采矿工程技术与施工安全的研究和探讨

■张承功

（云南华联锌铟股份有限公司云南文山663701）

采矿工程技术与施工安全的研究和探讨

■张承功

（云南华联锌铟股份有限公司云南文山663701）

近年来，随着我国科技技术的不断发展，采矿工程技术也得到了迅猛的发展。同时，由于采矿工程存在很高的风险，近年来也时有采矿安全事故发生，给采矿技术的安全提出了更高的要求。本文主要介绍了采矿工程技术的特点，并详细阐述了采矿工程中有效保证采矿安全的措施，供同行参考。

采矿工程 采矿技术 施工安全

众所周知，对于采矿工程技术来说，其具有作业环境复杂，矿石结构多变、影响因素多等特点，危险系数非常高，因此，采矿过程中如何保障技术人员的安全成为业内关注的热点。采矿单位应该对施工安全有较全面的认识，制定规范的管理措施，保障采矿工程技术人员的安全，促进我国采矿工程行业又快又好地向前发展，这对促进我国的经济发展也有重要意义。

1　采矿工程技术的概述

1.1井下生产环境多变

采矿技术在我国已经有很悠久的历史，且随着我国科技的发展，采矿工程技术也取得了长足的进步，本文主要介绍开采有色金属（以硫化锌为主），有色金属的开采则主要以井下开采为主，井下开采的环境比较特殊，且我国幅员辽阔，由于地区之间地质条件差异比较大，井下有色金属的存在形式多样。就目前来看，有色矿山规模以小型为主，大型矿山数量不足1%，但其却占了整个有色金属矿近一半的产能，且开采难度较大，另外，不同地区之间有色金属资源的埋深和地质结构同样存在较大的差别，在井下进行开采时，环境多变，影响开采安全的因素有很多，对开采技术要求也比较高。

1.2采矿技术类型多样

在有色金属的开采过程中，由于工作环境的特殊性，不同的开采环境需要不同的开采技术。一般来说，有色金属工程的开采技术主要分为露天开采与井下开采两种模式，这主要依据有色金属埋深情况来划分的，下面重点介绍两种开采技术的应用。

露天开采：所谓露天开采，是针对埋深较浅的有色金属资源来说的，开采步骤是先除去有色金属表层的地表岩层，然后以挖掘的形式进行开采。露天开采技术在我国使用并不多，主要以新疆、内蒙为主，这两地的有色金属资源比较丰富，离地面很近的地方就能开采出有色金属，开采效率比较高，当然，经济效益也比较可观。但随着我国多个地区都出现有色金属资源开采规划不合理的现象，出现了开采过度导致可以实现露天开采的地区急剧减少。

井下开采：井下开采是相对露天开采的一个概念，其是我国目前有色金属的主要开采方式，开采方式同样以挖掘为主，但开采技术在我国已经发生了翻天覆地的变化，从最初的人工挖掘到现在机械化挖掘，在开采效率上已经有了很大的提升，值得一提的是，由于井下挖掘难度比较大，很多时候开采有色金属需要用到爆破技术，就现在而言，爆破技术在我国井下开采的应用上已经形成了一套完整的体系，但依然存在一定的风险，在加上井下氧浓度较低，存在有毒有害气体等原因，井下开采在难度与安全上都比露天开采大很多。

1.3采矿技术相对复杂

对于有色金属开采的技术人员来说，无论是露天开采与井下开采，都需要应对复杂的开采环境，同时，我国各地区的有色金属资源结构存在差异，无形中增加了开采的难度。在开采的过程中，需要针对不同的地质结构与有色金属的赋存情况采用不同的开采技术，以达到最佳的开采效率，这不仅是为了提高开采产业的经济效益，同时技术是革新对开采技术人员的安全也有起到了保障作用。相对于露天开采来说，井下开采的开采技术形式多样，这些技术不仅是针对复杂的有色金属资源结构，同时也针对瓦斯爆炸、金属自燃以及井下水灾等安全隐患。主要有回采与掘进两种开采形式。为了保障开采人员的人身安全，开采的过程非常复杂，首先技术人员要先进行地质结构勘测，对有色金属资源的构成情况做详细了解后设计出精密的开采计划，工人根据开采计划针对开采条件确定最终的支护和开采工艺，最后实施开采，开采要与提升、运输、通风、排水、压风、供电以及监控等一系列辅助生产环节相结合，为工人提供一个相对安全的生产环境，并尽量减少工人在井下停留的时间，让开采工作在保障工人安全的情况下能够高效率进行。

