìn)行設(shè)計(jì)；另一方面在了解情況后，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的一些問題，結(jié)合以往開采經(jīng)驗(yàn)來擬定有針對(duì)性的對(duì)策，使安全在準(zhǔn)備工作中就得到極大程度的保障。

6.2 借助科學(xué)技術(shù)營(yíng)造良好氛圍

采礦環(huán)境復(fù)雜，對(duì)各項(xiàng)操作有著較多的高要求，那么需依托較為先進(jìn)的技術(shù)，避免資源的殘留。例如，在施工前，可以借助優(yōu)勢(shì)較多的無人駕駛技術(shù)來對(duì)金屬礦山相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化采集，降低整體成本，保障作業(yè)人員的生命安全，切實(shí)有效提升采礦的效率。部分采礦企業(yè)還嘗試在礦山中安裝采集數(shù)據(jù)的傳感器，同時(shí)還安設(shè)了智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過自動(dòng)化系統(tǒng)來對(duì)智能汽車進(jìn)行操控，為采礦工作營(yíng)造良好的氛圍。

6.3 完善安全制度加大管理力度

各采礦企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身情況來制定相應(yīng)的安全制度，避免盲目看重經(jīng)濟(jì)利益，以免在加快施工進(jìn)度時(shí)出現(xiàn)安全問題。例如：部分采礦企業(yè)制定了與自身情況相符的采礦管理諸多安全條例，對(duì)一線作業(yè)人員實(shí)施管理，使其操作必須滿足開采標(biāo)準(zhǔn)。作業(yè)人員具備安全從業(yè)證書方可上崗，否則不得任用。只有這樣，才能提升管理效果。

6.4 巧用安全教育改善管理質(zhì)量

采礦企業(yè)以長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來設(shè)計(jì)安全教育和宣傳活動(dòng)等，針對(duì)災(zāi)難應(yīng)急制訂相應(yīng)的計(jì)劃，將安全事故發(fā)生的概率降至最低，也使作業(yè)人員具備一定的防護(hù)能力。在多種不同的安全宣傳下，采礦企業(yè)的管理質(zhì)量得以提升，整體的開采效率也得到有效提升，安全管理也能得到有效落實(shí)并凸顯出其應(yīng)有的效用。

6.5 重視社會(huì)保險(xiǎn)提升抵御能力

在社會(huì)進(jìn)步的前提下，保險(xiǎn)已成為應(yīng)對(duì)多種不同風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。采礦作業(yè)有著一定的危險(xiǎn)性，可借助事業(yè)投保來保障作業(yè)人員的安全。即使在作業(yè)中因意外而導(dǎo)致身體殘疾或已不再具備工作能力的情況下，保險(xiǎn)也可以為其帶來長(zhǎng)效性的生活保障，使之享有醫(yī)療權(quán)利而無后顧之憂，才可讓其安心工作。采礦企業(yè)也應(yīng)在保險(xiǎn)方式下相應(yīng)地增強(qiáng)自身的抵御能力。

6.6 注重安全常識(shí)教育，使工作人員樹立安全意識(shí)

現(xiàn)如今，在采礦施工過程中，由于部分工作人員自身缺乏安全意識(shí)、采礦工作精神松懈、忽視安全出產(chǎn)，致使發(fā)生安全事故。因此，加強(qiáng)安全常識(shí)教育，提高工作人員的安全意識(shí)是保證采礦工程施工安全的重要基礎(chǔ)，必須從每名施工人員做起。采礦企業(yè)必須定期對(duì)施工人員進(jìn)行安全常識(shí)教育和相關(guān)技能培訓(xùn)，尤其要明確安全出產(chǎn)的重要性，將安全出產(chǎn)作為每名施工人員的工作規(guī)范。想要使施工人員在具體工作中規(guī)范自己的行為，就必須提高他們的知識(shí)技能，以此來保證其按照出產(chǎn)規(guī)范操作機(jī)械設(shè)備。除此之外，還要訓(xùn)練施工人員安全防護(hù)措施，一旦發(fā)生安全事故，使其具備應(yīng)急逃生的能力，如：可開展實(shí)際演練的活動(dòng)，在施工人員不知情的情況下，啟動(dòng)緊急預(yù)警裝置，不僅能夠了解相關(guān)人員對(duì)技能掌握情況，還能提高施工人員的應(yīng)對(duì)能力，從而為保障采礦施工順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

綜上所述，采礦工程在新時(shí)期下對(duì)采礦技術(shù)有著較多的高要求，這也是施工安全得到保障的基礎(chǔ)，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜且具體有危險(xiǎn)性的作業(yè)環(huán)境，降低安全事故在后續(xù)作業(yè)中發(fā)生的概率，避免給作業(yè)人員的生命安全構(gòu)成威脅，使整體開采進(jìn)度不受影響。采礦企業(yè)對(duì)新技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行探究，結(jié)合以往采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)操作中的不足進(jìn)行切實(shí)有效的完善，使采礦效率得到極大程度的提升，同時(shí)凸顯高質(zhì)量，通過多手段的宣傳來增強(qiáng)全員的安全意識(shí)。