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(fù)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(jìn)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(jī)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(jìn)行了礦井施工建設(shè)，提高了礦井機(jī)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(jī)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(zhǔn)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(yán)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(fù)雜度和管理難度;或者通過洗選提高煤質(zhì)，才能達(dá)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(yuǎn)，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(jìn)行分析說明。

1采礦工程及采礦技術(shù)特點(diǎn)

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(yuǎn)，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(jìn)行改進(jìn)。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(jìn)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(yán)重，導(dǎo)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(diǎn)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(diǎn)，采取了各種特殊開采工藝，形成了獨(dú)具特色的開拓開采系統(tǒng)。

1．2井下采礦工藝復(fù)雜

井下環(huán)境復(fù)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(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境及構(gòu)造，所以在開采中工藝更加復(fù)雜［2］。井下生產(chǎn)系統(tǒng)有回采、掘進(jìn)等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以及提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)、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(jìn)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(hù)和開采工藝，所以復(fù)雜程度比較高，需要針對不同的開采條件進(jìn)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(jìn)行精細(xì)籌劃，只有這樣才能夠確保開采的安全有序進(jìn)行［3］。

1．3井下開采技術(shù)管理逐步精細(xì)化

正如上面所說，隨著市場經(jīng)濟(jì)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(jì)才能夠有序發(fā)展［4］。自2013年煤炭經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(dāng)?shù)氐拿簩淤x予情況進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)的山西地區(qū)，由于當(dāng)?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(dǎo)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(jī)械化采煤、綜合機(jī)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(dǎo)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(jìn)行回填處理、植被恢復(fù)等。我國在這一采煤技術(shù)的應(yīng)用上比較普及，遠(yuǎn)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(jìn)行開采中根據(jù)機(jī)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(jìn)行確定，其落煤和工作面支護(hù)的工藝也需要不斷加強(qiáng)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(hù)工作上進(jìn)行定期的維護(hù)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(jìn)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(jìn)行安全生產(chǎn)規(guī)劃

1)在根據(jù)巷道生產(chǎn)需要進(jìn)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(jìn)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(xué)促生產(chǎn)，以發(fā)展促生產(chǎn)。通過引進(jìn)先進(jìn)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(xùn)，認(rèn)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(xué)發(fā)展促進(jìn)安全與生產(chǎn)的共同提高。

3)在安全生產(chǎn)培訓(xùn)中，一定要貫徹員工的安全生產(chǎn)意識，只有不斷強(qiáng)調(diào)，才能夠喚起員工在井下工作的安全意識。在安全培訓(xùn)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(jìn)行有序的急救處理［9］。

3．2構(gòu)建合理的安全責(zé)任制度

在進(jìn)行施工管理的過程中，針對工種和崗位的操作流程來進(jìn)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(jìn)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(zé)任制度來保障井下工作的安全有序進(jìn)行。

3．3加大力度進(jìn)行安全職責(zé)的認(rèn)證

在井下采礦實施中，對安全隱患進(jìn)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(zé)任認(rèn)證。

3．4加強(qiáng)通風(fēng)管理措施

礦井通風(fēng)是井下生產(chǎn)作業(yè)的命脈所在，良好可靠的通風(fēng)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(fēng)管理制度，普及通風(fēng)安全知識，能夠更好地保障安全生產(chǎn)。在構(gòu)建井下通風(fēng)制度的過程中，應(yīng)根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)具體分析，按照相關(guān)的通風(fēng)要求來進(jìn)行人員配備，要以崗定員。只有重視安全通風(fēng)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(fēng)險的商業(yè)機(jī)制，可以很大程度上提高企業(yè)及員工的抗風(fēng)險能力。在礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)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(tuán)有限公司