采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全

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由于井下環(huán)境復雜多變，可能發(fā)生的問題比較多，有不少地方小礦仍采用較落后的炮采工藝，極容易引發(fā)各種生產(chǎn)安全問題。在“黃金十年”期間，煤炭行業(yè)得到了很大的發(fā)展，有大量的礦井進行了相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。以山西省煤炭企業(yè)為例，經(jīng)過了資源整合、機械化采煤升級改造、資源兼并重組整合等一系列調(diào)整，大量的礦井轉(zhuǎn)為基建礦井，進行了礦井施工建設(shè)，提高了礦井機械化程度，取消了炮采等落后的采煤工藝，基本普及了綜合機械化采煤工藝。在全面提升產(chǎn)能、釋放生產(chǎn)潛力的同時，造成了生產(chǎn)的相對過剩，也遺留了一些問題。主要集中在過去小窯開采造成的大量的采空區(qū)，開采隨意，分布不規(guī)則，圖紙資料位置不準確，采空區(qū)殘留煤柱較多，積水積氣及自燃發(fā)火情況不明，嚴重缺少相關(guān)資料等。這些都對礦井的生產(chǎn)帶來極大的安全隱患，提高了生產(chǎn)及安全成本。隨著淺部煤層的開采完畢，較多礦井轉(zhuǎn)入深部煤層。由此帶來的瓦斯含量增高、煤與瓦斯突出、奧灰突水、礦壓等問題也逐步顯現(xiàn)。另外，不少地區(qū)下組煤層煤質(zhì)較上組煤層差。特別是含硫量、灰分的增加、發(fā)熱量的下降等，在有的地區(qū)較為明顯。受煤炭形勢下挫影響，很多礦井通過配采改造，以優(yōu)劣搭配方式，提高產(chǎn)品煤質(zhì);一井兩面甚至多面生產(chǎn)，增加了井下生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜度和管理難度;或者通過洗選提高煤質(zhì)，才能達到市場需求，提高了生產(chǎn)成本。2011年以后，伴隨著煤炭行業(yè)的“黃金十年”逐漸走遠，煤炭生產(chǎn)行業(yè)的效益有所低迷，但是其生產(chǎn)技術(shù)方面已經(jīng)有了十足的發(fā)展，告別了2005年以前的陳舊落后生產(chǎn)工藝。下面針對煤礦開采中的采礦技術(shù)和施工安全管理進行分析說明。

1采礦工程及采礦技術(shù)特點

1．1井下生產(chǎn)環(huán)境多變

由于我國地域遼闊，所以開采歷史久遠，在井下開采中，多為已開采的深層煤，煤質(zhì)質(zhì)量高，但技術(shù)需求更高，在生產(chǎn)中需要對技術(shù)進行改進。而由于煤層賦存情況又各不相同，就需要不同的技術(shù)來進行挖掘生產(chǎn)［1］。例如，河南省登封市地區(qū)的煤礦和三門峽義馬地區(qū)的煤礦所屬地質(zhì)年代相同，而焦作市地區(qū)的煤田地質(zhì)卻和山西地區(qū)的煤礦屬于同一時期的地質(zhì)年代。且由于地層構(gòu)造不同，埋深和地質(zhì)結(jié)構(gòu)有很大的差別，在采煤技術(shù)方面還有很大的區(qū)別。而在南方地區(qū)的部分煤田，雞窩煤分布嚴重，導致投資過大、沒有收益，從而不得不放棄了這些地區(qū)的開采計劃。我國煤炭開采的主要特點是:①開拓方式多樣，以主、副井井筒劃分，有立井、斜井、平硐、綜合四種開拓方式。②不同大小井型的礦井與露天開采并存。③各地結(jié)合本區(qū)煤層賦存特點，采取了各種特殊開采工藝，形成了獨具特色的開拓開采系統(tǒng)。

1．2井下采礦工藝復雜

井下環(huán)境復雜，開采時，不僅要應(yīng)對瓦斯爆炸、煤層自燃發(fā)火和井下水患等災(zāi)害，同時還要應(yīng)付各種復雜的地質(zhì)環(huán)境及構(gòu)造，所以在開采中工藝更加復雜［2］。井下生產(chǎn)系統(tǒng)有回采、掘進等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以及提升、運輸、通風、排水、壓風、供電、監(jiān)控等一系列輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)相互緊密聯(lián)系，共同構(gòu)成煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)。在進行開采的過程中，根據(jù)不同的地質(zhì)情況采用不同的支護和開采工藝，所以復雜程度比較高，需要針對不同的開采條件進行工藝選擇，同時在不同的地質(zhì)情況下針對不同的結(jié)構(gòu)還需要在開采設(shè)計方面進行精細籌劃，只有這樣才能夠確保開采的安全有序進行［3］。

