采矿工程施工中的不安全技术因素及应对方法研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

吕兴君

黑龙江龙煤七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿,黑龙江七台河 154600

摘要

采矿工程作为资源开采的基础性环节,其施工过程具有作业环境复杂、工艺环节繁多、致灾因素交织等特点,始终是矿山安全管理的重中之重。施工阶段的安全状况直接决定了矿山建设期的整体安全水平,并对矿山投产后长期安全生产产生深远影响。本文旨在系统性地深入剖析采矿工程施工过程中存在的各类不安全技术因素,涵盖地质保障、井巷掘进、支护设计、爆破作业、机电运输及通风防尘等关键技术领域。在此基础上,本文有针对性地提出了一系列以技术革新、工艺优化和系统化管理为核心的综合性应对方法与防控策略,旨在构建一套科学、前瞻、有效的施工安全技术保障体系,为从源头上遏制和减少采矿工程施工事故提供理论依据和技术支撑。


关键词

采矿工程;施工安全;不安全技术因素;支护技术;爆破安全;通风系统

正文


1引言

采矿工程施工是矿山建设的关键阶段,涵盖井巷掘进、设备安装等复杂活动。相较于生产期,其面临地质条件不明、动态交叉作业、临时设施多等挑战,安全风险突出。传统管理侧重规章与行为,但技术缺陷实为事故根源。因此,系统识别技术风险,采取工程技术手段进行前瞻预防与过程控制,是实现本质安全的根本路径。本文将从系统化技术视角,全面剖析施工中的不安全技术因素,并构建多层次、立体化的应对策略体系。

2采矿工程施工中的主要不安全技术因素分析

2.1地质透明化挑战

地质勘察与灾害预报的不确定性构成了采矿工程的首要技术风险。受限于勘探精度与成本约束,现有技术难以完全揭示隐伏断层、破碎带及溶洞等不良地质体。这种认知偏差使工程设计与施工建立在不可靠基础上,当掘进活动扰动这些隐蔽致灾因素时,极易引发突水、涌泥及大规模冒顶事故。深部开采中的高地应力与岩爆风险更增加了预测难度。实现从"未知"到"预知"的跨越,成为保障施工安全亟待突破的技术瓶颈。

2.2围岩控制技术缺陷

井巷掘进与支护技术缺陷直接威胁围岩稳定和作业安全。首要问题在于掘进工艺与围岩力学特性不匹配,如在软弱岩层中采用不当爆破参数会严重损伤围岩自承能力。支护体系设计普遍缺乏动态适应性,机械套用标准设计导致支护形式选择不当、参数设计不合理。支护时机把握不准及临时支护缺失,进一步加剧顶板冒落风险。实现围岩与支护系统的协同作用,是当前技术体系需要解决的核心问题。

2.3爆破能量控制风险

爆破作业技术风险源于对高能量释放过程的控制失准。爆破参数设计不当不仅影响破岩效果,更会产生危害性震动波,危及邻近工程稳定。起爆网络可靠性与器材安全性直接关系到作业安全,网络连接错误、雷管拒爆及外来电流干扰都可能引发严重事故。同时,对冲击波、飞石和有毒炮烟等有害效应的控制不力,暴露出全过程精细化管理的不足。实现爆破能量的精确控制成为提升安全水平的关键环节。

2.4通风除尘系统短板

矿井通风与粉尘防治技术短板对作业环境构成持续威胁。施工期独头巷道通风面临风路长、阻力大等技术难题,风机选型不当与风筒布置不合理导致工作面风量不足,使有毒有害气体积聚风险增大。粉尘治理方面,单一洒水措施无法有效控制呼吸性粉尘,缺乏系统的源头抑制与过程捕捉技术,既增加尘肺病风险,又可能引发粉尘爆炸。构建高效的环境保障体系是改善作业条件的迫切需求。

2.5机电设备安全隐患

机电运输与安装技术隐患具有突发性强、后果严重的特点。提升运输系统的安全装置失效是重大风险源,过卷保护、断绳保险等关键装置的可靠性不足,直接导致跑车、坠罐等恶性事故。临时用电管理混乱,电缆敷设不规范与设备失爆问题突出,易引发触电、电气火灾等次生灾害。大型设备安装过程中技术方案不周密、吊装作业协调失误,可能造成设备倾覆等灾难性后果。确保重型装备运行可靠性是安全管理的重点难点。

3应对不安全技术因素的策略与方法

3.1强化地质保障,实现透明化勘探

应对地质不确定性,必须从被动应对转向主动透明化勘探。核心在于构建“空-天-地-井”一体化的综合勘察体系,超越传统钻探的局限。通过融合地震波法、电磁法等物探技术,实现钻探与物探的优势互补,精准捕捉隐伏构造与含水体的空间分布。同时,将地质工作贯穿施工全程,推行“动态地质”理念,利用超前探测技术对掘进面前方进行实时预测,做到“有疑必探、先探后掘”。最终,通过构建三维地质信息管理系统(GIS),集成并可视化所有地质数据,为施工决策提供动态、直观的科学支撑,从根本上降低地质风险。

