时间:2022-03-21 03:57:01
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摘要:
矿产资源是工业生产的重要原料,对于矿产资源的开发和利用会受到采矿技术的影响。我国的矿产资源种类十分丰富,而且在长期的开发利用中,采矿开发技术也得到了明显的进步,爆破技术已在大多数特殊矿产资源的开发中得到了高效运用。本文通过介绍爆破技术的爆破原理,对其在南方采矿工程中的应用进行了分析。
关键词:
爆破技术;采矿工程;开发利用
采矿工程非同于普通的工程,它对开采技术和开采工艺有很高要求,可以说,爆破技术的选择及运用是否得当在很大程度上关系着矿产的开发效率和质量,甚至于对社会经济也会产生不同程度的影响。采矿爆破技术在长期的应用发展过程中,越来越完善,而且技术水平和安全线也不断提高,为现代矿产开发和利用注入了新的活力。
1采矿爆破技术综述
爆破技术由于其自身应用的优势,在越来越多的工程中得到了普遍应用。在采矿工程中,它的通过炸药爆炸所产生的巨大能量来对爆破对象的原有结构过程起到破坏作用,它在那些结构较为硬实的山体、隧道中应用优势十分明显。从当前我国采用最多的爆破技术来看,爆破所选用的炸药是以硝铵类炸药、硝化甘油炸药以及水胶炸药等,三种炸药中硝铵类炸药应用最多。此外,现阶段常用的起爆设备有电雷管、导爆索以及导爆管等。在实际应用中,爆破技术的原理是:炸药安置后,在外力作用下产生爆炸,爆炸的同时释放出大量的热量,形成高热气体,而且爆炸时所产生的冲击力会击碎坚硬的山体、矿石,它的爆炸振动和威力很大,必须要做好安全防范措施,按照标准正确运用爆破技术。
2.采矿工程中爆破技术的应用
爆破技术在采矿工程中的应用具有重要作用,也是当前矿产开采中最主要的一种技术形式,经过长期发展,它的应用技术也越来越多样化,不同的爆破技术所应用的范围也不同。
2.1等离子爆破技术
这种爆破技术是一种替代形式的爆破作用原理,以电能来替代化学能,在电能的作用下来完成对岩石的爆破。从其应用来看,对于它的爆破原理可以总结如下,它采用具有大量电能的电容器,然后通过遥控装置来使电路发生作用,在通电状态下,利用同轴电缆和设置在岩石孔上的同轴爆破电机相连接,爆破在开始时,电容器中的电能会被完全释放,在这种高电能的作用下,它会使所产生的的电解质转化为等离子体,在这种状态下压力值也会达到200MPa,这样高压作用就会导致等离子体发生膨胀,直到超出膨胀的最大限值,最终使岩石破碎。从环保角度来讲,这种爆破技术不会产生有害气体,对周围生态环境不会有较大的污染,而且它的爆破震动范围也很小,不会对周围的围岩带来较大损害。
2.2电子雷管爆破技术
相对于普通雷管来说,电子式雷管主要是在电子定时电路作用下来完成整个爆破作业的,但是,具体的过程会较为烦琐。技术人员需要在事前做好准备工作,依据延期顺序的编程模式来实现对电子雷管的制造。在所有细节内容准备好后,开始爆破,这样电子雷管会根据事先编制好的顺序进行爆破,不过在这一过程中,它的这种延期性并不是固定不变的,它处于动态变化中,可以由技术人员来进行确定。此外,结合电子雷管的内部构造分析,它都设置有一个防护滤波器装置,它的工作运行是和环行线同时工作的,可以表面电流以及无线电波等的乱流现象,最终实现预期爆破效果,但是也不可忽视它的优点,即精密度较高、安全性好以及爆破效果明显。
2.3激光和光纤起爆技术
这种爆破技术包含有两个部分,即激光和光纤,虽然两者的起爆方式会有一定的差别,但是,最终的控制还是由一台激光装置来完成的,具体的流程就是,利用激光来对光纤母线和光纤脚线两者进行同时照射,形成起爆的条件,实现爆炸效果。相对于其他爆破技术来说,这种爆破技术具有一定的新颖性,它的应用优势就在于是通过激光来引起雷管爆炸,这样也就从根本上避免了电流的乱流现象发生,也就确保了电流作用的有效发挥,减少了爆炸错误事故的发生。与此同时,在爆破时激光所产生的照射也不会对施工人员带来危害,因此,它也可以适用在远距离爆破中。
2.4中深孔爆破技术
这种爆破技术在当前我国各种工程中应用十分普遍,这与其爆炸效果有很大关系,它在矿山剥离、采矿工程、水利工程以及隧道开挖等等工程中都有实际的应用。这种爆破技术可以依据不同的露天矿山地形地貌、生产规模以及资金投入等的条件,可以采用多种开采方式进行采矿,例如正规台阶、轻型浅孔钻台阶以及中深孔简易台阶等等,爆破技术以非电起爆系统为主的多段微差爆破,不同模式中的深孔爆破开采技术,可以给不同环境条件的露天矿山安全技术改造提供技术支持[2],因此,它的安全性很高,施工作业的条件也很充足,生产的效率很高,整个爆破过程所需的时间很少,而且爆破器材的配送也便于管理,综合效果十分明显。需要注意的是,这种爆破技术主要的适用范围是中小型矿山,可以节省大量的造价成本,为施工人员提供一个安全的施工环境,但是对于它的安全平台设计不能过大,后排的炸药量也要超出前排的炸药量,确保抛掷效果的良好。
2.5无限分段起爆网路技术
在我国南方地区,矿产工程的爆破技术选择会与北方地区有一定的差异性,通常显现出多个爆破点同时爆破的特点,这种同时性爆破就会使安全隐患增多,在清查处理时难度有所增加,因此,技术人员在具体的设计规划中,就需要借助无限分段起爆网路技术。从爆破的流程和原理来看,无限分段起爆网路技术的实际应用,在开始起爆之前是不能对仪器设备进行相关操作的,不能及时起到检查检测的作用,那么从这一层面来讲,对于采矿工程的爆破技术人员来说,就需要在可以使起爆网路的传播精确度得到保证的前提下,对炮孔外部来说,技术人员需要采用连侧网路的形式来进行传导,以确保爆破效果的良好。
2.6精确爆破技术
对于精确爆破技术来说,我们可以以三峡大坝建设来作为分析对象,从山中开挖出一条水道,由于开挖的工程量较大,因此,就可以结合现场地质状况采用爆破技术,在开始爆破之前,要先对满足设计要求的贯穿裂缝间起爆,在缓冲和预裂完成之后,所产生的振动波就难以传播,也就减少了对坡面的危害,提供了贯穿施工的安全性。这种爆破技术的实际应用效果非常好,在我国得到了迅速的推广和应用,尤其是在水利工程建设中。
3总结:
我国的矿产资源分布较广,资源储量较大,对于矿产的开采和利用主要是以爆破技术为主的,爆破技术可以产生较大的振动波,会对岩石有强烈的冲击使其破碎,为下一步的开挖打下基础,爆破技术的多样性发展,也进一步扩大了选择的空间,对于各种不同的爆破技术来说,它所具有的爆破原理也不同,实际应用要有针对性。
作者:胡育明 单位:福建煤电股份有限公
摘要:
随着时代的发展,社会的进步,采煤业也逐渐发展起来,并为国家经济的发展和地区的繁荣做出了巨大的贡献。煤矿开采是危险系数极高的工作,并且由于施工的环境较为特殊,容易受到各种不安全因素的影响,导致安全事故频发。随着人们对施工安全管理的日益关注和重视,研究煤矿开采的特点,对影响安全生产的不安全因素进行分析,并寻求行之有效的解决措施势在必行。文章对此进行了深入细致的分析和探讨,以期为相关人士提供参考和借鉴。
关键词:
煤矿;采矿工程;不安全技术因素
煤矿开采的施工环境较为恶劣,危险性极大,因此很容易引发安全事故,导致人员伤亡,并带来巨大的经济损失。对以往的安全事故进行分析可知,很多安全事故都是人为因素导致的,如不合理的施工方式,这些都是可以采取措施避免的。为了提高采煤工程的质量,获得更高的社会效益和经济效益,必须以安全生产为前提,消除施工过程中的不安全技术因素。分析和研究采煤工程的特点,使操作流程更加科学化、规范化,确保采煤工程顺利、安全进行。
1采区井巷工程施工存在的不安全技术因素
1.1单道起坡
进行工程设计的前提是满足工程的实际需求,采矿工程也同样如此。在设计采区中部车场时,起坡轨的设计是关键环节,应根据巷道的特点采取相应的措施来建设。通常来讲,起坡方式主要有两种,即双道和单道起坡。双道起坡相对复杂,所需工程量较多,需要设置弹簧道岔和固定道岔等,对于施工的要求比较严格。与双道起坡相比,单道起坡所需工程量较少,施工也较为简单,是目前采矿井巷工程施工的首选方式,并且所需成本较低。然而,单道起坡方式却存在不安全的因素,在下放材料车和空重车的过程中,空重车很容易进入中部车场,通常情况下,需要采取助推的方式解决,对于挂钩人员的安全造成威胁,因此而引发的事故也不在少数,必须采取有效措施加以解决和避免。在设计采区中部车场时,可以选用双道起坡的方式,虽然施工较为复杂,增加了一定的工程量,所需资金也较多,然而却使得材料车和空重车运行的安全性和有效性获得很大的提升,消除不安全技术因素,确保施工的安全。
1.2曲率半径
在采煤井巷的施工中,为了满足七吨架线式防爆电机车运输的需要,在设计巷道曲率半径时,通常设计为15米或者12米的曲率半径。然而这样的曲率半径对于其他的运输方式却并不适用,无法满足施工的要求,因此选择曲率半径9米为宜。在实际的采煤工程中,6米的曲率半径在采煤井巷中应用得十分广泛,然而却导致巷道拐弯处变大。由于拐弯处变大,加剧了耙矸机钢丝的磨损,埋下安全隐患,钢丝随时可能断裂而对工作人员造成伤害。同时,井巷的曲率半径如果过大,会导致矸石耙不到底,进而使得巷道的坡度加大,不利于工程的运输。应在分析采矿工程的具体情况的基础上,对采矿井曲率半径进行科学合理的设计,曲率半径则选择12米或者9米为宜。
1.3弯曲巷道
通常情况下,运输大巷方位和采区上山方位是技术人员设计车场时的重点,通过深入的研究和分析而制定出设计方案,对于下部车场的设计则较为简单,通常将其设计在弯曲巷道部位。因为巷道存在弯曲,影响电机车司机的视线,使视野盲区增大。信号挂钩人员和司机之间的信息交流严重受到影响,无法及时发现周边和前方的警示信号。通过事故数据分析可知,由于弯曲巷道而导致的安全事故也不在少数,交流的不及时埋下了严重的安全隐患。因此,下部车场的设计也不能忽视,提高设计的合理性,将车场设计在直线的部位,防止对司机的视野范围造成影响,有效地防止了安全事故的发生。
2开拓井巷工程施工存在的不安全技术因素
下部车场轨道安全间隙过小,在开拓井巷的施工中较为普遍,也成为导致施工不安全的因素之一。在巷道设计的过程中,如果没能准确了解和掌握有关巷道的所有信息,就会使巷道的设计高度过低,影响施工安全。此外,巷道腰线的设定也是需要注意的一个方面。以上提及的都是开拓井巷工程施工中可能存在的潜在威胁,应对这些环节进行研究和分析,以寻求合理的措施,提高施工安全。
2.1下部车场轨道间的安全间隙过小
下部车场的双规间隙通常规定为1.3米,然而很大一部分矿井的安全间隙仅有1.2米。采矿工程的工作强度大、任务重,工作环境较为复杂,在车辆运输任务增加的情况下,加之材料车的宽度过宽,以及运输车出现变形,极易导致双轨发生挤碰,对工作人员的人身安全造成极大的威胁。因此,为了使运输工作能够安全顺利地进行,降低事故发生的几率,对于超宽运输车可能通过的情况,在设计下部车场的过程中必须充分地加以考虑,适当增加双轨的间隙,通常以1.4米为宜。
2.2巷道高度过低
砌碹支护开拓作业是巷道掘进施工中应用得较为广泛的一种作业方式,对于巷道墙的高度也有一定的要求,通常墙的高度为1.2米左右。然而有些采矿企业却没有按照规定的高度设置巷道,大断面积的巷道墙高无法满足施工要求,仅为1.1米左右。这样的巷道墙高不仅不符合施工的安全标准,同时还不利于架线施工,很容易导致安全事故的发生。在开拓巷道的施工中,应根据工程的具体情况,充分考虑工程的特点,以及是否有较为特殊的施工要求,科学合理地确定巷道墙高,从而确保施工的安全。
2.3巷道腰线设计不合理
井下巷道施工的施工环境较为复杂,需要采取一定的措施控制施工的质量。对于巷道的掘进方向,主要通过中线来加以指导和控制,需设置三个或者四个中线点,位置选在棚梁上或者巷道顶板处。采用偏中线或正中的形式来表示。同时,对于掘进迎头尺寸的确定,可以通过使用激光光束来实现。以上是中线的作用,而对于坡度和标高的控制,则主要通过腰线来实现。在施工中,使用测量仪器,每隔30~50米设置一个中腰线。而腰线所在的位置是否合理,则需要使用施工工具,如水平尺等,将其延伸到掘进迎头的位置进行探测即可。掘进的正确性还受到煤层厚度的影响,如果煤层较厚,则需要将巷道分层。巷道压力随之增加,开采难度也会相应地降低。支架在过大的压力作用下,逐渐发生变形,进而影响到设置的中线点,无法保证中线点位于同一水平线,对巷道的施工质量也造成影响。还要注意的是,地质和地形等因素,都会在巷道的施工中产生较大的影响,施工方位也会因此而发生改变。将拐弯处的转角、曲线巷道半径转化为弦线或者切线是提高施工质量,确保施工安全的有效途径。
3采掘面工程施工存在的不安全技术因素
急倾斜煤层主斜坡的坡度如果设计得过小,就会对采掘面工程施工造成一定的影响。此外,分斜坡开口和切眼的问题,以及反眼坡度过大、改造眼拐弯过多都会影响到采矿工程的施工安全,必须采取有效的措施加以解决。
3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小
设计采矿井巷采掘面时,为确保施工的安全,应对工程的实际情况,以及内在和外在的影响因素进行分析和论证,从而有效控制急倾斜煤层主斜坡坡度的大小,使之满足施工的要求。虽然对于作为参考的倾斜角度有着明确的规定,然而在实际的施工中,各种各样的施工问题仍会不断涌现,即使在自身重力的作用下,煤炭也不会出现下降的现象,主斜坡坡度无法满足施工要求,导致工作效率也随之降低。
3.2切眼口及分斜坡开口
设计矿井采掘面的切眼开口时,必须沿着煤层正倾斜的方向设计,并且要保证一定的长度,否则就会出现煤柱垮塌的现象。为了确保施工安全和施工质量,必须严格遵守相关的规范和标准,严谨设计,充分考虑各种影响因素,使设计变得更为合理。
3.3反眼双向施工
从布置在巷道底层的煤层底板来看,如果采用反眼双向施工的方式,经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响,甚至会因为空顶过大的原因,最终导致垮帮问题的出现,无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后,往往会在本区段回采完成后,无法保住煤柱,在二段回采过程中将会出现窜矸问题,进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此,为保证工程的顺利施工,确保煤柱不会受到损伤,在反眼头施工时,应该选择单向施工的方式,以此种方式来保证回采与正规推采都能够顺利进行。
4提高采矿工程安全性的改进策略
4.1井巷工程施工
