浅析采矿技术在采矿工程中的运用与施工安全

雷杰添

(广西锡山矿业有限公司，广西 南宁 530200)

0 前 言

伴随着我国社会经济的持续高效发展需要，对矿产原料相关产品的需求量也在逐渐上涨，因此，如何在有限的条件下，提高采掘技术以及确保作业安全变得尤为重要。在当下安全生产形势及市场激烈竞争环境下，我国矿山企业要想能够保持持续稳定的发展，那么就应该紧跟时代前进步伐，在传统采矿技术基础上，做好开采现场各方面的环境勘察工作。并开展与对口专业院校、设备制造厂家的合作，合理利用高校专业理论指导和矿山机械的助力，制定安全可靠、技术可行、成本合理的开采方案，整体提高矿山企业的采掘技术水平，为我国矿山行业提高资源回收率、降低安全事故率的可持续发展目标打下坚实的基础。要想在当前国家安全生产形势及市场环境下生存，矿山企业就必须结合自身矿山的实际情况，学习及应用现代工艺技术，准确把握采掘工程的技术应用与施工特点，掌握多种采矿技术的科学运用方法，同时做好安全管理工作，提高采掘工程作业的安全水平。

1 采矿工程的采矿技术分析

1.1 充填采矿工艺技术的应用

当前，在我国各大主要矿产资源开采地区的采掘工程行业中，充填采矿法得到广泛运用。充填采矿技术具有作业安全、矿石回采率高、贫化率低、能利用工业废料，保护地表避免因采空区造成的危害等优点。在单个回采矿房中，随着回采工作面的推进，向所形成的采空区送入充填材料，利用充填料代替采出的矿石支撑空区，防止围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行周边矿房的回采。在开采作业工序中，就提前对开采现场进行充填工序布置，试验明确出合适的充填物料后，合理利用采掘巷道进行充填物料输送设置，根据采掘设计安排对形成的采空区进行充填物料，将采空区填满，形成人工假体，确保采空区稳定，保护其周边采掘作业的施工安全[1]。

广西某高品位锡多金属矿山，因早年间矿区盗采猖獗，井下盗采巷道错综复杂，其中在-60 m至-130 m水平间的高品位矿体发生了大的冒顶事故，导致该冒落区的矿体和围岩体形成了地质条件复杂的“下沉矿体”。为了回采该特殊矿段矿石，企业与设计院、矿山设备厂家进行合作，结合整合后的主体设计各大安全生产系统，开展了采掘设计。最终确定的采掘方案为：①利用U形钢支架推进脉内凿岩道(一般长度约30 m)；②单个回采矿房控制在长宽高10 m×5 m×6 m的范围内；③利用XMPYT-45/450型撬毛台车；④遥控铲运机等机械化设备进行出矿；⑤分段采空区形成后立即进行选矿尾砂胶结充填；⑥充填体凝结保养约30 d后，又进行下一段U形钢支架拆除→回采→充填，直至整条凿岩道控制的矿块回采完成。通过充填采矿工艺的运用，该矿山实现了资源的最大回收效益，虽然成本高、效率低，但是每年给企业增加了近2亿元人民币的产值收入。

1.2 露天开采技术

相较于填充开采，露天开采技术在采矿工程中的运用更为常见，且利用频率较高，安全系数高是其突出的优势特点之一。借助于灵活运用露天开采方法，能够按照具体的开采需求高效分离矿体，由于上层覆盖物能够活动，因而可以对其进行转移处理，为构建露天的采矿场提供极大便利。与此同时，在实际应用露天采矿技术工艺时，一系列的挖掘施工工作不仅可以借助人力完成，更适合灵活使用大型化、自动化的机械设备，这样的开采模式不仅能够减轻工人的作业量，还能够将建矿开采的作业速度大幅提升。如果矿山属于铁矿类型，无论是过多的开采点，还是较小的矿体规模，都会增加地下开采施工作业的落实难度，传统开采技术的适用性较低，因而借助于露天采矿方法，能够在最大程度上削减挖掘铁矿过程中造成的损失量，并且安全管理工作相对简单、隐性安全问题较少，采矿生产的安全性较有优势。通过分析与观察露天开采技术的实际应用特点可发现，只有在开采区域矿层较浅的情况下，这一技术才能显示出较好的应用效果。

1.3 现代化采矿技术

随着时代的不断进步，科学技术的不断创新，跨行业的技术服务互补，采掘业从最初的“手推车”模式，逐步发展到了“机械化、智能化”的高效生产模式，形成了新型的现代化采矿技术。通过借鉴其他行业的生产流程标准，将信息、技术、人员、设备等生产要素进行综合管理，同时结合矿山的实际内外环境、矿体的赋存条件、开采关键工程控制事项进行科学的分析，制定符合自身矿山采掘作业的标准，通过标准化的作业流程能够有效提升矿山的开采效率，实现采掘技术的快速有效进行。现代化采矿技术是利用现代化的企业管理理念，将先进的通信技术应用到矿山的检查、监督、应急等系统中，把机械化、智能化的设备运用到采掘工序中，最大限度地减少人员的劳动强度，实现安全高效低耗的开采，达到以国家提出的践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念去推动采掘行业的运转[2]。

