采矿工程技术不安全因素及其管理策略

引言

采矿工程归为高风险行业范畴，受地质条件错综复杂、施工环境恶劣异常、技术要求高等因素影响，在施工进程中极易诱发不同种类的安全事故。技术环节作为施工管理不可或缺的一环，其不安全因素经常成为事故发生的直接导火索，诸如爆破设计缺乏科学性、支护工艺发展滞后、通风系统布局欠合理等状况，不仅对施工进度造成影响，甚至对作业人员的生命安全造成严重威胁。有必要对采矿工程存在的不安全技术因素开展系统梳理和深度剖析，要探索科学恰当的应对策略。

1 采矿工程施工的特点

1.1 施工环境的复杂性与恶劣性

采矿工程施工环境的复杂性和恶劣性是其最显著的特点之一。地下采矿需要在地表以下数十米甚至数百米的岩层中进行，作业空间封闭、狭窄，受地质条件影响极大。不同矿区的地质构造差异明显，可能存在断层、褶皱、破碎带等复杂地质现象，给巷道开挖、顶板支护等施工环节带来极大挑战。例如，在断层发育的区域，岩层稳定性差，极易发生顶板垮落、片帮等事故。同时，地下环境还伴随着诸多不利因素：一是通风困难，井下作业产生的瓦斯、粉尘等有害气体和颗粒物不易扩散，长期积累可能引发中毒、爆炸等风险；二是湿度大、温度高，部分深部矿井的温度可达 30^∘C 以上，加之高湿度环境，会严重影响施工人员的体力和操作精度；三是照明条件有限，仅依靠人工照明，视野范围受限，增加了设备操作和人员移动的难度。

1.2 作业流程的连续性与协同性

采矿工程施工是一个多环节紧密衔接的连续过程，各工序之间的协同性要求极高。从前期的地质勘察、设计规划，到中期的巷道掘进、矿石开采、运输提升，再到后期的通风排水、顶板维护等，每个环节都相互关联、相互影响。例如，地下采矿中，巷道掘进是矿石开采的前提，若掘进进度滞后，会直接影响后续的采矿作业；而矿石开采过程中产生的废石需要及时运输出井，否则会占用作业空间，阻碍施工进度。同时，通风、排水系统必须与采矿作业同步运行，一旦通风不足或排水不畅，将被迫中断采矿施工。

2 采矿工程施工中存在的不安全技术因素

2.1 自然环境因素

采矿工程大多在地下或露天的复杂自然环境中进行，自然环境本身就存在着诸多不安全因素。一是地质条件复杂，如断层、褶皱、溶洞等地质构造，可能导致顶板垮落、突水、瓦斯突出等事故。例如，在一些煤矿开采中，由于煤层瓦斯含量高，且地质构造复杂，容易引发瓦斯爆炸事故。二是水文条件恶劣，地下采矿过程中可能遇到地下水突涌，给采矿作业带来严重威胁。如果对水文地质情况勘察不足，防水、排水措施不到位，就可能发生透水事故，造成人员伤亡和设备损坏。三是气候条件影响，露天采矿受天气影响较大，暴雨、大风、高温等恶劣天气会影响采矿设备的正常运行和矿工的作业安全。

2.2 支护系统不完善

作为保障地下采掘空间稳定和作业安全的核心，井巷支护系统，其设计与实施的质量，直接关乎矿井作业环境的稳定性以及人员的生命安危。然而，在部分采矿相关施工项目中，支护系统有着显著的不完善情形。设计环节未对地质条件与矿体结构特征加以充分结合，支护参数设置过低，选型未达要求，引发支护强度不能达成巷道稳定的要求。施工阶段常显现支护不到位、支护拖延、布置参差不齐等现象，难以切实抵御岩体松动或地压外泄，极易引发诸如冒顶、片帮的事故，引发人员伤亡与设备损毁。此外，某些矿区未按规定开展对支护效果的监测以及周期性维护，因长期运行，支护系统疲劳失效且未能及时修复，让安全风险进一步加剧蔓延。

