采礦技術與施工安全探討

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摘要：中國擁有豐富的煤炭資源，作為一個產煤大國，中國煤炭行業摘要：采礦工程對于社會的發展具有十分重要的意義，其中，煤炭資源的開采難度最大，風險也最高。因此，非常有必要保證煤礦開采施工的安全。通過分析井工煤礦開采過程中的采礦技術，探討了一些保證安全施工的措施，盡可能地保證煤炭資源的開采。

關鍵詞：采礦工程；煤礦開采；采礦技術；施工安全

采礦工程對社會經濟的發展意義重大，其主要作用是為人類社會發展提供各種所需的資源。通常所說的采礦工程，指的是固體礦藏的開采，主要可以分為金屬礦開采和非金屬礦開采。在非金屬礦開采中，煤礦的開采難度最大，危險系數最高，同時，獲得的經濟效益也是最好的[1-2]。此外，煤炭也是中國儲量最豐富的礦產資源，還是重要的消費性能源，因此，必須采取有效的措施保證煤炭資源的開采安全。中國煤炭資源的開采多采用井工開采方式，危險程度是最高的。煤礦的安全高效開采不僅與所采用的采礦技術有關，還與采取的安全施工措施有關。下面將圍繞中國煤礦開采過程中的采礦技術和安全措施來進行論述。

1中國煤礦的采礦技術

由于中國超過90%以上的煤礦是通過井工開采的，本文重點分析井工開采時所采用的采礦技術。在井工開采時，通常采用的采礦技術可以分為房柱式采礦技術和長壁式采礦技術，下面將分別進行介紹。1.1房柱式采礦技術。房柱式采礦技術是指將工作面劃分成很多煤柱，然后分別對煤柱進行開采，如圖1所示，所采用的主要設備有連續采煤機、梭車和錨桿機等。這項技術最大的優點是實現了采掘合一，即掘進的時候就是在采煤，采煤的時候也是在掘進，煤炭資源的開采效率非常高。此外，主要設備的投資只有長壁式采煤技術的1/5～1/4，而且設備的搬遷和運輸也十分方便[3-4]。這種技術適用于煤層賦存條件比較簡單、煤層傾角比較小且瓦斯比較少的近水平煤層的開采，它在中國內蒙古等少數礦區得到了應用。1～3.煤柱。這種技術的缺點也非常明顯，主要有以下2點：a)煤炭資源的采出率低，在布置房柱式工作面時，需要留設大量的煤柱，而這些煤柱并不能完全回收。b)通風管理困難。由于風流的流通通道較多，漏風嚴重，難以實施有效的通風管理。資源回收率低的缺點嚴重限制了房柱式采礦技術在中國煤礦開采中的應用。值得注意的是，中國一些地區開始采用連續采煤機掘進煤巷，效率非常高。1.2長壁式采礦技術。與房柱式采礦技術相比，長壁式采礦技術的適用性更強，它主要是按照煤層的走向或傾向布置工作面，如圖2所示。經過多年的發展，中國長壁式采礦技術更加成熟，由當初的炮采工藝發展到普采工藝，再到先進的綜采工藝。隨著工藝的不斷改進，煤炭開采的效率越來越高，在綜采工藝的基礎上，又衍生了許多先進的采煤工藝，例如綜采放頂煤工藝、大采高一次采全厚工藝、充填采煤工藝等。長壁式采礦技術的發展，使得井工煤礦的產量大幅度提高，例如山西、內蒙古等地區出現了年產千萬噸級別的礦井。長壁式采礦技術的優點在于使煤礦的生產更加集中化、安全和方便，適用于地質條件復雜煤礦的開采。但其缺點也很明顯，主要體現在以下幾個方面：a)對整體裝備配套水平要求較高。運用長壁式采礦技術，要求采煤機、刮板機和皮帶機要配套，初期的投入非常高。b)搬家成本比較高。由于長壁式采礦技術采用的是重型機械設備，很難短時間內完成搬家任務，短則半月長則數月。c)需要準備服務于生產的巷道。在布置工作面時，需要預先開掘運輸巷和回風巷，若巷道的掘進速度過慢，則會導致工作面的準備速度慢，從而引起采掘接替緊張的問題。

