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采礦工程中不安全技術(shù)因素與對(duì)策

◎?qū)O珞

我國采礦工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，給采礦工程的安全性提出了更高的要求，如何防止采礦工程中不安全技術(shù)因素是采礦工作的重點(diǎn)內(nèi)容。本文分析采礦工程的三個(gè)方面：井巷工程、采礦工作面、掘進(jìn)工作面等存在的不安全技術(shù)問題，如單道起坡、曲率半徑、彎曲巷道、軌道間距、提升坡道坡度等的設(shè)計(jì)問題，以及雙向施工、切眼等技術(shù)因素存在的不安全性，并針對(duì)性的提出對(duì)策，從設(shè)計(jì)、施工等多個(gè)方面確保采礦工程的安全性。

安全性是采礦工程施工中的重中之重，盡管我國工程技術(shù)水平的不斷發(fā)展，但由于開采難度的不斷加大，在實(shí)際采礦工程中仍然存在許多問題需要解決，這些問題的存在也給采礦工程的安全性帶來了潛在威脅。對(duì)這些問題進(jìn)行深入研究，深入研究各項(xiàng)技術(shù)措施的安全隱患，以及采礦工程設(shè)計(jì)與施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題，并結(jié)合采礦工程周邊環(huán)境與實(shí)際工程條件，利用創(chuàng)新思想解決問題，才能夠充分保證采礦工程技術(shù)的安全性，進(jìn)而給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

井巷工程的不安全技術(shù)因素與對(duì)策

井巷工程中的不安全技術(shù)因素較多，具體來說可以體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

單道起坡的設(shè)計(jì)。采礦區(qū)的中部車場設(shè)計(jì)方法可以分為單道起坡和雙道起坡兩種，其中單道起坡方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠減少施工作業(yè)量，節(jié)省施工成本，因此單道起坡在采礦工程中的應(yīng)用十分普遍。為了防止掉道，單道起坡施工時(shí)經(jīng)常會(huì)讓工作人員助推空車，這種方法存在安全隱患，會(huì)給工作人員的生命安全帶來威脅。針對(duì)這種情況可以采用雙道起坡的方式，工作人員不用與車輛直接接觸，而是在室內(nèi)操作車輛，進(jìn)而解決了施工時(shí)的安全隱患，也有助于提高煤礦的運(yùn)輸效率。

曲率半徑的設(shè)計(jì)。井巷工程施工時(shí)的運(yùn)輸工具曲率半徑一般有6米、8米和13米幾種，其中曲率半徑為8米的最為常見，在設(shè)計(jì)井巷轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑時(shí)，在條件允許的情況下，應(yīng)該盡量選擇曲率半徑大的方案。原因在于曲率半徑過小會(huì)使得轉(zhuǎn)彎處的弧度很大，鋼絲繩使用壽命會(huì)受到影響，一旦鋼絲繩破損磨斷，容易砸傷工作人員。而且如果轉(zhuǎn)彎處的弧度過大，經(jīng)常會(huì)造成扦石耙度不夠，巷道會(huì)呈現(xiàn)出一定的坡度，使得井下運(yùn)輸工作出現(xiàn)安全隱患。因此在井巷設(shè)計(jì)與施工過程中，應(yīng)該首選曲率半徑較大的巷道。

彎曲巷道的設(shè)計(jì)。目前我國井巷工程中對(duì)于彎曲巷道的設(shè)計(jì)考慮不夠全面，經(jīng)常出現(xiàn)車場位置在巷道轉(zhuǎn)彎處，車輛行駛時(shí)司機(jī)的視野受到了限值，司機(jī)與工作人員之間的信息交流也不通暢，由此產(chǎn)生的安全問題時(shí)有發(fā)生。因此對(duì)彎曲巷道的設(shè)計(jì)要充分考慮各方面因素，盡量減少彎曲巷道的數(shù)量，同時(shí)詳細(xì)考察井巷工程所在地的地理環(huán)境，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)的彎曲巷道，提高運(yùn)輸工作的效率，保障運(yùn)輸工作的安全性。

軌道間距的設(shè)計(jì)。我國規(guī)定井下車輛之間的安全距離應(yīng)該在1.4米以上，但目前我國很多施工單位在建設(shè)過程中并沒有遵守這一標(biāo)準(zhǔn)，軌道間距的控制一般在1.25米，過小的安全距離直接影響了運(yùn)輸工作的安全性。當(dāng)運(yùn)輸工作量大時(shí)，電機(jī)車會(huì)發(fā)生變形，相鄰軌道之間的工作人員容易被車輛擠傷，對(duì)于工作人員來說十分危險(xiǎn)。因此井巷施工時(shí)的軌道間距設(shè)計(jì)與施工一定要嚴(yán)格遵守國家相關(guān)的安全規(guī)范，確保安全距離超過1.4米，防止運(yùn)輸工程中由于軌道間距過小導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

