采矿工程设计与施工中的问题与对策

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1引言

一直以来，煤炭开采都属于高危行业，在采矿工程施工过程中，经常会有局部垮塌事故发生，给采矿工程带来巨大隐患。此外，煤炭的开采还受到地质结构、矿山结构以及周围环境等因素的影响，因此必须不断改进和提升采矿技术，才能保证工程施工的安全，并获得经济效益与社会效益双赢的局面。

2采矿工程技术特点概述

具体说来，采矿工程技术特点可以分为以下三个方面：第一，井下采矿工艺技术复杂，相比较露天采矿技术，井下材料技术存在的安全问题更严重，大大降低了煤矿开采的生产效率和安全性，所以需要不断提升采矿技术水平，努力提供工程施工的安全性；第二，井下采矿技术更丰富。在大小不一、类型众多的采矿工程中，选择的采矿技术也不尽相同，比如长臂开采技术为井下采矿中比较常见的技术，且在煤矿开采中应用的比较广泛，而很少在金属矿产中使用；第三，采矿技术更新速度较快，随着经济和技术的不断发展，煤矿数量也在不断增多，这就对采矿技术提出了更高的要求，同时煤炭企业想要获得更多的利润，也必须不断提升采矿的技术水平，从而提高煤炭开采的质量和效率，提升企业竞争力和综合实力。

3采矿工程设计与施工中存在问题

3.1采矿工程设计存在问题

第一，造价问题。具体来说，表现为以下两个方面：一是设计人员思想上不够重视或者缺乏与业主的沟通导致采矿工程造价无法得到有效控制；二是设计人员缺乏基本的经济观念，在设计过程中没有全面考虑施工材料的价格问题，使得工程造价超出预算，这不仅加大了工程投入成本，还很容易延误工期。第二，环保问题。一般来说，煤炭开采都会对周围生态环境产生一定的影响，因此如何尽可能减少对周边环境的破坏程度成为采矿工程设计过程中面临的主要问题。在实际操作过程中，如果设计单位没有对工程施工场地进行现场勘查，那么控制并降低对环境的影响也就无从谈起。加上设计人员对法律法规以及环保认知的缺失，极易导致工程施工或者采集工程使用过程中对生态环境造成破坏。

3.2采矿工程施工中存在的问题

第一，与设计单位缺乏沟通。绝大部分采矿工程都存在时间紧，任务重等情况，短时间内设计出来施工图必然是缺乏一定深度的，是在没有对施工现场进行充分勘查基础上凭借经验完成的，而施工企业在遇到问题时却与设计单位缺乏沟通和交流，导致在施工过程中极易出现这样或者那样的问题，或者延误工期。第二，安全问题。安全问题是所有工程项目必须予以高度重视的问题，采矿工程也不例外，采矿工程不仅需要注意施工过程的安全问题，还需要为煤矿生产的安全问题负责。所以，在采矿工程施工过程中，任何与施工设计或者规范不符的施工行为都会都煤炭开采以及施工人员构成严重威胁。

4解决措施

4.1地下矿山无废开采方法及工艺技术

采矿工程施工过程中，不可避免的产生大量废石，而对废石的处理工作实际上对采矿工程以及后期的煤炭开采没有任何作用，因此是一种无用功，浪费了大量财力和物力，这就要求在采矿工程施工过程要尽可能少采废石。具体来说，则可以加大对各类矿体采切工程布置方式及工艺的研究力度，从而运用不断优化采切工程布置的方式，降低废石的开采量。此外，还需要依据施工现场的实际情况，对矿石、废石等进行科学处理。

4.2地下矿山废石与尾矿混合充填料充填技术

在采矿过程中，需要严格遵循“矿石不出坑”的宗旨，并以有效提升充填体强度为目标，通过试验的方式对废石在充填体中的科学配比予以确定，同时依据充填料水的渗透试验数据，对充填脱水结构进行优化布设，尽可能减少充填脱水的时间。此外，还需要对废石以及尾矿混合充填料的相关系统进行深入分析研究，使其达到废石与尾矿充填的标准要求。更为重要的是，在对矿山工程进行设计的过程中，需要对采矿过程中产生的废石排放路径进行全面考虑，尽可能达到废石不出坑的目标。

4.3地下矿山采场稳定性及岩层控制技术

在实际操作过程中，施工单位需要大量应用废石产出率低的采矿工艺，并用尾矿来对采空区进行填充，且要在安全的基础上进行。此外，还可以有效应用地压监测、数值模拟以及物理模拟等方式对采场以及采空区围岩的稳定性进行综合评价，为采矿以及采空区的充填安全打下夯实基础。具体来说可以分为以下几个方面内容：第一，运用专家系统法对采场顶板的破坏模式进行预测，并将其作为选取顶板加固措施的重要依据；第二，运用数值模拟法对充填控制地压机理以及充填材料不足情况下采场稳定性进行分析研究；第三，运用实验室对比试验的方式，对废石充填对充填体强度的影响进行对比研究；第四，运用地压监测法对无废开采采场的地压规律进行研究。

4.4地下矿山地面沉降塌陷灾害预警系统

有效运用RS、GPS、GIS技术对矿区地表塌陷区进行遥感研究，并有效结合采矿以及地质资料等进行综合研究，从而实现对矿山采空区灾害的数值以及相关物力空间的模拟。此外，以井下遥感信息、监测数据以及矿山提供的原始数据等为基础，建立健全地下矿石采空区灾害管理信息系统，实现对矿区地理控制、地质以及采矿等方面信息的分析、存储、处理，从而得出相关信息的动态反馈信息，达到对采空区突发事故进行有效预防的目的。

5结语

总而言之，采矿工程所面临的整体环境较为复杂，因此需要制定合理的设计并选择科学的施工技术和施工安全措施，只有这样才能较大幅度提升采矿的效率，并确保施工安全性，以免安全事故的发生。

作者：贾延龙 单位：北京岳海鑫源矿业咨询有限公司