在对中部车场进行设计时,为确保设计和施工的正常进行,施工的方式应选择为单道起坡,不仅可以防止空车在道岔行驶过程中倒掉,还能够缩减施工所需的费用,在确保工作人员安全,体现施工安全性的同时,也提高了工程的经济性。对于巷道的曲率半径,应将其控制在12米左右,设计人员需要全面分析矿井的实际情况,确保采矿工程的顺利进行。在设计下部车场时,则应将其设计在直线巷道中,防止弯曲巷道对电机车视野造成的影响。
4.2开拓巷道施工
在对下部车场轨道进行施工时,应加强对双轨安全间隙的控制,为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响,造成双轨挤压而产生安全事故,应该将双轨间隙控制在1.3m以上,大概1.4m左右为佳。另外,采矿巷道施工中一项重要的安全措施就是保证用电安全,为了确保线路的架设高度达到安全标准,必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外,应该加强对中线以及腰线的控制,保证掘进工作面的正常。
4.3采矿工作面施工
采矿工作面的安全技术措施,需要结合当前采矿工程中存在的不安全因素进行分析,在全面了解矿井工程的实际情况后,以满足工程正常施工为根本目的,采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故,在施工中应严格按照规定对切眼的开口进行操作,保证施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。
5结束语
受煤矿施工环境的影响,经常会因为不安全技术因素而导致工程无法正常进行,为保证工程的顺利施工,必须对采矿工程中存在的不安全技术因素进行分析,并结合工程实际情况确定最有效的施工技术方式,将不符合生产规范的工程进行规范化管理,确保煤矿生产的安全性与有效性。
作者:全永峰 单位:神华神东煤炭集团有限责任公司
摘要:
由于采矿技术的不断发展,当前我国采矿行业取得了长足的发展和进步,采矿工程中采矿技术的发展为满足社会对于矿产资源的需求提供了保障。本文将对于采矿工程中的采矿技术进行分析和研究,探讨在采矿工程中如何保障施工的安全。
关键词:
采矿工程;采矿技术;施工安全
0引言
随着社会对矿产资源的需求不断增多,使得矿产资源的开采范围不断扩大、开采程度不断加深。由于矿井环境的复杂多变,采矿工程施工成为一项危险性非常高的工作,如何保证采矿工程施工过程中的安全成为采矿工作的重要课题。所以说,在采矿工程中的施工过程中,要对采矿技术有更为全面的认识和了解,基于不同的采矿地形条件和采矿的矿种,采用适宜的采矿技术,按照采矿安全标准进行采矿施工。
1采矿工程中的采矿技术特征分析
1.1采矿技术的针对性
当前,我国所使用的采矿技术类型十分丰富多样,具体选择哪一种采矿技术要依据采矿范围内的特点。如果选择的采矿技术不同,对于采矿的施工模式来说也存在着很大的不同。比如说长壁开采技术,是目前应用最为广泛的采矿技术,但是这种技术只能应用于煤矿的开采中,但是应用在金矿开采中,就无法发挥出开采的特点,影响金矿的开采效率和开采质量。
1.2采矿技术的风险性
对于采矿工程来说,无论是露天形式的采矿,还是在矿井下的采矿,对于采矿技术都有着严格的要求。采矿工程具有一定的风险性,如果采矿技术应用不当或者采矿技术应用不达标的话都可能会导致采矿发生事故[1]。
1.3采矿技术的更新性
由于采矿工程所具有的风险,要求采矿技术定期对采矿行业进行更新。在科学技术不断发展进步的现阶段,为采矿技术的及时更新奠定了基础。而且采矿技术的应用受到采矿企业的高度重视,对于采矿技术的人才引进有效地提升了采矿技术。
2采矿工程汇中的采矿技术分析
2.1硬顶板开采技术
硬顶板开采技术是一项控制技术,开采人员利用埋深和低压原理,通过使用水力压裂的技术,对倾斜的顶板进行及时有效处理。这样在很大程度上保证了开采过程中开采上层、顶板的稳定性,不容易出现褶皱、崩塌,也减少了开采矿产的破损率。
2.2露天开采技术
露天开采技术的应用有效地实现了对开采矿体的分离,在实际的露天开采过程中,通常是按照一定的顺序(自上而下)进行开采。露天开采技术对于机械和设备的要求也较高,需要使用大型的挖掘、升降机械设备,通过露天开采技术可以有效增加开采矿产的产量,加速开采建矿的速度[2]。比如说,当地的铁矿矿山较多(利用地下开采技术较多),但是由于铁矿矿山的规模不大,不适宜使用地下开采。对铁矿通过露天开采可以有效减少铁矿挖掘的损失量,同时相较于地下开采铁矿也具有更高的安全性。
2.3缓倾斜层开采技术
在缓倾斜层中,开采的矿层依据其厚度可以分成薄层开采和厚层开采两种。对于薄层的开采,可以通过使用刨矿机进行开采作业,刨矿机的体积相对较小、功率较大,对于薄层的矿产不容易压坏损伤,同时开采的效率和开采的安全系数也更高。对于厚层的开采,可以使用一次性开采技术,避免顶层梁柱接缝处的焊接出现开裂,防止梁杆出现变形和滑倒,注意开采的支架结构是否有足够的强度。
2.4填充开采技术
填充开采技术是使用水泥砂石、矸石、膏体等材料用于采矿过程中所出现的采空区中,用于填充采空区。由于我国地形地质条件具有多样性、地质构造较为复杂,像喀斯特岩溶地貌、丹霞红土地貌、断块山体等,很多地理位置的特殊性使得其他技术不具备可行性,需要使用填充开采技术进行采矿。比如说,当地是急倾斜极薄的山体矿脉,那么在开采的过程中对于地下采矿技术、缓倾斜层开采技术、露天开采技术无法得到应用[3]。那么通过使用削壁填充开采技术,能够有效地缓解开采作业面的承受压力,使得急倾斜并且很薄的山体在开采过程中不容易出现地表沉陷或者是地面变形的问题,可以有效控制围岩出现崩落。
3采矿工程中的施工安全管理措施
3.1做好采矿工程中的安全预防工作
采矿工程的顺利实施必须要以对采矿的安全预防为前提和基础,要重视采矿工程的安全施工预防。比如说,对于二道沟金矿的开采,首先要对当地的地形位置、地质构造有细致认真的调研和分析,对于金矿所位于的矿脉是否属于急倾斜极薄矿脉做到“心中有数”。第二,要对开采企业在施工过程中可能出现的问题进行预测,并结合其他类似地形地质的金矿开采经验,拟定相关的解决措施,将预防工作贯穿于采矿工程施工的各个环节。
3.2加强采矿工程中的安全体系建设
有的开采企业盲目为了追求经济利益,过分追求开采施工的速度和施工的强度,往往忽视了对安全施工的重视,导致了采矿工程中安全事故频发。因此,在采矿工程施工过程中,要加强对采矿工程的安全施工意识宣传,制定一套完善的采矿管理安全条例。严格采矿一线施工人员的选用机制,对于达不到开采施工的身体要求、没有施工安全从业证书的人员不得录用[4]。同时,要及时更新开采设备、引进最新的开采技术,为采矿工程中的安全施工“保驾护航”。
3.3加大采矿工程中的安全管理检查力度
有研究数据结果显示,采矿工程这种具有一定风险性的施工行业,一些重大的开采事故是可以进行人为“控制”的。这就要求在开采矿产的过程中,必须要加大对日常采矿的监督力度,对开采设备、开采人员的着装和安全帽、开采信息监控中心、开采的环境等内容进行定期检查,对于出现异常情况的要立即责令整改,并追究相应的安全施工责任。
4结语
总而言之,要想推进开采工程的又好又快地发展,开采企业必须要从思想上高度重视开采技术和施工安全管理,针对具体的开采地质地形情况选择合适的开采技术,提高开采施工人员的技术水平和安全意识,加强采矿工程的设施设备和检查制度的建设,保障采矿工程的开采工作得以顺利进行。
作者:左文鹏 单位:内蒙古自治区赤峰市敖汉旗国土资源局
摘要:
采矿工程施工中存在不安全技术因素,导致安全事故的发生概率增大,对采矿人员的生命安全形成威胁。为保证采矿工程施工安全,要对其不安全技术因素进行分析,寻找应对措施。
关键词:
采矿;不安全技术因素;施工
对采矿工程施工事故进行分析可知,采矿工程施工中的技术操作不当是导致这些事故的重要原因。国家已经采取措施对其存在的安全风险实施控制,但施工中的安全事故依然发生,造成人员伤亡和财产损失,应采取积极措施进行处理。
1控制采矿工程施工中不安全技术因素的重要性
中国工业快速进步,矿产资源起到十分重要的作用。采矿工程施工发挥的作用越来越大。在当前的发展背景下,采矿工程施工技术难以符合发展要求。在实际施工中,依然有很多不安全因素对工程建设产生负面影响。如果在采矿工程施工时发生安全事故,在没有良好安全防护的情况下,就会造成大量人员伤亡,企业也会遭受损失,对采矿业发展形成阻碍[1]。确保采矿工程施工安全是采矿企业发展的必要条件。
2采矿井巷施工中不安全技术因素解析
2.1井巷施工设计存在问题
在采矿区井巷施工中,中部车场、弯曲巷道等部分,在设计中受到各种不合理因素的影响,设计人员并未对施工现场仔细勘查,导致一些设计环节不符合施工实际要求,造成安全事故发生的概率上升,对采矿工程施工造成不良影响[2]。
2.2开拓巷道施工不合理
在下部车场施工中,轨道的宽度较小,无法保证顺畅通行,安全间隙不足也对工程形成不良影响。在对巷道腰线进行布置时,如果腰线位置过高或过低,会对施工质量形成不良影响,也会干扰施工进度[3]。
2.3挖掘工作面受到不良影响
在采矿工程中,其挖掘工作面方面也会受到不安全技术因素的影响。比如,在切眼设计过程中,开口方向并未与煤层的正倾斜方向保持一致。在此类施工中,在对眼拐弯位置实施处理时,反眼的坡度在设计上超过合理限度,会对整个施工造成负面影响,工程质量与安全均无法得到保障。收稿日期:2016-03-25作者简介:张阳(1989-),男(穿青族),贵州大方人,现在贵州工程应用技术学院矿业工程学院就读。
3采矿工程施工中不安全因素应对对策
3.1中部车场施工问题解决方法
在对采矿现场中部车场开展设计时,通常以单道起坡、双道起坡等方式处理设计中的问题。前者的工程量相对较小,耗费的施工材料较少。较多采矿企业为了增加经济效益,常常使用前者,打点挂钩人员在操作中常常受伤。后者在发挥作用时需要得到弹簧道岔的支持,耗费的资金和人力较大,但安全性较高。为确保施工安全,应使用双道起坡,让打点挂钩人员的工作难度降低。使用此种方式开展施工,工作人员只需要在打点硐室中开展工作,可让材料运输不受阻碍。设计人员时常忘记弯道地区会对司机的视线形成阻挡,信号改变后无法正确驾驶,同时也不能和打点挂钩的工作者实现沟通,出现事故的概率增大。在确定车场位置时,要防止驾驶人员视线受到干扰,确保其能对顺利观察到信号,否则就会引发事故。
3.2开拓巷道施工中的问题处理
在施工中,下部车场的设计对施工意义重大。车场的双轨间隙有具体要求,但施工人员并未考虑实际情况,导致运输过程受阻。某些时刻,运输车会发生形变,在运输过程中发生碰撞的可能性较大,工作人员面临严重的安全威胁。施工人员必须提前考虑此种情况,将安全间隙合理拓宽,确保施工中的运输工具可顺利通过。在对巷道开展设计时,会发生高度不足的情况。在架线时,墙的高度达不到安全要求,导致触电事故发生的概率增加。因此,在设计墙体高度时,要先对现场实施检查,然后模拟架线施工,对架线的安全高度进行判断。不可为了节省成本盲目开展施工建设。施工企业要安排专门的工作人员监督,一旦在施工中发现违背要求的施工情况,要采取积极措施进行处理,对相关工作人员进行警告、处罚等。在巷道腰线布置中,时常存在缺陷。腰线起到标示作用,能辅助工作人员实现对标高和坡度的判定。如果遇到比较厚的煤层,为便于开采,应以分层的方式进行处理,会对支架产生压力,其一旦发生形变或位置偏差就会让中线点发生偏移。由于施工位置时常变化,需要对拐弯位置的半径等参数实施调整,以切线、弦线等等方式开展施工。此方面问题需要根据工程的具体情况进行处理,严密注意施工现场的变化,将安全水平提升到最高层次。
3.3科学安排采掘工作面
在切眼时,要对其开口朝向实施严格分析,合理判定长度等数值,确保各项参数符合施工要求。同时,相应开口应与正倾斜朝向保持一致,将安全事故出现的概率控制在最低限度。如遇到急倾斜煤层,要确保坡度不对施工产生负面影响。对主斜坡的设计进行分析,发现问题后及时处理,节省施工时间。对运输巷拔口的设计实施分析,保证其位置合理。要对改造眼过程中的情况进行全面分析,安排工作人员监督施工,让施工环节遵守要求,为采矿区创造更多经济效益。
3.4严格遵守开采施工要求
在施工中,应遵守各项矿物开采要求,不可在施工中损坏矿区的支撑体系。使用的设备要经过严格挑选,让设备能在施工中顺利发挥使用功能。定期对设备进行维护,认真检查防护装置。一旦发现安全检测设备存在问题,即刻维修。对采矿区的空气情况进行判定,避免施工人员出现中毒、呼吸困难等情况。创建贯穿整个施工过程的安全管理机制。对施工人员实施考核,利用惩罚和激励相结合的方式,让施工人员自觉遵守施工要求。
3.5提升施工人员的技能
专业人才对此项施工发挥的作用十分之大。因此,需要开展专业的培训增强施工人员的技能。从全国范围内聘请采矿安全领域的专家学者,前往采矿区现场实施调研,分析施工安全隐患,研究施工中常出现的安全问题,并进行详细记录。组织成立专家研讨小组,分析记录的资料,组内成员提出自身建议,经过全部成员判定后,保留合理的部分,舍弃不符合施工要求的内容。在此过程中,将专家的讨论成果制作成教材和宣传手册。组织施工人员参与培训,认真学习教材内容,让施工人员对施工中常常出现的问题有所了解,在接受培训时逐步掌握解决问题的方法。在遇到某些重要环节时,可将培训课堂直接设在采矿现场,让经验丰富的施工人员在现场示范,参与培训的施工人员在观看中可随时提问,专家进行合理解答。此种培训方式达到了理论结合实践的目的,让施工人员快速理解所学内容,在短时间内掌握解决安全问题的办法。随后让施工人员亲自参与到实践中,在专家的指导下还要组织施工人员互相交流学习心得,交流彼此的看法,从不同角度对施工中的安全问题进行剖析。施工人员在讨论当中,会发现自己在学习中的不足,并通过了解他人观点弥补自身的学习缺陷。在培训完成之后,企业要定期组织座谈会,分发之前编制的宣传手册,让施工人员始终保持谨慎的工作态度。
4总结
我国的采矿行业发展迅速,采矿技术也在快速更新。但是,在采矿工程施工中,所用的技术依然难以满足实际要求,存在操作不规范等情况,导致安全事故的可能性较大。为了在施工中保证安全和进度,要对设计中存在的问题进行改进,改变不规范操作等行为,为施工提供安全保障。
作者:张阳 单位:贵州工程应用技术学院矿业工程学院
1采矿工程的现状分析
1.1对水资源的影响
由于我国绝大多数的煤矿都存在于地表以下,当煤矿工作人员在对其进行开采时一定会使地下水资源受到不同程度的污染和破坏,而且采集过程当中涌出的部分地下水资源还会导致这一地区的水层高度受到影响,最终危害了这一地区的地下水循环系统,在煤矿开采的时候,基本上所有的开采都会影响当地地表水位的变化,如果情况比较严重的话还有可能出现当地河流枯竭,如果煤矿一直开采下去的话,还会严重的影响到这一地区的地表植物层的生长,地表植物层受到了破坏,就会造成土地的荒漠化。
