煤矿工程采矿关键技术和施工安全管控策略分析与应用

肖宗儒 张雯

摘 要： 煤矿是我国能源资源的重要组成部分，在社会主义现代化建设过程中具有举足轻重的作用。在科技主导下，煤矿采矿技术日益发展，新煤矿在施工与采矿的过程中，还存在诸多不足，如何提升煤矿工程采矿技术和施工安全管控策略，对于减少煤矿施工安全隐患、促进煤矿企业可持续发展具有重要意义。本文从煤矿工程采矿技术与施工安全管理等角度出发，针对露天采矿关键技术、地下开采关键技术、硬顶煤与硬顶板的采矿关键技术、倾斜厚层和倾斜薄层开采关键技术、智能采矿关键技术等开展科学研究、进行科技攻关，结合实际案例探讨如何创新采矿方案，加强矿山工程施工期的管理，保障矿山工程安全施工、有效运营。

关键词： 煤矿工程;采矿技术;施工安全管理

【中图分类号】TD712.6     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.204

科技的发展促进我国现代化的建设和城镇化的建设，煤炭作为现代社会中不可缺少的重要资源，城市的发电、发热等多个行业都需要运用煤炭[1-4]。我国当前的煤炭需求量较高，加上煤炭资源储蓄量分布、国家标准等多方面的影响，促使科技的发展下煤矿开采技术不断的革新。提升煤矿工程采矿技术工作效率的同时，还要加强对于施工安全管理工作，牢固安全施工的理念。当前我国社会煤炭消费的发展情景来看，2019年我国国内的资源消费占比达70%。从最新的调研结果显示，我国现有勘测出来的煤矿资源达到9000亿吨，但是由于我国现如今部分地区的煤矿开采技术在市场上缺少核心竞争力，促使国家出台了相应的政策，加强对于煤矿市场的监督和管理。包括《煤矿工程和市政基础设施采矿安全监督制度规定》 等相应的十三五之后的煤矿开采制定规划，同时文章中提出了十三五以后向高科技施工环境和高资源态势发展煤矿采矿业，由此可以看出煤矿资源已经成为了当前中国发展中不可缺少的重要能源。因此本文的研究结合实际施工案例，从具体的施工要求和《EPC总承包项目管理的相关规章制度要求》等角度探讨煤矿采矿技术和施工的安全管理工作。

1 煤矿采矿技术分析

煤矿工程的采矿技术，除了科技因素的影响，还要结合具体煤层所在的环境和工作情况来确定。

1.1 露天采矿技术

所谓的露天采矿技术就是将煤层从矿体中剥离出来，自上而下进行煤矿的采矿工作，借助大型的采矿工具，提高工作的生产效率。从上而下的采矿方式，能够有效提高施工的生产效率，提高劳动生产力，最关键的是露天煤矿采矿技术的运用，能够提升施工工作人员的安全性。同时对于煤矿区域的保护性较强，本身工期较短，效率较高，因此大部分的煤矿采矿可以借助露天采矿技术提高采矿效率。

1.2 地下开采技术

地下开采作业主要是针对有色金属开展的采矿工作，通过填充开采技术、深矿井开采技术以及崩落采矿技术等多种方式来进行地下开采。首先填充开采技术是指煤矿开采过程中，借助材料对于空白地方进行填充，利用支架等方式对开采层进行施工，将传统的石料填充到矿层中。深层矿井的采矿技术是和外部环境相联系的，部分矿区如果岩石较多，且岩石的抗距离和地面的抵抗能力都处于较弱的话，需要借助深层矿物进行采矿，提高矿井采石的效率。除此之外，煤矿周边如果具备丰富的资源，也可以借助深层矿井开采技术保护煤矿，减少采矿时所造成的矿压，导致煤矿坍塌带來的安全问题。

1.3 硬顶煤与硬顶板的采矿技术

硬顶煤与硬顶板的采矿技术是综合了顶煤深孔预裂爆破技术、压裂技术的基础上，借助岩层定向水力压裂技术对顶板进行处理。该项技术借助顶板坍塌的方式，对于现场进行控制，保证施工的安全，提高施工的效率。在实际施工中硬顶煤和硬顶板采矿技术本身来说较为相似，并不是针对单一的采矿技术而言，可以说是多种技术的结合体。煤矿顶层采取深孔爆破技术或压裂技术综合的方式进行采矿，能够有效在煤矿面积较大的时候，抑制煤层压力，保证施工的安全。

1.4 倾斜厚层和倾斜薄层开采技术

倾斜厚层开采技术的应用避免存在顶梁裂缝和滑倒等问题，而倾斜薄层开采技术本身具备安全性能高、开采率高的特点是针对缓轻型的后煤层，能够进一步提升施工的效率。减少安全隐患问题的出现。

