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        采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全研究

        2021-12-31 13:52:59
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年10期
        關(guān)鍵詞:采礦工程通風(fēng)頂板

        馬 寧

        (鐵法煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司曉明礦安監(jiān)處,遼寧 調(diào)兵山112700)

        經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對資源需求增加,對于煤礦產(chǎn)業(yè)來講,其開采質(zhì)量決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度,隨著整體社會需求的加大,必須要提高開采技術(shù)能力,這樣,才能形成良好的生產(chǎn)力,達(dá)到快速開采目標(biāo),從技術(shù)角度看,當(dāng)前的開采創(chuàng)新能力越來越強(qiáng),已經(jīng)形成了自動化控制,在技術(shù)發(fā)展衍生過程中,也出現(xiàn)了諸多采礦新技術(shù),有力支撐了開采工程發(fā)展,極大提升了煤礦開采效率。從當(dāng)前的狀況看,現(xiàn)階段我國煤礦采礦技術(shù)越來越豐富,深層井采礦技術(shù)、硬頂開采技術(shù)、填充開采技術(shù)、傾斜厚層開采技術(shù)、傾斜薄層開采技術(shù)及智能開采技術(shù)等均已經(jīng)得到實證,在實際開采工作中發(fā)揮著重要的作用,隨著技術(shù)在煤礦采礦中廣泛應(yīng)用,其作用更加顯著,增強(qiáng)了開采的質(zhì)量,保證了開采操作的安全。只有全面掌握這些采礦技術(shù),才能實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo),促進(jìn)我國煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。采礦工程主要是固體礦藏開采,通過科學(xué)的開采,滿足各行各業(yè)需要,一般開采分為金屬礦開采和非金屬礦開采兩種,非金屬礦開采難度系數(shù)大,開采過程中存在較多的不安定因素,煤炭就是其中最為主要的開采工程之一,從我國現(xiàn)有的條件看,中國儲量的礦產(chǎn)資源均能夠進(jìn)行有效開發(fā),只有不斷創(chuàng)新技術(shù)能力,才能在保證開采的同時,避免出現(xiàn)資源浪費,維護(hù)國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

        1 煤礦采礦技術(shù)特征

        1.1 采礦技術(shù)具有針對性

        開采技術(shù)不斷增多,只有選擇正確的開采技術(shù),才能確保開采效果與質(zhì)量,更好地保證安全。當(dāng)前,我國的煤礦采礦技術(shù)類型非常豐富,選用何種采礦技術(shù)決定了開采的質(zhì)量與效率,不同的技術(shù)適應(yīng)不同的開采環(huán)境條件,要根據(jù)開采環(huán)境決定技術(shù)形式,采礦技術(shù)具有獨特性和針對性。

        1.2 采礦技術(shù)具有很大風(fēng)險

        煤礦開采隨時存在安全問題,其開采過程中的風(fēng)險極大,只稍不注意就會引發(fā)安全事故的發(fā)生,一般情況下,煤炭開采都是在惡劣的條件下進(jìn)行,其工作環(huán)境非常危險,采礦工程無論是露天挖掘,或是井下開采,均要有良好的技術(shù)支撐,根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行操作,才能保證安全。

        1.3 煤礦采礦技術(shù)具有更新性

        開采技術(shù)不斷創(chuàng)新,隨著技術(shù)能力的提升,其技術(shù)創(chuàng)新性也在不斷增強(qiáng)。針對煤礦采礦技術(shù)風(fēng)險,不斷進(jìn)行修正,提高其安全系數(shù),也就是說,在長期采礦過程中,技術(shù)更新一直在持續(xù),特別是對一些高危采礦技術(shù)在不斷創(chuàng)新與調(diào)整,滿足生產(chǎn)需要的同時,保證了人員的安全。

        2 現(xiàn)階段我國煤礦采礦技術(shù)類型

        2.1 深層井采礦技術(shù)

