采矿工程中的采矿技术与施工安全

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由于井下环境复杂多变，可能发生的问题比较多，有不少地方小矿仍采用较落后的炮采工艺，极容易引发各种生产安全问题。在“黄金十年”期间，煤炭行业得到了很大的发展，有大量的矿井进行了相关的基础设施建设。以山西省煤炭企业为例，经过了资源整合、机械化采煤升级改造、资源兼并重组整合等一系列调整，大量的矿井转为基建矿井，进行了矿井施工建设，提高了矿井机械化程度，取消了炮采等落后的采煤工艺，基本普及了综合机械化采煤工艺。在全面提升产能、释放生产潜力的同时，造成了生产的相对过剩，也遗留了一些问题。主要集中在过去小窑开采造成的大量的采空区，开采随意，分布不规则，图纸资料位置不准确，采空区残留煤柱较多，积水积气及自燃发火情况不明，严重缺少相关资料等。这些都对矿井的生产带来极大的安全隐患，提高了生产及安全成本。随着浅部煤层的开采完毕，较多矿井转入深部煤层。由此带来的瓦斯含量增高、煤与瓦斯突出、奥灰突水、矿压等问题也逐步显现。另外，不少地区下组煤层煤质较上组煤层差。特别是含硫量、灰分的增加、发热量的下降等，在有的地区较为明显。受煤炭形势下挫影响，很多矿井通过配采改造，以优劣搭配方式，提高产品煤质;一井两面甚至多面生产，增加了井下生产系统的复杂度和管理难度;或者通过洗选提高煤质，才能达到市场需求，提高了生产成本。2011年以后，伴随着煤炭行业的“黄金十年”逐渐走远，煤炭生产行业的效益有所低迷，但是其生产技术方面已经有了十足的发展，告别了2005年以前的陈旧落后生产工艺。下面针对煤矿开采中的采矿技术和施工安全管理进行分析说明。

1采矿工程及采矿技术特点

1．1井下生产环境多变

由于我国地域辽阔，所以开采历史久远，在井下开采中，多为已开采的深层煤，煤质质量高，但技术需求更高，在生产中需要对技术进行改进。而由于煤层赋存情况又各不相同，就需要不同的技术来进行挖掘生产［1］。例如，河南省登封市地区的煤矿和三门峡义马地区的煤矿所属地质年代相同，而焦作市地区的煤田地质却和山西地区的煤矿属于同一时期的地质年代。且由于地层构造不同，埋深和地质结构有很大的差别，在采煤技术方面还有很大的区别。而在南方地区的部分煤田，鸡窝煤分布严重，导致投资过大、没有收益，从而不得不放弃了这些地区的开采计划。我国煤炭开采的主要特点是:①开拓方式多样，以主、副井井筒划分，有立井、斜井、平硐、综合四种开拓方式。②不同大小井型的矿井与露天开采并存。③各地结合本区煤层赋存特点，采取了各种特殊开采工艺，形成了独具特色的开拓开采系统。

1．2井下采矿工艺复杂

井下环境复杂，开采时，不仅要应对瓦斯爆炸、煤层自燃发火和井下水患等灾害，同时还要应付各种复杂的地质环境及构造，所以在开采中工艺更加复杂［2］。井下生产系统有回采、掘进等主要生产环节，以及提升、运输、通风、排水、压风、供电、监控等一系列辅助生产环节。各环节相互紧密联系，共同构成煤矿井下生产系统。在进行开采的过程中，根据不同的地质情况采用不同的支护和开采工艺，所以复杂程度比较高，需要针对不同的开采条件进行工艺选择，同时在不同的地质情况下针对不同的结构还需要在开采设计方面进行精细筹划，只有这样才能够确保开采的安全有序进行［3］。

1．3井下开采技术管理逐步精细化

正如上面所说，随着市场经济的到来，在井下开采技术的更新换代方面，也需要不断地迎合市场经济才能够有序发展［4］。自2013年煤炭经济整体下滑开始，我国不少煤矿生产处于亏损状态。由于大量产能释放，同时在技术管理上相对落后粗放，煤炭生产成本居高不下，这就导致了大批煤矿产业出现效益问题，不少矿井通过提高产能来降低相对成本，进一步加剧了煤炭形势的恶化。通过近两年的深化改造，不少矿井开始进行配采生产，减少优质煤炭资源的消耗，合理开发煤炭资源，以逐步适应市场对煤炭产品的需求，以需求定生产，大力发展煤炭深加工，提高生产效益。目前，煤炭市场情况略有好转，但前景依然艰巨，需要煤炭生产企业在开采技术管理上逐步精细化，降低成产成本，提高产品附加值，改善企业生存空间。只有不断改良，才能够顺应市场的发展。

