■張承功

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司云南文山663701）

采礦工程技術(shù)與施工安全的研究和探討

■張承功

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司云南文山663701）

近年來(lái)，隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工程技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。同時(shí)，由于采礦工程存在很高的風(fēng)險(xiǎn)，近年來(lái)也時(shí)有采礦安全事故發(fā)生，給采礦技術(shù)的安全提出了更高的要求。本文主要介紹了采礦工程技術(shù)的特點(diǎn)，并詳細(xì)闡述了采礦工程中有效保證采礦安全的措施，供同行參考。

采礦工程 采礦技術(shù) 施工安全

眾所周知，對(duì)于采礦工程技術(shù)來(lái)說(shuō)，其具有作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，礦石結(jié)構(gòu)多變、影響因素多等特點(diǎn)，危險(xiǎn)系數(shù)非常高，因此，采礦過(guò)程中如何保障技術(shù)人員的安全成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)。采礦單位應(yīng)該對(duì)施工安全有較全面的認(rèn)識(shí)，制定規(guī)范的管理措施，保障采礦工程技術(shù)人員的安全，促進(jìn)我國(guó)采礦工程行業(yè)又快又好地向前發(fā)展，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有重要意義。

1　采礦工程技術(shù)的概述

1.1井下生產(chǎn)環(huán)境多變

采礦技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有很悠久的歷史，且隨著我國(guó)科技的發(fā)展，采礦工程技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，本文主要介紹開(kāi)采有色金屬（以硫化鋅為主），有色金屬的開(kāi)采則主要以井下開(kāi)采為主，井下開(kāi)采的環(huán)境比較特殊，且我國(guó)幅員遼闊，由于地區(qū)之間地質(zhì)條件差異比較大，井下有色金屬的存在形式多樣。就目前來(lái)看，有色礦山規(guī)模以小型為主，大型礦山數(shù)量不足1%，但其卻占了整個(gè)有色金屬礦近一半的產(chǎn)能，且開(kāi)采難度較大，另外，不同地區(qū)之間有色金屬資源的埋深和地質(zhì)結(jié)構(gòu)同樣存在較大的差別，在井下進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，環(huán)境多變，影響開(kāi)采安全的因素有很多，對(duì)開(kāi)采技術(shù)要求也比較高。

1.2采礦技術(shù)類(lèi)型多樣

在有色金屬的開(kāi)采過(guò)程中，由于工作環(huán)境的特殊性，不同的開(kāi)采環(huán)境需要不同的開(kāi)采技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，有色金屬工程的開(kāi)采技術(shù)主要分為露天開(kāi)采與井下開(kāi)采兩種模式，這主要依據(jù)有色金屬埋深情況來(lái)劃分的，下面重點(diǎn)介紹兩種開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用。

露天開(kāi)采：所謂露天開(kāi)采，是針對(duì)埋深較淺的有色金屬資源來(lái)說(shuō)的，開(kāi)采步驟是先除去有色金屬表層的地表巖層，然后以挖掘的形式進(jìn)行開(kāi)采。露天開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)使用并不多，主要以新疆、內(nèi)蒙為主，這兩地的有色金屬資源比較豐富，離地面很近的地方就能開(kāi)采出有色金屬，開(kāi)采效率比較高，當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)效益也比較可觀。但隨著我國(guó)多個(gè)地區(qū)都出現(xiàn)有色金屬資源開(kāi)采規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，出現(xiàn)了開(kāi)采過(guò)度導(dǎo)致可以實(shí)現(xiàn)露天開(kāi)采的地區(qū)急劇減少。

井下開(kāi)采：井下開(kāi)采是相對(duì)露天開(kāi)采的一個(gè)概念，其是我國(guó)目前有色金屬的主要開(kāi)采方式，開(kāi)采方式同樣以挖掘?yàn)橹?，但開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，從最初的人工挖掘到現(xiàn)在機(jī)械化挖掘，在開(kāi)采效率上已經(jīng)有了很大的提升，值得一提的是，由于井下挖掘難度比較大，很多時(shí)候開(kāi)采有色金屬需要用到爆破技術(shù)，就現(xiàn)在而言，爆破技術(shù)在我國(guó)井下開(kāi)采的應(yīng)用上已經(jīng)形成了一套完整的體系，但依然存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，在加上井下氧濃度較低，存在有毒有害氣體等原因，井下開(kāi)采在難度與安全上都比露天開(kāi)采大很多。

