关于煤矿建井施工技术与安全管理的研究

摘要：煤矿的建设和矿井建设密切相关。如果矿井最重要的基础设施施工出现问题，肯定影响煤矿顺利开采。矿井建设现场作业环境十分艰苦，是一项技术要求高、管理难度大、危险系数大的施工作业。对于煤矿建井工程而言，保证建筑质量合格是最重要的，这在一定程度上保证了煤矿建井施工的安全性。本文涉及煤矿建井施工的技术和安全，同时提出了有效的安全管理措施，以便更好地进行施工。

关键词：煤矿建井;施工技术;安全管理

煤矿建井的施工安全不仅关系着施工作业人员的生命安全，也直接关系到员工家庭、施工企业乃至整个社会的和谐稳定。所以加强煤矿建井技术研究工作，全面提高煤矿建井工程质量，必然就降低了建井施工中发生工伤事故的可能性，进一步提高了煤矿建井工程质量和生产效率。现就加强冻结法、沉井法施工以及斜立井施工中顶板井帮支护安全管理浅谈一点体会。

一、施工前准备工作

（一）冻结施工准备

首先，施工前必须准备好制冷系统和冻结施工所需的机器和材料。其次，做好冻结施工的定位工作，在施工前做好井口地面建设，包括钢轨铺设、泥浆机械施工、循环系统以及配电房、维修室、管道站等的建设。再次，冻孔时要做好制冷设备、盐水管道、制冷站、冷冻槽等的建设工作。最后，井筒活跃冻结时，还要做好凿井井架、提升设备和技术的准备工作。

（二）灌水沉井准备工作

第一，需要把破土、加压、注水、灌浆等施工的机械和材料准备好。第二，修建水泵站和循环水箱，安装水泵，铺设水管，并建立良好的供应系统。搅拌池、泥浆池和搅拌站，污泥管道及污泥系统建筑必须准备。搅拌站建好后，还需要准备好搅拌机、各种材料、上料工具等。第三，修建压气站。最后，套井施工，浇筑刃脚和井壁，在井内灌水，为沉井做准备[1]。

（三）地质条件分析

施工过程中经常出现的一种特殊的地质问题就是断层。断层指的是煤矿建井中出现的落差和倾斜角度。正常条件下，要确定矿井中断层的落差和倾斜角度，还要深入了解其结构走向，这样才能对结构进行全面的掌握，确保煤矿建井的安全施工。穿越断层施工作为成熟的施工工艺，在煤矿建井建设中已经习以为常。

（四）煤矿建井的几种特殊条件

在煤矿建井施工中，它的主要方向是穿过地层、揭露煤层。建井过程中经常发生各种地质危害。施工中不仅会发生更复杂的断层，而且还有流沙和软泥，都会对煤矿建井产生不良影响。还会遇到地理条件和天气因素的影响，在雨雪天施工需要特殊情况特殊对待。增加井深时，井底区域将扩大，排水和岩石爆炸、瓦斯等施工人员必须采取预防措施，妥善处理。

二、煤矿建井的施工技术

（一）膨胀黏土的施工技术

在一些煤矿建井的施工现场，地质条件差、粘土含量很大，针对膨胀黏土，当前最好的办法是采用特殊施工。在施工过程中，坚持快速施工、二次套壁原则，先对黏土层进行挤压，再对黏土创面进行井壁快速拼装。如果黏土膨胀，膨胀的黏土部分渗入导出口以降低压力，然后使用高强度混凝土进行快速封堵，尽可能减少挖掘井壁的时间。在这过程中，敷设第一层井壁是关键。第一层井壁的作用是，黏土膨胀后，井壁可以承受黏土膨胀的压力，减少黏土曝光时间。施工时，要重视合理安排人员和物力，实现施工机械化、集成化;井筒支护浇筑时采用小模板，也是为了缩短浇注时间;浇筑时，注意观察外部井壁的位移，分析和理解黏土膨胀速度，出现井壁位移大和黏土膨胀快时可使用泡沫塑料减轻膨胀对混凝土造成的影响。

（二）斜井施工技术

斜井施工由一次井和二次井组成，通常用于倾斜煤层和缓倾斜的煤层的施工。倾斜角度会受其运输方法的影响，斜井的施工方法比立井简单，工程项目投资也相对少，这样也保证了煤矿作业过程中的安全性。

（三）煤矿建井爆破技术

以炸药为主的煤矿建井爆破技术，就是利用破坏空气、水、土壤等自然物质的结构对其进行破坏。这是一项非常重要和不可替代的技术施工过程。煤矿建井的施工过程就是以爆破技术为主，特别是光面爆破技术，这种技术能确保井筒井壁的安全，保证井筒井壁完好无损伤，表面平整[2]。

（四）先进的锚喷支护技术

锚喷支护与传统的支护技术相比，这种支护方式具有技术性和成本效益等好处。目前，对煤矿建井的支护主要采取锚喷的形式，而对锚喷支护的技术要求也很高。锚喷支护主要是通过锚杆对地面内部进行加固从而形成围岩，围岩本身的承载能力充分发挥，防止变形。锚杆受压行成良好的支架和混凝土具有良好的抗压性能，因此，锚喷支护不会出现应力集中情况。

（五）锚杆支护的原理及作用

锚杆是安装在巷道围岩壁上的支撑结构的一部分。在煤矿建井施工中采用锚杆支护技术时，在这些巷道中钻孔插入锚杆，对周边的岩石进行加固处理，为保证煤矿开采在一个安全的氛围中[3]。