        深層井采礦技術(shù)是當(dāng)前最為主要的技術(shù),有效支撐著開采工程,一般情況下,這類技術(shù)被應(yīng)用到煤礦巖石受壓低、沖低壓低及地?zé)嵛:^大礦產(chǎn)區(qū),這部分區(qū)域是施工重點,主要解決的是礦壓控制、深井通風(fēng)、井巷布置及瓦斯和低壓防治等工程,全面保證開采條件,提高安全能力。這項技術(shù)在第一道施工,在實際的應(yīng)用過程中,其危險性較高,工作條件艱苦,如果控制不力,則會導(dǎo)致傷亡事故的發(fā)生。要全面排除危險隱患,才能保證施工安全。為了進(jìn)一步提高安全性,在具體的采礦過程中一定要全面提高調(diào)查能力,通過數(shù)據(jù)支撐,把握好重點區(qū)域與環(huán)節(jié),明確深井圍巖狀態(tài)、深井場地環(huán)境變化等情況,才能形成科學(xué)有采礦方案,提高安全性,保證整體效率提升。雖然技術(shù)幾經(jīng)創(chuàng)新與調(diào)整,但當(dāng)前深層井采礦技術(shù)應(yīng)用情況并不樂觀,依然存在巨大的危險,施工過程安全隱患一直得不到有效排除,如無法準(zhǔn)確預(yù)知深井作業(yè)環(huán)境變化、應(yīng)力檢測難等都影響到了開采的質(zhì)量,增加了安全隱患。

        2.2 硬頂開采技術(shù)

        硬頂開采技術(shù)也是煤礦采礦中的主要技術(shù)形式,在實際操作過程中,其技術(shù)應(yīng)用效果較好,隨著技術(shù)的廣泛使用,全面提高了煤炭開采的區(qū)域性。技術(shù)主要包括硬頂煤開采技術(shù)和硬頂板開采技術(shù)兩種,需要根據(jù)不同的開采環(huán)境選擇合理的技術(shù)形式。硬頂煤開采技術(shù)是綜合開采技術(shù),利用相關(guān)的技術(shù)支撐,全面提高開采能力與質(zhì)量,采礦技術(shù)包括頂煤深孔爆破技術(shù)、高壓注水壓裂技術(shù)等。在實際操作過程中,壓根全面保證安全,要注意冒放性的問題,避免出現(xiàn)安全責(zé)任事故,在當(dāng)前的實際采礦過程中,往往會面臨較多的困難,要根據(jù)條件環(huán)境做好技術(shù)選擇。硬頂板開采技術(shù)主要是控制類技術(shù),通過一定的計算出分析,全面提高開采質(zhì)量,保證安全。煤層低壓和埋深分析控制是重要的手段,應(yīng)用中常常與步距垮落技術(shù)結(jié)合使用,這樣,就能夠全面提高生產(chǎn)效率,隨時開采煤礦并破碎頂煤,保證了安全,提高了生產(chǎn)效率。

        2.3 填充開采技術(shù)

        填充開采技術(shù)是利用材料填充物對已開采的煤炭空白地帶加以填充,通過填充增加空白區(qū)域安全。利用這項技術(shù)不但能夠提高生產(chǎn)效率,更能夠在技術(shù)支撐下,形成緩解作業(yè),減少采礦作業(yè)壓力帶來的危險。采礦技術(shù)整體安全性較好,在實際使用過程中,其應(yīng)用較為廣泛,良好的安全性,能夠提高采礦期間的效率,在全面保證煤礦采礦順利的同時,提高安全性。采用填充開采技術(shù)采礦要借助填充物形成地壓管控,使周邊的空白區(qū)更加穩(wěn)固,全面避免圍巖崩落和地表下沉,當(dāng)前,在使用過程中,一般填充物是膏體,傳統(tǒng)意義上的廢石填充已經(jīng)不再使用,從根本上提高了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

        2.4 傾斜厚層開采技術(shù)