1.3采礦技術(shù)相對(duì)復(fù)雜

對(duì)于有色金屬開(kāi)采的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，無(wú)論是露天開(kāi)采與井下開(kāi)采，都需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的開(kāi)采環(huán)境，同時(shí)，我國(guó)各地區(qū)的有色金屬資源結(jié)構(gòu)存在差異，無(wú)形中增加了開(kāi)采的難度。在開(kāi)采的過(guò)程中，需要針對(duì)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與有色金屬的賦存情況采用不同的開(kāi)采技術(shù)，以達(dá)到最佳的開(kāi)采效率，這不僅是為了提高開(kāi)采產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)技術(shù)是革新對(duì)開(kāi)采技術(shù)人員的安全也有起到了保障作用。相對(duì)于露天開(kāi)采來(lái)說(shuō)，井下開(kāi)采的開(kāi)采技術(shù)形式多樣，這些技術(shù)不僅是針對(duì)復(fù)雜的有色金屬資源結(jié)構(gòu)，同時(shí)也針對(duì)瓦斯爆炸、金屬自燃以及井下水災(zāi)等安全隱患。主要有回采與掘進(jìn)兩種開(kāi)采形式。為了保障開(kāi)采人員的人身安全，開(kāi)采的過(guò)程非常復(fù)雜，首先技術(shù)人員要先進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)，對(duì)有色金屬資源的構(gòu)成情況做詳細(xì)了解后設(shè)計(jì)出精密的開(kāi)采計(jì)劃，工人根據(jù)開(kāi)采計(jì)劃針對(duì)開(kāi)采條件確定最終的支護(hù)和開(kāi)采工藝，最后實(shí)施開(kāi)采，開(kāi)采要與提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)、供電以及監(jiān)控等一系列輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)相結(jié)合，為工人提供一個(gè)相對(duì)安全的生產(chǎn)環(huán)境，并盡量減少工人在井下停留的時(shí)間，讓開(kāi)采工作在保障工人安全的情況下能夠高效率進(jìn)行。

1.4采礦技術(shù)更新速度快

我國(guó)有色金屬開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)具備較完善的有色金屬開(kāi)采體系，井下工人的開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)較為豐富，這對(duì)發(fā)展我國(guó)采礦行業(yè)起到了積極的推動(dòng)作用。但隨著資源有色金屬資源逐漸減少，現(xiàn)在我國(guó)有色金屬的開(kāi)采方式已經(jīng)從過(guò)去的以露天開(kāi)采作為主轉(zhuǎn)向現(xiàn)在已井下開(kāi)采為主，且開(kāi)采深度越來(lái)越深，開(kāi)采難度也日益增加，在這樣的大環(huán)境下，開(kāi)采技術(shù)日新月異，當(dāng)然、開(kāi)采技術(shù)的革新也是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的重要途徑。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)的有色金屬開(kāi)采產(chǎn)業(yè)一直處在一種惡性循環(huán)的開(kāi)采模式里，不少生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)一味追求經(jīng)濟(jì)效益，減少了對(duì)開(kāi)采技術(shù)的投入。由于開(kāi)采技術(shù)的落后，導(dǎo)致開(kāi)采效率低下，有色金屬產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不高，甚至出現(xiàn)虧損的情況。但近幾年來(lái)，有色金屬開(kāi)采產(chǎn)業(yè)已經(jīng)意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，加上國(guó)家相關(guān)政策的支持，產(chǎn)業(yè)一直在走開(kāi)采技術(shù)革新的道路，有色金屬產(chǎn)業(yè)加大了對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的投入，轉(zhuǎn)變了銷(xiāo)售方式，以需求定生產(chǎn)，發(fā)展有色金屬的深加工，提高了有色金屬的附加值，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的虧損情況有一定的好轉(zhuǎn)，雖然部分企業(yè)還存在虧損情況，但技術(shù)的革新讓產(chǎn)業(yè)走勢(shì)良好。

