時間:2022-09-23 19:04:26
序論:在您撰寫采礦技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
第一,建立健全采礦中的安全生產責任制及各項法律法規,并將其深入到采礦工人的思想中,認真貫徹與落實;第二,增設與完善采礦企業安全技術管理部門,嚴格控制管理人員的準入標準,選用專業性強、高素質的安全技術管理員對采礦工程中的各項安全問題,進行嚴格檢查與審核;第三,建立安全生產及技術管理資料檔案,對有關安全技術管理的各項資料進行整理、分析與保存;第四,按時組織相關人員學習安全生產的相關法律法規,及企業制定的安全生產政策與規章;第五,制定相關措施保障安全技術的落實與實施,提高生產環境的整體水平,引進先進設備與技術,從而更好的保障企業經濟效益的提升。
2加強采礦安全技術管理的實施
面對當今采礦工程中頻發的各種安全事故,做好安全技術管理是保障采礦安全及采礦工作順利開展的重要的內容,對于采礦企業經濟效益的提升具有重要作用,在具體的實施中,應注意以下幾點:
首先,樹立采礦安全責任意識。各方面人員應當高度重視安全管理責任意識的培養,上至領導,下到基層工作人員都要認清自己的工作職責,在自己的職責范圍內辦事,并在安全責任意識的指引下完成工作。因此,樹立樹立采礦安全職責意識,健全采礦安全責任制度,對于保障采礦工作的順利進行具有重要意義。采礦安全技術管理以責任到人為原則,以完善的采礦安全職責為基礎,高度重視采礦安全,提高采礦安全技術管理水平,提升采礦企業經營效益。
其次,做好安全檢查相關工作。采礦企業安全檢查的主要目的就是及時對采礦工作中的各種安全因素進行檢查,盡量消除或較少安全事故的發生,從而有效保證采礦安全。安全檢查通常都會采取有領導、有組織的檢查方式,并如實記錄檢查情況,并將檢查結果及采礦安全中的各種問題公布于眾,同時還要做到“四不推”,班組不推給工區,工區不推給礦部,礦部不推給主管部門,主管部門不推給當地政府,扎實做好采礦安全技術檢查與管理工作。關于安全檢查工作的具體內容,主要包含以下幾五點:一是要認真檢查安全技術管理的各項規章制度及法規的執行情況;二是要檢查對上級的安全生產政策、方針及決定的執行情況;三是要檢查采礦環境的安全情況,如井下巷道的支護狀況,空頂情況等;四是檢查采礦工具、設備及相關防護裝置與安全設施等是否符合安全技術管理的相關標準,檢查安全技術措施是否按照原計劃有效的落實;五是檢查預防自然災害的各項措施的執行情況,只有在采礦安全檢查過程中做好以上五點工作,才能保障采礦安全技術管理工作的切實有效。
第三,積極開展安全技術管理的培訓工作。從目前多起采礦安全事故的分析研究中我們發現,最根本的原因就是領導及員工都未接受過采礦安全技術上的相關培訓,不具備專業性的采礦安全理論與實踐基礎,從而會導致違章、違法等操作出現,因此,如何在采礦企安全技術管理過程中,做好技術和安全方面的教育培訓是實現采礦安全的重要途徑。培訓的主要內容應緊緊圍繞采礦企業安全、技術部門安全意識的提升來開展,經過專業的培訓之后,采礦技術人員及安全部門負責人應當樹立起較強的安全操作意識,并以榜樣的形象激勵基層員工遵守各項安全生產政策,從而通過“以點帶面”的方式增強全體采礦人員的安全意識。
最后,嚴格按照規范流程操作。具體是指各工種安全技術操作規程和采掘作業規程。前者主要包括嚴格按照工具的使用方法及操作程序進行使用,同時要注意相關的注意事項,盡量避免由于工具操作的不正確導致安全事故的發生。此外還要考慮崗位與工種的差別,在操作流程及規定上也要進行相應的區分,并要求操作人員嚴格遵守執行;后者主要包括采掘作業范圍內的地質概況、安全技術措施及生產工藝等都有嚴格按照規范流程操作,從而有效的指導采礦安全生產,對于保障采礦工作的順利進行具有重要意義。若在采掘作業過程中有異常情況出現,需要按照安全措施,結合實際情況,對異常進行及時分析與處理,確保采掘工作的順利進行。
3結論