2采矿工程的采矿技术类型及发展

2．1采矿类型

在煤矿开采中，由于不同的开采技术所带来的开采形式会有本质上的区别，所以在开采中就需要针对当地的煤层赋予情况进行规划开采。根据埋深则主要分为两大类。露天开采:这种开采主要针对埋深浅的煤层，在剥离地表岩层后，即可进行开采，其开采的形式则以挖掘为主，开采速度快、效益高。不过由于埋深比较浅，煤炭质量不高，通常作为电煤进行处理［5］。露天采煤的落煤工艺种类较多。其开采的地区主要分布在新疆和内蒙两地，在20世纪的山西地区，由于当地的煤炭资源丰富，也采用过这种形式，但是由于近年来的煤炭开采规划导致了煤炭过度开采，浅层煤保有资源储量急剧减少。井工开采:这是我国的主要开采形式，根据不同地区的地质结构也出现了不同的开采方法［6］，如炮采、普通机械化采煤、综合机械化采煤等。在采煤的过程中，由于地下瓦斯等有毒有害气体也导致了大量的安全生产事故，需要格外注意。在回采后需要对采空区上部地表塌陷区进行回填处理、植被恢复等。我国在这一采煤技术的应用上比较普及，远在新疆地区，近在山西地区，其生产的主要结构仍旧依靠地下开采来保证我国的煤炭资源利用。在进行开采中根据机械的结构来确定我国井下生产技术的革新，在应对不同的结构生产中，针对不断更新的技术来进行确定，其落煤和工作面支护的工艺也需要不断加强才能够保证工作的安全有序。

2．2采矿技术的发展趋势

伴随着现代信息技术的发展，煤矿生产也在实现数字化发展，在一些国家规范矿，已经实现了采煤数字化生产，仅在特殊地段和维护工作上进行定期的维护和管理，就能够保证稳定的生产。部分煤矿企业已实现无人值守回采工作面，极大地提高了矿井的信息化水平。另一方面，矿井在系统化方面也在近年得到了发展。国家安全监督管理总局、国家煤矿安监局在2010年明确提出了安全避险“六大系统”的概念，至目前已基本实现。在矿井的数字化发展中，煤矿调度室通过工作定位器来确定井下工作人员的位置信息，通过井下人员定位系统来确保每一位工人的位置。这一技术自施行开始，就极大地保证了煤矿生产的效率，同时也保证了井下安全管理制度，降低了安全事故的发生率。井上调度室一键操作井下调度，可以观察井下人员的实时工作状态［7］;同时，也有利于事故发生时，及时确定井下受灾人员位置，快速抢救。特别是煤矿井下紧急避险系统的建设与完善，将我国煤矿安全提高到了一个全新的高度，很大程度上提高了矿井的全面抗灾能力。与此同时，在副产品及伴生资源的开发方面，也取得了长足的进步。以煤层气开发为例，目前，拥有自主知识产权的煤层气勘探开发技术已基本形成体系，煤层气勘探开发常规技术已基本被掌握，并取得了一系列的突破性成果［8］。

3采矿工程的施工安全管理

3．1根据实际情况进行安全生产规划

1)在根据巷道生产需要进行生产设计的同时，针对巷道所在围岩的地质情况来进行安全生产规划，针对矿井具体灾害类型，规划相应的灾害防治措施。特别是井下采空区积水的防治。

2)以安全促生产，以科学促生产，以发展促生产。通过引进先进的安全生产技术，在提高矿井安全性的前提下提高生产效率;吸取过去发生矿难的惨痛教训，认识不安全生产的重大危害;开拓眼界，跳出生产与安全相争的狭窄局面，以科学发展促进安全与生产的共同提高。

3)在安全生产培训中，一定要贯彻员工的安全生产意识，只有不断强调，才能够唤起员工在井下工作的安全意识。在安全培训的过程中，拟定安全事故逃生演练和求生演练，通过日常模拟来保证井下安全事故发生后，能够进行有序的急救处理［9］。

3．2构建合理的安全责任制度

在进行施工管理的过程中，针对工种和岗位的操作流程来进行管理制度上的安全施工，根据具体的应用措施来实现分层管理，通过井下监控系统来对作业工作面进行24小时监管。针对工作人员在工作中的操作规范化，实施安全责任制度来保障井下工作的安全有序进行。

3．3加大力度进行安全职责的认证

在井下采矿实施中，对安全隐患进行彻查，合理地利用专业监测来实现大规模的检测管理，通过安全隐患的检测管理来实现安全责任认证。

3．4加强通风管理措施

矿井通风是井下生产作业的命脉所在，良好可靠的通风系统是保障矿井安全生产的根本。构建安全合理的矿井通风管理制度，普及通风安全知识，能够更好地保障安全生产。在构建井下通风制度的过程中，应根据矿井通风系统具体分析，按照相关的通风要求来进行人员配备，要以岗定员。只有重视安全通风环境，真正把安全放在第一位，才能够确保井下安全生产。

3．5积极参加社会保险

保险是现代社会一种对抗风险的商业机制，可以很大程度上提高企业及员工的抗风险能力。在矿产企业生产中，根据生产需要进行事业投保，投入人身、生产、事业等方面的保险，为其生活解决后顾之忧。

4结语

只有不断的发展生产技术，提高生产效率以及安全生产措施，才能保障企业的安全合理发展。通过安全技术管理，保障井下的安全生产，为广大工作人员人身及财产安全提供保障。

作者：张金贵 单位：沁和能源集团有限公司