1.2对大气的影响
煤矿在开采的过程当中,并不是简单的开采这么简单。因为在开采的过程当中,会出现一些副产品,比如说硫化物、碳化物等有害气体,这些气体在煤矿开采的过程当中被释放到大气当中,对大气造成了严重污染,同时还威胁到了人类的生产发展。目前我国大部分的煤矿开采都是采用的释放大气的方法,不仅节约成本,还非常的方便,这样做的后果是这些气体会严重的影响到我国的空气质量,而煤炭的使用更是增加了其严重性。所以我国为了做到经济的可持续发展,就逐渐的开发了新型的环境友好型开采技术。
2环境友好型开采技术的重要性
2.1最大程度运用矿井中的材料废料
为了更好地对环境进行保护,所以在开采煤矿的过程当中,要物尽其用,在开采过程中出现的地下水和甲烷等,这些物质都可以再次运用到开采工作当中,甲烷是一种清洁能源,发出的热量还非常高,甲烷除了在开采区有可能会发生危险之外,在其他地区是安全的,可以利用这些甲烷。而矿进水会因为它会危害到采矿工程的安全,所以采矿工作人员会把它称之为有害水,其实矿进水和地下水是一样的,可以有效地利用这些水资源,这样也有利于当地环境的保护。
2.2环境友好型开采技术的可行性
由于过度的开采矿产资源,造成了大量的环境污染问题,同时也影响到了矿藏岩层的移动,同时也影响到了采矿工作的效率和质量。而环境友好型开采技术的出现,可以对充分利用矿藏地表运动的情况、规律,来实现矿藏开采,有效地保证矿产开采的效率和质量,同时还保护了开采区的环境。
3环境友好型开采技术的发展
3.1瓦斯和煤炭开采的结合
瓦斯就是我们之前提到的甲烷,因为甲烷在燃烧的过程当中不会产生任何的硫化物和有害气体,所以也被人们称为清洁能源。但是如果甲烷在采矿的矿井当中的话就可能成为最有危险性的气体,它也是大多数矿井引发重大事故的源头。为了节约资源保护好我们生存的环境,可以好好的利用甲烷,在采集煤炭之前先抽取矿层当中存在的甲烷,这样不仅获取了很多的清洁能源,还可以保护环境。
3.2运用环境友好型的方式来处理矸石
我国是资源大国,每年的煤炭开采量都是惊人的,而在开采的过程当中会产生很多的矸石,矸石集中堆积会出现自燃的情况,影响居民的生产生活,而且矸石燃烧还会影响我国的空气质量,造成不同程度的大气污染,而随着我国煤炭开采行业的不断发展,使得矸石的产量越来越多,新增的矸石与原先存在的矸石已经成为了目前我国采矿业面临的一项重要的问题,为了解决这一问题,有很多的采矿地区已经在布置开采巷道,随着我国煤炭行业的不断开采,开采巷道逐渐会跟不上开采的速度,使整个开采工程的效率出现了降低的情况,所以我们应该不断去优化开采技术,为矸石来选择一个更加适合它的地方。
3.3采用保水开采的措施
保水开采技术主要体现在它更加重视开采过程前后对开采区地质情况和水位情况的保护,而不是去保障开采过程中安全性的防治溃水技术。因为煤炭在开采完之后会在所开采的地区形成一个空心区,同时也会破坏地下原有的水源流向,因此在开采完煤炭之后会在开采区形成一大片的漏水地段,这一漏水地段的出现也会导致附近的地下水向这一区域进行回流,使得整个开采区附近的水位都会下降,从而影响了附近的水位,这只是比较轻的情况,更为严重一点就是导致地面塌陷现象,所以我们要想避免这一现象的发生,就必须改变开采策略,在江河下面进行开采工作,就可以将不利影响降到最小,并且可以使存在的问题迎刃而解,为环境友好型开采技术做出了相应的贡献。
4结语
对于矿产资源的日益匮乏,不断研究和创新采矿工程技术,对于节约资源、保护环境、推进人与自然和谐发展具有重要的意义。
作者:丁雪民 单位:龙煤集团矿山建设有限责任公司七台河分公司
1采矿井巷施工中的不安全技术因素及解决策略
采矿工程是一项大工程,其涉及到的环节非常多,每一个环节都有需要注意的事项,其中有三个环节最为重要,一是井巷采矿,二是开拓巷道;三是采掘工作面。这三个环节的技术水平直接关系到整个采矿工程的进度,但是目前我国在采矿期间这三个环节都存在着不安全技术因素,如果没有预先采取解决对策,很有可能会危及到采矿工作人员的生命,而且也会影响到采矿的效率与质量,从而影响我国采矿行业的发展。在此,首先对采矿井巷施工中存在的不安全技术因素以及相应的解决对策进行分析,其主要涉及到如下要点:首先,弯道井巷施工期间,施工人员所选择使用的曲率半径存在着不安全因素,一般而言,弯道井巷施工人员会选择使用12m,也有可能会选择使用15m来作为巷道的曲率半径,这两种选择都比较适合应用在自粘式电动车运输中,但是如果运输方式发生了变化,这两个数值都需要相应的发生改变。通常实践分析,选择使用9m最为适合,但是很多施工人员所选取的数值却没有达到这一标准要求,通常情况下,都选择使用的是6m曲率半径,其导致的直接后果就是巷道拐弯的地方明显增大,不仅会出现断绳伤人的事故,而且也不方便运输,因此,如果是弯道作业必须保证其曲率半径合乎要求,最小9m,如果有特殊情况,也可以选择12m。其次,中部车场所选择使用的单道起坡存在着不安全因素,采矿区中部的车场是采矿工程中涉及到一个重点环节,在对其进行式设计时,应该多方面进行考虑,尤其是巷道起坡轨有所差异,该差异的不同也会影响设计方案的选择,通常情况下,主要两种起坡方式,一种是单道,另有一种是双道。通常而言,单道与双道相比,无论是设计,还是施工都相对要简单一些,因为双道起坡方式既需要设计固定道岔,也需要设计弹簧道岔,由此可见,如果没有必要,一般都会选择使用单道起坡方式,因为这种方式在节约成本的同时,也降低了工作人员的工作量,不过,如果打钩人员稍不注意,助推不当,则非常容易造成生命危险,因此要求设计人员在进行中部车场设计时,应该选择使用双道起坡方式,这样能够有效的保证空重车以及材料车能够安全通过,同时也不会威胁到相关人员的生命安全。最后,将车场设计到弯道巷道中存在着一定的不安全因素,一般而言,设计人员设计车场,不仅需要掌握采取上山方位,还需要掌握运输大巷的具体位置,很多设计人员通过了解调查通常会在弯道巷道的位置上来设计下部车场,这种设计产生的直接的危害就是司机视线受阻,影响司机与其他工作人员的交流,进而引发安全事故,由此设计人员应该将车场设计到直线的位置上,从而防止事故出现。
2开拓巷道工程施工过程中存在的不安全技术因素及对策分析
首先,下部车场轨道间的安全间隙过小,在巷道施工的过程中,设计下部车场时,通常把1.3m作为车场双规间的安全间隙,然而在实际施工过程中,很多矿井的安全间隙通常只有1.2m,这就导致当车场的运输任务比较紧张,尤其是运输车变形或材料车过宽时,车场双规之间极易发生挤碰而对工作人员的生命安全构成威胁。所以,在施工时还要充分考虑到超宽运输车可能通过的情况,尽量把安全间隙设置在1.4m左右,以此来确保施工工作的正常进行。其次,设计巷道时出现高度过低的情况,进行巷道开拓工作时,半圆拱形断面是首选的掘进方式,一般墙高都被控制在1.2m左右。但是在实际的施工过程中,为数不少的矿区并没有严格按照这一标准进行巷道的建设,很多大断面积的巷道的墙高仅有1.1m,这就直接导致了在巷道里架线时,达不到架线的安全高度和施工的安全标准,极大的提高了触电事故的发生率。所以,在设计巷道墙高时必须结合当地的实际情况详细分析。最后,设定巷道的腰线时存在不合理的情况,中线和腰线是井下巷道进行施工时用以完成施工控制的,中线的主要作用是能够对巷道的掘进方向进行指导,一般来说,需要在巷道的顶板位置或是棚梁上设置3到4个中线点,以正中或偏中线的形式展示,采用激光光束等方法检查掘进迎头的尺寸是否合理。所谓腰线其实是一种标示线,用以对巷道的标高和坡度进行合理的控制,可以用水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在的位置是否合理。
3采掘工作面施工过程中存在的不安全技术因素及解决策略
3.1切眼和分斜坡在开口过程中出现的问题。
对采掘工作面的实际作业过程中,技术人员在设计切眼时,开口的方向并没有沿煤层的正倾斜方向,还有很多开口即使沿正倾斜方向,但是设计长度明显不合理,这就造成三角带煤柱容易发生跨帮问题。所以在施工过程中一定要严格按照设计标准进行切眼开口的设计,尽量避免出现质量问题。
3.2急倾斜煤层的主斜坡坡度过小。
在实际的施工过程中,需要设计好急倾斜煤层的主斜坡的坡度,然而即便有明确的倾斜角度作为参考,施工过程中也难免会出现一些问题,使得主斜坡的坡度不符合施工标准,即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降,降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在设计改造眼时,相当多的矿区会把经济效益放在第一位,所以在设计改造眼时并不会综合考虑各方面的条件,有的甚至把改造眼的坡度设置到30度以上,并且有太多拐弯,给施工安全留下隐患。
4结语
综上所述,可知我国采矿工程施工期间,的确存在着比较多的不安全技术因素,比如曲率半径选择不够合理或者起坡方式选择不正确等,这些虽然都是细节问题,但是细节决定整体的成败,如果不加以重视,将会影响整个采矿工程的进展,出现重大安全事故,由此可见解决采矿工程中不安全技术因素的重要性。
作者:李维民 李春生 单位:宝清县煤炭生产安全管理局
一、构建良好的通风网络
(1)构建良好的通风布局。
在开采地下矿山时会受到地理位置的极大影响,在我国大部分矿体的矿产资源都埋藏较浅,而且各个矿区并不集中,这种问题会影响矿山通风,这就需要重视通风的布局,要构建风区式的通风系统,这样才能有效缓解经济上的巨大压力,不断提高技术水平。
(2)构建良好的通风网络。
现在大部分矿山企业在地下矿产开采过程中通常运用的是网络模式的通风系统,这种方式可以有效提高工作效率。通过优化通风网络,就可以有效降低通风网络的消耗。一般在实际工作中应用到的通风网络有三种,即自然风网络、控制型通风网络以及一般型通风网络。这几种通风网络可以通过了解各分支的已知风量和各风机在工作时的风压,采取非线性规划的方式来处理。这种方式就可以了解风机和设施的位置,平衡回路风压。
(3)合理设计风道。
工作人员在设计风道时必须要全面考察,要合理规划风道的半径、断面以及风阻之间的关系,合理规划风道。在设计主干道过程中首先要考虑好风道断面,要将其设计为圆形。之所以要选择圆形的断面是由于圆形相对半径比较大,比较适合矿山发展。在设计风道时要采取相应的措施在表面进行衬砌,这样才可以有效减少风道表面存在的摩擦力。但是在修建专用风道时要采取其他的方式,要考虑其他因素,主要包括以下几个:一是拉格朗日乘数法。这种方式是通过寻找一种或者多个变量和限制条件来控制多元函数的极值。这种方法在计算时可以不考虑通风电费;二是平松良雄法。在应用这种方式时并没有将巷道维护的费用考虑进去,所以这类方式更适合在修建单一井巷的断面过程中;三是动态分析法。在这种方法下考察的是动态信息,要将不同时期风道的因素指数值进行全面的比较,并且计算出比率,并且通过对比得到相关的变化因素,此外在应用这种方式时还应该考虑风道的服务年限以及资金的时间价值;四是通路法。这类方式在应用过程中考虑了通风网络中各种风路存在的阻力,通过这种方式可以有效提高工作效率,还可以合理控制经济投入的费用,可以将工作成本控制到最低。
二、有效优选风机的方式
在矿山建设过程中矿井主扇占有重要地位,是矿山的“肺脏”。但是在整个矿山的通风系统中主扇的能耗量最大,占有90%以上。在我国,从50年代以来就一直使用仿苏70B2型风机来进行地下开采矿山。这种机器的风机轮毂相对比较大,而且气动性比较差,和现实使用的通风网络不符合。所以,这种机器的工作效率比较低,消耗的能量大。为了进一步满足矿山建设需要,各工矿企业不断改善这种风机,改善风机性能,有效的提高了良好的节能效果,达到节能目标。尤其在国家明令该风机为淘汰产品以后,加大了研制开发新型替代产品的力度,在不长的时间里,研制出了K系列、FZ系列和FS系列等适合于地下开采矿山的通风设备。这种新型的风机可以有效改善叶型参数,这种风机的气动性比较好,风量也比较大,风压相对比较低,效率比较高,另外,这种风机的噪音比较小,能够消除传统风机的驼峰现象。所以,这种风机的结构与其他相比更加简单,在安装上也比较简单。这种风机的优点很多,所以很快就取代了老式的风机。这些风机不仅与地下开采矿山网络特性相匹配,而且节能效果十分明显,创造了很好的经济效益和环境效益。因此,改进、更新陈旧过时的通风设备是改善矿井通风的重要途径。风机优选是从各种型号的风机中选出与通风网络相匹配的风机,使其满足工作面供风要求,且能耗最小。使用计算机优选风机可使该项工作更为快捷有效。多级机站通风方法是一种在通风系统内由多台风机并联组成的各级机站再串联的通风方法。
三、采用适合的通用构筑物
在构建通风系统时可以通过合理选择构筑物的方式,这种构筑物可以有效调节和控制风流,合理减少通风能源的消耗。特别是在使用压入式通风方法时,很容易出现主风道风门损坏的现象,这就破坏了风流的稳定性,破坏了通风系统的平衡,所以,在实际操作过程中尽可能要制定完善的设计方案,要注重设计工作,选择适当的风门。所以在工作过程中要重视通风部门的维护和维修工作,这样才能够保证通风系统的稳定性。另外在实际应用过程中也会选择抽出式通风系统,在应用过程中必须要采取相应的方式来避免出风井口被损坏,这样才能够杜绝可能出现的安全问题。
四、结语
随着我国改革开放步伐的不断加快,我国经济发展速度也在不断上升,人民物质文化水平得到了极大地提高,这也对矿产资源提出了更多需要,为了进一步满足经济发展需要,矿产企业也面临了全新的机遇。所以在开采矿产时除了要扩大规模以外,还要注重矿山安全问题,特别是通风问题。要不断采取适当的措施提高通风能力,通过提高通风技术和管理水平,优化矿山的通风能力,减少矿山的事故数量,这样才能进一步为我国经济建设提供帮助。
作者:赵禹宏 单位:吉林通钢板石矿业公司火工处
1采区井巷工程施工不安全技术因素
1.1单道起坡不安全技术因素
针对采区中部车场进行设计时,必须要以满足工程实际生产需求为基础,选择不同的措施来建设不同巷道的起坡轨,主要包括弹道与双道两种起坡方式。两种方式相比较来说,单道起坡方式要相对简单,并且工程量比较少,而双道起坡的建设要求则比较严格,需要设置一定固定的道岔以及弹簧道岔等。就现在采矿井巷工程施工,单道起坡方式为首选,因为其具备需要资金少、工作量低等特点。在建设单道起坡时下放空重车与材料车时,为了能够有效解决空重车在通过简易岔道易倒掉进入中部车场的问题,需要打钩人员在道岔位置给予一定的助推。但是如果选择此种方式,会加大对挂钩人员的安全威胁。为了能够更好的解决这一技术问题,在对采区中部车场进行设计时,可以选择用双道起坡的方式,可以提高空重车与材料车运行的有效性与安全性,减少对工作人员造成的威胁。