在礦井開采煤炭中,為了提高煤礦的生產效率,就需要對高度集約化的開采技術給應用過來,同時,將各種具有較高性能的采煤工藝和裝備等引入進來;選擇的開采技術屬于高度集約化,同時應用的采煤工藝和設備具有較高的性能,煤礦井下采礦作業的安全性就可以得到實現,以便順利開展煤礦生產工作。如果開采的煤礦埋深較淺,還具有較硬的煤層和頂板,那么就需要將埋深淺控制技術、硬頂板控制技術和硬煤層處理技術給應用過來,以便有一套完善的現代化采煤技術形成,實現高產高效的目標。在對緩傾斜長壁薄煤層進行開采時,選擇的薄煤層采煤機或者刨煤機需要具備較高的可靠性和較大的功率,并且具有較小的體積。為了將采煤機的作用給充分發揮出來,需要利用采煤機來進行加固,保證足夠的穩定,在對開采技術選擇時,需要將采煤機和薄煤層實際情況給納入考慮范圍。為了促使采礦的高產高效目標得到實現,就需要對煤礦開采的機械化程度進行提升,將一系列高產高效設備給應用過來,這樣方有良好的保障系統形成。結合具體情況,對支架設備合理選擇,以便對礦井圍巖進行加固,保證足夠的穩定,將相應的監控設備應用過來,監控支架的支護質量和圍巖狀態等;之后,結合監控信息,對采煤機和礦井的運行情況進行分析和診斷,支架的操縱和改善利用電液控制閥組來完成,對信息自動采集系統進行完善,以便及時掌握液壓信息、支護質量信息等。實踐中福建地方小型礦井依然采用炮采采煤方法,也即是爆破采煤法。炮采工藝流程包括有破煤、裝煤、運煤、頂板支護、回柱放頂等。
2煤礦井下的采煤生產技術
在煤礦井下生產實踐中,我們需要從技術角度上來強化采礦方法,應用這些開采技術:
2.1深礦井開采技術
在深礦井開采技術的應用中,有諸多的環節都需要引起人們的重視,如嚴格控制開采礦壓,科學布置井巷,防治沖擊地壓以及防治瓦斯和火災等等。在具體實踐中,我們發現深礦井開采技術還不夠成熟,有諸多的問題出現,需要進一步研究,涉及到很多方面的內容,如深井作業環境變化、巷道支護技術以及掘進技術等等。
2.2巷道布置開采技術
在煤礦井下生產中,非常重要的一個環節就是巷道布置,巷道布置情況將會對煤礦井下的生產產生直接影響,同時,煤礦井下巷道布置也關系到了煤礦開采成本,因此,就需要對其產生足夠的重視。煤礦企業需要結合自身具體情況,對煤礦井下深入考察,并且將選擇的采煤方式和采煤技術給充分納入考慮范圍,對煤礦井下巷道科學合理的布置。為了促使煤礦生產效益得到提高,還需要優化煤礦巷道布置;深入研究煤礦巷道布置技術,保證其能夠有機結合其他方面的因素,如煤礦開采技術、煤礦井下作業條件等,這樣矸石運輸方面花費的時間和成本都可以得到減少。結合優化之后的巷道布置,來對開采技術合理應用,邊挖掘邊開采能夠實現,采礦效率得到了較大程度的提升。
2.3采場圍巖控制技術
要嚴格控制采場圍巖,如果采場圍巖穩定性不夠,那么就會在較大程度上威脅到采礦作業人員的生命財產安全;依據相關的開采經驗,有機結合現代化的理論以及先進的計算機測量技術,可以將地質構造情況給準確探測出來,這樣可以更加順利的進行煤礦開采,還可以全方面掌握煤礦采場的巖層情況。對于煤礦井下頂板,一般可以將其劃分為兩種類型,分別是堅硬巖層頂板和破碎巖層頂板,對于巖層控制技術的選擇,需要充分依據煤礦井下頂板情況來進行,這樣方可以獲得較好的成效,并且降低生產成本。在處理巖層頂板時,過去通常將高壓注水處理技術、深孔預裂爆理技術等應用過來,這些技術比較的復雜,并且需要較高的成本,在時代飛速發展的今天,這些技術逐漸暴露出來了諸多的問題,那么就需要對巖層頂板處理技術不斷的研發和創新。將優化后的開采技術給應用過來,可以促使生產效率得到顯著提升。同時,還需要深入研究高產高效的礦井,以便能夠全方位的優化礦井內部的巷道和開拓等各個方面。
3結語
礦山采礦的安全一直以來都是一個熱點話題,想要真正地做到礦山采礦的安全技術管理可謂是一個艱難的歷程。要實施礦山安全采礦,至少要做到以下幾點:
1.礦場各部門要按照礦場下發的政策各司其職礦山采礦工作是一個大工程,需要有不同的部門分工來完成采礦工作。這就要求所有的工作人員必須熟悉自己的工作要求,無論發生什么,或者是在任何情況下,工作人員都要盡職盡責。不要因為一點私利,從中投機取巧謀得小利潤,而影響其他部門的工作,甚至威脅到直接進行采礦工作的員工安全。此外,采礦工作也需要有程序性,不要因為一個部門的員工因工作不認真而影響整個礦場的采礦工作。
2.增強采礦工作人員安全采礦意識礦場對于采礦人員的安全一定要重視起來。一定要對采礦人員定期地進行采礦安全教育,讓采礦人員自己清楚自己是否處于安全的狀態。現在有些礦廠老板根本不懂采礦所需要的安全技術,就亂指導員工在不安全的情況下進行采礦工作。所以為了員工的安全,也為了礦場的經濟效益,希望采礦的所有人員,包括領導和員工要有足夠的安全意識。