        傾斜厚層開采技術(shù)是一次性的技術(shù),要使用過程中需要根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)行選擇,主要針對緩傾斜厚煤層區(qū)域,能夠在實際操作過程中,加強(qiáng)支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,這樣,能夠提高局部的強(qiáng)度,避免出現(xiàn)滑倒、頂梁焊接縫開裂及四連桿變形等安全問題,在實際使用過程中,這項技術(shù)發(fā)揮了重要的作用,能夠很好地保護(hù)千斤頂進(jìn)行正常作業(yè),避免出現(xiàn)設(shè)備的損壞。

        2.5 傾斜薄層開采技術(shù)

        傾斜薄層開采技術(shù)主要是相對于傾斜厚層開采技術(shù)而言,在實際使用過程中,有著廣泛的用途,整體看,適用于緩傾斜薄煤層,這樣的煤炭開采在操作過程中,具有良好安全性和可操作性,從實際應(yīng)用效果看,煤礦開采率高、設(shè)備體積小,能夠在較差環(huán)境下,全面提升煤礦采礦效率,保證了生產(chǎn)的安全。

        2.6 智能開采技術(shù)

        隨著技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,開采技術(shù)也在創(chuàng)新,智能開采技術(shù)則是當(dāng)下最為主要的技術(shù)形態(tài),作為新型采煤技術(shù),主要是依托于信息化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)建立起來的,以信息化為載體,形成了自動化控制與管理,減少了人為操作存在的失誤,保證了開采質(zhì)量與效率。隨著自動化水平提升,智能開采技術(shù)也成為了未來的主要技術(shù),雖然一些技術(shù)在使用中,但是技術(shù)尚不成熟,還需要在實踐中不斷調(diào)整,才能實現(xiàn)智能化控制,比如遙控采煤技術(shù)、數(shù)字模型模擬技術(shù)、自動化機(jī)械技術(shù)等均是智能化采礦技術(shù)。

        3 采礦工程中的安全施工技術(shù)

        3.1 健全煤礦采礦安全管理制度

        制度是安全生產(chǎn)的保障,要全面提高制度執(zhí)行力,才能提高生產(chǎn)效率,保證安全生產(chǎn)。為實現(xiàn)煤礦采礦技術(shù)有效、安全應(yīng)用,就需要加強(qiáng)制度建設(shè),不斷對現(xiàn)有煤礦采礦安全管理制度進(jìn)行健全完善,以技術(shù)為導(dǎo)向,提升制度保障能力。一般情況下,制度建設(shè)與落實要從以下幾方面推進(jìn):一是提高安全意識。以煤炭發(fā)展現(xiàn)狀為標(biāo)準(zhǔn),全面結(jié)合自身情況,制定并完善科學(xué)且有效的采礦安全管理制度,從生產(chǎn)層面加強(qiáng)安全控制,保證生產(chǎn)安全得以落實。根據(jù)不同的技術(shù)使用情況,規(guī)范采礦過程中工藝流程與操作,從規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化入手,全面引導(dǎo)采礦人員規(guī)范化、安全化生產(chǎn),提升責(zé)任意識,保證生產(chǎn)連續(xù)性。二是提高責(zé)任意識。煤礦采礦涉及到的部門多,工種雜,只有全面加強(qiáng)協(xié)調(diào)配合,才能保證每一個部門和人員的安全,要通過責(zé)任落實,加強(qiáng)管理落實,生產(chǎn)過程中,需要重點構(gòu)建責(zé)任制度、監(jiān)督制度及獎懲制度,通過各種制度保證生產(chǎn)安全。要以生產(chǎn)目標(biāo)為依據(jù),成立專門質(zhì)量安全檢核隊伍,加強(qiáng)日常監(jiān)督檢查與落實,及時發(fā)現(xiàn)問題,對不按要求操作規(guī)程的要加以管理,形成科學(xué)的考核機(jī)制,進(jìn)一步提高責(zé)任意識和安全意識。三是提高知識能力。要不斷提高技術(shù)應(yīng)用能力,對于引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù),要不斷加強(qiáng)培訓(xùn),保證技術(shù)得到良好的應(yīng)用,煤礦企業(yè)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行培訓(xùn),定期組織工作人員學(xué)習(xí)行業(yè)知識,提升知識儲備,跟上時代的發(fā)展。