1.5 智能采矿

当前人工智能、大数据和5G技术的运用促使采矿技术日益完备，这也成为了未来采矿智能技术发展的趋势不可挡。信息时代下工业和信息技术的融合，促进了采矿工程的智能化发展。煤矿工程来说，智能采矿技术的应用能够大大提高工程的效率，借助无人机等多项设备的运用。提升采矿作业的安全性。在煤矿工程中的智能采矿技术包括广泛运用智能计算机系统，通过智能分拣机的提供，借助传感检测侦测具体的矿物质元素，借助图像识别技术和AI技术中卷积神经网络技术能够有效对于实际工程进行机械操控，提高工程开采的效率。除此之外无人驾驶、无人机器的应用也日益广泛，从2017年开始部分无人机器已经用到了矿业生产中，能够保证采矿人员的安全，借助无人驾驶可以完全脱离危险区域进行远程操控。通过无人机测量露天矿通过无人器械进行装矿、出矿、卸矿等具体的采矿工作，提高工程的安全性能。

2 煤矿工程的施工安全管理

2.1 提升采矿技术的科技水平，提高采矿的安全指数

煤矿工程是属于特殊的作业环境，需要有较高的科学技术的支持，实际的采矿工程中采取一定的采矿技术的应用，能够避免存在安全隐患问题。例如当前智能时代下智能技术的应用的运用能够有效提升采矿技术的安全性，借助三地建模对于实施工地进行勘察，借助无人机对工程的实际状况和区域进行建模和绘图。通过传感器监测矿物再通过智能技术和机械设备加强工程的自动化发展，使人脱离危险区域内完成具体的采矿工作。在矿业的发展中，借助矿业物联网应用，研发物联网传感器，基于云端的运作平台下加强对于矿业生产的保护工作，实施监测采矿的具体环境和具体工作信息。借助安尔法精致的震动和温度传感器，对于实地现场数据进行监测，使施工单位对施工人员操作过程的具体情况进行实时监测，保证施工人员工作的安全性能。例如北露天煤矿自备电厂输煤系统破碎站移设工程，新建一套额定能力为2000t/h的一次破碎站，新建4台额定能力为2000t/h的带式输送机，新建二次破碎站（单台额定能力1500t/h的破碎机2台），改造1台现有额定能力为1200t/h的带式输送机提升采矿技术。譬如该项采矿运用了无人驾驶技术，有效有效实现了矿山的智能化和无人化的开采，在实验中通过借助传感器的应用和露天矿卡车的智能调控系统，提高了采矿的效率和安全性能。

2.2 采矿施工中加强员工的安全意识

目前我国采矿工作中存在着部分安全隐患问题需要解决。因此施工单位需要加强对于员工安全意识的培养，让员工能够重视施工过程中的安全管理，煤矿工程中很多事故的发生就是疏于安全管理。因为部分员工的安全意识不足，对于安全检查敷衍了事，所造成的灾祸。企业需要建立起相应的安全监察机制，制定安全检测工作细则，监督工作的完成效率，强化员工的安全意识。从思想上自发的安全检查，形成全员参与安全管理的环境，有效提升员工工作的安全性。除此之外，施工单位还要定期开展培训工作向施工人员普及安全生产的重要性，在部分矿区重危险地带贴饰警示标语，提醒员工的安全操作。根据《煤矿安全规程》结合本工程的实际情况，制定出各要害管理及规章制度和工种的责任并张贴上墙。对于部分按员工不遵守相关标准规范，施工单位建立相应的赏罚机制，定期评比活动来提升施工人员的安全意识。

2.3 建立完善的施工安全管理制度

例如北露天煤矿自备电厂输煤系统破碎站移设工程煤矿企业要建立完善的施工安全管理制度，明确各项施工的规则和细则，让施工人员能够了解具体的施工标准，按照规范的操作流程进行生产作业，提高生产质量。除此之外企业安全管理制度需要和國家的法律法规相符合，在实际施工中明确责任机制和应急预定法案。安全管理上加大资金的投入，同时对井下的具体采矿工作的系统进行必要的改造，对安全隐患进行及时的排查。

3 结论

综上所述，煤矿工程采矿技术和安全管理是企业建设中的关键，在具体项目中加强对于采矿技术的应用和安全管理，能够有效提升工作的效率，促进开采工作的完成，为煤矿工程的发展提供基础。

参考文献

[1] 李宏宇.露天采矿工程中的采矿技术与施工安全[J].当代化工研究，2020（10）：77-78.

[2] 张爽，梁超.数字化智能矿山系统在露天石灰石矿山采矿技术应用[J].矿业工程，2020，18（02）：59-62.

[3] 任人，杨智博.采矿工程中的采矿技术与施工安全探讨[J].冶金管理，2020（03）：10+202.

[4] 杨清平，蒋先尧，陈顺满.数字信息化及自动化智能采矿技术在地下矿山的应用与发展[J].采矿技术，2017，17（05）：75-78.