3.做好采礦前安全檢查為了給工人提供安全的采礦環境,在采礦前要做好所有的準備工作。首先,礦場的領導在采礦所需要的設施選擇上要上心,要很嚴格地選取合格的機械設備。在采礦之前也要有技術人員對設施進行檢查。其次,礦場在采礦礦山選擇上,一定要選擇有安全保障的,不要選擇哪種看著就好像快要坍塌的礦山,不能保障礦工安全。礦場也要在場地里準備可能出現一些小意外時需要的急需物品。比如,一些消炎水、創可貼、繃帶等,如果條件許可,礦場可以請一些醫生以備應急。
4.嚴格選擇技術人員,并定期進行技術培訓礦山采礦并不是一個簡單的工作,所以,礦場老板在對技術人員的選擇上需要謹慎。要選擇態度認真,對工作負責的人,最重要的是人品。在礦場工作利潤很大,如果員工心術不正,為了自己的私利而做出一些沒有安全保障的事,威脅到其他員工的安全就不好了。現在很多員工,對國家在這方面的很多政策不是很了解,容易犯一些低級錯誤,導致礦場的采礦工作存在安全隱患,容易發生一些不必要的事故,輕則只是一些經濟損失,嚴重就會引起人員傷亡。所以,要對技術人員定期進行技術培養。
我國的煤炭資源較豐富,目前的保有儲量1100多億t,且有48%的煤層屬于高瓦斯和突出煤層,因此瓦斯儲量豐富。埋深2000m以淺已探明煤層氣資源約為31萬億m³,位列世界第三。但我國大規模的商業化瓦斯開采尚處于起步階段,國家的相關產業政策出臺較晚,或尚不明朗。這里有認識和技術問題,更有我國煤層的透氣性差,抽放困難等原因。我國70%以上的煤層滲透率小于0.001μm²,屬于低透氣性煤層,其透氣性比美國和澳大利亞低2--3個數量級,鉆孔有效排放半徑和鉆孔瓦斯流量小,衰減快,透氣性最好的撫順煤層井下水平鉆孔與美國同類條件相比,鉆孔影響范圍僅30--50m,而美國可達到100m以上。煤層氣體壓力也對瓦斯的抽放起著重要作用,有關資料表明,我國煤層壓力普遍偏低,這對抽放瓦斯極為不利。中國的含煤地層一般都經歷了成煤后的強烈構造運動,煤層內生裂隙系統遭到破壞,成為低透氣性的高延性結構。目前,我國瓦斯勘探和開發的主要煤階是中階煤和高階煤,具有很強的非均質性,導致井網的井間干擾效應降低,相互間不能形成有效的聯系,水力壓裂增產效果也不明顯。
二、煤與瓦斯共采技術的理論基礎
限制我國高瓦斯礦井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤層的低滲透率和高可塑性,使得沿煤層打鉆孔困難,煤層采前預抽效果較差。由于我國含煤地層一般都經歷了成煤后的強烈構造運動,煤層內生裂隙系統遭到破壞,塑變性大大增強,因而成為低透氣性的高可塑性結構,這使得地面鉆孔完井后采氣效果差,水力壓裂增產效果不明顯。而且煤層普遍具低滲透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范圍內,水城、豐城、霍崗、開灤、柳林等滲透率較好的礦區也僅為0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,這一特點決定了我國地面開發煤層氣的難度很大。鑒于此,我國煤層氣開發生產的重點應放在井下,利用井下的采掘巷道,并盡量利用煤層采動影響,通過打鉆孔和其它各種有效技術強化煤層的瓦斯抽放。同時,應進一步研究和不斷完善提高煤層滲透率的技術和鉆孔技術,研究提高氣體質量的技術,研究井下煤炭與瓦斯的協調開采配套技術以及煤礦瓦斯利用技術,使之與井下煤層氣開發產業配套,實現煤與瓦斯的安全共采。現場測定和實驗研究表明,不論原始滲透系數怎樣低的煤層,在采動影響煤層卸壓后,其滲透系數會急劇增加,煤層內瓦斯滲流速度大增,瓦斯涌出量也隨之劇增。因此,只要合理布置鉆孔位置和其它相關參數,完全能夠高效地實現瓦斯抽放。
三、煤與瓦斯共采技術的研究現狀
我國的煤層甲烷研究開始于50年代煤礦井下的瓦斯抽放,其中撫順、陽泉是抽放量最大的礦區。目前,我國已有123個礦井建立了井下瓦斯抽放系統,年抽放量達6億m³,抽放瓦斯利用率達80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯礦區抽放的瓦斯氣體即可投入民用和小規模的工業利用。70年代末期開始了礦井地面瓦斯抽放工作,主要集中于撫順龍鳳礦、陽泉礦、焦作中馬村礦、湖南里王廟礦,并進行了壓裂實驗,但是效果不佳。80年代初期,國內開始進行煤層甲烷相關資源研究?!傲濉逼陂g,煤炭、石油以及地質等行業通過國家重點科技攻關項目對國內煤成氣資源進行區域性評價和基礎理論研究。