2　采礦工程的采礦技術(shù)應(yīng)用

2.1采場(chǎng)圍巖中控制技術(shù)的應(yīng)用

在有色金屬的開(kāi)采中，涉及到多種金屬的開(kāi)采，開(kāi)采形式多樣。采礦企業(yè)在進(jìn)行采礦之前，為了保障施工人員的安全，需要進(jìn)行采場(chǎng)區(qū)域劃定，開(kāi)采工作必須在采場(chǎng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。施工人員在制定開(kāi)采計(jì)劃時(shí)，要對(duì)采場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)，包括巖石的結(jié)構(gòu)，采場(chǎng)圍巖情況等。有些礦石的開(kāi)采難度較大，為了保證開(kāi)采效率，開(kāi)采計(jì)劃還要結(jié)合礦石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、構(gòu)造以及傾斜度等精密參數(shù)進(jìn)行制定。另外，值得一提的是，在進(jìn)行礦石開(kāi)采的過(guò)程中，影響施工人員安全還有一個(gè)至關(guān)重要的因素是支護(hù)工藝，支護(hù)工藝的選擇同樣要根據(jù)礦石的實(shí)際情況而定。施工人員需要對(duì)采礦環(huán)境有一個(gè)深入了解后才能確定最終的支護(hù)工藝。

2.2深礦井的開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用

深井礦的開(kāi)采難度比較大，但井下開(kāi)采技術(shù)一直在提升，包括觀測(cè)技術(shù)、巖石結(jié)構(gòu)分析技術(shù)、安全監(jiān)測(cè)以及防治技術(shù)，同時(shí)包括一系列輔助開(kāi)采技術(shù)，已經(jīng)形成了一套完善的井下開(kāi)采體系。當(dāng)然，井下開(kāi)采環(huán)境比較復(fù)雜，影響施工安全的因素也相對(duì)較多，由此深井礦開(kāi)采技術(shù)的革新受到了社會(huì)更多的關(guān)注。就目前來(lái)說(shuō)，影響井下開(kāi)采影響因素包括沖擊礦壓防治、礦壓控制、瓦斯與熱害處理和井巷布置等，對(duì)于沖擊礦壓這一點(diǎn)，雖說(shuō)其具有很高的危險(xiǎn)系數(shù)，但合理利用沖擊壓進(jìn)行開(kāi)采，對(duì)開(kāi)采效率的提升有很大的促進(jìn)作用。瓦斯是井下開(kāi)采必備的開(kāi)采設(shè)備，但其易燃易爆的特性危害到開(kāi)采工人的人身安全，因此，要設(shè)立完善的管理制度，防止瓦斯泄漏導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

3　井巷施工中不安全技術(shù)因素

3.1井巷施工中的不安全因素

在有色金屬的開(kāi)采中，硫化鋅的開(kāi)采一直占據(jù)有色金屬產(chǎn)業(yè)鏈的重要部分，在井下開(kāi)采中，井巷施工是其開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)，井巷施工包括彎道井巷、中部車(chē)場(chǎng)、彎曲巷道等的施工，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的情況，都會(huì)埋下安全隱患。由于處于井下，且井巷較窄，工人的活動(dòng)空間不是特別大，一旦發(fā)生安全事故，工人撤離速度較慢，容易造成掩埋事故?，F(xiàn)場(chǎng)氧濃度較低，工人容易缺氧發(fā)生身體不適，影響施工的順利進(jìn)行。

3.2開(kāi)拓巷道工程中存在的不安全技術(shù)因素

開(kāi)拓巷道施工同樣是有色金屬開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)，硫化鋅的開(kāi)采同樣較多地采取此項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)，影響施工安全因素主要包括下部車(chē)場(chǎng)軌道狹窄、安全間隙較小、巷道腰線(xiàn)設(shè)計(jì)不合理（包括過(guò)高或過(guò)低兩種）等過(guò)程中，若出現(xiàn)車(chē)場(chǎng)軌道過(guò)于狹窄的情況，將會(huì)嚴(yán)重影響施工效率，很多窄的巷道只能允許一名施工人員進(jìn)行開(kāi)采工作，降低了開(kāi)采效率。同時(shí)，由于巷道窄，工人的視線(xiàn)范圍有限，無(wú)法對(duì)開(kāi)采環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估，在出現(xiàn)安全事故時(shí)，反應(yīng)時(shí)間太短，增加的危險(xiǎn)系數(shù)。腰線(xiàn)設(shè)計(jì)不合理同樣會(huì)導(dǎo)致上述情況。

