采矿工程中的采矿技术与施工质量安全

采矿工程是将矿产资源转化为可利用产品的工程过程，涵盖勘探、设计、开采、运输、选冶和环境治理，具有强烈的不确定性和高危险性，施工质量直接关系到矿山的安全、资源回收率和经济效益。因此，系统理解采矿特点、合理选择采矿方法并实施严格的施工质量与安全控制，是矿山可持续发展的核心任务。

1 采矿的特点

1.1 高风险性

采矿作业常处于高应力、受限空间或不稳定边坡等复杂环境中，危险源多且变化快。井下易发生顶板冒落、片帮底鼓、冲击地压、突水突泥、瓦斯突出与瓦斯、煤尘爆炸，以及火灾和有毒有害气体中毒；露天则主要面对边坡失稳、滑坡、爆破飞石/振动和排土场失稳等风险。

1.2 复杂性

采矿复杂性来源于地质、水文、工程、管理多维不确定性和强耦合。矿体形态、厚度、倾角、岩性及构造差异显著，含水层与导水构造多变，使采法、钻爆参数、支护与充填方案难以一次定型；掘进、支护、回采、充填、通风、排水、运输、供配电与选矿等长流程相互制约，任何一环的偏差都可能放大为系统问题。

1.3 系统性

采矿是由通风、排水、供配电、运输与提升、通讯、充填、选矿与尾矿处置等子系统耦合而成的复杂系统工程，具有非线性、时变与历史相关性。采动导致应力场、渗流场与岩层移动持续重分布，采空区、围岩、支护、充填体的相互作用决定整体稳定性。任何子系统如风量不足、泵站能力下降、运输瓶颈或供电故障都可能引发连锁反应，影响安全与产能。

1.4 环境影响较大

采矿对地表地貌、生态系统、空气与水环境的影响广泛而深远。露天剥离与排土改变地形地貌，若治理不当易造成水土流失、泥石流与次生地质灾害；地下开采可能引发地表沉陷、地裂缝与建筑物变形。疏干降水改变地下水循环，酸性矿山水与重金属溶出若未有效治理会污染地表与地下水体。尾矿与废石长期占地并伴随扬尘与渗滤液风险，尾矿库还存在安全隐患[1]。

2 采矿工程中常见的采矿技术

2.1 露天采矿技术

露天采矿适用于矿体埋藏浅、覆盖层薄且规模较大的矿床，核心是在地表直接剥离覆盖层后进行矿石开采，具有作业空间开阔、效率高、成本相对较低、安全性较好的特点。生产一般按穿孔、爆破、采装、运输的流程组织：穿孔阶段使用旋转式、冲击式或潜孔钻在既定孔位成孔；爆破依据岩性与目标块度选择装药方式与起爆网络，常采用微差爆破降低振动与飞石风险；采装则用挖掘机、电铲或装载机将破碎矿石装入运输装备；运输可采用自卸卡车、公铁联运或带式输送机，将矿石送往破碎站、选矿厂或堆场。常见方法包括台阶式开采与条带式开采。为保障边坡稳定与排水通畅，需合理确定台阶高度、平台宽度与最终边坡角，并配套截排水系统与监测预警[2]。

2.2 填充开采

填充开采是在回采过程中将采空区用特定材料充填，目的是控制顶板与围岩移动、减轻地表沉陷、提升资源回收率，并改善通风、防火与作业环境。按材料与工艺不同，主要有三类，干式充填以废石、矸石等固体为主，通过机械输送直接填入采空区，工艺简单、见效快；水力充填以水为载体，将尾砂等通过管道输送至采空区，待水排出后形成充填体，适合连续性好、运输距离长的场景；胶结充填在尾砂或骨料中掺入水泥等胶凝材料，形成具有设计强度的胶结体，适用于对充填强度要求较高、需要支承顶板或限制变形的条件。现代矿山还广泛采用高浓度、低离析的膏体充填，以实现长距离密闭输送、低析水与强度可控。充填开采与回采工序需统筹衔接，重视原材级配、制浆与输送参数控制，以及充填体强度与渗透性检测，以达到安全、环保与经济性的综合平衡。