隨后,國家“七五”科技攻關項目設立了“我國煤層甲烷的富集條件及資源評價”專題,取得了對中國煤層氣資源狀況的初步認識。華北石油地質局1986年在唐山地區開展了煤層甲烷勘探開發實驗和工藝技術研究,并進行了“煤層甲烷評價與開發利用狀況”調研。1989年,第一次“開發煤層氣研討會”在沈陽召開,標志著煤層甲烷從“瓦斯災害”到“優質能源”的認識轉變、從“井下抽放”到“地面開發”的技術轉移?!鞍宋濉逼陂g,國家科技攻關項目設立了“有利區塊煤層吸附氣開發研究”專題。此后,煤層甲烷的研究重點轉移到了開發工藝攻關上。1992年,聯合國開發計劃署通過全球環境基金資助我國開展了“中國煤層氣資源開發”項目,1993年又資助了“中國深層煤層氣勘探”項目,對中國煤層氣的勘探開發起到了巨大的推動作用。1996年,一批有影響的研究項目和規劃相繼完成,如原煤炭部計劃項目“全國煤層氣資源評價”、國家計委Ⅰ類資源勘查項目“中國煤層氣資源評價”、國土資源部地質調查項目“全國煤層氣綜合規劃研究”、原石油天然氣總公司“九五”科技攻關項目“煤層氣選區評價與配套工藝技術”、國家“九五”科技攻關項目“新集淺層煤層氣示范開發成套工藝技術及專用裝備研究”等。到目前為止,對全國范圍內的煤層氣資源、分布、儲層特征取得了基礎性認識,基本明確了煤層氣開發的有利地區。但是由于我國的煤層地質現狀(地質條件復雜,構造煤發育,瓦斯含量高,瓦斯壓力低,滲透率低等),煤層氣的地面開發并不能很好解決井下瓦斯問題?,F階段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前預抽、邊掘邊抽、采后抽取、卸壓瓦斯鉆孔抽取、以及開采層、鄰近層、采空區瓦斯抽取等等。因此,如何將井下瓦斯抽放與地面煤層氣開發協調地結合起來,更好地實現煤與瓦斯共采,就成為一個值得深思的問題。總之,我國煤與瓦斯共采的研究開發取得了很大進步,但也存在許多有待于進一步研究和解決的問題。
四、煤與瓦斯共采需要解決的關鍵問題
(一)深入的理論研究
利用采動卸壓場與裂隙場增加煤層瓦斯的解吸速度與煤巖的透氣性,實現礦井煤與瓦斯雙能源開采的思想提出來已經有幾年了,按照這一技術思路,我國相關大學和企業進行了必要的研究和工程實踐,取得了一定的成果,但是總體上,理論研究有落后于工程實踐的趨勢,今后在理論上需要解決的主要理論問題有:
1、采動裂隙場的透氣規律研究
經過多年采礦學者和技術人員的研究,目前對于采動卸壓場和裂隙場的范圍已經有了相對成熟的成果和研究手段,研究的技術思路上也相對成熟,有經驗的學者已經能夠估算出采動卸壓場和裂隙場的范圍以及隨采動影響的變化規律,這對于裂隙場卸壓抽放瓦斯具有重要的指導作用。但是對于裂隙場內巖體的破裂情況及破裂分布尚沒有相對成熟的研究成果,對于瓦斯氣體在裂隙場內的解吸、擴散、滲流等規律以及裂隙場內的透氣性等還有待進一步研究。
2、瓦斯濃度分布規律研究
進行煤與瓦斯抽放時的一個重要問題就是要掌握高濃度瓦斯的分布規律,為抽放工程設計提供理論指導。目前需要深入研究的有卸壓帶、采空區、上覆巖層裂隙場內等不同瓦斯濃度的分布規律,以及它們隨著工作面推進以及風量變化等的動態變化規律。
3、瓦斯抽放時的流動規律
主要研究采空區和裂隙場內進行不同壓力抽放時瓦斯流動規律、瓦斯氣體與裂隙巖體的耦合相互作用規律,研究原始煤體、卸壓帶與裂隙帶內瓦斯抽放過程中固體煤巖物理力學性質的變化,尤其是抽放過程中透氣性變化規律等,這些工作需要大量的室內試驗和研制專用的試驗設備及大量的現場觀測與試驗研究。
(二)增加和穩定抽放的瓦斯濃度
在原始煤體中進行預抽放的瓦斯體積分數可以達到30%以上,但是由于原始煤巖的透氣性低,抽放難度較大,且一般只能抽出煤層瓦斯的20%--30%,煤體中還殘留大量瓦斯。在高位裂隙帶內抽放的瓦斯體積分數可以達到20%以上,這兩部分抽出的瓦斯濃度相對較高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也進行了利用。在煤層卸壓帶內和采空區抽出的瓦斯體積分數一般均低于20%,大部分為13%--15%,這主要是由于卸壓帶內煤巖破裂、空氣滲入,采空區頂板垮落,大量空氣混入等原因,對于這些相對濃度較低的瓦斯輸送、利用和安全保障技術等還需要進一步研究。
(三)低濃度瓦斯利用與提純