1．3井下開采技術(shù)管理逐步精細化

正如上面所說，隨著市場經(jīng)濟的到來，在井下開采技術(shù)的更新?lián)Q代方面，也需要不斷地迎合市場經(jīng)濟才能夠有序發(fā)展［4］。自2013年煤炭經(jīng)濟整體下滑開始，我國不少煤礦生產(chǎn)處于虧損狀態(tài)。由于大量產(chǎn)能釋放，同時在技術(shù)管理上相對落后粗放，煤炭生產(chǎn)成本居高不下，這就導致了大批煤礦產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)效益問題，不少礦井通過提高產(chǎn)能來降低相對成本，進一步加劇了煤炭形勢的惡化。通過近兩年的深化改造，不少礦井開始進行配采生產(chǎn)，減少優(yōu)質(zhì)煤炭資源的消耗，合理開發(fā)煤炭資源，以逐步適應(yīng)市場對煤炭產(chǎn)品的需求，以需求定生產(chǎn)，大力發(fā)展煤炭深加工，提高生產(chǎn)效益。目前，煤炭市場情況略有好轉(zhuǎn)，但前景依然艱巨，需要煤炭生產(chǎn)企業(yè)在開采技術(shù)管理上逐步精細化，降低成產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品附加值，改善企業(yè)生存空間。只有不斷改良，才能夠順應(yīng)市場的發(fā)展。

2采礦工程的采礦技術(shù)類型及發(fā)展

2．1采礦類型

在煤礦開采中，由于不同的開采技術(shù)所帶來的開采形式會有本質(zhì)上的區(qū)別，所以在開采中就需要針對當?shù)氐拿簩淤x予情況進行規(guī)劃開采。根據(jù)埋深則主要分為兩大類。露天開采:這種開采主要針對埋深淺的煤層，在剝離地表巖層后，即可進行開采，其開采的形式則以挖掘為主，開采速度快、效益高。不過由于埋深比較淺，煤炭質(zhì)量不高，通常作為電煤進行處理［5］。露天采煤的落煤工藝種類較多。其開采的地區(qū)主要分布在新疆和內(nèi)蒙兩地，在20世紀的山西地區(qū)，由于當?shù)氐拿禾抠Y源豐富，也采用過這種形式，但是由于近年來的煤炭開采規(guī)劃導致了煤炭過度開采，淺層煤保有資源儲量急劇減少。井工開采:這是我國的主要開采形式，根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了不同的開采方法［6］，如炮采、普通機械化采煤、綜合機械化采煤等。在采煤的過程中，由于地下瓦斯等有毒有害氣體也導致了大量的安全生產(chǎn)事故，需要格外注意。在回采后需要對采空區(qū)上部地表塌陷區(qū)進行回填處理、植被恢復等。我國在這一采煤技術(shù)的應(yīng)用上比較普及，遠在新疆地區(qū)，近在山西地區(qū)，其生產(chǎn)的主要結(jié)構(gòu)仍舊依靠地下開采來保證我國的煤炭資源利用。在進行開采中根據(jù)機械的結(jié)構(gòu)來確定我國井下生產(chǎn)技術(shù)的革新，在應(yīng)對不同的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，針對不斷更新的技術(shù)來進行確定，其落煤和工作面支護的工藝也需要不斷加強才能夠保證工作的安全有序。