1.2弯道井巷采取曲率半径
对与采矿井巷的施工,对于巷道曲率半径一般会采用12m或者是15m,其能够更好的满足井下七吨架线式防爆电机车运输的数值。但是如果选择的是其他运输方式,还是设计此为曲率半径的话就不能满足工程施工的需求,而是应该选择9m曲率半径。在工程实际施工过程中,大部分的采矿井巷都是采取的6m曲率半径,这样设计的结果就会导致巷道拐弯处变大,在生产过程中就会容易出现使耙矸机钢丝因为磨损加剧而断裂伤人的事故。并且,如果井巷曲率半径设计的过大,在进行爆破处理后落下的矸石耙不到底,会增加巷道的坡度,增加了工程的运输难度。因此,在设计采矿井巷曲率半径时,应该以满足工程施工实际情况为基础,将其确定为9m或者是12m为佳。
1.3车场设计在弯道巷道中
在对车场进行设计时,一般情况下技术人员只会对采区上山方位以及运输大巷方位进行研究分析,将下部车场设计在采矿区的弯道巷道内部,而这种设计则直接会增大电机车司机的视野盲区,对于前方以及周边的警示信号等不能及时发现,很大程度上影响了司机与信号挂钩人员之间的信息交流,经常会因为交流不及时而出现一系列的安全事故。为了避免此类情况的发生,在设计下部车场时,应该尽量将其设计在直线部位,以免设计不合理减小司机的视野范围而造成安全事故。
2开拓井巷工程施工不安全技术因素
开拓井巷的设计施工中,经常会存在下部车场轨道安全间隙过小等不安全因素,如果不能掌握巷道的所有信息,就会导致在巷道设计过程中出现高度过低的情况,并且在对巷道的腰线进行设定时也存在很明显的不安全因素。只要是其中有一个环节存在不安全因素,就会影响整个采矿工程的正常进行。
2.1下部车场轨道间安全间隙过小
对于下部车场的设计,车场双规间隙一般确定为1.3m,但是在实际施工中很多矿井的安全间隙仅有1.3m。在这种施工的情况下,一旦车场运输任务重,并且运输车变形或者材料车过宽的情况下,很容易因为双轨之间的挤碰而威胁到工作人员的人身安全。因此,在对下部车场进行设计时,必须要充分考虑超宽运输车可能通过的情况,增大双规间隙到1.4m左右,确保运输工作能够正常进行。
2.2巷道高度过低
巷道掘进施工一般都是采用砌碹支护开拓作业的方式,半圆拱形断面首先的也是掘进方式,一般情况下会将墙的高度控制在1.2m上下。就采矿井巷实际施工情况来看,存在少数的矿区没有采取规定的方式来对巷道进行开拓,很多大断面积的巷道墙高为1.1m左右,这样在巷道进行架线时,高度不能达到架线以及施工的安全标准,在后期的施工过程中很容易就出现触电安全事故。因此,在对巷道进行开拓施工时,必须要严格结合当地实际情况来进行综合分析,确定最终的巷道墙高,保证其能够满足工程施工的安全需求。
2.3巷道腰线设计不合理
中线与腰线主要对井下巷道进行施工控制的,其中中线的主要是对巷道的掘进方向进行指导,一般情况下应在巷道顶板位置或者是棚梁上设置3~4个中线点,选择用正中或者偏中线的形式来表示,而设备可以选择激光光束的方式来确定掘进迎头的尺寸是否合理。而腰线的作用主要是完成对标高与坡度的控制,以水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在位置是否合理。在实际施工过程中,一般都是在间隔30~50cm的位置用测量一起设置一个中腰线。并且针对煤层较厚的区域,为保证掘进的正确性,还需要对巷道进行分层,在开采难度降低的情况下,巷道的压力也会增加,而支架承受压力过大发生变形后就会对设置的中线点造成影响,使其不能够完全保证在同一水平线上,进而会造成巷道施工质量减低。并且,在实际的巷道施工过程中,受地质地形等因素影响比较大,往往会造成施工方位的变化,为了保证工程施工质量,需要将拐弯处的曲线巷道半径以及转角等转化为切线或者弦线。
3采掘面不安全技术因素
采矿工程采掘面的工程施工,也会存在一定的不安全技术因素,例如急倾斜煤层主斜坡设计中存在的坡度过小不安全技术因素,以及存在切眼与分斜坡开口的施工问题,还有改造眼拐弯处过多以及反眼坡度设计过大等问题等,都会对工程的安全施工造成不良影响。
3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小
为满足工程安全施工的要求,在对采矿井巷采掘面进行设计时,必须要通过全面分析后做好对急倾斜每层主斜坡坡度的控制。但是在实际施工过程中,即便是有明确的倾斜角度作为参考,也会出现各种各样的施工问题,最终导致主斜坡坡度不能够满足工程建设要求,导致煤炭在受到自身重力影响后也不会出现下降,很大程度上影响了工作效率。
3.2切眼口及分斜坡开口
矿井采掘面进行切眼开口设计时,如果没有按照每层正倾斜的方向进行设计,或者是沿着要求的方向设计但是最终确定的长度不够,形成的三角带切眼,很容易就会出现煤柱垮塌的现象。因此,在对采掘面切眼口进行时设计时,必须要严格按照相关要求来进行,以免因为设计不合理而出现各种质量问题。
3.3反眼双向施工
从布置在巷道底层的煤层底板来看,如果采用反眼双向施工的方式,经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响,甚至会因为空顶过大的原因,最终导致垮帮问题的出现,无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后,往往会在本区段回采完成后,无法保住煤柱,在二段回采过程中将会出现窜矸问题,进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此,为保证工程的顺利施工,确保煤柱不会受到损伤,在反眼头施工时,应该选择单向施工的方式,以此种方式来保证回采与正规推采都能够顺利进行。
4提高采矿工程安全性改进策略
4.1井巷工程施工安全策略
对于井巷工程施工时,在设计中部车场时应该选择单道起坡的施工的方式,可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的顺利进行,并且可以降低施工成本,重要的可以避免空车在道岔行驶过程中发生倒掉,保证挂钩工作人员的生命安全。为保证采矿工程的安全施工,要求设计人员必须要对矿井进行全面分析,将巷道曲率半径控制在12m左右。并且下部车场的谁及应该尽量避免将其设计在弯曲巷道中,将其设计在直线巷道中,避免对电机车司机的视野造成影响而发生安全事故。
4.2开拓巷道施工安全策略
在对下部车场轨道进行施工时,应加强对双规之间安全间隙的控制,为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响,造成双规挤压而产生安全事故,应该将双规间隙控制在1.3m以上,大概1.4m左右为佳。另外,采矿巷道施工一项的安全措施就是保证用电安全,为了确保线路的架设高度达到安全标准,必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外,应该加强对中线以及腰线的控制,保证掘进工作面的正常。
4.3采矿工作面安全策略
采矿工作面的安全技术策略,需要结合存在的不安全因素进行分析,在全面了解矿井工程实际情况后,以满足工程正常施工为根本目的,采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故,在施工时应该严格按照规定对切眼的开口进行操作,保证施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。
5结束语
受煤矿施工环境的特殊性影响,经常会因为不安全技术因素而导致工程无法正常施工,为保证工程的顺利施工,必须要加强对采矿工程中存在的不安全技术因素进行分析,并结合工程实际情况确定最有效的施工技术方式,将不符合生产规范的工程进行规范化管理,确保煤矿生产的安全性与有效性。
作者:侯利强 单位:山西焦煤霍州煤电回坡底煤矿
一、井下无线电定位系统
(一)概述
由于井下采矿具有作业人员在井下流动性大、地面人员难以及时掌握井下人员分布和作业进展情况以及下井后就无法确切地知道他们所处位置等特点,矿井一旦发生透水、火灾等事故时地面工作人员因不能实时了解井下情况,会给抢险救灾工作带来极大的困难。特别是在突发冒顶和人员被埋的紧急情况下,由于人工描述不清或不能及时精确、自动探测被埋人员的准确位置,在低效率的管理模式下丧失宝贵生命的有效抢救时间。井下定位系统的核心识别设备采用具有国际先进水平的SUPER-RFID技术,它能够及时、准确地将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹,以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时,救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。
(二)无线射频识别(RFID)技术
无线射频识别(RFID)技术,是一种电子标签或者无线标签,利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID已经在日常生活中得到广泛的应用,RFID的发展得益于芯片技术、无线技术、无线通信技术、数据交换与编码技术、信息化处理技术和计算机技术等关键技术的综合发展。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升,促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。近年来,随着在物流、制造、公共信息服务等行业的广泛应用,RFID技术自身的产业化也在稳步发展之中,在行业中的应用也日益广泛和深入。同时,RFID技术开始与通信技术以及互联网技术融合,朝着构建一个实现全球物品、人员信息实时共享的物联网目标迈进,而这也正是RFID产业长远发展的动力所在。
(三)将RFID应用在矿井中的优势
随着科技的不断发展,将先进的科学技术应用到井下作业中,既能够有效地避免重大事故的发生或者将损失减小到最低,又能够提高生产效率。我国现已有多家矿山企业开始尝试RFID技术,来实现井下作业管理,这就是在RFID射频识别技术的基础上搭建的一条地面上下沟通的桥梁,使地面人员能够及时动态地了解井下人员、车辆、设备的身份、分布以及作业情况,一方面可以应用于井下安全管理,一旦有事故发生,地面人员可以准确、及时、快速地进行抢险救灾、安全救护等等;另一方面还可以改善井下的生产调度,通过动态地获取无轨运输设备的方位信息等,同时,该系统还具备人员考勤功能,亦可对进出矿场的人员及车辆进行身份识别,以保障矿场的生产安全和财产安全。
(四)井下定位系统构成及工作原理
1.系统构成
井下定位系统设备主要包括:中心站主机、数据通信服务器、人员定位系统、无线射频单元识别读卡分站以及识别卡、矿用人员管理系统软件、信息传输接口、通讯电缆、矿用隔爆兼直流稳压电源等组成。目前国内井下人员定位系统组成网络结构大部分是采用的RS485远传网络,它具有接线简单、传输距离远和可靠性高等特点。
2.工作原理
井下人员定位系统是根据现场实际情况和要实现的功能,在矿灯收发处、矿井出入口、各个巷道分叉口和作业人员可能经过的通道中安放若干个无线标识读卡分站(每一台具有不同的ID号),将它们通过网络连线与地面控制中心的计算机联网。每个井下作业人员携带的矿灯上安装一个具有唯一标示号的无线标签(标示号与标签携带人的身份、矿名、作业大队和班组在计算机数据库里唯一对应),当作业人员出入井下时只要通过或接近安装在通道内任何一个标识读卡分站,基站即会自动识别到路过人的标示号并立即上传到地面控制中心的计算机。计算机程序将无线标签的标示号(对应到个人)、无线标识读卡分站的ID号(对应井下的具体位置)、该基站返回的强度信号和确切时间等信息实时记录到数据库里,数据库管理程序可以对库里存放的信息很方便地进行查询、统计和生成报表等操作。如某个人目前所处位置的查询、某区域的人员情况统计并在基于地形图的背景上显示出来、地面人员对井下人员呼叫、井下人员向地面人员报警、利用统计和报表生成功能构成矿山考勤系统。除日常管理之外,最重要的是井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。
二、井下定位系统功能
井下人员定位系统可以实现的基本功能如下:
(一)通过矿区图形信息作为用户界面可以实时显示和查询井下情况。
(二)任何时间段(计算机由记录的)井下全部或某个识别读卡分站范围有多少人。
(三)每个人在井下任一时间用表格方式表示的活动轨迹。
(四)查询一个人当前的实际位置,查询一组人当前的实际位置。
(五)地面人员对井下人员呼叫或井下人员向地面人员报警,方便调度中心快速电话联系该人员和出现紧急情况时及时组织救援。
(六)井下人员在井下超过工作和升井时间自动向地面值班人员报警,便于管理者及时查明原因和组织搜救。
(七)查询相关人员在任一识别读卡分站的到/离时间和工作时间等信息,用于督促和落实重要巡查人员按时准点到位进行各项数据的测试处理,从制度和技术手段上杜绝人为因素而造成的相关事故隐患。
(八)井下人员总人数在巷道中的实时动态分布图,计算机程序管理背景是根据井下的实际现场情况制作的矿区巷道地理图,井下人员分布情况可生动形象地显示在屏幕上。
(九)数据库操作管理界面采用具有权限管理的基于局域网模式,可实现多点共享供多个用户同时在不同地点查看。
(十)自动统计算出各类人员井下的各类报表(月报、周报和日报,如果需要的话可以随时生成),如生产作业人员出入井时间表、出勤报表、加班报表、统计管理人员的巡查情况报表、请假和缺勤报表等,若有必要还可与工资报表系统提供软件接口。
(十一)参观访问人员所处位置实时监测,是否按要求到达指定区域或已进入危险地带。
(十二)一旦发生事故,能及时查出有多少人遇险,遇险人员在哪里和确定他们的身份。
(十三)抢险救援时采用手持移动搜救器,快速准确地识别遇险人员被埋人员具体地点、深度和方位,及时抢救有生还可能的人员,明显提高抢险效率和救援效果。
(十四)可实现井下设备管理包括井下车辆和其他重要移动设备的实时位置识别等。
三、井下定位系统的技术特点
(一)使用全球开放的ISM频段,无须申请和付费。
(二)多功能:实现了井下人员实时跟踪定位、辅助考勤、轨迹查询等重要安全管理功能。
(三)高容量:在井下可容纳数百个矿用型读卡器,以及大型矿业数万员工同时使用标识卡。
(四)无线标签与读卡分站之间可实现双向高速数据交换,透明/加密传送数据和信息,即应用灵活又保证了数据安全,为在人员定位网上扩展移动数据采集、地面井下双向信息交换和移动瓦斯监测系统提供了平台支持。