3.3采掘工作面施工中的不安全技術(shù)因素

采掘工作面是安全事故高發(fā)的地方，影響礦石開(kāi)采安全的因素包括分斜坡切口、切眼、急傾斜每層主斜坡等的設(shè)計(jì)，切眼的設(shè)計(jì)包括開(kāi)口長(zhǎng)度、方向等，各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定需要經(jīng)過(guò)技術(shù)人員精密的計(jì)算。急傾斜每層主斜坡坡度的設(shè)計(jì)也一樣，坡度過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)影響井下開(kāi)采進(jìn)度。

4　采礦工程的施工安全對(duì)策

4.1改進(jìn)井巷工程施工安全技術(shù)的對(duì)策

在巷道施工中，首先應(yīng)該重點(diǎn)注意彎道施工，其巖石結(jié)構(gòu)的不確定性相對(duì)較多，且施工人員的可視范圍比較小，對(duì)危險(xiǎn)的預(yù)知能力比較低，因此，在進(jìn)行彎道施工之前，技術(shù)人員先要對(duì)彎道的基本情況，包括巷道內(nèi)存在的彎道個(gè)數(shù)、彎道的角度、彎道的巖石結(jié)構(gòu)等，制定合理的開(kāi)采計(jì)劃，把施工危險(xiǎn)降到最低。中部車(chē)場(chǎng)施工，中部車(chē)場(chǎng)施工大多采用單道起坡開(kāi)采技術(shù)，由于是單道開(kāi)采，節(jié)省了空車(chē)在道上行駛的時(shí)間，節(jié)約了開(kāi)采時(shí)間，提升了開(kāi)采效率。但是，若空車(chē)在道上行駛，其質(zhì)量較輕，若速度加快，車(chē)容易脫離軌道危害施工人員的人身安全。井巷巷道與車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)，巷道的設(shè)計(jì)要注意曲率半徑的合理性，不能讓巷道的彎度過(guò)大，彎度過(guò)大增加了施工量，目前一般曲率半徑控制在10米左右。而車(chē)場(chǎng)的設(shè)計(jì)則應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注位置，車(chē)場(chǎng)位置應(yīng)該讓車(chē)在車(chē)道上行駛最少的時(shí)間以提升開(kāi)采效率（車(chē)道盡量以直線(xiàn)為主），同時(shí)，車(chē)場(chǎng)的位置應(yīng)該給予司機(jī)最大的可視范圍，讓其能準(zhǔn)確看清道路的方向以及道路周?chē)那闆r，能夠預(yù)知危險(xiǎn)，減少因?yàn)橐暰€(xiàn)不清導(dǎo)致的安全事故發(fā)生。

4.2采礦工程施工中開(kāi)拓巷道施工安全技術(shù)

在開(kāi)拓巷道的施工中，要重點(diǎn)預(yù)防下部車(chē)道過(guò)窄、安全間隙不夠的問(wèn)題，給施工人員提供近可能大的開(kāi)采空間，一般來(lái)說(shuō)，下部車(chē)道的安全間隙設(shè)置在1.5米左右，保障工人在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中能夠?qū)χ茉猸h(huán)境進(jìn)行觀察，若是用無(wú)人駕駛的運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行裝運(yùn)，1.5米的安全距離也能夠保障車(chē)的穩(wěn)定運(yùn)行。掘進(jìn)施工中要重點(diǎn)把握腰線(xiàn)、中線(xiàn)的確定。腰線(xiàn)的設(shè)計(jì)要避免過(guò)高或過(guò)低的情況，其沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)具體情況而定，一般是每隔40米左右進(jìn)行一次腰線(xiàn)、中線(xiàn)測(cè)量，避免出現(xiàn)偏移的情況，影響開(kāi)拓巷道的施工。

4.3改進(jìn)采礦工作面施工安全技術(shù)

