采礦工程設(shè)計(jì)與施工中的問題與對策

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1引言

一直以來，煤炭開采都屬于高危行業(yè)，在采礦工程施工過程中，經(jīng)常會有局部垮塌事故發(fā)生，給采礦工程帶來巨大隱患。此外，煤炭的開采還受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦山結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境等因素的影響，因此必須不斷改進(jìn)和提升采礦技術(shù)，才能保證工程施工的安全，并獲得經(jīng)濟(jì)效益與社會效益雙贏的局面。

2采礦工程技術(shù)特點(diǎn)概述

具體說來，采礦工程技術(shù)特點(diǎn)可以分為以下三個方面：第一，井下采礦工藝技術(shù)復(fù)雜，相比較露天采礦技術(shù)，井下材料技術(shù)存在的安全問題更嚴(yán)重，大大降低了煤礦開采的生產(chǎn)效率和安全性，所以需要不斷提升采礦技術(shù)水平，努力提供工程施工的安全性；第二，井下采礦技術(shù)更豐富。在大小不一、類型眾多的采礦工程中，選擇的采礦技術(shù)也不盡相同，比如長臂開采技術(shù)為井下采礦中比較常見的技術(shù)，且在煤礦開采中應(yīng)用的比較廣泛，而很少在金屬礦產(chǎn)中使用；第三，采礦技術(shù)更新速度較快，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦數(shù)量也在不斷增多，這就對采礦技術(shù)提出了更高的要求，同時煤炭企業(yè)想要獲得更多的利潤，也必須不斷提升采礦的技術(shù)水平，從而提高煤炭開采的質(zhì)量和效率，提升企業(yè)競爭力和綜合實(shí)力。

3采礦工程設(shè)計(jì)與施工中存在問題

3.1采礦工程設(shè)計(jì)存在問題

第一，造價(jià)問題。具體來說，表現(xiàn)為以下兩個方面：一是設(shè)計(jì)人員思想上不夠重視或者缺乏與業(yè)主的溝通導(dǎo)致采礦工程造價(jià)無法得到有效控制；二是設(shè)計(jì)人員缺乏基本的經(jīng)濟(jì)觀念，在設(shè)計(jì)過程中沒有全面考慮施工材料的價(jià)格問題，使得工程造價(jià)超出預(yù)算，這不僅加大了工程投入成本，還很容易延誤工期。第二，環(huán)保問題。一般來說，煤炭開采都會對周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，因此如何盡可能減少對周邊環(huán)境的破壞程度成為采礦工程設(shè)計(jì)過程中面臨的主要問題。在實(shí)際操作過程中，如果設(shè)計(jì)單位沒有對工程施工場地進(jìn)行現(xiàn)場勘查，那么控制并降低對環(huán)境的影響也就無從談起。加上設(shè)計(jì)人員對法律法規(guī)以及環(huán)保認(rèn)知的缺失，極易導(dǎo)致工程施工或者采集工程使用過程中對生態(tài)環(huán)境造成破壞。

3.2采礦工程施工中存在的問題

第一，與設(shè)計(jì)單位缺乏溝通。絕大部分采礦工程都存在時間緊，任務(wù)重等情況，短時間內(nèi)設(shè)計(jì)出來施工圖必然是缺乏一定深度的，是在沒有對施工現(xiàn)場進(jìn)行充分勘查基礎(chǔ)上憑借經(jīng)驗(yàn)完成的，而施工企業(yè)在遇到問題時卻與設(shè)計(jì)單位缺乏溝通和交流，導(dǎo)致在施工過程中極易出現(xiàn)這樣或者那樣的問題，或者延誤工期。第二，安全問題。安全問題是所有工程項(xiàng)目必須予以高度重視的問題，采礦工程也不例外，采礦工程不僅需要注意施工過程的安全問題，還需要為煤礦生產(chǎn)的安全問題負(fù)責(zé)。所以，在采礦工程施工過程中，任何與施工設(shè)計(jì)或者規(guī)范不符的施工行為都會都煤炭開采以及施工人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

