采矿工程中的采矿技术与施工安全研究

采矿工程中的采矿技术与施工安全研究

穆磊 高延金 王俊修

禹州市成磊建材有限公司

摘要：随着经济持续发展，社会发展对于资源的需求量不断增加，矿山开采效率和质量在某种程度上对经济和社会发展起到决定作用。因此需要创新采矿技术，持续提高矿山开采能力，实现对矿山的自动化控制，实现对矿产资源的高效开采。当前，我国涌现出多种采矿技术且通过实践检验，确保了矿山作业的安全性。然而，一些矿山建设部门只注重矿山建设效益，忽略了矿山建设安全，致使矿山建设事故频发，引发了社会广泛关注。在此基础上，探讨矿山开采的工艺和施工安全，具有较强的实践意义。

关键词：煤矿；采矿工程；采矿工艺

引言

安全、高效一直以来都是中国能源开发中的关键要素，实现这两点要素是当前中国能源产业持续发展的根本保证。目前世界各国的发展中，化石能源仍然是能源应用的主要类型，而在中国的化石能源应用中，煤炭能源是其中绝对的主体，中国的化石能源开采产业基本上都是煤炭采矿工程。为推进中国化石能源的清洁生产应用，与和谐社会建设发展目标相互契合，加强煤炭采矿工程的采矿工艺技术开发，实现煤矿能源高效安全生产是中国能源产业发展的必由之路。

1采矿工程特点

1.1风险性

采矿工程和其他资源开采工程不同，矿产开采具有较多工作内容，需要用到多样化的机械设备和大量人员，而且我国大部分矿产资源所分布地区的自然环境比较恶劣，需要在采矿之前安排工作人员利用专业设备到矿区展开现场调查与工程测量，而在此期间，工作人员会面临大量风险因素，使其生命及健康受到威胁。同时，采矿作业具有较高复杂性，工作人员在采矿施工中往往要进行一些危险作业，比如爆破等，这些作业都会面临较大风险。另外，采矿工作环境差，作业强度高，有多项因素会威胁作业人员的安全与健康，所以，需要采矿企业全面分析采矿作业中的各项风险，做好风险预测及防控工作，完善地配备安全防护设备，维护作业人员人身安全。

1.2不可再生性

关于煤炭的形成，国内外的科学家都认为与远古时代的生物活动存在关联。主流观点指出，目前人类社会发展中使用的煤炭资源都是由3亿5000万年前石炭纪时期的植被死亡后，在地层中埋藏上亿年而形成的。煤炭资源的最终形成跨越多个地质年代，而且由于地球上同一时期植被数量与地质活动的位置影响，能够为人类开采使用的煤矿资源体量是极为有限的，因此在人类社会的发展中，煤炭是一种不可再生的资源，以目前人类对于煤炭资源的使用情况来看，地球上的煤炭储备终将会消耗殆尽。

2煤矿采矿工程中的主要工艺与技术应用

2.1露天空场采矿技术

露天采矿技术是目前煤炭资源开采作业中极具代表性的现代化开采技术。在实际的煤炭开采作业中的应用，需要根据矿山所在区域的地质情况进行分区采矿作业。分区采矿模式的应用，能够让矿山中各处的采矿作业能够独立进行，这种作业形式能够极大程度上规避煤炭矿山复杂的地质环境对开采作业效率与作业安全的影响，能够使矿山中蕴藏的煤炭资源得以更加充分的利用与开发。与其他的煤炭开采技术相比，露天空场采矿技术的应用在开采作业的速率方面有着极为明显的优势。但是这种技术在实际应用的过程中，也存在无法精准煤炭分布位置与比例的问题，影响到煤炭开采作业的顺利进行。针对这一问题，此项技术在实际应用中，需要在前期阶段对矿山的煤炭资源密度与分布形式等有充分的认识，以便保证此项技术应用有实质性的效果。