1.4 协同采矿技术

将协同的概念引入到采矿技术领域是由陈庆发[3]提出，文章《未来10年中国学科发展战略：工程科学》指出“复杂难动用资源开采理论与方法”是未来影响我国采矿行业长远发展的理论与技术难点。而协同采矿技术的研究与运用具有很强的针对性，充分考虑各种传统的采矿方法的优缺点，取长补短，最大化地考虑矿体实际地质赋存条件，从系统到具体的生产工序进行优化组合，减少或消除不利因素造成的影响，使地下矿产资源得到最优化合理开发利用。协同开采的核心要义是把企业不同安全生产技术工艺和施工作业组最大程度进行整合，确保在实施环节安全高效协同的前提下，实现产量绩效最大化，达到“1+1>2”的效果。

广西某大型锰矿山从露天开采转入地下开采时，位于8号至14号勘探线的南翼矿体，从340 m至280 m水平中段布置的矿房属于露采转地采的衔接矿房。考虑到露采最终边坡线上的两旁矿区公路需长久保留，且根据往年类似矿体回采经验，一般情况下，采空区暴露约一年后会出现冒顶片帮。若考虑预留20 m的顶柱，亦不能保证在280 m至220 m中段也形成采空区后，预留的顶柱还能保住，最终选择该段矿房直接采通露天，选择在非雨季时节，强采强出，矿房完成出矿后马上利用露天其他采区的剥离废石进行充填采空区，最后适时填入剥离的泥土，做为隔水层，防止雨水倒灌井下。该采矿方案实例，通过分析矿体赋存情况，结合周边环境需要，充分利用好露采工程机械与井下采矿回采节点协同配合，最终即保护边坡稳定，又最大限度地回收了矿石。

2 采矿工程的施工安全管理策略

2.1 强化安全管理能力

提高对施工安全管理的重视是开展采矿工程开采工作的基础与关键所在，对于管理人员而言，应从思想意识层面上树立对安全管理的正确认识，进而引导施工工人对开采作业的安全问题重视起来。要进一步强化采矿工程施工的安全管理能力，应针对现有的作业人员，定期训练其对自救措施的掌握与实践应用，并组织有关安全知识教育的培训工作。面对复杂的施工工作环境，应根据具体的安全管理要求，做好相关的安全防范措施，通过严格地考察施工现场，提高对意外风险与安全事故的防控力度。引入安全生产标准化管理办法，制定符合矿山企业的标准化安全作业流程，并通过编制现场“5S”标准化管理办法进行考评，让安全管理落实到每个员工实际操作中去，提高采掘工程的安全满意度[4]。

2.2 制定详细的安全法规，并严格执行

矿山从基建开始直到闭坑的全过程中，受矿区局限性环境及技术安全条件的限制，要求将每个项目、每个作业工序、工种的实际情况，建立符合国家安全生产法律法规的操作规程和技术安全规范。同时，制定相配套的各种奖罚规则和办法，让企业员工在生产全过程都能充分遵守这些安全法规，能对具体的生产工艺进行检查和纠正，制定相关应急救援预案，并严格规范重大安全问题处理的作业技术规程，提高采掘工艺的安全可靠性及对事故预警的成功率，促进采掘工程安全高效地开展。随着国家安全生产要求不断提高，矿山企业在施工管理过程中，必须不断修订自身的安全法规，并且把安全法律法规的培训及测试纳入安全生产工作中去，让全体员工都谨记安全生产的重要性，禁止违规操作，保障员工安全地开展作业，维护社会的稳定[5]。

2.3 加强施工安全的检查

在矿山安全生产活动中，必须严格遵守国家的安全生产方针政策，利用好安全检查的手段，才能保证安全第一、预防为主、综合治理的要义落到生产的实处去。矿山企业应当加强采掘施工全过程的安全检查工作：①检查各级人员及其具备的素质是否满足从事的岗位需要；②检查每台设备是否具有矿安标志、检查其运行状态是否正常；③检查所使用的物料、配件其是否合格，是否达到更换标准等；④自身制度、规程上要检查是否符合国家的相关法律法规文件要求；⑤检查、监测作业环境是否正常，是否存在随着附近采掘施工推进而出现安全隐患问题。然后利用双重预防机制对检查中出现的安全问题进行闭环管理，确保检查发现的安全隐患得到有效的整改，实现企业“人、机、料、法、环”五大安全生产要素的安全有效协作，保障采掘施工的安全、质优、高效运转。

3 结 语

矿产资源开采行业作为推动我国经济持续发展的关键组成部分，要想能够确保企业在日益严峻的安全生产形势下可持续发展，那么就必须要求企业立足现实采矿环境下，根据矿产资源的蕴藏条件，结合矿区外部环境要求，多借鉴其他行业先进的安全生产管理理念，发挥机械化、智能化设备的优势，“因矿生法”，推动企业的安全生产文化建设和落地，创造出安全可靠、技术可行、成本合理的采矿方法，安全高效地开展生产作业，为企业带来巨大经济效益和社会价值。