除了原始煤層中預抽和高位裂隙帶內抽出的瓦斯濃度相對較高外,采空區、卸壓帶內抽出的瓦斯濃度相對較低,巷道風排的瓦斯濃度更低,但是這些低濃度的瓦斯量很大,一般會占瓦斯總量的50%以上,如何安全利用這些低濃度瓦斯,一直是瓦斯作為能源開采時的最大障礙之一。目前,在這些方面進行了許多探討和研究,但是核心問題,如輸送與使用的安全問題、提純的高成本問題等,依然沒有解決。
五、煤與瓦斯共采技術原理
煤層的采動會引起其周圍巖層產生“卸壓增透”效應,即引起周圍巖層地應力封閉的破壞(地應力降低-卸壓、孔隙與裂縫增生張開)、層間巖層封閉的破壞(上覆煤巖層垮落、破裂、下沉、下位煤巖層破裂、上鼓)以及地質構造封閉的破壞(封閉的地質構造因采動而開放、松弛),3者綜合導致圍巖及其煤層的透氣性系數大幅度增加,為卸壓瓦斯高產高效抽采創造前提條件。煤層卸壓瓦斯的流動是一個連續的兩步過程:第1步,以擴散的形式,瓦斯從沒有裂隙的煤體流到周圍的裂隙中去;第2步,以滲流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采鉆孔處。卸壓瓦斯的運移與巖層移動及采動裂隙的動態分布特征有著緊密的關系。
(一)高抽鉆孔組抽采技術原理
煤層開采將引起巖層移動與破斷,并在巖層中形成采動裂隙。按采動裂隙性質可分為兩類:一類為離層裂隙,是隨巖層下沉在不同巖性地層之間出現的沿層裂隙,它可使煤層產生膨脹變形而使瓦斯卸壓,并使卸壓瓦斯沿離層裂隙流動;另一類為豎向破斷裂隙,是隨巖層下沉破斷形成的穿層裂隙,它構成上下層間的瓦斯通道。當采空區頂板充分垮落后,采空區中部巖層和下方的矸石緊密接觸,從而使得采空區中部頂板巖層裂隙基本被壓實,結合采場空間特點,采空區四周形成了一個環形的采動裂隙發育區,文獻稱之為“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采動影響的煤層瓦斯在含量梯度和壓力梯度作用下以擴散和滲流的形式向“O”形圈內運移,使得“O”形圈成為卸壓煤層瓦斯聚集和運移的主要通道。卸壓瓦斯“O”形圈抽采理論表明,卸壓瓦斯抽采鉆孔的合理位置應打到離層裂隙的“O”形圈內。高抽鉆孔組就是在沿工作面傾斜方向靠近回風巷側布置一組千米大直徑抽采鉆孔,利用采動裂隙“O”形圈作為運移通道來抽采采空區瓦斯。高抽鉆孔組布置靠近在“O”形圈的回風側,改變了采空區瓦斯流場,有效解決上隅角瓦斯超限問題,且“O”形圈長期存在,抽采鉆孔能夠長時間、穩定的抽采出高含量瓦斯。
(二)頂板裂隙鉆孔組抽采技術原理
采用全部垮落法管理頂板時,上覆巖層下沉穩定后,在采動區沿垂直方向由上至下形成了冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。研究表明,在回采過程中,靠近工作面一定范圍內的采空區中部上覆巖層離層裂隙發育,結合采動裂隙“O”形圈,在采空區豎直方向上,形成了一個“∩”形拱采動裂隙區采空區不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采動裂隙帶裂隙通道上升,上升中不斷摻入周圍氣體,使涌出源瓦斯與環境氣體的密度差逐漸減小直到密度差為零,混合氣體則會聚集在裂隙帶上部的離層裂隙內。涌入采空區的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通擴散,由于空氣的重力產生方向向下的壓強梯度,則其產生的擴散流方向,與壓強梯度反向,即瓦斯氣體具有向上擴散的趨勢。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通風負壓的作用下“∩”形拱采動裂隙區成為瓦斯聚集區,為采動裂隙帶內鉆孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技術提供依據。由于沙曲礦近距離高瓦斯煤層群的賦存特性瓦斯涌出量大,僅靠高抽鉆孔組不能完全解決沙曲礦的瓦斯治理難題,因此,基于上述理論分析,在采空區頂板裂隙區布置頂板裂隙抽采鉆孔組,。頂板裂隙鉆孔組加強了采空區瓦斯抽采,直接對上鄰近層卸壓瓦斯進行抽采,減弱了采空區瓦斯涌出強度,從根本上解決瓦斯超限難題。
(三)構建煤與瓦斯共采技術體系
依據以上分析研究,結合本煤層預抽法,構建沙曲礦近距離高瓦斯煤層群“煤與瓦斯共采”技術體系。
六、煤與瓦斯共采的研究方向