2.2地下采矿技术与硬顶板采矿技术

矿山巷道的布置与巷道的开挖、回采是本文研究的重点内容。与露天开采相比，井下开采具有更高风险，特别是在大深度矿山，如果采掘方法不当，容易导致塌陷甚至埋没，需要矿山企业根据矿山情况，合理选择采掘方法并制定支护措施，保证矿山的安全生产。硬顶板采矿是一种特殊的采矿工艺，在实践中存在一些复杂问题。具体来说，硬顶板采矿适用范围有别于传统的采矿方法，特点是针对顶煤坚硬完整、难以破碎、矿压显现强烈且无法自行有效垮落的厚矿层，采矿方法具有一定特殊性。随着科技进步，当前的综采技术可使双硬矿层实现高效、安全、高产。但在技术应用过程中，还是存在一定工艺复杂度，一方面需要利用超前预爆破控制技术弱化顶矿；另一方面，需要利用对现场煤体性质、裂隙空间分布、顶煤预爆破破碎规律和三维FLAC数值模拟等数据进行分析，完成实施方案设计，并优化工艺参数，提高工作面的回收率，提升采矿安全性。

2.3填充与智能开采技术

填充技术作为采矿技术的重要组成部分，具有极高的经济性和安全性。我国地质环境丰富，地形结构复杂，许多传统的采矿方法存在局限性，使用填充技术，能够很好克服这些局限性，提高采矿的安全性和经济性。采矿作业时，通常会碰到土层较浅、山坡斜度较大的情况。为解决这个问题，使用填充技术缩小作业的承载能力，避免地表变形和岩体滑坡的风险。此外，填充技术非常适合于土壤层厚度不足、地貌复杂和环境条件多样的场所。通过使用充填采矿工艺技术，可以为煤矿施工提供更好的安全保证。在使用该工艺技术的过程中，必须选择合适的填料填补挖掘的裂缝，避免出现塌陷情况。另外，随着信息和网络的发展，新一代人工智能不断普及。智慧采矿工艺技术在煤矿行业中得到了广泛应用。该工艺技术建立在前沿的信息科学基础上，通过网络实现对煤矿的远距离监控，减少了人员投资，改善了工程质量，同时有助于减少施工中的隐患。目前，该工艺技术正在迅速普及，推动着煤矿行业的可持续发展。虽然智慧型煤矿挖掘技术仍处于起步阶段，但自动化水平、远程操纵和数据分析的运用，为我国煤矿挖掘行业带来了巨大发展，改善了工人的工作条件。

2.4倾斜层开采技术

在采矿技术中，倾斜层开采技术属于一种一次性开采技术，需要结合实际情况合理应用该技术。此技术可配合千斤顶工作，防止损坏开采设备。倾斜层开采技术和其他开采技术相比，有更高技术含量，要求作业人员加强前期调研，优化设计开采流程及技术应用要点。结合矿体倾角，主要分为缓倾斜、倾斜以及急倾斜，不同倾角下还要结合矿体厚薄度，并根据矿石及围岩的稳定性选择合适的采矿方法，主要有单层崩落法、分层崩落法、全面法、垂直分条充填法、房柱法、分段矿房法、锚杆房柱法、上向进路充填法、上向分层充填法等。技术应用中，要结合实际地质情况选择功率及体积都合适的矿机，以防作业面被压伤，并有效提升开采效率以及施工安全性。在此技术应用中，需要合理设置矿层支架，保证局部具有更高稳定性，防止发生顶板焊梁缝开裂、四连杆变形以及滑移等问题，使开采空间更加稳固。

3结束语

综上所述，面对新的经济和环境发展形势，煤矿采矿作业实际开展的过程中，应更注重技术的优化发展，应用更加先进的管理技术与机制，全面深化对采矿作业开展中的安全风险防范与作业技术方案制定，让先进开采工艺与技术在煤炭开采作业中得到真正有效的应用。今后中国煤炭开采行业的发展中，需要业界企业更积极的利用先进的生产管理技术，更有力的发挥先进技术的优势，积极发展创新型采矿作业的技术与工艺，从根本上推进煤炭开采作业的效率提升，同时避免技术落后带来的安全风险，让采矿工作人员能够在真正安全的环境中工作，为煤炭开采行业发展做出更多的贡献。

参考文献

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[3]郭宁.采矿工程中的采矿技术与施工安全研究[J].矿业装备,2021,(05):18-19.