2采礦工程中的安全施工技術

2.1做好通風管理工作。通風是煤礦生產必須的基本條件，也是保證煤礦安全的基礎。因此，在采礦工程中必須要做好通風管理，保證生產安全。通風管理的主要任務是保證施工過程中風量滿足安全生產的需要，保證風流中的瓦斯不會超限以及井下空氣的溫度和濕度適宜工人體力勞動。為了做好煤礦的通風管理，應該從以下幾個方面入手：a)杜絕通風死角，避免瓦斯聚集。這就要求巷道中不能堆放太多的雜物，對采礦區附近的上隅角要采用局部通風措施。b)優化礦井的通風系統。這就要求進行礦井的通風阻力測定，了解礦井通風系統的運行情況，并采取相應的措施使礦井通風系統處于最優工作狀態。c)做好掘進工作面的通風防塵工作。由于掘進工作面是單頭巷道，通風十分不易，需要采取合適的局部通風措施，以免掘進工作面內瓦斯和粉塵濃度超限[5]。通風安全事故的發生會對煤礦生產造成惡劣的影響，在井下施工時，煤礦企業應該消除通風系統中存在的安全隱患，并完善相應的通風安全措施。與此同時，工人要有安全責任意識，不要違規作業，例如不能正確開啟風門。2.2做好頂板管理工作。在煤礦生產過程中，頂板事故的發生頻率非常高，給煤礦企業帶來了巨大的經濟損失和人員傷亡。因此，在施工過程中要做好頂板管理工作，避免安全事故發生。頂板管理主要包括巷道頂板管理、掘進工作面和采空區頂板管理。對于巷道頂板管理，要檢查巷道頂板的完整性，判斷是否會在生產過程中出現冒頂問題；對于掘進工作面頂板管理，要注意工作面前方頂板的動態，避免在空頂的情況下作業；對于采空區頂板管理，要確保工作面的直接頂及時垮落，若不能垮落要采取一些強制放頂措施，以免出現沖擊地壓問題。2.3做好地質勘探工作。采礦工程的目的是從地質體上剝落所需的巖體。為了保證施工安全，就必須了解地質體的具體情況，而這主要是通過地質勘探完成的。因此，在采礦工程施工之前，必須要做好地質勘探工作。地質勘探工作主要是探明煤礦開采區域的地質構造、巖層巖性和含水層情況，從而為煤礦的安全施工提供一定的參考。由于地質勘探區域比較大，采用常規的鉆探法很難獲得完整的數據，還應該結合一些先進的勘探手段，例如物探方法等。在開采工作面時，還應該采用一些坑道探測方法來探測工作面內的一些小的地質構造。這是因為小的地質構造往往會引發一些嚴重的安全事故，需要特別注意。

3結語

在采礦工程中，采礦技術的選擇對于效率和安全十分重要。為此，重點介紹了煤礦開采中常用的采礦技術，主要分為房柱式采礦技術和長壁式采礦技術。兩種采礦技術各有優缺點，而中國經常用的是長壁式采礦技術。為了保證采礦工程的施工安全，應該采取以下安全措施，即做好通風管理工作、做好頂板管理工作、做好地質勘探工作。希望文中所述內容可以為日后煤炭資源的安全開采提供一定的理論參考。

參考文獻：

［1］段振江.采礦工程中的采礦技術與施工安全探討［J］.石化技術，2020，27(1)：353-354.

［2］辛旭，儂澄，孫爽爽，等.采礦工程的采礦技術及其施工安全的研究［J］.科技創新導報，2019，16(30)：38.

［3］齊飛.采礦工程中采礦技術及施工安全探討［J］.企業技術開發，2019，38(9)：119-121.

［4］鄧代興，蒲勇.采礦工程的采礦技術及其施工安全管理［J］.中國金屬通報，2019(8)：55-56.

［5］葛曉偉.淺談采礦工程中的采礦技術與施工安全［J］.當代化工研究，2019(8)：17-18.

作者:米軍斌 單位:蘭花集團伯方煤礦