3.2优化支护设计,推广主动支护与动态设计

现代支护技术的精髓在于“主动”与“动态”。首要原则是确立以高预应力锚杆(索)为核心的主动支护体系,通过预先施加应力,充分调动围岩自身的承载能力,变被动承受为主动加固。进而,必须实施信息化的动态设计流程:通过埋设监测仪器,实时获取围岩变形与支护受力数据,形成“评估-设计-施工-监测-反馈-优化”的闭环,使支护参数和时机能够根据实际地质响应进行科学调整,实现个性化与精细化。此外,积极研发应用高强、高韧及让压型支护材料与组合结构,以应对复杂困难条件,形成安全可靠的协同承载体系。

3.3精细爆破控制,发展数字化爆破技术

爆破安全的核心是实现对爆炸能量的精确控制与有效利用。首先,大力推广光面爆破与预裂爆破等控制爆破技术,通过精心设计周边眼参数,最大限度减少对巷道轮廓以外围岩的扰动,保障成型质量与长期稳定。其次,引入数字化爆破设计与模拟软件,将爆破过程从经验判断提升至科学仿真阶段,能够在施工前优化参数、预测并控制震动、冲击波等有害效应。最后,严格规范爆破器材与起爆网络管理,强制使用高精度电子雷管实现逐孔起爆,并加强全程安全管理,确保起爆的可靠性与时序精确性,从根本上消除盲炮、早爆等风险。

3.4构建高效通风与综合除尘体系

针对施工期独头巷道通风难题,必须构建高效、智能的通风与除尘系统。科学设计是基础,需根据巷道条件精确计算风量风压,选用大功率、高效率的局部通风机和低漏风风筒,确保新鲜风流有效送达工作面。在此基础上,实施智能通风控制,通过传感器网络实时监测风量与有害气体浓度,并实现与通风机的智能联动,变恒定通风为按需调节。在粉尘治理上,必须建立“源头抑制-过程捕捉-个体防护”三位一体的综合体系,从湿式作业、除尘器捕集到个体防护口罩,层层设防,彻底遏制粉尘危害,保障员工健康与作业安全。

3.5提升机电运输本质安全化水平

机电运输安全依赖于设备本身的本质安全化设计与严格的技术管理。首要任务是完善所有提升运输设备的安全保护装置与集中监控系统,确保过卷、跑车等保护装置齐全可靠,并能实现实时监测与故障诊断,达到自动安全闭锁。临时用电管理必须规范化,通过编制专项用电组织设计、强制使用矿用防爆阻燃电器、严格执行“一机一闸一漏一箱”制度并定期检验,彻底消除电气失爆、触电和火灾隐患。对于大型设备安装,则必须依靠周密的技术方案、BIM模拟预演和统一的专业指挥,确保吊装过程万无一失。

3.6构建一体化智能施工安全管理平台

为整合各安全子系统,必须构建一体化的智能安全管理平台。该平台以物联网、大数据和人工智能为技术核心,通过遍布井下的传感网络,实现对地质、支护、环境、设备等安全关键参数的全面实时感知。平台的核心功能在于基于数据驱动的智能预警,利用AI算法对海量数据进行分析,能够超前识别如顶板失稳、瓦斯异常等潜在风险,实现从被动响应向主动预警的转变。在紧急情况下,平台可触发预设的联动控制程序,自动执行断电、应急通风等指令。最终,它为管理者提供全局性的安全态势感知与科学的决策支持,是实现矿山施工智慧安全的终极路径。

4结语

采矿工程施工安全是一项复杂的系统工程,其核心在于对不安全技术因素的有效辨识与管控。本文系统梳理了从地质保障到机电运输全过程的主要技术风险,提出了以精细化、智能化和动态化为特征的综合性应对策略。研究指出,必须推动安全管理实现从被动应对到主动预防、从经验决策到科学管控、从单一措施到系统治理的根本性转变。随着透明地质、智能支护、精准爆破等先进技术的成熟与集成应用,采矿工程施工必将迈向更高水平的本质安全化新阶段,这既是对矿工生命安全的庄严承诺,也是推动矿业可持续发展的必然要求。

参考文献

[1]李进海等.煤矿工程采矿技术与施工安全研究[J].科技创新与应用,2014(09).

[2]悦智宇.采矿工程施工中不安全技术因素及解决对策[J].中国高新技术企业,2015(32).

[3]王庚等.采矿工程施工中的不安全技术因素及对策分析[J].才智,2012(11).


...


阅读全文