我國當今的爆破技術采用的多是硝化甘油、硝銨、水膠等爆炸方式,在引爆方面,運用的器材有導爆索、雷管等類型的起爆器。這些技術可以使爆炸物在瞬間產生大量的爆破力,使礦石的開采更為便利。但我國的技術水平尚處于發展階段,工程中一旦控制失誤,就容易引發一系列的事故,所以采礦業必須規范爆破技術的運用,提高爆破的效率和安全性。
2采礦工程中先進爆破技術的應用
在國際上,采礦工程已經運用了大量的新型爆破技術,而我國在這些先進技術的應用上還處在落后階段,筆者對國內外的許多先進爆破技術做了一定的研究,總結了一些先進有效的爆破手段。
2.1等離子技術在爆破中的應用
傳統的爆破技術多是火藥類的爆破,對環境產生的影響很大,隨著綠色理念的深入人心,這種傳統的火藥爆破方式已經不能適應時代的發展,而火藥的爆炸規模和爆破力度難以準確控制。筆者發現,在以往的采礦工程爆破中,這種爆破方式很容易對工程中的其他巖體造成破壞,影響開采工程的進程。針對這種情況,國際上已經有了等離子的爆破技術,這種技術運用了電力爆炸的原理,將大量的電能通過可控的設備集中在一個點上,遠程控制其爆破的能量和時間。經研究發現,等離子爆破方式產生的爆破力高達200MPa,是完全不遜于火藥威力的,而且等離子爆破方式的可控性也彌補了火藥爆破的不足,是值得采用的一種方式。
2.2妙用中深孔爆破技術
在采礦業當中,有很多工程是開展在小型基地或礦山之上的,對這種小型礦山的爆破,往往會浪費大量的爆破材料,而且對爆破范圍和爆破點的把握也很不到位,而為采礦工程的順利開展,我們也不能不使用爆破手段,因而我們在這種小型工程的開展上,必須改變爆破方式。筆者對一些先進的采礦企業進行研究,發現他們對小型礦山一般采取深孔爆破技術。這種深孔爆破方式是在一個相對小的平臺上安放爆炸物,并設置后方的爆炸力度小于前方,這樣就使得爆炸物的需求量更少,而爆炸造成的縱深也更大,對外側巖體的傷害較小,從而也在一定程度上保證了工程的順利開展。
2.3工程中探索精確爆破的手段
上文中已經提到過,我國的爆破技術與發達國家還存在有一定的差距,爆破中容易傷及附近的巖體,為工程的順利開展構成障礙,這就要求采礦工程人員在實際中探索精確爆破的手段。筆者通過查閱資料和實際采訪發現,多次爆破是精確爆破的有效手段。首先,爆破者要先用深孔爆破等方式將需破巖體和附近分開,然后再對需破巖體進行爆破,避免了爆破對附近巖體的傷害,從而保證了爆破的準確性。另外爆破人員還可以通過計算機預先判定爆炸物的威力,根據需要爆破的面積來控制爆炸物的數量,以保護工程內的其他巖體。采礦是一個具有一定安全隱患的產業,而爆破就更增加了采礦的危險性,精確爆破能夠在一定程度上控制爆破的威力和范圍,是提高采礦業安全系數的一個可行的手段。
2.4光學引爆的應用
光學引爆是利用激光和機器發出的光纖來引爆的,這種方式可以遠程操控,而且不受周圍磁場、電波以及噪音的影響,可靠性強;另外激光設備可以重復使用,不會增加成本,其安全性也相對更高,在采礦業的爆破環節中是值得推廣的一種引爆方式;最后,這種利用激光進行引爆的方式,其效果與雷管引爆并沒有什么不同,而激光的精確度和可控性甚至還高于雷管,因而在推廣中無須擔心在技術方面存在的問題,從這一層面來說,光學的引爆方式也應該被我們所認同和采用。
3采礦工程中爆破應用的建議
我國礦藏豐富,但分布不均,對于不同的地區和礦藏情況,要采取不同的爆破方法,以達到最佳效果。另外爆破本身就是一件極具危險性的工作,所以無論運用何種爆破方式,都要根據其特點來設置相關的安全措施,做到安全生產,比如爆破中所產生的飛石,一般會由爆破點向四周擴散,這就要求我們對爆破點的四周進行安全布置,防止意外發生。最后,筆者建議采礦工作和研究人員在爆破中多觀察、多總結,努力發現和發明更優秀的爆破方式。
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采礦工程是一項大工程,其涉及到的環節非常多,每一個環節都有需要注意的事項,其中有三個環節最為重要,一是井巷采礦,二是開拓巷道;三是采掘工作面。這三個環節的技術水平直接關系到整個采礦工程的進度,但是目前我國在采礦期間這三個環節都存在著不安全技術因素,如果沒有預先采取解決對策,很有可能會危及到采礦工作人員的生命,而且也會影響到采礦的效率與質量,從而影響我國采礦行業的發展。在此,首先對采礦井巷施工中存在的不安全技術因素以及相應的解決對策進行分析,其主要涉及到如下要點:首先,彎道井巷施工期間,施工人員所選擇使用的曲率半徑存在著不安全因素,一般而言,彎道井巷施工人員會選擇使用12m,也有可能會選擇使用15m來作為巷道的曲率半徑,這兩種選擇都比較適合應用在自粘式電動車運輸中,但是如果運輸方式發生了變化,這兩個數值都需要相應的發生改變。