采礦技術(shù)與施工安全探討

時(shí)間:2022-08-06 10:26:28

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采礦技術(shù)與施工安全探討

摘要:中國(guó)擁有豐富的煤炭資源,作為一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó),中國(guó)煤炭行業(yè)摘要:采礦工程對(duì)于社會(huì)的發(fā)展具有十分重要的意義,其中,煤炭資源的開采難度最大,風(fēng)險(xiǎn)也最高。因此,非常有必要保證煤礦開采施工的安全。通過分析井工煤礦開采過程中的采礦技術(shù),探討了一些保證安全施工的措施,盡可能地保證煤炭資源的開采。

關(guān)鍵詞:采礦工程;煤礦開采;采礦技術(shù);施工安全

采礦工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展意義重大,其主要作用是為人類社會(huì)發(fā)展提供各種所需的資源。通常所說的采礦工程,指的是固體礦藏的開采,主要可以分為金屬礦開采和非金屬礦開采。在非金屬礦開采中,煤礦的開采難度最大,危險(xiǎn)系數(shù)最高,同時(shí),獲得的經(jīng)濟(jì)效益也是最好的[1-2]。此外,煤炭也是中國(guó)儲(chǔ)量最豐富的礦產(chǎn)資源,還是重要的消費(fèi)性能源,因此,必須采取有效的措施保證煤炭資源的開采安全。中國(guó)煤炭資源的開采多采用井工開采方式,危險(xiǎn)程度是最高的。煤礦的安全高效開采不僅與所采用的采礦技術(shù)有關(guān),還與采取的安全施工措施有關(guān)。下面將圍繞中國(guó)煤礦開采過程中的采礦技術(shù)和安全措施來進(jìn)行論述。

1中國(guó)煤礦的采礦技術(shù)

由于中國(guó)超過90%以上的煤礦是通過井工開采的,本文重點(diǎn)分析井工開采時(shí)所采用的采礦技術(shù)。在井工開采時(shí),通常采用的采礦技術(shù)可以分為房柱式采礦技術(shù)和長(zhǎng)壁式采礦技術(shù),下面將分別進(jìn)行介紹。1.1房柱式采礦技術(shù)。房柱式采礦技術(shù)是指將工作面劃分成很多煤柱,然后分別對(duì)煤柱進(jìn)行開采,如圖1所示,所采用的主要設(shè)備有連續(xù)采煤機(jī)、梭車和錨桿機(jī)等。這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了采掘合一,即掘進(jìn)的時(shí)候就是在采煤,采煤的時(shí)候也是在掘進(jìn),煤炭資源的開采效率非常高。此外,主要設(shè)備的投資只有長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)的1/5~1/4,而且設(shè)備的搬遷和運(yùn)輸也十分方便[3-4]。這種技術(shù)適用于煤層賦存條件比較簡(jiǎn)單、煤層傾角比較小且瓦斯比較少的近水平煤層的開采,它在中國(guó)內(nèi)蒙古等少數(shù)礦區(qū)得到了應(yīng)用。1~3.煤柱。這種技術(shù)的缺點(diǎn)也非常明顯,主要有以下2點(diǎn):a)煤炭資源的采出率低,在布置房柱式工作面時(shí),需要留設(shè)大量的煤柱,而這些煤柱并不能完全回收。b)通風(fēng)管理困難。由于風(fēng)流的流通通道較多,漏風(fēng)嚴(yán)重,難以實(shí)施有效的通風(fēng)管理。資源回收率低的缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了房柱式采礦技術(shù)在中國(guó)煤礦開采中的應(yīng)用。值得注意的是,中國(guó)一些地區(qū)開始采用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)煤巷,效率非常高。1.2長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)。與房柱式采礦技術(shù)相比,長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)的適用性更強(qiáng),它主要是按照煤層的走向或傾向布置工作面,如圖2所示。經(jīng)過多年的發(fā)展,中國(guó)長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)更加成熟,由當(dāng)初的炮采工藝發(fā)展到普采工藝,再到先進(jìn)的綜采工藝。隨著工藝的不斷改進(jìn),煤炭開采的效率越來越高,在綜采工藝的基礎(chǔ)上,又衍生了許多先進(jìn)的采煤工藝,例如綜采放頂煤工藝、大采高一次采全厚工藝、充填采煤工藝等。長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)的發(fā)展,使得井工煤礦的產(chǎn)量大幅度提高,例如山西、內(nèi)蒙古等地區(qū)出現(xiàn)了年產(chǎn)千萬噸級(jí)別的礦井。長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于使煤礦的生產(chǎn)更加集中化、安全和方便,適用于地質(zhì)條件復(fù)雜煤礦的開采。但其缺點(diǎn)也很明顯,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:a)對(duì)整體裝備配套水平要求較高。運(yùn)用長(zhǎng)壁式采礦技術(shù),要求采煤機(jī)、刮板機(jī)和皮帶機(jī)要配套,初期的投入非常高。b)搬家成本比較高。由于長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)采用的是重型機(jī)械設(shè)備,很難短時(shí)間內(nèi)完成搬家任務(wù),短則半月長(zhǎng)則數(shù)月。c)需要準(zhǔn)備服務(wù)于生產(chǎn)的巷道。在布置工作面時(shí),需要預(yù)先開掘運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷,若巷道的掘進(jìn)速度過慢,則會(huì)導(dǎo)致工作面的準(zhǔn)備速度慢,從而引起采掘接替緊張的問題。