1.4采矿技术更新速度快

我国有色金属开采技术已经具备较完善的有色金属开采体系，井下工人的开采经验已经较为丰富，这对发展我国采矿行业起到了积极的推动作用。但随着资源有色金属资源逐渐减少，现在我国有色金属的开采方式已经从过去的以露天开采作为主转向现在已井下开采为主，且开采深度越来越深，开采难度也日益增加，在这样的大环境下，开采技术日新月异，当然、开采技术的革新也是推动产业的重要途径。在过去的很长一段时间内，我国的有色金属开采产业一直处在一种恶性循环的开采模式里，不少生产产业一味追求经济效益，减少了对开采技术的投入。由于开采技术的落后，导致开采效率低下，有色金属产业的经济效益不高，甚至出现亏损的情况。但近几年来，有色金属开采产业已经意识到问题的严重性，加上国家相关政策的支持，产业一直在走开采技术革新的道路，有色金属产业加大了对生产技术的投入，转变了销售方式，以需求定生产，发展有色金属的深加工，提高了有色金属的附加值，整个产业的亏损情况有一定的好转，虽然部分企业还存在亏损情况，但技术的革新让产业走势良好。

2　采矿工程的采矿技术应用

2.1采场围岩中控制技术的应用

在有色金属的开采中，涉及到多种金属的开采，开采形式多样。采矿企业在进行采矿之前，为了保障施工人员的安全，需要进行采场区域划定，开采工作必须在采场区域内进行。施工人员在制定开采计划时，要对采场的地质情况进行勘测，包括岩石的结构，采场围岩情况等。有些矿石的开采难度较大，为了保证开采效率，开采计划还要结合矿石结构的稳定性、构造以及倾斜度等精密参数进行制定。另外，值得一提的是，在进行矿石开采的过程中，影响施工人员安全还有一个至关重要的因素是支护工艺，支护工艺的选择同样要根据矿石的实际情况而定。施工人员需要对采矿环境有一个深入了解后才能确定最终的支护工艺。

2.2深矿井的开采技术应用

深井矿的开采难度比较大，但井下开采技术一直在提升，包括观测技术、岩石结构分析技术、安全监测以及防治技术，同时包括一系列辅助开采技术，已经形成了一套完善的井下开采体系。当然，井下开采环境比较复杂，影响施工安全的因素也相对较多，由此深井矿开采技术的革新受到了社会更多的关注。就目前来说，影响井下开采影响因素包括冲击矿压防治、矿压控制、瓦斯与热害处理和井巷布置等，对于冲击矿压这一点，虽说其具有很高的危险系数，但合理利用冲击压进行开采，对开采效率的提升有很大的促进作用。瓦斯是井下开采必备的开采设备，但其易燃易爆的特性危害到开采工人的人身安全，因此，要设立完善的管理制度，防止瓦斯泄漏导致安全事故的发生。

3　井巷施工中不安全技术因素

3.1井巷施工中的不安全因素

在有色金属的开采中，硫化锌的开采一直占据有色金属产业链的重要部分，在井下开采中，井巷施工是其开采的重要环节，井巷施工包括弯道井巷、中部车场、弯曲巷道等的施工，若某一环节出现设计不合理的情况，都会埋下安全隐患。由于处于井下，且井巷较窄，工人的活动空间不是特别大，一旦发生安全事故，工人撤离速度较慢，容易造成掩埋事故。现场氧浓度较低，工人容易缺氧发生身体不适，影响施工的顺利进行。

3.2开拓巷道工程中存在的不安全技术因素

开拓巷道施工同样是有色金属开采的重要环节，硫化锌的开采同样较多地采取此项开采技术，影响施工安全因素主要包括下部车场轨道狭窄、安全间隙较小、巷道腰线设计不合理（包括过高或过低两种）等过程中，若出现车场轨道过于狭窄的情况，将会严重影响施工效率，很多窄的巷道只能允许一名施工人员进行开采工作，降低了开采效率。同时，由于巷道窄，工人的视线范围有限，无法对开采环境进行准确预估，在出现安全事故时，反应时间太短，增加的危险系数。腰线设计不合理同样会导致上述情况。

3.3采掘工作面施工中的不安全技术因素

采掘工作面是安全事故高发的地方，影响矿石开采安全的因素包括分斜坡切口、切眼、急倾斜每层主斜坡等的设计，切眼的设计包括开口长度、方向等，各项参数的设定需要经过技术人员精密的计算。急倾斜每层主斜坡坡度的设计也一样，坡度过大或者过小都会影响井下开采进度。