圖1　井巷工程不安全技術(shù)因素

提升坡道坡度的設(shè)計(jì)。目前井巷工程中車場的設(shè)計(jì)坡道坡度多為5%，這種坡道度能使車輛具有較快的初始速度，但如果缺少足夠的控制設(shè)施容易導(dǎo)致車輛掉落，引起安全事故。因此坡道設(shè)計(jì)時(shí)可以采用多種坡道度的設(shè)計(jì)方法，在坡道前段采用5%的坡道度，使得車輛具有足夠的初始速度，在坡道的后段采用3%的坡道度，使車輛在行駛后半段有足夠的緩沖時(shí)間，防止車輛速度過快引起的安全事故。

采礦工作面的不安全技術(shù)因素與對(duì)策

典型的采礦工作面如圖2所示，采礦工作面的不安全技術(shù)因素主要可以體現(xiàn)為以下三方面。

圖2　采礦工作面示意圖

雙向施工問題。為了提高巷道施工效率，目前施工單位普遍采用雙向施工方式，這種施工方式會(huì)造成反眼頭煤柱上方空間較大，在爆破過程中煤柱會(huì)受到影響而倒塌，難以對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。如果施工單位完成區(qū)段開采后不能保證煤柱的穩(wěn)定性，在下一階段開采時(shí)的開采難度就會(huì)增大。為了保證煤柱的完整性不受影響，施工單位在個(gè)別區(qū)段可以選擇單向施工方式，這種方式能夠有效保證回采工作的順利進(jìn)行，提高采礦工作面的施工效率。

分斜坡開口與切眼問題。采礦區(qū)切眼一般來說要沿著正傾斜的方向施工，但實(shí)際工程中，受到種種因素的影響，很多切眼都不滿足這一要求，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)切眼偏斜的現(xiàn)象，切眼偏斜容易影響煤柱的穩(wěn)定性，極端情況下甚至出現(xiàn)跨煤柱現(xiàn)象。為了避免這一問題，工作人員在采礦工作面施工時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國家規(guī)范，對(duì)切眼的長度、傾斜度以及方向進(jìn)行嚴(yán)格的控制，減少施工誤差，提高施工質(zhì)量。

圖3　掘進(jìn)工作面示意圖

坡道傾斜坡度問題。采礦區(qū)存在一定數(shù)量的急傾斜坡道，為了保證煤礦的順利運(yùn)輸，急傾斜坡道的坡度要在22°以上，如果坡道坡度過小，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸安全問題，由于采礦人員施工中經(jīng)常會(huì)違反規(guī)定進(jìn)入采空區(qū)，也使得安全事故的概率進(jìn)一步增加。因此，工作人員設(shè)計(jì)坡道坡度要留出一定的安全余量，提高煤礦工程的安全性。

掘進(jìn)工作面的不安全技術(shù)因素與對(duì)策

掘進(jìn)工作面示意圖如圖3所示。掘進(jìn)工作面的不安全技術(shù)因素主要有兩方面，其一是改造眼的坡度問題。采礦工程中并非所有礦層都有充足的開采條件，為了獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，要提高能開采的礦層的開采效率，改造眼是用來對(duì)礦層進(jìn)行分段開采的重要方式。采礦區(qū)域并非所有的位置都適合開改造眼，但很多企業(yè)為了提高經(jīng)濟(jì)效益，改造眼的數(shù)量大大增加，部分改造眼坡度偏大，使得采礦工作的安全性受到了很大影響。改造眼的傾斜角度應(yīng)該限制在25°以下，以保護(hù)改造眼的安全。其二是運(yùn)巷拔口的設(shè)計(jì)問題。運(yùn)巷拔口的設(shè)計(jì)與采礦效率和采礦安全性有直接關(guān)系。一般來說，運(yùn)巷拔口宜設(shè)置在礦層兩邊的位置，拔口的類型也盡量選擇正反拔口，這種拔口有助于保證巷道跨度的施工距離與設(shè)計(jì)距離保持一致，進(jìn)而避免由于拔口設(shè)置不合理引起的安全問題。

確保工程的安全性是采礦工程的重點(diǎn)工作內(nèi)容，采礦工程中的不安全技術(shù)因素種類較多，在施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)都存在安全隱患，而且由于井下環(huán)境復(fù)雜多變，對(duì)于不同的工程應(yīng)該采取針對(duì)性的技術(shù)措施，以從各個(gè)角度提高采礦工程的安全性。本文所分析的內(nèi)容多為采礦工程中的常見不安全技術(shù)因素與相應(yīng)的對(duì)策，在實(shí)際應(yīng)用過程中，還應(yīng)該結(jié)合具體的工程案例，靈活選擇對(duì)策，保證采礦工作的順利進(jìn)行，確保工作人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

（作者單位：北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）