(五)多种技术集成:系统集成了RFID技术、无线数据传输、总线传输等。
(六)定位系统可以向目标发出呼叫信息,如一般呼叫、紧急呼叫、撤离呼叫等信息;可以呼叫一个特定目标,也可以呼叫多个目标(群呼);信息可以在第一时刻立即传达到每一个人,实现实时信息传递。紧急情况下,井下人员还可以通过便携式卡向系统发出呼救信号,从而得到其他人员的及时救助。
(七)通过系统采集井下人员的分布情况,支持事故后准确地判断人员所处位置,为实施应急救援创造有利条件。
四、井下定位系统作为辅助救援必要性
众所周知,国内矿山企业事故时有发生,如何加强安全生产和安全监督工作力度,当灾难降临后如何提高救援和搜救工作效率,这类问题涉及国家、企业和个人的切身利益,涉及建立和谐社会维护安定团结局面的大事。因此,国家各级主管部门和企业领导应该尽一切可能将这类问题解决好。井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。井下人员定位系统是整个矿山行业安全生产和稳定发展的需求,它可以提高安全生产和现代化管理水平,在灾害辅助救援时发挥重要作用。尽管目前井下人员定位系统还不像瓦斯监测系统那样已成行业的强制标准,但科学技术进步是矿山行业安全生产发展的必由之路,相信在不远的将来,它的技术会不断发展而其应用会得到进一步普及。
五、结论
树立正确的安全文化对于矿山企业极为重要,矿山企业积极运用井下定位系统是体现为每一个群体对安全的态度、思维程度及采取的行为方式,其核心价值就是坚持以人为本,实现人的价值文化,并在企业的安全管理中发挥着重要导向和规范作用。未来运营良好的矿山企业一定要把建立安全文化作为企业管理的首要任务。
作者:张雯 单位:甘肃省无线电管理委员会办公室
1对爆破技术的认识
我国当今的爆破技术采用的多是硝化甘油、硝铵、水胶等爆炸方式,在引爆方面,运用的器材有导爆索、雷管等类型的起爆器。这些技术可以使爆炸物在瞬间产生大量的爆破力,使矿石的开采更为便利。但我国的技术水平尚处于发展阶段,工程中一旦控制失误,就容易引发一系列的事故,所以采矿业必须规范爆破技术的运用,提高爆破的效率和安全性。
2采矿工程中先进爆破技术的应用
在国际上,采矿工程已经运用了大量的新型爆破技术,而我国在这些先进技术的应用上还处在落后阶段,笔者对国内外的许多先进爆破技术做了一定的研究,总结了一些先进有效的爆破手段。
2.1等离子技术在爆破中的应用
传统的爆破技术多是火药类的爆破,对环境产生的影响很大,随着绿色理念的深入人心,这种传统的火药爆破方式已经不能适应时代的发展,而火药的爆炸规模和爆破力度难以准确控制。笔者发现,在以往的采矿工程爆破中,这种爆破方式很容易对工程中的其他岩体造成破坏,影响开采工程的进程。针对这种情况,国际上已经有了等离子的爆破技术,这种技术运用了电力爆炸的原理,将大量的电能通过可控的设备集中在一个点上,远程控制其爆破的能量和时间。经研究发现,等离子爆破方式产生的爆破力高达200MPa,是完全不逊于火药威力的,而且等离子爆破方式的可控性也弥补了火药爆破的不足,是值得采用的一种方式。
2.2妙用中深孔爆破技术
在采矿业当中,有很多工程是开展在小型基地或矿山之上的,对这种小型矿山的爆破,往往会浪费大量的爆破材料,而且对爆破范围和爆破点的把握也很不到位,而为采矿工程的顺利开展,我们也不能不使用爆破手段,因而我们在这种小型工程的开展上,必须改变爆破方式。笔者对一些先进的采矿企业进行研究,发现他们对小型矿山一般采取深孔爆破技术。这种深孔爆破方式是在一个相对小的平台上安放爆炸物,并设置后方的爆炸力度小于前方,这样就使得爆炸物的需求量更少,而爆炸造成的纵深也更大,对外侧岩体的伤害较小,从而也在一定程度上保证了工程的顺利开展。
2.3工程中探索精确爆破的手段
上文中已经提到过,我国的爆破技术与发达国家还存在有一定的差距,爆破中容易伤及附近的岩体,为工程的顺利开展构成障碍,这就要求采矿工程人员在实际中探索精确爆破的手段。笔者通过查阅资料和实际采访发现,多次爆破是精确爆破的有效手段。首先,爆破者要先用深孔爆破等方式将需破岩体和附近分开,然后再对需破岩体进行爆破,避免了爆破对附近岩体的伤害,从而保证了爆破的准确性。另外爆破人员还可以通过计算机预先判定爆炸物的威力,根据需要爆破的面积来控制爆炸物的数量,以保护工程内的其他岩体。采矿是一个具有一定安全隐患的产业,而爆破就更增加了采矿的危险性,精确爆破能够在一定程度上控制爆破的威力和范围,是提高采矿业安全系数的一个可行的手段。
2.4光学引爆的应用
光学引爆是利用激光和机器发出的光纤来引爆的,这种方式可以远程操控,而且不受周围磁场、电波以及噪音的影响,可靠性强;另外激光设备可以重复使用,不会增加成本,其安全性也相对更高,在采矿业的爆破环节中是值得推广的一种引爆方式;最后,这种利用激光进行引爆的方式,其效果与雷管引爆并没有什么不同,而激光的精确度和可控性甚至还高于雷管,因而在推广中无须担心在技术方面存在的问题,从这一层面来说,光学的引爆方式也应该被我们所认同和采用。
3采矿工程中爆破应用的建议
我国矿藏丰富,但分布不均,对于不同的地区和矿藏情况,要采取不同的爆破方法,以达到最佳效果。另外爆破本身就是一件极具危险性的工作,所以无论运用何种爆破方式,都要根据其特点来设置相关的安全措施,做到安全生产,比如爆破中所产生的飞石,一般会由爆破点向四周扩散,这就要求我们对爆破点的四周进行安全布置,防止意外发生。最后,笔者建议采矿工作和研究人员在爆破中多观察、多总结,努力发现和发明更优秀的爆破方式。
4结语
时代在发展,科技在进步,采矿业中的爆破技术运用率越来越高,我国虽然已经在采矿业中应用了爆破技术,但我们的爆破手段与发达国家之间还存在着较大的差距,笔者做了大量的走访和研究,提出了关于爆破技术的一系列问题,希望能促进爆破技术的发展,促进采矿工程中爆破技术的应用和革新,以期为我国采矿业的发展提供一定的帮助。
作者:马智林 单位:贵州浙商矿业集团有限公司
1明确相关技术的管理任务
第一,建立健全采矿中的安全生产责任制及各项法律法规,并将其深入到采矿工人的思想中,认真贯彻与落实;第二,增设与完善采矿企业安全技术管理部门,严格控制管理人员的准入标准,选用专业性强、高素质的安全技术管理员对采矿工程中的各项安全问题,进行严格检查与审核;第三,建立安全生产及技术管理资料档案,对有关安全技术管理的各项资料进行整理、分析与保存;第四,按时组织相关人员学习安全生产的相关法律法规,及企业制定的安全生产政策与规章;第五,制定相关措施保障安全技术的落实与实施,提高生产环境的整体水平,引进先进设备与技术,从而更好的保障企业经济效益的提升。
2加强采矿安全技术管理的实施
面对当今采矿工程中频发的各种安全事故,做好安全技术管理是保障采矿安全及采矿工作顺利开展的重要的内容,对于采矿企业经济效益的提升具有重要作用,在具体的实施中,应注意以下几点:
首先,树立采矿安全责任意识。各方面人员应当高度重视安全管理责任意识的培养,上至领导,下到基层工作人员都要认清自己的工作职责,在自己的职责范围内办事,并在安全责任意识的指引下完成工作。因此,树立树立采矿安全职责意识,健全采矿安全责任制度,对于保障采矿工作的顺利进行具有重要意义。采矿安全技术管理以责任到人为原则,以完善的采矿安全职责为基础,高度重视采矿安全,提高采矿安全技术管理水平,提升采矿企业经营效益。
其次,做好安全检查相关工作。采矿企业安全检查的主要目的就是及时对采矿工作中的各种安全因素进行检查,尽量消除或较少安全事故的发生,从而有效保证采矿安全。安全检查通常都会采取有领导、有组织的检查方式,并如实记录检查情况,并将检查结果及采矿安全中的各种问题公布于众,同时还要做到“四不推”,班组不推给工区,工区不推给矿部,矿部不推给主管部门,主管部门不推给当地政府,扎实做好采矿安全技术检查与管理工作。关于安全检查工作的具体内容,主要包含以下几五点:一是要认真检查安全技术管理的各项规章制度及法规的执行情况;二是要检查对上级的安全生产政策、方针及决定的执行情况;三是要检查采矿环境的安全情况,如井下巷道的支护状况,空顶情况等;四是检查采矿工具、设备及相关防护装置与安全设施等是否符合安全技术管理的相关标准,检查安全技术措施是否按照原计划有效的落实;五是检查预防自然灾害的各项措施的执行情况,只有在采矿安全检查过程中做好以上五点工作,才能保障采矿安全技术管理工作的切实有效。
第三,积极开展安全技术管理的培训工作。从目前多起采矿安全事故的分析研究中我们发现,最根本的原因就是领导及员工都未接受过采矿安全技术上的相关培训,不具备专业性的采矿安全理论与实践基础,从而会导致违章、违法等操作出现,因此,如何在采矿企安全技术管理过程中,做好技术和安全方面的教育培训是实现采矿安全的重要途径。培训的主要内容应紧紧围绕采矿企业安全、技术部门安全意识的提升来开展,经过专业的培训之后,采矿技术人员及安全部门负责人应当树立起较强的安全操作意识,并以榜样的形象激励基层员工遵守各项安全生产政策,从而通过“以点带面”的方式增强全体采矿人员的安全意识。
最后,严格按照规范流程操作。具体是指各工种安全技术操作规程和采掘作业规程。前者主要包括严格按照工具的使用方法及操作程序进行使用,同时要注意相关的注意事项,尽量避免由于工具操作的不正确导致安全事故的发生。此外还要考虑岗位与工种的差别,在操作流程及规定上也要进行相应的区分,并要求操作人员严格遵守执行;后者主要包括采掘作业范围内的地质概况、安全技术措施及生产工艺等都有严格按照规范流程操作,从而有效的指导采矿安全生产,对于保障采矿工作的顺利进行具有重要意义。若在采掘作业过程中有异常情况出现,需要按照安全措施,结合实际情况,对异常进行及时分析与处理,确保采掘工作的顺利进行。
3结论
综上所述,采矿作业在位人们的生产生活提供能源资源的同时,采矿安全事故也为国家经济带来了重大损失,为采矿人员的生命安全带来威胁,采矿安全问题不容忽视,采矿企业及领导管理层应当加大力度重视采矿安全技术管理,保证采矿事业的安全,尽量避免或者是减少采矿安全事故的发生,以及由此给国家、社会带来的经济损失,对于保护人们和国家的财产安全具有重要意义,因此,本文对采矿安全技术管理工作进行了较为详细的分析,望能够为日后的采矿安全提供借鉴。
作者:刘文武 单位:开滦集团蔚州矿业公司北阳庄矿
1采矿工程的现状研究
开采工程对大气的危害。由于煤矿的产生过程中会伴随有各种副产物,而这些副产物一般都是烃类、硫化物、碳化物等对大气有害的气体,排放到大气中就会影响大气的空气质量进而危害人类的健康。而碳化物的大量排放还会造成温室效应。我国的煤矿开采工程为了节省开支使经济效益达到最大化,一般都是将这些有害气体直接排放到空气重,严重危害了我国的空气质量。而我国煤炭的大量使用,使得这一危害更加剧烈。所以,为了我国经济的可持续发展和环保事业的有序进行,如何开发新的环境友好型的开采技术变得刻不容缓。
2环境友好型开采技术的重要性
2.1最大化利用矿井中的废料。为了尽可能多地对环境进行保护,我们在开采煤矿时,应该尽量避开矸石,尽量将矸石留在地下,以此来减轻对土地的危害。更加细化的讲就是,我们应该尽可能地利用和保护开采过程中产生的地下水、甲烷和煤矸石等,对于这些物质,我们都应该物尽其用。从科学的角度讲,甲烷除了在开采区比较危险容易引起事故外,它还是一种清洁能源而且具有很高的热值,所以我们应该尽可能利用这些甲烷而不是简单的排放或者燃烧处理。而矿进水则因为会危害到采矿工程的安全更是被定义为有害水,其实它和地下水一样应该被划分为有效资源并且尽可能地利用它,这也能有利于环境保护。煤矸石作为地下土层的一部分应该尽可能被留在地下,既能保护地下地质情况又不占用地表土层。
2.2环境友好型开采技术的可行性。我们国家目前所面临的诸多环境危机大部分是由人们的对矿藏的过度开采造成的。因为过度的开采会严重影响岩层的运动。如果地表和地下的岩层体系没有被破坏,相应的也不该出现这些环境问题。人们对矿藏的开采会影响岩层的运动,造成矿山压力的改变;相应地,岩层的运动也会影响矿藏的开采状况,造成岩体裂隙场。环境友好型开采技术就是要掌握人们的开采活动对地表情况的影响、岩体应力场和岩体控制以及液体和气体在开采过程中于裂隙岩体中的渗流规律。为了更好地保护环境,对这些规律的研究和掌握势在必行。
3环境友好型开采技术的发展
3.1将瓦斯的开采和煤炭的开采相结合。瓦斯的学名又叫甲烷,它因为在燃烧过程中不产生硫化物、氮化物等又被称之为清洁能源。但是,它在矿井下则是能引起重大生命事故的杀手。为了节约资源保护环境,我们应该充分利用瓦斯。经过研究我们发现有几种环境友好型开采办法可以被采用。例如:a.我们可以先抽取再采取,即在采集煤炭前先抽取出矿层中存在的瓦斯,保护环境又能保证开采人员的安全;b.将瓦斯和煤炭一起开采出来,就是在采集完煤炭后立即将采空区的瓦斯抽取出来,因为瓦斯会聚集在煤炭的采空区这样比较容易采集;c.充分利用废弃矿井中的甲烷,因为一般情况下采矿者是不对瓦斯进行抽取的,所以我们可以将废弃矿井中的甲烷采集出来,用作清洁燃料,加大资源的利用率。
3.2采用环保友好型方式处理矸石。由于我国每年的煤炭开采量都很大,而历史煤炭的开采总量更大,所以在开采过程中产生的矸石也很多。保守估计,我国每年的矸石产生量就高达6亿多吨,这不仅改变了我国的地表形貌,由于矸石堆积在一起会引起自燃,这又会影响矸石堆积区附近人民的安全还会对大气造成污染,影响我国的空气质量。随着煤炭开采业的发展,新产生的矸石和历史遗留矸石已经成了一个重大问题。为了解决这个问题,我们应该合理布置开采巷道,多开煤巷少开岩石巷。随着我国煤炭开采行业的不断进行,我们应该优化开采技术,为矸石选择更好的去处。政府作为宏观调控的能手,更应该出台相应的政策,鼓励新开采技术的研发从而更加完善地处理矸石。
3.3采用保水的开采方法。保水开采技术是一项对环境十分有利的开采技术,因为它不同于主要保障开采过程中安全性的防治溃水技术它更重视开采过程前后对开采区地质情况和水位情况的保护。因为煤炭开采后会在开采区形成空心区也会破坏地下原本的水源流向,所以开采完后会在开采区形成一大片漏水区域,使得附近的地下水向该地区倒灌,使得开采区附近水位下降,影响附近的水位情况。更加严重的后果则是由于地下空荡,可能会导致地面下陷。所以,为了避免这一情况的发生,可以在江河湖泊下面进行煤炭的开采,将对地下水的影响降到最低,这就为环境友好型开采技术做出了贡献。
4结束语