2.3 倾斜层开采

倾斜层开采针对具有一定倾角的层状或似层状矿体，根据倾角与厚度合理设计巷道与采场布置。缓倾斜矿体可采用水平分层或微倾分层回采，组织相对简单、运输可部分利用重力；中等倾角矿体常采用倾斜分层或沿走向分段、沿倾向分层的方式，需兼顾设备稳定与人员通行；急倾斜矿体则需强化支护与特殊工艺，以防片帮和顶板冒落。由于矿体倾斜带来物料下运与排水难度增大，通常结合溜槽、溜井、缓冲仓和带式输送机等分级运输设施，同时完善沿倾向的集排水系统与泵站。顶板与帮部管理，应根据岩性与结构面条件选用锚杆、锚索、喷射混凝土或支架等组合支护，并在必要时结合胶结充填以稳定采空区；通过监测巷道收敛、顶板离层和位移等指标，动态优化采高、步距与推进顺序，兼顾安全与回采率。

2.4 下采矿技术与硬顶板采矿技术

下采矿技术主要指在水体下、建筑物下、铁路、公路等敏感目标下方进行开采，严格控制地表沉降与岩层移动以保护上覆设施。常用措施包括留设保护层与保安柱、条带限宽限高开采、分区阶段性回采与及时充填，配合详尽的地质勘察、地表移动预测与数值模拟，制定精准的参数与停采线；施工中加强沉降、位移与裂缝监测，异常时及时调整推进方式并实施注浆加固、快速充填等补强手段。硬顶板采矿技术则面向顶板坚硬完整、难以自然垮落的矿体，易形成大跨度悬顶并积聚能量，存在突然垮落和冲击地压风险。通过预裂或定向爆破等人工强制放顶，使顶板按设计受控破断与能量释放，辅以限跨小步距推进、局部胶结充填和高强/让压组合支护；同时布设顶板离层、锚索应力和微震等监测手段，实时掌握顶板动态并优化放顶时机，确保作业安全。

2.5 深井开采技术

深井开采伴随浅部资源枯竭而发展，面对高应力、高温度、高水压等复杂工况，对地压控制、通风降温与井巷支护提出更高要求。在地压控制过程中，通过合理的开采顺序、分段布置与留设岩柱，配合高强锚索、喷射混凝土、钢拱架及必要的注浆加固来抑制围岩变形，并在高应力区采用卸压措施降低风险；建立高效主辅风网和局部冷却系统，必要时配置制冷设备以将作业环境维持在适宜范围；井巷支护注重高强度材料与可让压结构的组合，以适应深部应力环境。由于深部环境对设备可靠性要求更高，需选用耐高压、耐高温的专用采矿与运输装备，并完善排水、供电与监测系统，实现对温度、气体、应力与变形的实时感知与预警，从而保障深部矿山的安全高效开采[3]。

3 采矿工程中的施工质量安全控制

3.1 施工准备与技术交底

施工准备是保障采矿工程质量与安全的基础环节。首先，开工前应在既有勘查成果的基础上开展必要的补充地质与水文工程调查，系统掌握矿区地质构造、岩性与节理裂隙、地下水及气候条件等关键信息，为施工组织与方案细化提供可靠依据；其次，同步完成图纸会审与方案复核，明确工序衔接与专业接口，细化进度计划与资源配置。设备、材料要按制度进行准入与到货验收，确保设备性能良好、维护保养到位，材料规格型号与质量符合标准要求。最后，技术交底则要把施工方案、技术要点与安全注意事项准确传达到每个岗位与工序，做到全面、细致、针对性强；围绕不同作业环节明确工艺参数、质量标准与操作规范，交底过程注重互动答疑与现场示范，形成书面记录与签字留存，确保一线人员充分理解并能按标准执行，为质量安全打牢基础[4]。