2采礦工程中的安全施工技術(shù)

2.1做好通風(fēng)管理工作。通風(fēng)是煤礦生產(chǎn)必須的基本條件,也是保證煤礦安全的基礎(chǔ)。因此,在采礦工程中必須要做好通風(fēng)管理,保證生產(chǎn)安全。通風(fēng)管理的主要任務(wù)是保證施工過程中風(fēng)量滿足安全生產(chǎn)的需要,保證風(fēng)流中的瓦斯不會(huì)超限以及井下空氣的溫度和濕度適宜工人體力勞動(dòng)。為了做好煤礦的通風(fēng)管理,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手:a)杜絕通風(fēng)死角,避免瓦斯聚集。這就要求巷道中不能堆放太多的雜物,對(duì)采礦區(qū)附近的上隅角要采用局部通風(fēng)措施。b)優(yōu)化礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。這就要求進(jìn)行礦井的通風(fēng)阻力測(cè)定,了解礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并采取相應(yīng)的措施使礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于最優(yōu)工作狀態(tài)。c)做好掘進(jìn)工作面的通風(fēng)防塵工作。由于掘進(jìn)工作面是單頭巷道,通風(fēng)十分不易,需要采取合適的局部通風(fēng)措施,以免掘進(jìn)工作面內(nèi)瓦斯和粉塵濃度超限[5]。通風(fēng)安全事故的發(fā)生會(huì)對(duì)煤礦生產(chǎn)造成惡劣的影響,在井下施工時(shí),煤礦企業(yè)應(yīng)該消除通風(fēng)系統(tǒng)中存在的安全隱患,并完善相應(yīng)的通風(fēng)安全措施。與此同時(shí),工人要有安全責(zé)任意識(shí),不要違規(guī)作業(yè),例如不能正確開啟風(fēng)門。2.2做好頂板管理工作。在煤礦生產(chǎn)過程中,頂板事故的發(fā)生頻率非常高,給煤礦企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此,在施工過程中要做好頂板管理工作,避免安全事故發(fā)生。頂板管理主要包括巷道頂板管理、掘進(jìn)工作面和采空區(qū)頂板管理。對(duì)于巷道頂板管理,要檢查巷道頂板的完整性,判斷是否會(huì)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)冒頂問題;對(duì)于掘進(jìn)工作面頂板管理,要注意工作面前方頂板的動(dòng)態(tài),避免在空頂?shù)那闆r下作業(yè);對(duì)于采空區(qū)頂板管理,要確保工作面的直接頂及時(shí)垮落,若不能垮落要采取一些強(qiáng)制放頂措施,以免出現(xiàn)沖擊地壓?jiǎn)栴}。2.3做好地質(zhì)勘探工作。采礦工程的目的是從地質(zhì)體上剝落所需的巖體。為了保證施工安全,就必須了解地質(zhì)體的具體情況,而這主要是通過地質(zhì)勘探完成的。因此,在采礦工程施工之前,必須要做好地質(zhì)勘探工作。地質(zhì)勘探工作主要是探明煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、巖層巖性和含水層情況,從而為煤礦的安全施工提供一定的參考。由于地質(zhì)勘探區(qū)域比較大,采用常規(guī)的鉆探法很難獲得完整的數(shù)據(jù),還應(yīng)該結(jié)合一些先進(jìn)的勘探手段,例如物探方法等。在開采工作面時(shí),還應(yīng)該采用一些坑道探測(cè)方法來探測(cè)工作面內(nèi)的一些小的地質(zhì)構(gòu)造。這是因?yàn)樾〉牡刭|(zhì)構(gòu)造往往會(huì)引發(fā)一些嚴(yán)重的安全事故,需要特別注意。

3結(jié)語

在采礦工程中,采礦技術(shù)的選擇對(duì)于效率和安全十分重要。為此,重點(diǎn)介紹了煤礦開采中常用的采礦技術(shù),主要分為房柱式采礦技術(shù)和長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)。兩種采礦技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),而中國(guó)經(jīng)常用的是長(zhǎng)壁式采礦技術(shù)。為了保證采礦工程的施工安全,應(yīng)該采取以下安全措施,即做好通風(fēng)管理工作、做好頂板管理工作、做好地質(zhì)勘探工作。希望文中所述內(nèi)容可以為日后煤炭資源的安全開采提供一定的理論參考。

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[5]葛曉偉.淺談采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全[J].當(dāng)代化工研究,2019(8):17-18.

作者:米軍斌 單位:蘭花集團(tuán)伯方煤礦