2．2采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)也在實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，在一些國家規(guī)范礦，已經(jīng)實現(xiàn)了采煤數(shù)字化生產(chǎn)，僅在特殊地段和維護工作上進行定期的維護和管理，就能夠保證穩(wěn)定的生產(chǎn)。部分煤礦企業(yè)已實現(xiàn)無人值守回采工作面，極大地提高了礦井的信息化水平。另一方面，礦井在系統(tǒng)化方面也在近年得到了發(fā)展。國家安全監(jiān)督管理總局、國家煤礦安監(jiān)局在2010年明確提出了安全避險“六大系統(tǒng)”的概念，至目前已基本實現(xiàn)。在礦井的數(shù)字化發(fā)展中，煤礦調(diào)度室通過工作定位器來確定井下工作人員的位置信息，通過井下人員定位系統(tǒng)來確保每一位工人的位置。這一技術(shù)自施行開始，就極大地保證了煤礦生產(chǎn)的效率，同時也保證了井下安全管理制度，降低了安全事故的發(fā)生率。井上調(diào)度室一鍵操作井下調(diào)度，可以觀察井下人員的實時工作狀態(tài)［7］;同時，也有利于事故發(fā)生時，及時確定井下受災(zāi)人員位置，快速搶救。特別是煤礦井下緊急避險系統(tǒng)的建設(shè)與完善，將我國煤礦安全提高到了一個全新的高度，很大程度上提高了礦井的全面抗災(zāi)能力。與此同時，在副產(chǎn)品及伴生資源的開發(fā)方面，也取得了長足的進步。以煤層氣開發(fā)為例，目前，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)已基本形成體系，煤層氣勘探開發(fā)常規(guī)技術(shù)已基本被掌握，并取得了一系列的突破性成果［8］。

3采礦工程的施工安全管理

3．1根據(jù)實際情況進行安全生產(chǎn)規(guī)劃

1)在根據(jù)巷道生產(chǎn)需要進行生產(chǎn)設(shè)計的同時，針對巷道所在圍巖的地質(zhì)情況來進行安全生產(chǎn)規(guī)劃，針對礦井具體災(zāi)害類型，規(guī)劃相應(yīng)的災(zāi)害防治措施。特別是井下采空區(qū)積水的防治。

2)以安全促生產(chǎn)，以科學促生產(chǎn)，以發(fā)展促生產(chǎn)。通過引進先進的安全生產(chǎn)技術(shù)，在提高礦井安全性的前提下提高生產(chǎn)效率;吸取過去發(fā)生礦難的慘痛教訓，認識不安全生產(chǎn)的重大危害;開拓眼界，跳出生產(chǎn)與安全相爭的狹窄局面，以科學發(fā)展促進安全與生產(chǎn)的共同提高。

3)在安全生產(chǎn)培訓中，一定要貫徹員工的安全生產(chǎn)意識，只有不斷強調(diào)，才能夠喚起員工在井下工作的安全意識。在安全培訓的過程中，擬定安全事故逃生演練和求生演練，通過日常模擬來保證井下安全事故發(fā)生后，能夠進行有序的急救處理［9］。

3．2構(gòu)建合理的安全責任制度

在進行施工管理的過程中，針對工種和崗位的操作流程來進行管理制度上的安全施工，根據(jù)具體的應(yīng)用措施來實現(xiàn)分層管理，通過井下監(jiān)控系統(tǒng)來對作業(yè)工作面進行24小時監(jiān)管。針對工作人員在工作中的操作規(guī)范化，實施安全責任制度來保障井下工作的安全有序進行。

3．3加大力度進行安全職責的認證

在井下采礦實施中，對安全隱患進行徹查，合理地利用專業(yè)監(jiān)測來實現(xiàn)大規(guī)模的檢測管理，通過安全隱患的檢測管理來實現(xiàn)安全責任認證。

3．4加強通風管理措施

礦井通風是井下生產(chǎn)作業(yè)的命脈所在，良好可靠的通風系統(tǒng)是保障礦井安全生產(chǎn)的根本。構(gòu)建安全合理的礦井通風管理制度，普及通風安全知識，能夠更好地保障安全生產(chǎn)。在構(gòu)建井下通風制度的過程中，應(yīng)根據(jù)礦井通風系統(tǒng)具體分析，按照相關(guān)的通風要求來進行人員配備，要以崗定員。只有重視安全通風環(huán)境，真正把安全放在第一位，才能夠確保井下安全生產(chǎn)。

3．5積極參加社會保險

保險是現(xiàn)代社會一種對抗風險的商業(yè)機制，可以很大程度上提高企業(yè)及員工的抗風險能力。在礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)生產(chǎn)需要進行事業(yè)投保，投入人身、生產(chǎn)、事業(yè)等方面的保險，為其生活解決后顧之憂。

4結(jié)語

只有不斷的發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率以及安全生產(chǎn)措施，才能保障企業(yè)的安全合理發(fā)展。通過安全技術(shù)管理，保障井下的安全生產(chǎn)，為廣大工作人員人身及財產(chǎn)安全提供保障。

作者：張金貴 單位：沁和能源集團有限公司