煤礦工程采礦關鍵技術和施工安全管控策略分析與應用

肖宗儒 張雯

摘 要： 煤礦是我國能源資源的重要組成部分，在社會主義現代化建設過程中具有舉足輕重的作用。在科技主導下，煤礦采礦技術日益發展，新煤礦在施工與采礦的過程中，還存在諸多不足，如何提升煤礦工程采礦技術和施工安全管控策略，對于減少煤礦施工安全隱患、促進煤礦企業可持續發展具有重要意義。本文從煤礦工程采礦技術與施工安全管理等角度出發，針對露天采礦關鍵技術、地下開采關鍵技術、硬頂煤與硬頂板的采礦關鍵技術、傾斜厚層和傾斜薄層開采關鍵技術、智能采礦關鍵技術等開展科學研究、進行科技攻關，結合實際案例探討如何創新采礦方案，加強礦山工程施工期的管理，保障礦山工程安全施工、有效運營。

關鍵詞： 煤礦工程;采礦技術;施工安全管理

【中圖分類號】TD712.6 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.204

科技的發展促進我國現代化的建設和城鎮化的建設，煤炭作為現代社會中不可缺少的重要資源，城市的發電、發熱等多個行業都需要運用煤炭[1-4]。我國當前的煤炭需求量較高，加上煤炭資源儲蓄量分布、國家標準等多方面的影響，促使科技的發展下煤礦開采技術不斷的革新。提升煤礦工程采礦技術工作效率的同時，還要加強對于施工安全管理工作，牢固安全施工的理念。當前我國社會煤炭消費的發展情景來看，2019年我國國內的資源消費占比達70%。從最新的調研結果顯示，我國現有勘測出來的煤礦資源達到9000億噸，但是由于我國現如今部分地區的煤礦開采技術在市場上缺少核心競爭力，促使國家出臺了相應的政策，加強對于煤礦市場的監督和管理。包括《煤礦工程和市政基礎設施采礦安全監督制度規定》 等相應的十三五之后的煤礦開采制定規劃，同時文章中提出了十三五以后向高科技施工環境和高資源態勢發展煤礦采礦業，由此可以看出煤礦資源已經成為了當前中國發展中不可缺少的重要能源。因此本文的研究結合實際施工案例，從具體的施工要求和《EPC總承包項目管理的相關規章制度要求》等角度探討煤礦采礦技術和施工的安全管理工作。

1 煤礦采礦技術分析

煤礦工程的采礦技術，除了科技因素的影響，還要結合具體煤層所在的環境和工作情況來確定。

1.1 露天采礦技術

所謂的露天采礦技術就是將煤層從礦體中剝離出來，自上而下進行煤礦的采礦工作，借助大型的采礦工具，提高工作的生產效率。從上而下的采礦方式，能夠有效提高施工的生產效率，提高勞動生產力，最關鍵的是露天煤礦采礦技術的運用，能夠提升施工工作人員的安全性。同時對于煤礦區域的保護性較強，本身工期較短，效率較高，因此大部分的煤礦采礦可以借助露天采礦技術提高采礦效率。

1.2 地下開采技術

地下開采作業主要是針對有色金屬開展的采礦工作，通過填充開采技術、深礦井開采技術以及崩落采礦技術等多種方式來進行地下開采。首先填充開采技術是指煤礦開采過程中，借助材料對于空白地方進行填充，利用支架等方式對開采層進行施工，將傳統的石料填充到礦層中。深層礦井的采礦技術是和外部環境相聯系的，部分礦區如果巖石較多，且巖石的抗距離和地面的抵抗能力都處于較弱的話，需要借助深層礦物進行采礦，提高礦井采石的效率。除此之外，煤礦周邊如果具備豐富的資源，也可以借助深層礦井開采技術保護煤礦，減少采礦時所造成的礦壓，導致煤礦坍塌帶來的安全問題。

1.3 硬頂煤與硬頂板的采礦技術

硬頂煤與硬頂板的采礦技術是綜合了頂煤深孔預裂爆破技術、壓裂技術的基礎上，借助巖層定向水力壓裂技術對頂板進行處理。該項技術借助頂板坍塌的方式，對于現場進行控制，保證施工的安全，提高施工的效率。在實際施工中硬頂煤和硬頂板采礦技術本身來說較為相似，并不是針對單一的采礦技術而言，可以說是多種技術的結合體。煤礦頂層采取深孔爆破技術或壓裂技術綜合的方式進行采礦，能夠有效在煤礦面積較大的時候，抑制煤層壓力，保證施工的安全。