通常實踐分析,選擇使用9m最為適合,但是很多施工人員所選取的數值卻沒有達到這一標準要求,通常情況下,都選擇使用的是6m曲率半徑,其導致的直接后果就是巷道拐彎的地方明顯增大,不僅會出現斷繩傷人的事故,而且也不方便運輸,因此,如果是彎道作業必須保證其曲率半徑合乎要求,最小9m,如果有特殊情況,也可以選擇12m。其次,中部車場所選擇使用的單道起坡存在著不安全因素,采礦區中部的車場是采礦工程中涉及到一個重點環節,在對其進行式設計時,應該多方面進行考慮,尤其是巷道起坡軌有所差異,該差異的不同也會影響設計方案的選擇,通常情況下,主要兩種起坡方式,一種是單道,另有一種是雙道。通常而言,單道與雙道相比,無論是設計,還是施工都相對要簡單一些,因為雙道起坡方式既需要設計固定道岔,也需要設計彈簧道岔,由此可見,如果沒有必要,一般都會選擇使用單道起坡方式,因為這種方式在節約成本的同時,也降低了工作人員的工作量,不過,如果打鉤人員稍不注意,助推不當,則非常容易造成生命危險,因此要求設計人員在進行中部車場設計時,應該選擇使用雙道起坡方式,這樣能夠有效的保證空重車以及材料車能夠安全通過,同時也不會威脅到相關人員的生命安全。最后,將車場設計到彎道巷道中存在著一定的不安全因素,一般而言,設計人員設計車場,不僅需要掌握采取上山方位,還需要掌握運輸大巷的具置,很多設計人員通過了解調查通常會在彎道巷道的位置上來設計下部車場,這種設計產生的直接的危害就是司機視線受阻,影響司機與其他工作人員的交流,進而引發安全事故,由此設計人員應該將車場設計到直線的位置上,從而防止事故出現。
2開拓巷道工程施工過程中存在的不安全技術因素及對策分析
首先,下部車場軌道間的安全間隙過小,在巷道施工的過程中,設計下部車場時,通常把1.3m作為車場間的安全間隙,然而在實際施工過程中,很多礦井的安全間隙通常只有1.2m,這就導致當車場的運輸任務比較緊張,尤其是運輸車變形或材料車過寬時,車場之間極易發生擠碰而對工作人員的生命安全構成威脅。所以,在施工時還要充分考慮到超寬運輸車可能通過的情況,盡量把安全間隙設置在1.4m左右,以此來確保施工工作的正常進行。其次,設計巷道時出現高度過低的情況,進行巷道開拓工作時,半圓拱形斷面是首選的掘進方式,一般墻高都被控制在1.2m左右。但是在實際的施工過程中,為數不少的礦區并沒有嚴格按照這一標準進行巷道的建設,很多大斷面積的巷道的墻高僅有1.1m,這就直接導致了在巷道里架線時,達不到架線的安全高度和施工的安全標準,極大的提高了觸電事故的發生率。所以,在設計巷道墻高時必須結合當地的實際情況詳細分析。最后,設定巷道的腰線時存在不合理的情況,中線和腰線是井下巷道進行施工時用以完成施工控制的,中線的主要作用是能夠對巷道的掘進方向進行指導,一般來說,需要在巷道的頂板位置或是棚梁上設置3到4個中線點,以正中或偏中線的形式展示,采用激光光束等方法檢查掘進迎頭的尺寸是否合理。所謂腰線其實是一種標示線,用以對巷道的標高和坡度進行合理的控制,可以用水平尺等施工工具延伸到掘進迎頭的位置來探測腰線所在的位置是否合理。
3采掘工作面施工過程中存在的不安全技術因素及解決策略
3.1切眼和分斜坡在開口過程中出現的問題。
對采掘工作面的實際作業過程中,技術人員在設計切眼時,開口的方向并沒有沿煤層的正傾斜方向,還有很多開口即使沿正傾斜方向,但是設計長度明顯不合理,這就造成三角帶煤柱容易發生跨幫問題。所以在施工過程中一定要嚴格按照設計標準進行切眼開口的設計,盡量避免出現質量問題。
3.2急傾斜煤層的主斜坡坡度過小。
在實際的施工過程中,需要設計好急傾斜煤層的主斜坡的坡度,然而即便有明確的傾斜角度作為參考,施工過程中也難免會出現一些問題,使得主斜坡的坡度不符合施工標準,即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降,降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在設計改造眼時,相當多的礦區會把經濟效益放在第一位,所以在設計改造眼時并不會綜合考慮各方面的條件,有的甚至把改造眼的坡度設置到30度以上,并且有太多拐彎,給施工安全留下隱患。