        3.2 根據(jù)實際情況開展安全生產(chǎn)規(guī)劃

        要以實際生產(chǎn)為前提,做好安全保障工作,那么,采礦工程作業(yè)前,就需要科學(xué)做好整體設(shè)計與規(guī)劃,有效提高生產(chǎn)能力。一是要對采礦地區(qū)地理環(huán)境、生產(chǎn)要求做好調(diào)查研究,及時做好現(xiàn)場的勘查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果,形成可操作性強(qiáng)的方案計劃,制定有關(guān)該地區(qū)地質(zhì)情況分析,對可能存在的危害做好應(yīng)急分析,特別是要重點分析出區(qū)域內(nèi)的災(zāi)害類型,這樣,才能有針對性的做好預(yù)防,避免出現(xiàn)安全責(zé)任事故。要對煤炭采空區(qū)做好應(yīng)急處理,免得在開采過程中出現(xiàn)積水問題,影響煤炭生產(chǎn)進(jìn)度,保護(hù)生產(chǎn)人員人身安全。要深入研究好礦難事故,這樣,才能在實際工作中做好預(yù)防,全面查明事故成因,找到人為因素與自然因素,通過針對性的計劃,避免出現(xiàn)類似責(zé)任事故,有力提升采礦工程安全性。日常也要做好安全演練,提高相關(guān)生產(chǎn)人員的安全意識,通過安全意識強(qiáng)化、事故逃生方法求生演練等,讓工作人員能夠在緊急情況下更好掌握方法,減少損失。

        3.3 加大安全職責(zé)認(rèn)證

        煤炭生產(chǎn)必須要全面保證安全,這是首要的任務(wù),那么,在進(jìn)行井下作業(yè)時,一定要深入一線現(xiàn)場,做好危害的排除,對于危險性大的地區(qū),要做好全面的設(shè)計,排查好具體環(huán)境中安全隱患問題,這樣,就能夠在實際生產(chǎn)過程中,有效應(yīng)對,及時做出正確的選擇。要采用專業(yè)檢測手段開展實時性檢測,提出開采現(xiàn)場責(zé)任目標(biāo),對于相關(guān)人員要強(qiáng)化安全責(zé)任控制。為了減少損失,還能夠采用保險方式做好管理,保險是我國一項社會風(fēng)險抵抗重要機(jī)制,相關(guān)煤炭生產(chǎn)企業(yè)要為工作人員投保人身和事業(yè)險種,通過技術(shù)結(jié)合,保證人身安全,有效降低危險系數(shù),解決好人員后顧之憂。

        3.4 做好通風(fēng)管理

        煤礦生產(chǎn)條件艱苦,主要是在下層生產(chǎn),為了保證良好的通風(fēng),則需要做好通風(fēng)管理,通風(fēng)也是生產(chǎn)必須的基本條件,更是保證煤礦安全的基礎(chǔ)。全面強(qiáng)化采礦工程通風(fēng)管理是重點、是關(guān)鍵。通風(fēng)管理主要是確保生產(chǎn)過程中的通風(fēng)量,避免出現(xiàn)氣流瓦斯超標(biāo),維護(hù)好井下空氣溫度和濕度,這樣,才能為生產(chǎn)人員提供良好的體力,一般情況下,煤礦通風(fēng)管理需要做好三個方面的工作,一是檢查好通風(fēng)死角,要全面做好排查,避免瓦斯快速聚集,影響到人體健康。要對巷道雜物進(jìn)行清理,避免影響通效果,采礦區(qū)附近上隅角采用局部通風(fēng)。二是優(yōu)化礦井系統(tǒng)。要全面做好現(xiàn)場設(shè)計,優(yōu)化通風(fēng)條件,通過科學(xué)的設(shè)計,保證通風(fēng)良好,要對礦井通風(fēng)阻力做好現(xiàn)場的測定,了解礦井通風(fēng)運行狀況,保證最佳通風(fēng)效果,才能提高安全質(zhì)量。三是掘進(jìn)工作面通風(fēng)防塵。掘進(jìn)工作面是單頭巷道,要想實現(xiàn)良好的通風(fēng)并不容易,只有全面做好局部措施,才能避免出現(xiàn)瓦斯和粉塵濃度超限的問題,確保通風(fēng)暢通,提高安全性、穩(wěn)定性。