1.4 傾斜厚層和傾斜薄層開采技術

傾斜厚層開采技術的應用避免存在頂梁裂縫和滑倒等問題，而傾斜薄層開采技術本身具備安全性能高、開采率高的特點是針對緩輕型的后煤層，能夠進一步提升施工的效率。減少安全隱患問題的出現。

1.5 智能采礦

當前人工智能、大數據和5G技術的運用促使采礦技術日益完備，這也成為了未來采礦智能技術發展的趨勢不可擋。信息時代下工業和信息技術的融合，促進了采礦工程的智能化發展。煤礦工程來說，智能采礦技術的應用能夠大大提高工程的效率，借助無人機等多項設備的運用。提升采礦作業的安全性。在煤礦工程中的智能采礦技術包括廣泛運用智能計算機系統，通過智能分揀機的提供，借助傳感檢測偵測具體的礦物質元素，借助圖像識別技術和AI技術中卷積神經網絡技術能夠有效對于實際工程進行機械操控，提高工程開采的效率。除此之外無人駕駛、無人機器的應用也日益廣泛，從2017年開始部分無人機器已經用到了礦業生產中，能夠保證采礦人員的安全，借助無人駕駛可以完全脫離危險區域進行遠程操控。通過無人機測量露天礦通過無人器械進行裝礦、出礦、卸礦等具體的采礦工作，提高工程的安全性能。

2 煤礦工程的施工安全管理

2.1 提升采礦技術的科技水平，提高采礦的安全指數

煤礦工程是屬于特殊的作業環境，需要有較高的科學技術的支持，實際的采礦工程中采取一定的采礦技術的應用，能夠避免存在安全隱患問題。例如當前智能時代下智能技術的應用的運用能夠有效提升采礦技術的安全性，借助三地建模對于實施工地進行勘察，借助無人機對工程的實際狀況和區域進行建模和繪圖。通過傳感器監測礦物再通過智能技術和機械設備加強工程的自動化發展，使人脫離危險區域內完成具體的采礦工作。在礦業的發展中，借助礦業物聯網應用，研發物聯網傳感器，基于云端的運作平臺下加強對于礦業生產的保護工作，實施監測采礦的具體環境和具體工作信息。借助安爾法精致的震動和溫度傳感器，對于實地現場數據進行監測，使施工單位對施工人員操作過程的具體情況進行實時監測，保證施工人員工作的安全性能。例如北露天煤礦自備電廠輸煤系統破碎站移設工程，新建一套額定能力為2000t/h的一次破碎站，新建4臺額定能力為2000t/h的帶式輸送機，新建二次破碎站（單臺額定能力1500t/h的破碎機2臺），改造1臺現有額定能力為1200t/h的帶式輸送機提升采礦技術。譬如該項采礦運用了無人駕駛技術，有效有效實現了礦山的智能化和無人化的開采，在實驗中通過借助傳感器的應用和露天礦卡車的智能調控系統，提高了采礦的效率和安全性能。

2.2 采礦施工中加強員工的安全意識

目前我國采礦工作中存在著部分安全隱患問題需要解決。因此施工單位需要加強對于員工安全意識的培養，讓員工能夠重視施工過程中的安全管理，煤礦工程中很多事故的發生就是疏于安全管理。因為部分員工的安全意識不足，對于安全檢查敷衍了事，所造成的災禍。企業需要建立起相應的安全監察機制，制定安全檢測工作細則，監督工作的完成效率，強化員工的安全意識。從思想上自發的安全檢查，形成全員參與安全管理的環境，有效提升員工工作的安全性。除此之外，施工單位還要定期開展培訓工作向施工人員普及安全生產的重要性，在部分礦區重危險地帶貼飾警示標語，提醒員工的安全操作。根據《煤礦安全規程》結合本工程的實際情況，制定出各要害管理及規章制度和工種的責任并張貼上墻。對于部分按員工不遵守相關標準規范，施工單位建立相應的賞罰機制，定期評比活動來提升施工人員的安全意識。

2.3 建立完善的施工安全管理制度

例如北露天煤礦自備電廠輸煤系統破碎站移設工程煤礦企業要建立完善的施工安全管理制度，明確各項施工的規則和細則，讓施工人員能夠了解具體的施工標準，按照規范的操作流程進行生產作業，提高生產質量。除此之外企業安全管理制度需要和國家的法律法規相符合，在實際施工中明確責任機制和應急預定法案。安全管理上加大資金的投入，同時對井下的具體采礦工作的系統進行必要的改造，對安全隱患進行及時的排查。

3 結論

綜上所述，煤礦工程采礦技術和安全管理是企業建設中的關鍵，在具體項目中加強對于采礦技術的應用和安全管理，能夠有效提升工作的效率，促進開采工作的完成，為煤礦工程的發展提供基礎。

參考文獻

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