4解決措施

4.1地下礦山無廢開采方法及工藝技術(shù)

采礦工程施工過程中，不可避免的產(chǎn)生大量廢石，而對廢石的處理工作實(shí)際上對采礦工程以及后期的煤炭開采沒有任何作用，因此是一種無用功，浪費(fèi)了大量財(cái)力和物力，這就要求在采礦工程施工過程要盡可能少采廢石。具體來說，則可以加大對各類礦體采切工程布置方式及工藝的研究力度，從而運(yùn)用不斷優(yōu)化采切工程布置的方式，降低廢石的開采量。此外，還需要依據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，對礦石、廢石等進(jìn)行科學(xué)處理。

4.2地下礦山廢石與尾礦混合充填料充填技術(shù)

在采礦過程中，需要嚴(yán)格遵循“礦石不出坑”的宗旨，并以有效提升充填體強(qiáng)度為目標(biāo)，通過試驗(yàn)的方式對廢石在充填體中的科學(xué)配比予以確定，同時依據(jù)充填料水的滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對充填脫水結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化布設(shè)，盡可能減少充填脫水的時間。此外，還需要對廢石以及尾礦混合充填料的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析研究，使其達(dá)到廢石與尾礦充填的標(biāo)準(zhǔn)要求。更為重要的是，在對礦山工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對采礦過程中產(chǎn)生的廢石排放路徑進(jìn)行全面考慮，盡可能達(dá)到廢石不出坑的目標(biāo)。

4.3地下礦山采場穩(wěn)定性及巖層控制技術(shù)

在實(shí)際操作過程中，施工單位需要大量應(yīng)用廢石產(chǎn)出率低的采礦工藝，并用尾礦來對采空區(qū)進(jìn)行填充，且要在安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行。此外，還可以有效應(yīng)用地壓監(jiān)測、數(shù)值模擬以及物理模擬等方式對采場以及采空區(qū)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價(jià)，為采礦以及采空區(qū)的充填安全打下夯實(shí)基礎(chǔ)。具體來說可以分為以下幾個方面內(nèi)容：第一，運(yùn)用專家系統(tǒng)法對采場頂板的破壞模式進(jìn)行預(yù)測，并將其作為選取頂板加固措施的重要依據(jù)；第二，運(yùn)用數(shù)值模擬法對充填控制地壓機(jī)理以及充填材料不足情況下采場穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究；第三，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室對比試驗(yàn)的方式，對廢石充填對充填體強(qiáng)度的影響進(jìn)行對比研究；第四，運(yùn)用地壓監(jiān)測法對無廢開采采場的地壓規(guī)律進(jìn)行研究。

4.4地下礦山地面沉降塌陷災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)

有效運(yùn)用RS、GPS、GIS技術(shù)對礦區(qū)地表塌陷區(qū)進(jìn)行遙感研究，并有效結(jié)合采礦以及地質(zhì)資料等進(jìn)行綜合研究，從而實(shí)現(xiàn)對礦山采空區(qū)災(zāi)害的數(shù)值以及相關(guān)物力空間的模擬。此外，以井下遙感信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)以及礦山提供的原始數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，建立健全地下礦石采空區(qū)災(zāi)害管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對礦區(qū)地理控制、地質(zhì)以及采礦等方面信息的分析、存儲、處理，從而得出相關(guān)信息的動態(tài)反饋信息，達(dá)到對采空區(qū)突發(fā)事故進(jìn)行有效預(yù)防的目的。

5結(jié)語

總而言之，采礦工程所面臨的整體環(huán)境較為復(fù)雜，因此需要制定合理的設(shè)計(jì)并選擇科學(xué)的施工技術(shù)和施工安全措施，只有這樣才能較大幅度提升采礦的效率，并確保施工安全性，以免安全事故的發(fā)生。

作者：賈延龍 單位：北京岳海鑫源礦業(yè)咨詢有限公司