在以上的研究中,我们详细地探讨了我国现行采矿工程中存在的弊端,以及对我国环境造成的影响,并且细致地分析了怎样开发环境友好型的采矿技术,将经济的快速平稳发展和环保相结合,创造出中国特色的采矿技术。除此之外,我们还要对这些环境友好型开采技术的经济可行性做出评估,争取能在环保的同时保障商家的利益。同时还要结合采矿区的情况找出合理的方案,使不同的采矿区都有适合自身发展的开采模式,从而为国家提供更加有意义的解决方案。
作者:李振民 单位:黑河市爱辉区煤炭生产安全管理局
1计算机辅助设计的可视化技术在工程研究中的应用
目前的工程采矿人员对于分析巷道之间的关系只能通过想象和经验去确定巷道之间的关系,但是这种方法会出现较大的失误,经验是积累出来的,即使有经验也会存在较大的误差,而且这种方法费时费力,得到的效率很低。因此要求工作人员要学会三维知识,使工作人员先研究涉及巷道的三维空间设计出来,这样在学习完三维知识后,工作技术人员可以得到较为高效的分析效果。如果采用Auto计算机辅助设计软件,我们可以得出以下几点明显的研究效果:其一,可以在制作三维模型的过程中,更加深刻地了解矿井的三维结构,对研究的问题可能会提出更加创新的解决方法;其二,对于初步涉及采矿工程的技术人员来说,可以较为容易的了解建立三维矿山系统的概念;其三,采矿项目结束后,绘制出的三维立体矿井模型,可以更为轻松的进行汇报,从而达到高效的效果。
2地质测量对采矿的影响
我国的国土丰厚,地质地貌各不相同,所以为了确保矿物质的质量,我们在进行采矿工作时,要对开采区域进行地质测量。对于地表所测的氧值要符合一定的规律性。地测工作的标准化是质量标准化的一个关键组成环节,在开采的同时还要注意安全隐患。对于重复出现的问题要追查其根源,及时进行修改调整,从而进一步的提高标准化的工作水平。
3数值模拟的可视化分析方法
我们了解到工作人员很难建立三维空间概念,而矿山压力与岩层控制的问题一般涉及的都是动态三维空间问题。因此工作技术人员对分析研究的目的还是有一定的差距。工作技术人员到矿井现场实习,所看到的情况只是静态现象,比如巷道支护物的破坏、巷道的变形等问题我们可以通过现场观察发现,但是对产生矿压显现现象的矿山压力以及变形破坏过程是看不到的,只能从理论上或者资料上去进行空间想象,但是这样会存在一些弊端,比如说对理解矿山压理论就会形成障碍。而且想只是通过观测就能得到矿山开采过程中的围岩内的某一点力,实际上是相当困难的。对于上述问题,数值模拟计算方法就拥有其独一无二的优势,数值模拟计算方法的发展逐渐的引起了采矿工程的重视,并且逐渐的的被采矿工程所引用。
可视化研究实例,我们对煤层开采过程顶板岩层受力变形过程模拟。模型上部为边界,我们按照煤层深度来施加重力,模型的左右两边为支边,模型的下边为固定点,为了平衡水平方向的位移。通过计算得出了顶板岩层会随着煤层开采而出现离层及其相对应的应力分布状况,其结果在一定程度上可以对矿山压力及岩层的控制上提供了理论补充。(本文来自于《黑龙江科学》杂志。《黑龙江科学》杂志简介详见。)
4结语
为了能够提高采矿技术的应用,我们对于煤矿开采的方法研究还需要加大人力物力,创造出更加适合采矿工程的新技术,这样才能够更好的提高人们的生活质量,减轻工作技术人员的工作量,加快工程的进度和效率,在采矿的同时也要要求工作人员工作认真、尽职尽责,争取零失误。以绘制单位立体模型来了解矿井的空间结构,这些都属于采矿工程的新技术,随着科学技术手段的不断进步,可视化技术在采矿工程中的应用会越来越多,而且会出现更加先进的技术,更好的提高采矿工程的整体生产效率及其安全稳定性。
作者:聂川超 单位:龙煤集团双鸭山分公司安全监察部
一、井下采矿技术特点
长壁开采技术是众多井下开采技术中应用最为广泛的一种,主要适用于煤矿井下开采。在煤矿井下应用长臂开采技术,具有生产效率高、采矿质量好、安全性能高的优点。若是在金属矿层开采中应用长臂开采技术,获取的效果则会大打折扣。造成这一情况出现的主要原因是煤矿矿层厚度、矿源存储量、分布深度等都与金属矿层不相同。所以,长臂开采技术主要适用于煤矿井下开采,不适用于金属矿开采。井下采矿具有施工复杂、安全性能缺乏保障的特点。井下采矿施工受影响因素较多,容易产生安全事故,所以为了确保井下采矿人员的人身安全,采矿企业不得不投入大量的人力、财力、物力,这就进一步加大了井下采矿的成本费用。进入井下进行采矿作业时,采矿人员必须做好充分的准备,整齐佩戴好各种安全防护装备,并确定身体处于健康状态,无任何疾病,只有这样才能下井作业。此外,在正式进行井下开采作业前,相关管理人员还应对井下的各种设施设备进行严格仔细的检查,以此确保开采的顺利、安全,避免火灾、塌陷等开采事故的出现。鉴于井下采矿作业的特殊性,采矿企业若想在井下采矿工程中获取更好的经济效益,就必须快速革新井下采矿技术,做到与时俱进,以此提高企业的市场核心竞争力。
二、井下采矿技术的发展趋势
1、井下充填技术的发展趋势
井下采矿技术众多包括干式填充技术、尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶结技术等。随着矿产行业的不断发展,以上这些井下采矿技术已经无法在满足矿产行业发展需求,所以,更先进的采矿技术应运而生并得到广泛应用。随着井下采矿技术的不断革新,传统的井下充填技术也逐渐向高浓、高尾砂方面发展,不仅降低了胶结材料的用量,节省了生产成本,还有效的改善了井下采矿环境,对于机械化、大型化实现起着非常重要的意义。
2、井下深部开采技术发展趋势
社会的发展,导致矿产资源需求量在不断加大,使得矿产资源存储量在迅速减少,同时这也就对井下开采技术提出了更高的要求。井下深部开采技术的应用,不仅很好地满足了上述情况的要求,还有效提高了采矿企业的经济效益,同时这也是促进我国井下采矿事业升级和转型的重要举措。由于我国深部开采技术起步较晚,当前在应用和研究方面仍处在初级阶段,加上井下深部开采技术所具有的特性,在实际应用中难免会产生各种问题,例如出现矿震灾害和爆破事故等问题。所以,作为新形势下的采矿企业重视井下深部开采技术的研究与应用,以此提高企业的经济效益,促进企业的发展。
3、井下支护技术发展趋势
井下采矿作业是一项高危险性的工作,所以,井下支护技术的重要性不言而喻。井下采矿时,应是有计划、按顺次进行开采,以此确保井下采矿安全。井下采矿技术的发展,使得井下支护技术也在不断革新,当前锚杆桁架就是全新的井下支护技术。锚杆桁架主要由高强度钢杆和两个涨壳式锚杆结合形成,该支护技术在井下采矿作业中被广泛应用并取得了不俗的绩效。新型的井下支护技术不仅能有效避免井下采矿作业安全事故的发生,还能进一步提高采矿企业的经济利益与社会利益。
4、深海采矿技术的发展趋势
深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心,包括深海矿产的采集、海底软管输送系统、海底矿物制备装载和输配电、从深海将矿物输送到洋面的提升、海面支持以及采矿船动力定位和采矿及输送过程的监测控制。其核心技术是适应海底作业环境回采率高的智能化采集设备,回采过程形态复杂多变的软管输送技术,高效、安全可靠的多相流提升技术和设备,深海开采水下设备吊放回收技术及悬吊采矿系统的起伏摇摆补偿装置,开采过程采矿船、提升管道、采集设备随动定位及作业过程的监测控制,水下大功率高压输配电技术。以上核心技术的开发和完善才能建立完整的深海金属矿产的工业开采系统,使我国成为拥有这一高新技术的国家。
三、结论
总之,矿产资源对于人类社会发展有着重大的意义和作用,而矿产资源需求量的不断增加,地表矿产资源的枯竭,使得人们不得不将目标放在地表之下的矿产资源中,所以,井下采矿技术的重要性显而易见,因此,本文从我国矿产资源发展现状以及井下采矿技术的发展趋势方面进行了分析与探讨,具有十分重要的意义。
作者:耿建伟 单位:山西华宁焦煤有限责任公司
一、虚拟现实技术的关键技术
虚拟现实技术综合了多种技术手段,其关键技术主要表现以下几个方面:第一,环境建模技术。这种技术也称之为虚拟环境的建立,目的是获取实际三维环境和数据信息,并根据实际应用的需要,利用三维数据建立相应的虚拟环境模型。第二,立体显示技术。在虚拟现实系统中,根据系统中声音消失的方向和用户大脑运动的关联性,使其在虚拟环境空间中形成实时、有形状的立体图形。这种技术手段与虚拟现实技术中涉及的CAD辅助技术有一定的关系,不同的是一个是在现实环境中形成图形图像,一个是在虚拟环境中形成虚拟图像。第三,交互技术。与传统模式的人机交互不同,虚拟现实中的人机交互利用了现实中的传感器技术,采用相应的传感器设备,使三维交互技术、语音识别技术以及语音输入技术成为虚拟现实中实现人机交互的重要手段。第四,系统集成技术。在虚拟现实系统中,存在大量的虚拟感知信息和虚拟现实模型,所有在虚拟现实系统中完成系统集成是非常必要的,它能够实现系统信息的同步、虚拟模型的标定以及数据之间的转换等多项技术功能。
二、虚拟现实技术在采矿工程中的应用
(一)系统设计方面
将虚拟现实技术应用于采矿工程的系统设计中,可以在煤矿项目设计、可行性研究报告设计、安全专篇设计等的采掘、运输、通风、排水、监测监控和人员定位等系统生成三维虚拟模型,这些模型的生成可以使系统设计者进行交互,在虚拟交互环境中,可以判断和检验系统设计的效果,如果发现设计不合理或者不到位的地方,就能够通过系统的自动调节功能进行修订和更改,并及时在虚拟现实环境中显现出来。
(二)施工工艺方面
虚拟现实技术可以根据矿山施工工艺的操作施工进行模拟,具体流程就是在虚拟现实系统的软件中生成整个煤矿井下的作业场景,采矿工程的工程技术人员可以在虚拟现实系统中对作业场景进行操作,这样可以在现实煤矿井下生产施工中选择最佳的施工工艺,以此实现对现实生成施工工艺的模拟和场景再现,对确定矿井施工工艺流程起到预控效果。
(三)管理方面
虚拟现实技术可以应用于矿山管理中,涉及矿山的生产施工、安全环保以及机械设备等方面的管理工作。这一应用功能的实现主要以虚拟现实技术中的远程监控操作、动态环境功能为依据,采矿工程的管理人员可以根据虚拟现实系统中的实时场景对煤矿井下的生产施工情况、整体运营情况进行综合评估。
(四)培训方面
在本文前文中提及虚拟现实技术可以供采矿工程专业的实习生、矿区的职工以及技术人员进行岗前的教育培训,这一点充分证明了虚拟现实技术在矿山培训教育方面的应用效果。在矿山培训工作中应用虚拟现实技术,可以降低培训费用,缩短培训时间。虚拟现实技术在矿山培训工作上的具体形式,就是将培训人员置身于与现实施工危险环境相似的虚拟环境中,当靠近危险位置时,危险的对象就会由培训人员主动确定,并根据一系列选项来评价危险的严重性及危险发生的概率,当计算机中的虚拟测试形式不变时,虚拟现实系统就会自动保存培训人员在虚拟环境中的具体表现,这样就能生成一份有效的培训报告。
(五)安全方面
由于采矿工程具有一定的特殊性和复杂性,而且存在较大的安全隐患。在矿井开采作业过程中,矿井火灾和瓦斯爆炸是最为常见的两种矿井灾害。随着计算机技术飞速发展,矿山网络安全防护系统的建立,使得矿井下的复杂通风网络成为可能,可以充分指导井下灾害自救工作,有效控制井下风流的流向,保证井下火灾发生后保持有效的通风效果,从而确保井下作业人员安全撤出,避免火灾的势头蔓延,引发更大的安全事故。虚拟现实技术在矿山安全的应用具有非常重要的作用,它是对真实矿井下的作业环境进行模拟,结合互联网技术对状态模型进行模拟分析,将真实逼真的火灾场景呈动态的形式显示出来。
(六)特殊环境条件下的应用
在进行深部矿产开采过程中,可以利用虚拟现实技术建立相应的虚拟环境,相关设计人员可以在这个虚拟环境中涉及交互式的动态模型,以此确定特殊采矿环境下的采矿方法、巷道布置方式、通风设计以及矿井开采参数。在海底下采矿工程中,利用虚拟现实技术可以根据海底下地理环境条件建立虚拟模型,以此确定海底下采矿环境下的采矿方式及相应的数据参数。
三、结语
近年来,虚拟现实技术的发展速度加快,作为一种高新技术手段,其在各行业领域的应用效果是显而易见的。虽然虚拟现实技术在采矿工程中的应用研究还处于初级阶段,但是从上文中不难看出,该技术在采矿工程中有着宽阔的发展前景。随着虚拟现实技术的进一步完善和提高,将进一步提高我国采矿工程技术水平,也必将在我国矿山开采和技术管理中发挥不可替代的作用。
作者:陈磊 单位:贵州毕节纳雍县煤炭工业局
1煤矿采矿技术应用工作中的问题
1.1规章制度不完善规章制度是保障煤矿安全生产
的前提条件,我国的煤矿企业众多,分布广泛,其规模与大小都存在着较大的差异,目前的规章制度只能够把握整个煤矿行业,漏洞严重。由于相关规章制度的缺乏,很多煤矿企业的管理工作混乱,违规操作严重,这也是导致安全事故频发的主要原因。此外,部分煤矿在采矿管理方面尚有诸多问题亟待整改。比如,企业安全生产管理机构尚未健全、安全管理人员数量不足;岗位责任制未得到有效落实;生产矿井证照不全或过期;部分矿井存在私挖滥采现象、超层越界开采、以探代采、超核准范围和核定人员组织生产建设等非法违法违规行为;更有甚者将矿井非法挂靠、层层转包,一矿多井等现象依然存在;有的矿井为偷税漏税,存在“两套图、两本账”等弄虚作假,蓄意逃避监管等行为。这些问题若不及时整改,很有可能引发更大的管理漏洞。
1.2缺乏专业技术人才
煤矿开采对于开采人员的综合技术水平要求很高,就现阶段来看,我国很多煤矿企业,尤其是中小型煤矿企业都存在着专业技术人才缺乏的问题,矿工综合素质水平普遍不高,知识水平扎实的技术人才不仅能够保证煤矿开采进程的正常进行,也能够降低安全风险的发生率。但是由于缺乏专业性技术人才,就导致很多采矿技术无法得到科学的使用。
1.3管理人员只看中眼前利益,影响了新技术的推广
今年以来,受全国煤炭产量过剩,供需矛盾加大和煤炭价格大幅下滑的影响,煤矿生存压力越来越大,部分煤矿减少安全设施投入,消减安全管理人员,安全设备,运转不正常,对安全生产埋下了隐患。煤矿生产者的根本目的就是为了获取到经济效益,煤矿行业属于典型的高危行业,不仅安全事故发生率高,还需要投入大量的资金,经过长时间后才能够收回成本,如果企业资金投入不足,资金量就很容易出现断裂。在这种因素的影响下,很多煤矿经营者不愿意冒风险引进新技术,依然使用现在的技术,他们只看重眼前利益,不愿意花费资金来研发新技术,这就在一定程度上影响着新技术的推广,采矿效率一直难以得到提升。
2促进煤矿安全与采矿技术发展的对策
2.1完善规章制度,促进采矿技术的规范化发展
在未来阶段下,需要根据煤矿资源的开采要求建立好科学完善的规章制度,明确企业的工作目标与工作流程,让管理人员与工作人员可以全面的了解自己的工作任务与工作方式。在确定好任务与方式之后,即可将责任落实到每一个人身上,只有实施该种制度,才能够促进新型技术的规范化使用。只有做到这一点,大家共同配合才能够在保障工作效率的同时促进采矿技术的规范性发展。
2.2加强培训,提升矿工的综合素质