3.2 关键工序质量控制

关键工序直接关系工程质量与人员安全，必须全过程受控。首先，爆破工序要结合地质条件与目标块度合理设计孔网与装药结构，严格按规程进行装药、连线与起爆，强化爆前清点、警戒与爆后检查，既确保爆破效果，又严防飞石、振动与哑炮等事故隐患。其次，支护工序应依据围岩条件与开采要求选择合适的支护形式与材料，严格按设计与工艺标准施工，控制锚固质量、喷层厚度与构件安装精度，确保支护强度与稳定性满足要求。最后，按计划进行点检、维护与保养，关注钢丝绳、制动与联锁等关键部位状态，执行试运转与隐患排查，防止因设备故障导致运输中断或安全事件，保障生产组织顺畅。

3.3 监测预警与数据化管控

完善的监测预警体系是及时识别风险、预防事故的重要抓手。首先，施工过程中，应对顶板位移、围岩变形、瓦斯浓度、粉尘及地下水水位等关键指标实施实时或高频监测，选用适宜的监测设备与方法，建立基线与预警阈值；其次，当监测数据接近或超过阈值时，及时发出预警并采取减缓措施，必要时迅速停工撤人，防止风险扩大。最后，建立统一数据库与标准化台账，将进度、质量与安全等过程数据纳入动态管理与可视化分析，实现对关键工序与关键参数的全过程留痕与追溯；依托数据分析结果，能够快速定位问题、优化施工方案与资源配置，提高管理决策的科学性与时效性。

3.4 风险分级管控与应急管理

风险分级管控强调因险施策、分类治理。首先，需对可能存在的风险源开展系统识别与评估，按照风险大小与后果严重性划分等级，形成清单化管理；对高风险区域和关键环节实施强化监测、加密检查与严格管控，对低风险部位实施常规管理，以提高整体管理效率。其次，应急管理方面，应编制完善的事故应急预案，明确组织架构、职责分工、响应程序与处置流程，配备必要的应急物资与通讯保障；定期组织有针对性的演练，检验与提升人员的实战处置能力。最后，发生突发事件时要第一时间启动预案、迅速组织救援和控险处置，事后做好复盘评估与经验反馈，持续改进防范措施。

3.5 职业健康与环境协同

职业健康管理重在对作业人员的有效防护。首先，采矿作业中应采取工程与管理相结合的措施，尽量降低粉尘、噪声、有害气体等职业危害的暴露水平，为作业人员配备合格且适配的个体防护用品，落实佩戴与更换管理；定期开展职业健康检查，建立并更新健康档案，关注重点岗位与敏感人群。其次，在资源开发的同时保护生态环境。应编制并落实环境保护方案，尽量减少对地表植被与地貌的扰动，做好水土保持与雨污分流；最后，对废石、尾矿等废弃物进行规范处置与综合利用，防止二次污染；同时加强对矿区水、气、声等环境要素的监测，发现问题及时治理与修复，推动安全生产与绿色发展相互促进、协同提升[5]。

4 结语

综上所述，在深部化、复杂化与绿色低碳并进的新阶段，针对不同赋存条件合理选择露天、填充、倾斜层、下采与硬顶板控制、深井等采矿技术，可在源头上匹配地质、水文、应力环境，兼顾回采率、成本与地表、围岩稳定性。通过施工准备与技术交底、关键工序质量控制、监测预警与数据化管控、风险分级管控与应急管理、职业健康与环境协同等，则为复杂、不确定的生产实践提供可度量、可追溯、可纠偏的过程保障。

参考文献

[1]华超明,游成杰．采矿工程的采矿技术与施工安全的探讨[J]．大众标准化,2021(4):171-173.

[2]张士威．采矿工程中的采矿技术与施工安全质量控制分析[J]．中国石油和化工标准与质量,2021(6):129-131.

[3]李岩.浅析采矿工程中的采矿技术与施工安全[J].当代化工研究,2021(19):69-70.

[4] 王稷峰．采矿工程的采矿技术及其施工安全的研究[J] ．当代化工研究,2021(10):109-110.

[5] 郝志强．采矿工程中的采矿技术与施工安全分析 [J] ．世界有色金属,2021(21):37-38.