采矿技术与施工安全探讨

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摘要：中国拥有丰富的煤炭资源，作为一个产煤大国，中国煤炭行业摘要：采矿工程对于社会的发展具有十分重要的意义，其中，煤炭资源的开采难度最大，风险也最高。因此，非常有必要保证煤矿开采施工的安全。通过分析井工煤矿开采过程中的采矿技术，探讨了一些保证安全施工的措施，尽可能地保证煤炭资源的开采。

关键词：采矿工程；煤矿开采；采矿技术；施工安全

采矿工程对社会经济的发展意义重大，其主要作用是为人类社会发展提供各种所需的资源。通常所说的采矿工程，指的是固体矿藏的开采，主要可以分为金属矿开采和非金属矿开采。在非金属矿开采中，煤矿的开采难度最大，危险系数最高，同时，获得的经济效益也是最好的[1-2]。此外，煤炭也是中国储量最丰富的矿产资源，还是重要的消费性能源，因此，必须采取有效的措施保证煤炭资源的开采安全。中国煤炭资源的开采多采用井工开采方式，危险程度是最高的。煤矿的安全高效开采不仅与所采用的采矿技术有关，还与采取的安全施工措施有关。下面将围绕中国煤矿开采过程中的采矿技术和安全措施来进行论述。

1中国煤矿的采矿技术

由于中国超过90%以上的煤矿是通过井工开采的，本文重点分析井工开采时所采用的采矿技术。在井工开采时，通常采用的采矿技术可以分为房柱式采矿技术和长壁式采矿技术，下面将分别进行介绍。1.1房柱式采矿技术。房柱式采矿技术是指将工作面划分成很多煤柱，然后分别对煤柱进行开采，如图1所示，所采用的主要设备有连续采煤机、梭车和锚杆机等。这项技术最大的优点是实现了采掘合一，即掘进的时候就是在采煤，采煤的时候也是在掘进，煤炭资源的开采效率非常高。此外，主要设备的投资只有长壁式采煤技术的1/5～1/4，而且设备的搬迁和运输也十分方便[3-4]。这种技术适用于煤层赋存条件比较简单、煤层倾角比较小且瓦斯比较少的近水平煤层的开采，它在中国内蒙古等少数矿区得到了应用。1～3.煤柱。这种技术的缺点也非常明显，主要有以下2点：a)煤炭资源的采出率低，在布置房柱式工作面时，需要留设大量的煤柱，而这些煤柱并不能完全回收。b)通风管理困难。由于风流的流通通道较多，漏风严重，难以实施有效的通风管理。资源回收率低的缺点严重限制了房柱式采矿技术在中国煤矿开采中的应用。值得注意的是，中国一些地区开始采用连续采煤机掘进煤巷，效率非常高。1.2长壁式采矿技术。与房柱式采矿技术相比，长壁式采矿技术的适用性更强，它主要是按照煤层的走向或倾向布置工作面，如图2所示。经过多年的发展，中国长壁式采矿技术更加成熟，由当初的炮采工艺发展到普采工艺，再到先进的综采工艺。随着工艺的不断改进，煤炭开采的效率越来越高，在综采工艺的基础上，又衍生了许多先进的采煤工艺，例如综采放顶煤工艺、大采高一次采全厚工艺、充填采煤工艺等。长壁式采矿技术的发展，使得井工煤矿的产量大幅度提高，例如山西、内蒙古等地区出现了年产千万吨级别的矿井。长壁式采矿技术的优点在于使煤矿的生产更加集中化、安全和方便，适用于地质条件复杂煤矿的开采。但其缺点也很明显，主要体现在以下几个方面：a)对整体装备配套水平要求较高。运用长壁式采矿技术，要求采煤机、刮板机和皮带机要配套，初期的投入非常高。b)搬家成本比较高。由于长壁式采矿技术采用的是重型机械设备，很难短时间内完成搬家任务，短则半月长则数月。c)需要准备服务于生产的巷道。在布置工作面时，需要预先开掘运输巷和回风巷，若巷道的掘进速度过慢，则会导致工作面的准备速度慢，从而引起采掘接替紧张的问题。