4　采矿工程的施工安全对策

4.1改进井巷工程施工安全技术的对策

在巷道施工中，首先应该重点注意弯道施工，其岩石结构的不确定性相对较多，且施工人员的可视范围比较小，对危险的预知能力比较低，因此，在进行弯道施工之前，技术人员先要对弯道的基本情况，包括巷道内存在的弯道个数、弯道的角度、弯道的岩石结构等，制定合理的开采计划，把施工危险降到最低。中部车场施工，中部车场施工大多采用单道起坡开采技术，由于是单道开采，节省了空车在道上行驶的时间，节约了开采时间，提升了开采效率。但是，若空车在道上行驶，其质量较轻，若速度加快，车容易脱离轨道危害施工人员的人身安全。井巷巷道与车场设计，巷道的设计要注意曲率半径的合理性，不能让巷道的弯度过大，弯度过大增加了施工量，目前一般曲率半径控制在10米左右。而车场的设计则应该重点关注位置，车场位置应该让车在车道上行驶最少的时间以提升开采效率（车道尽量以直线为主），同时，车场的位置应该给予司机最大的可视范围，让其能准确看清道路的方向以及道路周围的情况，能够预知危险，减少因为视线不清导致的安全事故发生。

4.2采矿工程施工中开拓巷道施工安全技术

在开拓巷道的施工中，要重点预防下部车道过窄、安全间隙不够的问题，给施工人员提供近可能大的开采空间，一般来说，下部车道的安全间隙设置在1.5米左右，保障工人在运输的过程中能够对周遭环境进行观察，若是用无人驾驶的运输车进行装运，1.5米的安全距离也能够保障车的稳定运行。掘进施工中要重点把握腰线、中线的确定。腰线的设计要避免过高或过低的情况，其没有一个准确的标准，需要根据具体情况而定，一般是每隔40米左右进行一次腰线、中线测量，避免出现偏移的情况，影响开拓巷道的施工。

4.3改进采矿工作面施工安全技术

对于采矿工作面的施工，要重点关注切眼的开口操作以及急倾有色金属层主斜坡的施工，切眼开口施工，切眼的开口方向以及长度等都非常讲究，需要技术人员前期对开采环境进行精密勘测后才能进行。切眼的开口方向一般朝着有色金属的正倾斜方向。急倾斜有色金属主斜坡施工，坡度大小的确定同样要经过勘测，可以矿石的自身重力作为参考依据，保证其可以依靠重力从斜坡上滑落下来，避免出现坡度过小的情况，二次施工必然导致开采效率下降，影响开采企业的经济效益。总之，矿石开采工作要有计划有步骤地进行，要对可能出现的危险做好应急预案，减少安全事故发生的可能性。

4.4构建合理的安全责任制度

安全事故的发生除了开采技术的不完善以外，更多的是开采企业的安全责任制度不完善。企业在组建施工队时，应该提前构建一个合理的安全责任制度，把安全责任落实到每一个施工人员的身上，传统的拉条幅、贴标语起不到实质性的作用，企业内部应该实行分级管理，每一个施工小分队设立一名或者两名安全责任人，安全责任人要履行确保施工队安全的责任，督促施工人员规范进行开采操作，减少安全事故的发生。同时，企业到建立起完善的井下监控系统，对每一个施工环节进行严格监测，及时对安全隐患进行排查，降低风险。当然，企业还应该定期对施工人员进行培训，培训包括操作技术与安全责任意识两方面，让施工人员跟上开采技术革新的角度，熟练掌握新型开采技术，提高开采的整体效率。同时不断强化施工人员的责任意识，时刻把人生安全放在首位，减小事故发生的可能性。

4.5完善相关管理机制

企业内部要不断完善各种管理机制，合理进行开采分工，并明确每一个生产环节的工作流程，督促工人认真按照企业内部的管理制度进行矿石开采，保障施工人员的人身安全。同时，建立起合理的奖惩制度，规范管理企业。做好常规检查工作，及时对存在的安全隐患进行排查，降低安全事故发生的可能性。

5　结语

综上所述，有色金属采矿行业是我国的重要产业之一，其具有采矿环境复杂、采矿技术多样且更新速度快等特点，在不同的采矿环境中有不同的技术应用。近年来，有色金属采矿行业不断发展，一改近几年的低迷现象，呈现良好的发展趋势，对于推动我国的经济发展起到了积极作用。但有色金属采矿行业属于高危行业，存在诸多影响施工人员安全的因素，需要业内重视起来，加大采矿技术投入，提高开采效率，同时构建完善的管理机制，认真落实安全责任制度的构建，保障施工人员的安全，推动我国有色金属采矿行业的发展。

[1]郭志伟.煤矿工程采矿新技术之浅论 [J].机械管理开发,2015,01:97～99.

[2]侯利强.煤矿采矿工程中的不安全技术因素分析 [J].煤矿现代化,2015,01:51～53.

TD[文献码]B

1000～405X（2016）～4～426～2