對(duì)于采礦工作面的施工，要重點(diǎn)關(guān)注切眼的開(kāi)口操作以及急傾有色金屬層主斜坡的施工，切眼開(kāi)口施工，切眼的開(kāi)口方向以及長(zhǎng)度等都非常講究，需要技術(shù)人員前期對(duì)開(kāi)采環(huán)境進(jìn)行精密勘測(cè)后才能進(jìn)行。切眼的開(kāi)口方向一般朝著有色金屬的正傾斜方向。急傾斜有色金屬主斜坡施工，坡度大小的確定同樣要經(jīng)過(guò)勘測(cè)，可以礦石的自身重力作為參考依據(jù)，保證其可以依靠重力從斜坡上滑落下來(lái)，避免出現(xiàn)坡度過(guò)小的情況，二次施工必然導(dǎo)致開(kāi)采效率下降，影響開(kāi)采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，礦石開(kāi)采工作要有計(jì)劃有步驟地進(jìn)行，要對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)做好應(yīng)急預(yù)案，減少安全事故發(fā)生的可能性。

4.4構(gòu)建合理的安全責(zé)任制度

安全事故的發(fā)生除了開(kāi)采技術(shù)的不完善以外，更多的是開(kāi)采企業(yè)的安全責(zé)任制度不完善。企業(yè)在組建施工隊(duì)時(shí)，應(yīng)該提前構(gòu)建一個(gè)合理的安全責(zé)任制度，把安全責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)施工人員的身上，傳統(tǒng)的拉條幅、貼標(biāo)語(yǔ)起不到實(shí)質(zhì)性的作用，企業(yè)內(nèi)部應(yīng)該實(shí)行分級(jí)管理，每一個(gè)施工小分隊(duì)設(shè)立一名或者兩名安全責(zé)任人，安全責(zé)任人要履行確保施工隊(duì)安全的責(zé)任，督促施工人員規(guī)范進(jìn)行開(kāi)采操作，減少安全事故的發(fā)生。同時(shí)，企業(yè)到建立起完善的井下監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)安全隱患進(jìn)行排查，降低風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，企業(yè)還應(yīng)該定期對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)包括操作技術(shù)與安全責(zé)任意識(shí)兩方面，讓施工人員跟上開(kāi)采技術(shù)革新的角度，熟練掌握新型開(kāi)采技術(shù)，提高開(kāi)采的整體效率。同時(shí)不斷強(qiáng)化施工人員的責(zé)任意識(shí)，時(shí)刻把人生安全放在首位，減小事故發(fā)生的可能性。

4.5完善相關(guān)管理機(jī)制

企業(yè)內(nèi)部要不斷完善各種管理機(jī)制，合理進(jìn)行開(kāi)采分工，并明確每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作流程，督促工人認(rèn)真按照企業(yè)內(nèi)部的管理制度進(jìn)行礦石開(kāi)采，保障施工人員的人身安全。同時(shí)，建立起合理的獎(jiǎng)懲制度，規(guī)范管理企業(yè)。做好常規(guī)檢查工作，及時(shí)對(duì)存在的安全隱患進(jìn)行排查，降低安全事故發(fā)生的可能性。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，有色金屬采礦行業(yè)是我國(guó)的重要產(chǎn)業(yè)之一，其具有采礦環(huán)境復(fù)雜、采礦技術(shù)多樣且更新速度快等特點(diǎn)，在不同的采礦環(huán)境中有不同的技術(shù)應(yīng)用。近年來(lái)，有色金屬采礦行業(yè)不斷發(fā)展，一改近幾年的低迷現(xiàn)象，呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極作用。但有色金屬采礦行業(yè)屬于高危行業(yè)，存在諸多影響施工人員安全的因素，需要業(yè)內(nèi)重視起來(lái)，加大采礦技術(shù)投入，提高開(kāi)采效率，同時(shí)構(gòu)建完善的管理機(jī)制，認(rèn)真落實(shí)安全責(zé)任制度的構(gòu)建，保障施工人員的安全，推動(dòng)我國(guó)有色金屬采礦行業(yè)的發(fā)展。

[1]郭志偉.煤礦工程采礦新技術(shù)之淺論 [J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā),2015,01:97～99.

[2]侯利強(qiáng).煤礦采礦工程中的不安全技術(shù)因素分析 [J].煤礦現(xiàn)代化,2015,01:51～53.

TD[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～426～2