综合素质过硬的人才是保障企业可持续发展的重要保证,煤矿安全与采矿技术的应用发展与技术人才有着密切的关系,基于此,煤矿企业必须要定期对技术人员开展培训工作,提升他们的技术水平与责任意识。还要注意到,矿工是煤矿开采工作的实施者,他们从事的工作重复、繁琐,虽然他们对自己的工作熟练,但是其工作都是体力活,为了激发出他们工作的积极性与主动性,企业需要加强对矿工的培训,将理论与实践进行有机结合,让矿工能够不断的掌握新知识与新技术,从而不断的提升企业生产效率。只有打造一支综合水平过硬的队伍,才能够为煤矿企业的高效生产奠定好坚实的基础。
2.3加强创新,不断研发新技术
为了避免煤矿管理者只注重短期利益导致煤矿安全与采矿技术受到限制的问题,政府可以制定好一系列的鼓励措施,让他们可以积极的去创新,引导他们发展新型安全与采矿技术。煤矿企业与其他行业一样,科学技术是第一生产力,虽然新技术的研发复杂、艰难,也会耗费大量的人力、物力和财力,可是,一旦新技术在生产工作中得到使用,就可以为企业带来很好的价值。在传统模式下,政府主要采用技术产权保护、研发补贴等方式来鼓励企业开展技术创新,这对于促进新技术的发展起到了很好的效果,但是,这些政策主要针对一些新型企业,并未制定与煤矿企业相关的法律,这也是制约煤矿安全与采矿新技术发展的重要原因,为了解决这一问题,政府需要根据煤矿企业的生产经营特征制定出相应的鼓励措施,这样,煤矿企业既能够研究新技术,也可以享受到政府的优惠政策,这对于企业的安全生产与长远发展都是十分有益的,而对新技术的产权保护工作不仅是政府对于企业技术上的认可,也是对煤矿企业劳动成果的保障。
3开展煤矿安全生产大检查
安全生产大检查的各项工作均采取“不发通知、不打招呼、不听汇报、不用陪同和接待,直奔基层、直插现场”的“四不两直”方式进行,并按照“企业全面自查、市县重点督查、省级同步突查”的交叉方式组织开展。检点为各县区煤炭行业管理部门、各主体企业对“不放心煤矿”挂牌管理制度的贯彻落实情况;以瓦斯、水患、火灾防治为重点的煤矿隐蔽致灾因素普查及治理工作情况;防治水、防汛、瓦斯等专项检查查出的隐患和问题的整改落实情况;安全生产应急预案编制、修订、备案、演练情况以及汛期安全生产工作安排部署情况、领导带班和应急值班情况等。
4结语
总而言之,在社会的发展与科技水平的进步之下,煤矿采矿技术也呈现出一种多元化的发展趋势,在煤矿采矿技术应用时,由于各种因素的影响,管理不科学、人才水平参差不齐、制度不完善的问题在很大程度上制约着煤矿安全与采矿技术的发展,为了解决这些问题,政府必须要根据煤矿企业的生产经营情况制定好科学合理的管控措施,发展技术创新,加强新技术的开发,这不仅可以提升煤矿企业的综合效益,还能够促进国民经济的可持续发展。
作者:李小明 单位:河南能源化工集团焦煤公司方庄一矿
一、我国煤与瓦斯的基本特征
我国的煤炭资源较丰富,目前的保有储量1100多亿,且有48%的煤层属于高瓦斯和突出煤层,因此瓦斯储量丰富。埋深2000m以浅已探明煤层气资源约为31万亿m³,位列世界第三。但我国大规模的商业化瓦斯开采尚处于起步阶段,国家的相关产业政策出台较晚,或尚不明朗。这里有认识和技术问题,更有我国煤层的透气性差,抽放困难等原因。我国70%以上的煤层渗透率小于0.001μm²,属于低透气性煤层,其透气性比美国和澳大利亚低2--3个数量级,钻孔有效排放半径和钻孔瓦斯流量小,衰减快,透气性最好的抚顺煤层井下水平钻孔与美国同类条件相比,钻孔影响范围仅30--50m,而美国可达到100m以上。煤层气体压力也对瓦斯的抽放起着重要作用,有关资料表明,我国煤层压力普遍偏低,这对抽放瓦斯极为不利。中国的含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,成为低透气性的高延性结构。目前,我国瓦斯勘探和开发的主要煤阶是中阶煤和高阶煤,具有很强的非均质性,导致井网的井间干扰效应降低,相互间不能形成有效的联系,水力压裂增产效果也不明显。
二、煤与瓦斯共采技术的理论基础
限制我国高瓦斯矿井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤层的低渗透率和高可塑性,使得沿煤层打钻孔困难,煤层采前预抽效果较差。由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,塑变性大大增强,因而成为低透气性的高可塑性结构,这使得地面钻孔完井后采气效果差,水力压裂增产效果不明显。而且煤层普遍具低渗透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范围内,水城、丰城、霍岗、开滦、柳林等渗透率较好的矿区也仅为0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。鉴于此,我国煤层气开发生产的重点应放在井下,利用井下的采掘巷道,并尽量利用煤层采动影响,通过打钻孔和其它各种有效技术强化煤层的瓦斯抽放。同时,应进一步研究和不断完善提高煤层渗透率的技术和钻孔技术,研究提高气体质量的技术,研究井下煤炭与瓦斯的协调开采配套技术以及煤矿瓦斯利用技术,使之与井下煤层气开发产业配套,实现煤与瓦斯的安全共采。现场测定和实验研究表明,不论原始渗透系数怎样低的煤层,在采动影响煤层卸压后,其渗透系数会急剧增加,煤层内瓦斯渗流速度大增,瓦斯涌出量也随之剧增。因此,只要合理布置钻孔位置和其它相关参数,完全能够高效地实现瓦斯抽放。
三、煤与瓦斯共采技术的研究现状
我国的煤层甲烷研究开始于50年代煤矿井下的瓦斯抽放,其中抚顺、阳泉是抽放量最大的矿区。目前,我国已有123个矿井建立了井下瓦斯抽放系统,年抽放量达6亿m³,抽放瓦斯利用率达80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯矿区抽放的瓦斯气体即可投入民用和小规模的工业利用。70年代末期开始了矿井地面瓦斯抽放工作,主要集中于抚顺龙凤矿、阳泉矿、焦作中马村矿、湖南里王庙矿,并进行了压裂实验,但是效果不佳。80年代初期,国内开始进行煤层甲烷相关资源研究。“六五”期间,煤炭、石油以及地质等行业通过国家重点科技攻关项目对国内煤成气资源进行区域性评价和基础理论研究。随后,国家“七五”科技攻关项目设立了“我国煤层甲烷的富集条件及资源评价”专题,取得了对中国煤层气资源状况的初步认识。华北石油地质局1986年在唐山地区开展了煤层甲烷勘探开发实验和工艺技术研究,并进行了“煤层甲烷评价与开发利用状况”调研。1989年,第一次“开发煤层气研讨会”在沈阳召开,标志着煤层甲烷从“瓦斯灾害”到“优质能源”的认识转变、从“井下抽放”到“地面开发”的技术转移。“八五”期间,国家科技攻关项目设立了“有利区块煤层吸附气开发研究”专题。此后,煤层甲烷的研究重点转移到了开发工艺攻关上。1992年,联合国开发计划署通过全球环境基金资助我国开展了“中国煤层气资源开发”项目,1993年又资助了“中国深层煤层气勘探”项目,对中国煤层气的勘探开发起到了巨大的推动作用。1996年,一批有影响的研究项目和规划相继完成,如原煤炭部计划项目“全国煤层气资源评价”、国家计委Ⅰ类资源勘查项目“中国煤层气资源评价”、国土资源部地质调查项目“全国煤层气综合规划研究”、原石油天然气总公司“九五”科技攻关项目“煤层气选区评价与配套工艺技术”、国家“九五”科技攻关项目“新集浅层煤层气示范开发成套工艺技术及专用装备研究”等。到目前为止,对全国范围内的煤层气资源、分布、储层特征取得了基础性认识,基本明确了煤层气开发的有利地区。但是由于我国的煤层地质现状(地质条件复杂,构造煤发育,瓦斯含量高,瓦斯压力低,渗透率低等),煤层气的地面开发并不能很好解决井下瓦斯问题。现阶段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前预抽、边掘边抽、采后抽取、卸压瓦斯钻孔抽取、以及开采层、邻近层、采空区瓦斯抽取等等。因此,如何将井下瓦斯抽放与地面煤层气开发协调地结合起来,更好地实现煤与瓦斯共采,就成为一个值得深思的问题。总之,我国煤与瓦斯共采的研究开发取得了很大进步,但也存在许多有待于进一步研究和解决的问题。
四、煤与瓦斯共采需要解决的关键问题
(一)深入的理论研究
利用采动卸压场与裂隙场增加煤层瓦斯的解吸速度与煤岩的透气性,实现矿井煤与瓦斯双能源开采的思想提出来已经有几年了,按照这一技术思路,我国相关大学和企业进行了必要的研究和工程实践,取得了一定的成果,但是总体上,理论研究有落后于工程实践的趋势,今后在理论上需要解决的主要理论问题有:
1、采动裂隙场的透气规律研究
经过多年采矿学者和技术人员的研究,目前对于采动卸压场和裂隙场的范围已经有了相对成熟的成果和研究手段,研究的技术思路上也相对成熟,有经验的学者已经能够估算出采动卸压场和裂隙场的范围以及随采动影响的变化规律,这对于裂隙场卸压抽放瓦斯具有重要的指导作用。但是对于裂隙场内岩体的破裂情况及破裂分布尚没有相对成熟的研究成果,对于瓦斯气体在裂隙场内的解吸、扩散、渗流等规律以及裂隙场内的透气性等还有待进一步研究。
2、瓦斯浓度分布规律研究
进行煤与瓦斯抽放时的一个重要问题就是要掌握高浓度瓦斯的分布规律,为抽放工程设计提供理论指导。目前需要深入研究的有卸压带、采空区、上覆岩层裂隙场内等不同瓦斯浓度的分布规律,以及它们随着工作面推进以及风量变化等的动态变化规律。
3、瓦斯抽放时的流动规律
主要研究采空区和裂隙场内进行不同压力抽放时瓦斯流动规律、瓦斯气体与裂隙岩体的耦合相互作用规律,研究原始煤体、卸压带与裂隙带内瓦斯抽放过程中固体煤岩物理力学性质的变化,尤其是抽放过程中透气性变化规律等,这些工作需要大量的室内试验和研制专用的试验设备及大量的现场观测与试验研究。
(二)增加和稳定抽放的瓦斯浓度
在原始煤体中进行预抽放的瓦斯体积分数可以达到30%以上,但是由于原始煤岩的透气性低,抽放难度较大,且一般只能抽出煤层瓦斯的20%--30%,煤体中还残留大量瓦斯。在高位裂隙带内抽放的瓦斯体积分数可以达到20%以上,这两部分抽出的瓦斯浓度相对较高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也进行了利用。在煤层卸压带内和采空区抽出的瓦斯体积分数一般均低于20%,大部分为13%--15%,这主要是由于卸压带内煤岩破裂、空气渗入,采空区顶板垮落,大量空气混入等原因,对于这些相对浓度较低的瓦斯输送、利用和安全保障技术等还需要进一步研究。
(三)低浓度瓦斯利用与提纯
除了原始煤层中预抽和高位裂隙带内抽出的瓦斯浓度相对较高外,采空区、卸压带内抽出的瓦斯浓度相对较低,巷道风排的瓦斯浓度更低,但是这些低浓度的瓦斯量很大,一般会占瓦斯总量的50%以上,如何安全利用这些低浓度瓦斯,一直是瓦斯作为能源开采时的最大障碍之一。目前,在这些方面进行了许多探讨和研究,但是核心问题,如输送与使用的安全问题、提纯的高成本问题等,依然没有解决。
五、煤与瓦斯共采技术原理
煤层的采动会引起其周围岩层产生“卸压增透”效应,即引起周围岩层地应力封闭的破坏(地应力降低-卸压、孔隙与裂缝增生张开)、层间岩层封闭的破坏(上覆煤岩层垮落、破裂、下沉、下位煤岩层破裂、上鼓)以及地质构造封闭的破坏(封闭的地质构造因采动而开放、松弛),3者综合导致围岩及其煤层的透气性系数大幅度增加,为卸压瓦斯高产高效抽采创造前提条件。煤层卸压瓦斯的流动是一个连续的两步过程:第1步,以扩散的形式,瓦斯从没有裂隙的煤体流到周围的裂隙中去;第2步,以渗流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采钻孔处。卸压瓦斯的运移与岩层移动及采动裂隙的动态分布特征有着紧密的关系。
(一)高抽钻孔组抽采技术原理
煤层开采将引起岩层移动与破断,并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为两类:一类为离层裂隙,是随岩层下沉在不同岩性地层之间出现的沿层裂隙,它可使煤层产生膨胀变形而使瓦斯卸压,并使卸压瓦斯沿离层裂隙流动;另一类为竖向破断裂隙,是随岩层下沉破断形成的穿层裂隙,它构成上下层间的瓦斯通道。当采空区顶板充分垮落后,采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触,从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实,结合采场空间特点,采空区四周形成了一个环形的采动裂隙发育区,文献称之为“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O”形圈内运移,使得“O”形圈成为卸压煤层瓦斯聚集和运移的主要通道。卸压瓦斯“O”形圈抽采理论表明,卸压瓦斯抽采钻孔的合理位置应打到离层裂隙的“O”形圈内。高抽钻孔组就是在沿工作面倾斜方向靠近回风巷侧布置一组千米大直径抽采钻孔,利用采动裂隙“O”形圈作为运移通道来抽采采空区瓦斯。高抽钻孔组布置靠近在“O”形圈的回风侧,改变了采空区瓦斯流场,有效解决上隅角瓦斯超限问题,且“O”形圈长期存在,抽采钻孔能够长时间、稳定的抽采出高含量瓦斯。
(二)顶板裂隙钻孔组抽采技术原理
采用全部垮落法管理顶板时,上覆岩层下沉稳定后,在采动区沿垂直方向由上至下形成了冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。研究表明,在回采过程中,靠近工作面一定范围内的采空区中部上覆岩层离层裂隙发育,结合采动裂隙“O”形圈,在采空区竖直方向上,形成了一个“∩”形拱采动裂隙区采空区不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升,上升中不断掺入周围气体,使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐渐减小直到密度差为零,混合气体则会聚集在裂隙带上部的离层裂隙内。涌入采空区的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通扩散,由于空气的重力产生方向向下的压强梯度,则其产生的扩散流方向,与压强梯度反向,即瓦斯气体具有向上扩散的趋势。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通风负压的作用下“∩”形拱采动裂隙区成为瓦斯聚集区,为采动裂隙带内钻孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技术提供依据。由于沙曲矿近距离高瓦斯煤层群的赋存特性瓦斯涌出量大,仅靠高抽钻孔组不能完全解决沙曲矿的瓦斯治理难题,因此,基于上述理论分析,在采空区顶板裂隙区布置顶板裂隙抽采钻孔组,。顶板裂隙钻孔组加强了采空区瓦斯抽采,直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采,减弱了采空区瓦斯涌出强度,从根本上解决瓦斯超限难题。