2采矿工程中的安全施工技术

2.1做好通风管理工作。通风是煤矿生产必须的基本条件，也是保证煤矿安全的基础。因此，在采矿工程中必须要做好通风管理，保证生产安全。通风管理的主要任务是保证施工过程中风量满足安全生产的需要，保证风流中的瓦斯不会超限以及井下空气的温度和湿度适宜工人体力劳动。为了做好煤矿的通风管理，应该从以下几个方面入手：a)杜绝通风死角，避免瓦斯聚集。这就要求巷道中不能堆放太多的杂物，对采矿区附近的上隅角要采用局部通风措施。b)优化矿井的通风系统。这就要求进行矿井的通风阻力测定，了解矿井通风系统的运行情况，并采取相应的措施使矿井通风系统处于最优工作状态。c)做好掘进工作面的通风防尘工作。由于掘进工作面是单头巷道，通风十分不易，需要采取合适的局部通风措施，以免掘进工作面内瓦斯和粉尘浓度超限[5]。通风安全事故的发生会对煤矿生产造成恶劣的影响，在井下施工时，煤矿企业应该消除通风系统中存在的安全隐患，并完善相应的通风安全措施。与此同时，工人要有安全责任意识，不要违规作业，例如不能正确开启风门。2.2做好顶板管理工作。在煤矿生产过程中，顶板事故的发生频率非常高，给煤矿企业带来了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，在施工过程中要做好顶板管理工作，避免安全事故发生。顶板管理主要包括巷道顶板管理、掘进工作面和采空区顶板管理。对于巷道顶板管理，要检查巷道顶板的完整性，判断是否会在生产过程中出现冒顶问题；对于掘进工作面顶板管理，要注意工作面前方顶板的动态，避免在空顶的情况下作业；对于采空区顶板管理，要确保工作面的直接顶及时垮落，若不能垮落要采取一些强制放顶措施，以免出现冲击地压问题。2.3做好地质勘探工作。采矿工程的目的是从地质体上剥落所需的岩体。为了保证施工安全，就必须了解地质体的具体情况，而这主要是通过地质勘探完成的。因此，在采矿工程施工之前，必须要做好地质勘探工作。地质勘探工作主要是探明煤矿开采区域的地质构造、岩层岩性和含水层情况，从而为煤矿的安全施工提供一定的参考。由于地质勘探区域比较大，采用常规的钻探法很难获得完整的数据，还应该结合一些先进的勘探手段，例如物探方法等。在开采工作面时，还应该采用一些坑道探测方法来探测工作面内的一些小的地质构造。这是因为小的地质构造往往会引发一些严重的安全事故，需要特别注意。

3结语

在采矿工程中，采矿技术的选择对于效率和安全十分重要。为此，重点介绍了煤矿开采中常用的采矿技术，主要分为房柱式采矿技术和长壁式采矿技术。两种采矿技术各有优缺点，而中国经常用的是长壁式采矿技术。为了保证采矿工程的施工安全，应该采取以下安全措施，即做好通风管理工作、做好顶板管理工作、做好地质勘探工作。希望文中所述内容可以为日后煤炭资源的安全开采提供一定的理论参考。

参考文献：

［1］段振江.采矿工程中的采矿技术与施工安全探讨［J］.石化技术，2020，27(1)：353-354.

［2］辛旭，侬澄，孙爽爽，等.采矿工程的采矿技术及其施工安全的研究［J］.科技创新导报，2019，16(30)：38.

［3］齐飞.采矿工程中采矿技术及施工安全探讨［J］.企业技术开发，2019，38(9)：119-121.

［4］邓代兴，蒲勇.采矿工程的采矿技术及其施工安全管理［J］.中国金属通报，2019(8)：55-56.

［5］葛晓伟.浅谈采矿工程中的采矿技术与施工安全［J］.当代化工研究，2019(8)：17-18.

作者:米军斌 单位:兰花集团伯方煤矿