2.3 设备与技术落后

部分中小型矿山使用的设备陈旧 , 如钻机没有更新换代 , 电气设备防爆性能差 , 在使用过程中 , 因安全性能差 , 易发生故障 , 导致机械伤害 , 甚至出现瓦斯爆炸。同时 , 自动化技术以及智能化技术已在各个领域普及 , 但在采矿作业中应用不足 , 无人化掘进、实时监测系统等严重缺失 , 仍以人工操作为主 ,因人为失误导致的风险发生概率也非常高。

3 应对采矿工程施工不安全技术因素的相关策略

3.1 加强地质勘察与环境监测

首先，要重视采矿前期的地质勘察工作，采用先进的勘察技术和设备，全面了解矿区的地质构造、水文条件、瓦斯含量等情况，为采矿设计和作业提供准确的基础资料。其次，建立完善的环境监测系统，对地下水位、瓦斯浓度、顶板压力等进行实时监测，及时发现异常情况并发出预警。例如，在煤矿开采中，安装瓦斯监测传感器，实时监测瓦斯浓度，当浓度超过规定值时自动报警，并采取相应的通风措施。同时，要根据监测结果及时调整采矿方案，避免因自然环境因素引发安全事故。

3.2 优化支护系统设计与施工工艺

支护系统身为采矿工程保障井巷稳定的关键技术，其科学性与严谨程度，直接关乎作业人员生命安全和施工成效。因此，应从设计、材料筛选、施工管理等多个方面开展，将支护系统的整体布局及施工工艺优化。进入设计这个阶段，一定要凭借矿区地质勘查资料，全面解析岩层结构、节理的发育状况与地应力分布，运用科学的计算手段挑选恰当的支护类型与参数，让支护方案体现出针对性与实效性。在施工持续推进的阶段，须严格落实支护安装的各项工序，保障施工进度跟支护质量同步发展，尤其针对拐弯处、交叉点这些关键的部位区域。此外，应加强支撑、增大监测频率，应选定专门监理人员对全程予以监督，防止出现偷工减料、擅自修改设计等举动。完成全部施工后，尚需定时对支护结构稳定性展开检查，迅速对有损或老化的部分做加固或替换处理。

3.3 推动智能化技术应用

在智能开采技术应用中 , 主要依靠用于采集信息的传感器和用于全程检测的监测设备, 实现对整个采矿流程的监控并实时收集信息。在地下矿井作业时,传感器对环境实时监测 , 重点收集瓦斯体积分数信息、温湿度等信息 , 并参数化处理 , 如果已经超过规定范围 , 系统报警设备立即启动 , 且应对措施自动实施。比如 , 当瓦斯体积分数超过规定标准 , 通风设备自动启动 , 瓦斯体积分数快速降低 , 以维护工作人员安全。随着智能开采技术应用于设备领域 , 无人掘进机、远程操控系统等智能装备应运而生 , 实现了自动化控制。采矿设备运行都要预设程序, 包括开采、运输等均为自动化作业。减少人员进入高风险区域;建立集瓦斯浓度、顶板位移等参数于一体的物联网监测平台 , 实现异常自动报警 [4]。如此 , 不仅提高了开采效率 , 还使开采人员不需要在危险环境中长时间作业, 降低风险事故发生率。

结束语

总而言之，采煤工程的采矿技术与施工安全策略对于提高采矿效率、保障生产安全具有重要意义。随着科技进步和现代化开采技术应用，采煤工程将更加注重环境保护和可持续发展。未来，应加强采矿技术研究与创新，提高施工安全管理水平，推动采煤工程向智能化、绿色化方向发展。通过科学合理的采矿技术和严格的安全管理措施，确保采煤工程安全高效运行。

参考文献：

[1] 邢磊, 李忠, 马兆强. 采矿工程施工中不安全技术因素及解决对策[J].煤化工 ,2024,52(S1):86-88.

[2] 张晓波 . 采矿工程施工中不安全技术因素及对策探讨 [J]. 矿业装备 ,2023(3):104-106.

[3] 李国元 . 采矿工程中不安全技术因素及对策 [J]. 世界有色金属 ,2024(9):79-81.