(三)构建煤与瓦斯共采技术体系
依据以上分析研究,结合本煤层预抽法,构建沙曲矿近距离高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共采”技术体系。
六、煤与瓦斯共采的研究方向
(一)煤与瓦斯共采是煤矿绿色开采的重要分点将煤层气开采出来将是煤与瓦斯共采的一条重要途径。在井下因采动影响地层压力发生变化,由于开采卸压,煤层中的瓦斯压力升高,煤中原来的孔裂隙系统的毛细管力反而降低,极易被瓦斯突破形成更大的孔裂隙系统,结果瓦斯解吸运移过程加剧。因此,合理利用采动矿山压力引起的岩层活动规律,有效地进行井下瓦斯抽放和地面煤层气开发,是煤与瓦斯共采的关键技术问题。岩层运动中的关键层理论、煤与瓦斯突出的流变机理和球壳失稳理论等对煤与瓦斯共采技术的应用发展有着重要参考价值。
(二)在进行煤与瓦斯共采技术的研究过程中,应该具体情况具体对待,多提出一些有针对性的瓦斯抽取新技术,如松藻打通一矿的采煤工作面特异型瓦斯涌出及抽放研究,打通二矿的综合瓦斯抽放技术提高工作面瓦斯抽放率研究等。同时应该注重将井下瓦斯抽取与地面煤层气开采有机地结合起来,形成一整套属于煤与瓦斯共采的基础理论和技术体系,从而在煤矿区真正实现煤与瓦斯共采,更好地为煤矿绿色开采服务。
一、地质测量队采矿工作的影响
在现在这个信息快速发展的时代,我们在进行采矿工程工作前,必须对这个某个地区进行地质测量,确保矿物质的质量。在各种动力作用下,氡、地下水、气体等流体主要沿各种岩石孔隙和裂隙运动。如果地下地质体的分布是均匀的、连续的,那么在地表所测的氧值应符合一定的规律性,不存在异常区,当地下发生地质变化时,地质体的连续性受到破坏,这时岩石中氡的聚集条件和运移条件发生变化,这种变化所产生的结果就是在地表形成氧异常。地测工作标准化是质量标准化的一个重要组成部分,地测工作标准化必须以为生产服务为目的,提高经济效益为中心,减少安全隐患为宗旨。另一个是指标准化必须着眼于生产,决不能搞形式上的标准化或脱离生产的标准化。这就要求地质测量人员必须树立人人上标准岗、干标准活的良好习惯,必须摒弃应付检查或检查前突击的工作作风,坚持日常自检自查,对检查出的问题,当即对照标准进行整改。对重复发生的同一性质的问题,要追查原因,组织讨论,严肃处理责任者。这一制约机制从根本上消除或减少了标准化方面的漏洞,提高了标准化工作的水平。
二、可视化技术对采矿工程的重要影响
2.1目前采矿业仍存在的问题
当我们对煤矿进行开采的时候,一般都是在地面表层下面进行工作,可想而知,地下的环境是相当恶劣的。目前,由于我国采矿技术的相对匮乏,地下的基础设施、周围环境还是比较落后的。首先就是采矿技术人员长时间处于黑暗之中,眼睛看不到光,当接触到阳光的时候,难免会对我们的眼睛产生一定的刺激作用;其次就是地下环境问题,下面大多数都是排下的污水,这对采矿人员的身体健康也是不利的。
2.2可视化技术的发展
科学计算可视化是20世纪80年代后期提出并发展起来的,它是20世纪90年代计算机新技术的热点。进入20世纪90年代,国外以三维矿床模型为代表的矿用软件发展较快,涉及到地质资料处理、矿床建模、开采辅助设计等各个方面。目前CAD技术已经向三维实体、可视化和集成化发展,但对于矿业而言,还有相当长的路要走。
2.3如何有效利用可视化技术
采矿工程技术人员在分析现场问题过程中,要经常确定各个巷道之间的关系,从而才能进一步的分析各个巷道之间的矿山压力的影响。多数工程技术人员在分析过程中,面对的是采掘工程平面图,靠想象来确定其之间的空间位置关系。这种方法费时、费力,效率低。在分析研究采矿问题的过程中应要求首先学会三维知识,让研究人员先把研究涉及巷道的三维空间关系绘制出来。1)可以在绘制三维模型的过程中,更加深刻地了解矿井的三维空间结构,可能对所研究的问题有创新的想法。2)能够使初涉采矿的工程技术人员,建立起三维矿山系统的概念。3)当一个采矿项目结题后,要向领导汇报,当汇报人员将平面图转换为三维矿井立体模型,结合这些模型汇报,会达到高效的效果。
三、可视化技术的具体要求
课程可视化在可视化技术中有着重要的意义。即使工程技术人员到矿井现场实习,看到的仅仅是静态的局部现象,如巷道的支护物破坏或失效、巷道的明显变形、采场顶板的冒顶、煤壁的片帮等,而对产生矿压显现现象的矿山压力及变形破坏过程没有直观的认识。因此只有通过观测得到矿山开采过程中围岩内任何一点的力,实际是非常困难的。因而数值计算方法的发展引起采矿界的重视,并逐步引入作为计算矿山压力的方法,在矿山压力及其控制中发挥越来越重要的作用。
四、结束语
为了提高采矿技术的应用,对于煤矿开采的方法的研究需要加强更多的精力,创新出更多的新技术,这样才能够提高人们的生产生活质量,减轻劳动力的付出,加快作业效率与工程进度,这样采矿工作才能够更广泛更深入的进行。采矿同样要求务职人员工作细致认真,做到标准、全面、零失误。本文中可视化技术的应用对采矿技术无疑是增添了动力,新型的设计、数值化模拟程序、通过绘制三维模型来了解矿井的三维空间结构,这些都是在采矿业中的新技术的开发,希望在不久的将来,我国的采矿业可以发展的越来越好。
作者:费宗雷 单位:龙煤集团双鸭山分公集贤煤矿开拓区
一、充填技术的选择原则
在选择充填技术过程中,要以煤矿自然条件为基础,结合充填技术的不同特点合理选择,选择过程中要符合以下六个原则:
一是确保安全生产。在选择充填技术上,要控制以最大限度实现将地压,尽可能避免发生岩爆事故,所以,应综合考虑地压与采矿方法等因素,科学选择充填技术,充填技术首选为胶结充填技术。
二是确保充填量符合开采实际需要。煤矿开采前,要根据煤矿设计好的矿量确定充填量,充填方法按照不同充填量进行合理选择。通常情况下,水力充填法在各种充填方法中的充填能力最强。若充填量难以保证煤矿开采过程中的采充平衡,就容易产生采充失调情况,极易造成事故。
三是充填技术选择过程中,操作方法要求简单便捷,以便于控制物料配比及操作人员使用。
四是有效降低各项费用成本。建设相关充填系统过程中,一些项目的基建费用较低,但具有较高的经营费用,而一些项目基建费用较高,但具有较低的经营费用。所以在选择充填系统过程中,要合理分析各项技术,以实现搭配的最优化。若煤矿中具有较多的废弃砂石,可选择废弃砂石作为原料实施胶结充填。
五是确保系统运行正常。充填系统在工作过程中,要尽可能降低故障发生率,使系统运行稳定。如系统发生故障时,就要及时进行修复。煤矿开采过程中通常使用国产设备,与选择国外设备相比,在人员培训和设备维修方面会节省不小的成本。而且,为实现系统运行不间断,一般需要一套系统作为备用,要求操作人员详细了解系统使用及相关维修技术,以保证充填系统运行的稳定。
六是符合环境保护原则。设计选择充填系统过程中,要对环境产生污染问题进行必要的考虑,充分回收利用尾砂、煤灰等废弃物,同时在降低充填费用成本时,还可以有效降低环境污染,促进经济社会的协调可持续发展。
二、充填技术的发展趋势
结合我国煤矿过去十年的产矿量及采用的充填技术等有关统计数据,可对充填技术的未来发展趋势分析如下。随着煤矿的不断开采,采煤过程中导致的土地塌陷赔偿费用逐渐增加,并呈现不断上升趋势,未来将会越来越高。以煤矿采用充填技术开采分析所增加的成本可知,约在近几年出现充填采空区增加的吨煤开采成本约等于采煤导致的塌陷土地赔偿所增加的吨煤成本,即在煤矿采用采空区充填技术对开采沉陷进行控制,对地面土地进行保护需要在几年后才明显体现出优越的可行性。我国作为矿产资源储备量最大,而且也是资源消耗量最大的一个国家,在煤矿开采过程中,难免会破坏煤矿周边环境和地表,这在使矿产开采成本增加时,也在一定程度上污染周围环境,极易引起安全隐患。所以,据此提出一种矸石充填技术,即通常谈到的一种绿色充填技术。采空区充填技术可使破坏地表环境情况有效减少,废料排放率降低。在煤矿开采的同时,容易出现大量采空区,甚至造成采空区顶板和矿柱产生变形或移动,极易产生安全隐患。使用矸石充填采空区,矸石不需要再上井,有效解决矸石污染耕地和环境的不利后果,而且对于留设煤柱的减少,资源回收率的明显提高都具有重要意义。该技术在不远的将来将是煤矿开采企业采用较为广泛的一种充填技术,并会得到广泛推广应用。
三、结论
综上所述,通过对我国煤矿生产中常用的各种充填技术的研究,充填技术的未来发展主要集中在以下几方面,一是不断研发自动化的高效充填设备,使充填作业机械化程度明显提高,有利于促进充填技术快速发展的需要,进而实现自动化充填系统;二是对膏体充填技术的研究要更加深入,有效解决盘区进路机械化充填采矿法中的进路充填接顶问题,使采矿效率得到有效提高;三是研发胶结充填材料,采用废料实现充填,同时也使充填成本明显降低,实现保护环境的目标;四是胶结充填技术由于对环境的污染程度较小,未来一段时间内将是一种主流充填技术,并逐渐得到广泛应用。
作者:杨井志 单位:七台河七煤集团公司胜利煤矿
摘要:21世纪以来,人们对资源的需求越来越大,因此人们不断的开采矿山以此来满足我国建筑或工业上的需求。在采矿工程施工中安全的重要性不言而喻,一般的矿山地势险要,不当的施工就会造成严重的安全隐患,因此安全问题受到了相关部门的重视,并采取了相关措施来保障采矿施工中的安全。本文针对采矿工程施工中的不安全技术因素来进行深入研究,发现其中存在的不足,并结合自身的专业知识来提出相应的解决对策,这样矿山开采事业也能够持续稳定的发展。
关键词:采矿工程;施工技术;对策
我国采矿发展还不是很先进,在一些技术上还有很大的发展空间,在这些施工技术中存在着大量的不安全因素需要施工单位和施工人员进行全面的了解,只有这样才能在采矿过程中规避这些不安全因素带来的影响。
1采矿工程施工中存在的不安全因素及解决对策
1.1弯道采矿井巷施工中存在的不安全因素及解决对策
弯道采矿井巷施工中存在的不安全因素主要有两个,一个是曲率半径的影响,另一个是车道不合理设计产生的影响。曲率半径对于不同的采矿井巷工程来说有不同的标准,一般在施工过程中曲率半径的设定和运输工具直接挂钩,同时施工单位在施工前就会确保曲率半径和交通运输工具相匹配,这样在施工过程中是安全的,不容易产生安全隐患。但由于矿山作业工程量浩大,为了及时的完成开采工程,施工单位要充分的利用现有的交通运输工具,就会出现曲率半径和运输工具不匹配现象,不安全因素也就因此诞生。同时这种现象会造成更大的不良后果,曲率半径过小和过大都会影响工程施工质量,过小会出现交通运输工具无法正常转弯行驶,容易发生翻车事故,而过大就会造成爆破后,石块沉降不彻底,将运输道路的坡度抬高,进而影响了整个开采工程的交通运输秩序,在运输速度上也会有所降低。因此,选取合适的曲率半径非常重要,在施工前相关人员就应该盘点好交通运输工具,对曲率半径分别一一对应设计,这样就能减少不安全因素的潜伏。而另一个是车道设计对弯道采矿井巷施工的影响,车道设计是弯道采矿井巷施工中最重要的部分,设计师在施工前就会对施工现场有一个全面的考察,对施工地段的位置和坡度进行分析和测量,但是却忽略了视觉盲区这一重要思想,导致在弯道设计中存在大量盲区,在实际的行驶过程中很容易就出现相撞事件,严重威胁了施工人员的人身安全。因此在设计中要考虑到这个问题,在施工过程中要进行反复的视觉试验,做到将盲区降到最低。
1.2采掘工作面施工中存在的不安全因素及解决对策
在采掘工作面施工中也存在不少不安全因素,需要施工人员在施工中认真对待。在进行切眼和分斜坡在开口施工的时候,不少施工单位并没有沿着土层结构进行开口,而是较为随意的动工,这样不仅容易破坏岩层结构,造成松动,出现塌陷,还容易出现质量问题,在下一步施工中容易引发一系列质量问题,埋下不安全隐患。因此在进行开口时要严格按照施工标准来进行,既保护了岩层,又降低了施工人员的安全问题,同时开采难度和成本都会有所下降,利于开采工程的施工,能够缩短施工工期。同时在进行急倾斜岩层开采施工中主斜坡度设计不合理在施工中会形成一定的安全隐患。主斜坡度的影响因素不仅仅在认为设计中还存在施工中,由于实际施工中开采过程中难免会出现一些岩层的变动,抬高或降低了主斜坡度,给运输带来一定的难度,也增大了意外安全事故的发生。对于无法避免的差异,施工单位只能依靠对偏离范围的测定和把握。争取减少偏移,减少不安全因素的存在。反眼坡度的设计施工过程中不能单单考虑施工团队的经济利益问题,还要结合实际的施工运作情况,否则在设计中就会大大的减少拐弯,直行道在长期的行驶状态下容易导致司机疲劳,因而产生意外安全事故。在运巷拔口位置选择的时候务必要认清楚正反门的区别,同时避开两边的储藏矿物,一来是保持矿物结构的完整,二来是保障开采过程中的人身安全.
1.3开拓巷道工程施工中存在的不安全因素及解决对策
在开拓巷道工程施工中存在的不安全因素主要体现在轨道间安全距离过小以及不合理的巷道腰线设计,这两点设计在实际施工过程中是主要施工难点,同时也是不安全因素所潜伏的载体,对这两点设计不能掉以轻心。在正常的施工过程中,下部车场轨道之间的安全距离是有一个标准值的,每次施工中都应该严格按照标准来进行施工,但很多施工单位为了节约成本,会缩短安全轨道距离,材料上就能省下一笔可观的费用,这样一来就给车辆行驶埋下了较大的安全隐患。这种现象只能通过监理工程师在施工中和施工后对车轨安全距离的质量把控,杜绝违规现象的发生。而不合理巷道腰线的设计主要源于在施工过程中施工单位不懂的灵活变通,在施工中只考虑到标准设计,而忽略了实际施工情况,这样的设计虽然能通过质量检测,但在后期的使用上就要注意安全问题,同时这样的设计在突发状况下就不适用,不仅造成安全隐患,而且还浪费施工材料。因此,要学会因地制宜,设定一个适合的设计方案,将一切不稳定因素都考虑进去,对于能够排除的因素进行剔除,这样在设计中受到的影响因素就会大大下降,从而提高了设计质量,保证了使用安全。
2结语
安全是人们关注的永恒话题,尤其在矿山开采过程中更要多加注意,矿山结构复杂,在进行巷道施工过程中切不可忽略了对地势的考察和利用,因地制宜,全面的考虑开采的影响因素,提高开采工程施工质量,降低不安全因素的爆发。除此之外,还应该严格按照施工标准来进行施工,当然在遇见突发情况时要懂得变通,不可一味的刻板,否则会大大的降低开采质量,要视具体情况而定。
作者:杜玉龙 单位:王洼煤业有限公司王洼煤矿掘进队