采礦工程中不安全技術因素與對策

◎孫珞

采礦工程中不安全技術因素與對策

◎孫珞

我國采礦工程規模的不斷擴大，給采礦工程的安全性提出了更高的要求，如何防止采礦工程中不安全技術因素是采礦工作的重點內容。本文分析采礦工程的三個方面：井巷工程、采礦工作面、掘進工作面等存在的不安全技術問題，如單道起坡、曲率半徑、彎曲巷道、軌道間距、提升坡道坡度等的設計問題，以及雙向施工、切眼等技術因素存在的不安全性，并針對性的提出對策，從設計、施工等多個方面確保采礦工程的安全性。

安全性是采礦工程施工中的重中之重，盡管我國工程技術水平的不斷發展，但由于開采難度的不斷加大，在實際采礦工程中仍然存在許多問題需要解決，這些問題的存在也給采礦工程的安全性帶來了潛在威脅。對這些問題進行深入研究，深入研究各項技術措施的安全隱患，以及采礦工程設計與施工中的關鍵技術問題，并結合采礦工程周邊環境與實際工程條件，利用創新思想解決問題，才能夠充分保證采礦工程技術的安全性，進而給企業帶來更多的經濟效益。

井巷工程的不安全技術因素與對策

井巷工程中的不安全技術因素較多，具體來說可以體現為以下幾個方面。

單道起坡的設計。采礦區的中部車場設計方法可以分為單道起坡和雙道起坡兩種，其中單道起坡方法的優勢在于能夠減少施工作業量，節省施工成本，因此單道起坡在采礦工程中的應用十分普遍。為了防止掉道，單道起坡施工時經常會讓工作人員助推空車，這種方法存在安全隱患，會給工作人員的生命安全帶來威脅。針對這種情況可以采用雙道起坡的方式，工作人員不用與車輛直接接觸，而是在室內操作車輛，進而解決了施工時的安全隱患，也有助于提高煤礦的運輸效率。

曲率半徑的設計。井巷工程施工時的運輸工具曲率半徑一般有6米、8米和13米幾種，其中曲率半徑為8米的最為常見，在設計井巷轉彎處的曲率半徑時，在條件允許的情況下，應該盡量選擇曲率半徑大的方案。原因在于曲率半徑過小會使得轉彎處的弧度很大，鋼絲繩使用壽命會受到影響，一旦鋼絲繩破損磨斷，容易砸傷工作人員。而且如果轉彎處的弧度過大，經常會造成扦石耙度不夠，巷道會呈現出一定的坡度，使得井下運輸工作出現安全隱患。因此在井巷設計與施工過程中，應該首選曲率半徑較大的巷道。

彎曲巷道的設計。目前我國井巷工程中對于彎曲巷道的設計考慮不夠全面，經常出現車場位置在巷道轉彎處，車輛行駛時司機的視野受到了限值，司機與工作人員之間的信息交流也不通暢，由此產生的安全問題時有發生。因此對彎曲巷道的設計要充分考慮各方面因素，盡量減少彎曲巷道的數量，同時詳細考察井巷工程所在地的地理環境，設計出更加科學的彎曲巷道，提高運輸工作的效率，保障運輸工作的安全性。

軌道間距的設計。我國規定井下車輛之間的安全距離應該在1.4米以上，但目前我國很多施工單位在建設過程中并沒有遵守這一標準，軌道間距的控制一般在1.25米，過小的安全距離直接影響了運輸工作的安全性。當運輸工作量大時，電機車會發生變形，相鄰軌道之間的工作人員容易被車輛擠傷，對于工作人員來說十分危險。因此井巷施工時的軌道間距設計與施工一定要嚴格遵守國家相關的安全規范，確保安全距離超過1.4米，防止運輸工程中由于軌道間距過小導致安全事故的發生。

圖1　井巷工程不安全技術因素

提升坡道坡度的設計。目前井巷工程中車場的設計坡道坡度多為5%，這種坡道度能使車輛具有較快的初始速度，但如果缺少足夠的控制設施容易導致車輛掉落，引起安全事故。因此坡道設計時可以采用多種坡道度的設計方法，在坡道前段采用5%的坡道度，使得車輛具有足夠的初始速度，在坡道的后段采用3%的坡道度，使車輛在行駛后半段有足夠的緩沖時間，防止車輛速度過快引起的安全事故。

采礦工作面的不安全技術因素與對策

典型的采礦工作面如圖2所示，采礦工作面的不安全技術因素主要可以體現為以下三方面。

圖2　采礦工作面示意圖

雙向施工問題。為了提高巷道施工效率，目前施工單位普遍采用雙向施工方式，這種施工方式會造成反眼頭煤柱上方空間較大，在爆破過程中煤柱會受到影響而倒塌，難以對其進行維護。如果施工單位完成區段開采后不能保證煤柱的穩定性，在下一階段開采時的開采難度就會增大。為了保證煤柱的完整性不受影響，施工單位在個別區段可以選擇單向施工方式，這種方式能夠有效保證回采工作的順利進行，提高采礦工作面的施工效率。

分斜坡開口與切眼問題。采礦區切眼一般來說要沿著正傾斜的方向施工，但實際工程中，受到種種因素的影響，很多切眼都不滿足這一要求，經常會出現切眼偏斜的現象，切眼偏斜容易影響煤柱的穩定性，極端情況下甚至出現跨煤柱現象。為了避免這一問題，工作人員在采礦工作面施工時，要嚴格按照設計標準與國家規范，對切眼的長度、傾斜度以及方向進行嚴格的控制，減少施工誤差，提高施工質量。

圖3　掘進工作面示意圖

坡道傾斜坡度問題。采礦區存在一定數量的急傾斜坡道，為了保證煤礦的順利運輸，急傾斜坡道的坡度要在22°以上，如果坡道坡度過小，就會出現運輸安全問題，由于采礦人員施工中經常會違反規定進入采空區，也使得安全事故的概率進一步增加。因此，工作人員設計坡道坡度要留出一定的安全余量，提高煤礦工程的安全性。

掘進工作面的不安全技術因素與對策

掘進工作面示意圖如圖3所示。掘進工作面的不安全技術因素主要有兩方面，其一是改造眼的坡度問題。采礦工程中并非所有礦層都有充足的開采條件，為了獲得最佳的經濟效益，要提高能開采的礦層的開采效率，改造眼是用來對礦層進行分段開采的重要方式。采礦區域并非所有的位置都適合開改造眼，但很多企業為了提高經濟效益，改造眼的數量大大增加，部分改造眼坡度偏大，使得采礦工作的安全性受到了很大影響。改造眼的傾斜角度應該限制在25°以下，以保護改造眼的安全。其二是運巷拔口的設計問題。運巷拔口的設計與采礦效率和采礦安全性有直接關系。一般來說，運巷拔口宜設置在礦層兩邊的位置，拔口的類型也盡量選擇正反拔口，這種拔口有助于保證巷道跨度的施工距離與設計距離保持一致，進而避免由于拔口設置不合理引起的安全問題。

確保工程的安全性是采礦工程的重點工作內容，采礦工程中的不安全技術因素種類較多，在施工中的各個環節都存在安全隱患，而且由于井下環境復雜多變，對于不同的工程應該采取針對性的技術措施，以從各個角度提高采礦工程的安全性。本文所分析的內容多為采礦工程中的常見不安全技術因素與相應的對策，在實際應用過程中，還應該結合具體的工程案例，靈活選擇對策，保證采礦工作的順利進行，確保工作人員的生命安全和財產安全。

（作者單位：北京工業職業技術學院）