        3.5 做好頂板管理

        煤礦生產(chǎn)過程常常出現(xiàn)頂板事故,這樣的事故是較為多發(fā)的,給煤礦企業(yè)帶來巨大損失和傷亡,只有全面做好管理,才能確保安全。頂板管理并不復(fù)雜,需要科學(xué)做好控制,對可能存在危險的區(qū)域進(jìn)行管理,包括巷道頂板、掘進(jìn)工作面、采空區(qū)頂板等,只有管理好幾個重點方向,才能保證生產(chǎn)安全。巷道頂板管理過程中,需要全面對巷道頂板完整性進(jìn)行檢測,做出正確的分析與判斷,如果出現(xiàn)冒頂則需要采取有效措施加以解決;掘進(jìn)工作面頂板管理要做好動態(tài)預(yù)防,避免空頂作業(yè);采空區(qū)頂板管理主要是做好垮落預(yù)防,避免出現(xiàn)沖擊地壓問題。

        3.6 做好地質(zhì)勘探工作

        采礦工程根本目標(biāo)就是從地質(zhì)體剝落所需巖體,為人類提供資源能源。地質(zhì)勘探是前提,良好的調(diào)查是基礎(chǔ),只有全面保證勘探質(zhì)量,才能避免安全事故。因此,采礦工程前的地質(zhì)勘探工作非常重要。通過科學(xué)的地質(zhì)勘探,全面查明地質(zhì)構(gòu)造、巖層巖性和含水層,為下一步快速開采提供幫助與參考,當(dāng)前,物探方法、坑道探測法全面得到應(yīng)用,只有全面查明地質(zhì)構(gòu)造,才能避免嚴(yán)重的安全事故。

        3.7 優(yōu)化煤礦采礦管理模式

        要不斷提升標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式,只有建立起標(biāo)準(zhǔn)精細(xì)化管理,才能提升煤礦開采安全,保證開采的整體質(zhì)量。在煤炭企業(yè)開采環(huán)節(jié)實施標(biāo)準(zhǔn)化、全面化生產(chǎn)安全模式至關(guān)重要。要全面提高管理能力,通過對煤礦采礦全過程管理,及時發(fā)現(xiàn)問題,做好有效監(jiān)督。建立起全過程、立體化、全方位管理模型,加強(qiáng)日??刂婆c監(jiān)督,要明確各個崗位步驟流程、操作質(zhì)量、安全標(biāo)準(zhǔn)等,確保采礦工作符合“三全”要求,通過技術(shù)方法、效果控制等,強(qiáng)化安全能力,建立生產(chǎn)防范制度,提出可操作性強(qiáng)的風(fēng)險評估機(jī)制和預(yù)警機(jī)制,降低安全事故對人員、采礦的影響。

        4 結(jié)束語

        采礦工程是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)作業(yè),要全面提高工程安全性,進(jìn)行采礦施工時,要充分重視安全管理工作,嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)范規(guī)定。安全管理不能走捷徑,一定要根據(jù)實際情況做好控制,保證開采安全。積極加強(qiáng)技術(shù)自主創(chuàng)新能力,提高生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備科技水平,減少人力投入,有力推動采礦工程行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

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