1.悬吊作用

懸吊作用就是在将要坍塌的岩石部位，利用锚杆通过悬吊的作用，固定到岩石上，这样能承受岩石的所有重量。

2.组合梁作用

组合梁是一种由多层梁组成的结构，在高外压力作用下，由于受到每层梁的压力，会产生弯矩，每一块梁板都具有很弱的承载能力，因此很容易损坏。如果锚杆将所有梁板压紧，所有承重层形成一个整体，如果它们受到外力作用时，所有的结构能一起承受，就能改善抗拉强度，有效提高岩石的受力能力。

3.加固作用

锚杆安装在巷道周围时，实现了内部岩石的整合，在一定区域内形成了连续性，整个拱构件的形成一个承载力强的结构，可以承载围岩的总量和顶板压力。

4.减跨作用

巷道内设置锚杆可有效减少整体结构的高度和宽度。例如，安装在巷道里的锚杆可以用作支撑，连接前两个小拱的支架，如果中心安装三根锚杆，整个区域将分成四个小拱门，每个小拱上的负荷为四分之一，明显增加了安全度。

5.围岩加固作用

巷道深处围岩受三个方向力的影响，一侧围岩为双面荷载，第二个明显高于第一个方向的力，这时系统负载不稳定，其结构受力不稳，容易遭到破坏。之后锚杆在巷道中的布置成为三个方向力的基本结构，系统强度改进比较大。另一方面，锚杆在提高脆弱区域的抗剪能力方面发挥着更重要的作用，提高围岩的稳定性，使其不易坍塌。

（六）防治水技术

在煤矿建井建设过程中还需要一种工艺，这种工艺就是防治水，防治水技术在以后的任何情况下都起着重要作用。在煤矿建井施工中，防治水技术对工程质量和进度起着决定性作用。想要快速的完成有水的工序或施工段，冻结法是最好的办法，使用的也很广泛，主要是不影响施工进度和施工过程。在采用冻结方法之前，必须事先预报水流，即涌水量。另一种方法是围堵、排水、截流、疏导，是通过对井筒的改造，起到改善施工过程的目的[4]。

三、煤矿建井施工的安全管理研究

（一）提高政治站位，提升全员的安全认识

煤矿建井的施工人员大多文化水平低，再加上对煤矿建井施工人员缺乏培训，只是靠着一身力气干活，以至于缺乏他们应该具备的知识和文化技能，因此，这些施工人员的施工技术和安全意识不符合煤矿建井的施工标准。此外，煤矿建井是一项更为复杂的任务，在施工时就会有很多问题，由于施工人员严重缺乏必要的安全知识，在施工的时候就会出现混日子的想法，往往不是把安全放在第一位，也做不到要遵守相关的管理制度。由此得出，在煤矿建井管理过程中，首先要提高管理人员的认识，使他们能够加大对这部分施工人员的管理力度，而不是应付工作;其次要提高对安全工作内容的传播，每个施工人员都必须遵守有关安全问题的标准和制度体系;最后，煤矿建井管理人员要定期培训，聘请有经验的建筑专家进行讲座，并与每位施工人员进行面对面谈话，强调安全施工对煤矿建井的重要性，用这样的方法来提高施工人员的安全认识[5]。

（二）强化安全培训，提高作业人员素质

煤矿建井的施工质量在很大程度上取决于各部门职工的工作质量。管理人员和具体施工人员的工作质量决定了煤矿建井的安全质量。这就是为什么煤矿建井施工前，必须对施工人员进行安全培训的原因。当所有人员的安全培训工作做到位后，他们的安全意识和工作素质自然也就提高了，就为施工作业打好安全基础[6]。

（三）以作业现场为重点加强安全管理

对于煤矿建井的建设单位和施工单位来说，都必须坚持“安全第一”原则。全面推进煤矿建井建设，施工单位必须从整个工程出发，分析论证、现场组织好每一个施工环节和步骤，技术管理人员做好详细记录，作为安全施工指导书指导现场作业。建立健全安全管理制度，设立安全机构、配备安检人员，明确分工、落实职责，管控风险、消除隐患。在实际施工过程中，必须围绕施工现场落实管理人员带班盯岗、随时关注施工过程中出现的新问题新情况，进行现场分析和措施管理，才能有效地防范安全事故。

（四）积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料

当前形势下，积极推进科技进步，加大安全技术投入，增加煤矿建井的技术、材料、施工方法等方面的投資，及时更新机械设备和技术方法，利用先进的设计方法和技术理念、现代化的建筑机械和材料，加强施工安全，提高施工安全水平，不断更新施工工艺，营造长期稳定的施工环境，采用新技术和新工艺，使作业人员的具体行为规范化，提高煤矿建井施工效率、减少事故隐患。

四、结语

煤矿建井有许多不同的施工方法，这就要求在煤矿施工时应根据实际情况和科学合理的规划进行选择，有关管理者必须认真实施科学合理的施工方案并将其运用到实际施工中。安全生产对建筑商、管理者的切身利益息息相关，也和国家的和谐发展有着重大联系，因此在引进先进安全施工技术的同时，科学合理地进行安全管理是非常必要的。

参考文献：

[1]赵阳.煤矿建井施工技术与安全控制措施[J].江西化工，2020（2）.

[2]刘跃彬.煤矿建井施工技术与安全控制措施[J].科技风，2018（32）.

[3]王华.煤矿建井凿井施工技术研究[J].居舍，2018（6）.

[4]冀福虎.煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术[J].机械管理开发，2017，32（3）.

[5]秦旭卫.煤矿建井施工锚杆支护探析[J].江西建材，2014（6）.

[6]麻日平.煤矿建井施工技术与安全控制措施[J].技术与市场，2015，22（7）.

作者简介：谢志强（1973—），男，山东新泰人，中级经济师，本科，主要从事煤炭建筑施工安全管理，新形势下人力资源管理创新研究。