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作為事故多發、安全生產形勢較為嚴峻的礦山企業,在政府及各相關部門的逐年整治和措施推廣下,其安全生產形勢展現出逐漸好轉的趨勢,安全管理也從原來的“無目的、無效率”步入系統、有序的狀態。但影響礦山作業安全生產的因素是多重的,各種事故的誘導條件也是綜合的、復雜的。
1.1安全意識淡薄
上至安全監督機構,下至礦山一線職工,對安全生產的認識并不深刻。而礦山職工大多綜合素質不高,加之缺乏針對性的培訓,員工自我保護能力和意識均達不到較高水平。這是安全事故發生最根本的原因。
1.2現場管理混亂
礦山作業現場環境惡劣,危險系數大,有效的防爆、防災設備至關重要。但一些礦山在應急設備方面并不達標,下井人員都未能按要求隨身攜帶自救設備。事故發生時,工人若不能有效地自我保護,選擇正確的逃生路線,往往會使事態的發展更為嚴重。
1.3防護措施缺乏針對性
據調查,在過去十年里,將近80%的重、特大事故是由違反勞動紀律或操作規程造成的,這就對安全管理的執行力提出了質疑。在一定程度上,礦井越深,其危險性越大,相關部門特別是領導階層人員應該實時嚴把安全關,將安全管理落實到位。
2采礦技術安全管理策略討論
2.1規范采礦技術管理計劃
任何一項有條不紊的生產進程都離不開合理的計劃,在綜合考慮國家政策、市場需求和礦山長遠規劃的基礎上,建立完善的計劃是提高礦山生產效率,健全安全管理機制的首要措施。1)編制采礦技術安全管理計劃應當遵循相應原則,在認真學習、貫徹落實國家和行業相關規范政策的基礎上,以充分降低礦石損失、最大限度地回收礦產資源為前提,充分發揮礦山現有生產能力,發掘新的技術工藝,引進新技術,以求更高的生產力。2)在編制技術計劃的基礎階段,妥善準備所需資料,例如礦山采礦設計規模和核定產量數據,包括中段分層平面圖、礦體投影圖、采場礦量以及開拓、運輸、通風系統等信息。3)編制的采礦計劃文字部分,應當包括上年度采礦的預計情況和與此相對比的執行情況、在此期間發生的重大舉措、技術改良、本年度預計采礦計劃和任務特點與依據。
2.2加強對采場技術的管理策略
一方面,采礦生產的各級人員應該協調配合,學習新技術、新工藝,各部門相互配合,達到高效、低能、安全的采礦要求,合力達成安全生產的要求。另一方面,采礦現場需要建立完善的驗收制度,根據采礦方法的不同,設定不同的驗收標準。采場驗收應分產前、產后階段性驗收,做到技術無失誤,驗收無遺漏。在礦山主體范圍妥善安置的基礎上,殘留、零星的回收礦也應該作為采礦產量指標的一部分,納入礦山生產的正常管理。在遵循“安全第一,預防為主”的安全生產原則的基礎上,除了要將回收采場的邊界明確示意,還要請地測部門進行定期的實測填圖,以利于生產技術的實際指揮。
2.3做好采礦行業人員的安全教育工作
人是活動中最重要的因素,做好采礦人員的安全教育工作無異于是安全管理措施的重中之重。首先,加強礦山作業人員安全意識的培訓。由企業組織各個部門,學習國家政策、安全條例、技術規程等等,使各個崗位的人員對采礦事業擁有宏觀概念,具備一定的安全技術管理知識水平。其次,對特殊工種的教育培訓要尤為著重。在礦山操作中,起重、放炮、絞車司機等等危險性和技術性相對較高的工作是安全生產的關鍵環節。企業必須對特殊工種人員進行系統的培訓、測試和定期考評,嚴格執行持證上崗的機制,嚴防特殊工種的失誤而導致的安全事故。然后,做好對各個崗位人員的安全檢查工作。對于采礦這種安全受所多重因素影響的技術,管理人員有必要將各階層人員的工作職責和安全職責詳盡、細化地交待清楚。明確各部門乃至各崗位需要遵守和監督的責任,是將安全隱患降到最低的有力方式。再者,利用事故教訓建立典型的經驗教育。采礦安全是需人人維護的有機生命體,模范帶頭作用和反面教材的警示作用同等重要。這就需要管理人員在日常工作中多深入到基層一線采掘作業人員當中,以身邊的具體實例對其他人員進行教育,用積極向上的觀點帶動采礦的安全生產。最后,強調按照規范流程操作尤為重要。對于一線采礦人員,按照規范操作是安全生產最切實的保障。設備機具均需按照正確的使用方法和操作步驟使用,礦山的作業量應該不超過核定的技術指標,規范安全的作業意識要深入到每個崗位人員中??傊?,安全生產的主體是人,只有在“人人當心,人人用心”的工作氛圍中,礦山采礦的安全管理才有資可談。
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