關于煤礦建井施工技術與安全管理的研究

摘要：煤礦的建設和礦井建設密切相關。如果礦井最重要的基礎設施施工出現問題，肯定影響煤礦順利開采。礦井建設現場作業環境十分艱苦，是一項技術要求高、管理難度大、危險系數大的施工作業。對于煤礦建井工程而言，保證建筑質量合格是最重要的，這在一定程度上保證了煤礦建井施工的安全性。本文涉及煤礦建井施工的技術和安全，同時提出了有效的安全管理措施，以便更好地進行施工。

關鍵詞：煤礦建井;施工技術;安全管理

煤礦建井的施工安全不僅關系著施工作業人員的生命安全，也直接關系到員工家庭、施工企業乃至整個社會的和諧穩定。所以加強煤礦建井技術研究工作，全面提高煤礦建井工程質量，必然就降低了建井施工中發生工傷事故的可能性，進一步提高了煤礦建井工程質量和生產效率。現就加強凍結法、沉井法施工以及斜立井施工中頂板井幫支護安全管理淺談一點體會。

一、施工前準備工作

（一）凍結施工準備

首先，施工前必須準備好制冷系統和凍結施工所需的機器和材料。其次，做好凍結施工的定位工作，在施工前做好井口地面建設，包括鋼軌鋪設、泥漿機械施工、循環系統以及配電房、維修室、管道站等的建設。再次，凍孔時要做好制冷設備、鹽水管道、制冷站、冷凍槽等的建設工作。最后，井筒活躍凍結時，還要做好鑿井井架、提升設備和技術的準備工作。

（二）灌水沉井準備工作

第一，需要把破土、加壓、注水、灌漿等施工的機械和材料準備好。第二，修建水泵站和循環水箱，安裝水泵，鋪設水管，并建立良好的供應系統。攪拌池、泥漿池和攪拌站，污泥管道及污泥系統建筑必須準備。攪拌站建好后，還需要準備好攪拌機、各種材料、上料工具等。第三，修建壓氣站。最后，套井施工，澆筑刃腳和井壁，在井內灌水，為沉井做準備[1]。

（三）地質條件分析

施工過程中經常出現的一種特殊的地質問題就是斷層。斷層指的是煤礦建井中出現的落差和傾斜角度。正常條件下，要確定礦井中斷層的落差和傾斜角度，還要深入了解其結構走向，這樣才能對結構進行全面的掌握，確保煤礦建井的安全施工。穿越斷層施工作為成熟的施工工藝，在煤礦建井建設中已經習以為常。

（四）煤礦建井的幾種特殊條件

在煤礦建井施工中，它的主要方向是穿過地層、揭露煤層。建井過程中經常發生各種地質危害。施工中不僅會發生更復雜的斷層，而且還有流沙和軟泥，都會對煤礦建井產生不良影響。還會遇到地理條件和天氣因素的影響，在雨雪天施工需要特殊情況特殊對待。增加井深時，井底區域將擴大，排水和巖石爆炸、瓦斯等施工人員必須采取預防措施，妥善處理。

二、煤礦建井的施工技術

（一）膨脹黏土的施工技術

在一些煤礦建井的施工現場，地質條件差、粘土含量很大，針對膨脹黏土，當前最好的辦法是采用特殊施工。在施工過程中，堅持快速施工、二次套壁原則，先對黏土層進行擠壓，再對黏土創面進行井壁快速拼裝。如果黏土膨脹，膨脹的黏土部分滲入導出口以降低壓力，然后使用高強度混凝土進行快速封堵，盡可能減少挖掘井壁的時間。在這過程中，敷設第一層井壁是關鍵。第一層井壁的作用是，黏土膨脹后，井壁可以承受黏土膨脹的壓力，減少黏土曝光時間。施工時，要重視合理安排人員和物力，實現施工機械化、集成化;井筒支護澆筑時采用小模板，也是為了縮短澆注時間;澆筑時，注意觀察外部井壁的位移，分析和理解黏土膨脹速度，出現井壁位移大和黏土膨脹快時可使用泡沫塑料減輕膨脹對混凝土造成的影響。

（二）斜井施工技術

斜井施工由一次井和二次井組成，通常用于傾斜煤層和緩傾斜的煤層的施工。傾斜角度會受其運輸方法的影響，斜井的施工方法比立井簡單，工程項目投資也相對少，這樣也保證了煤礦作業過程中的安全性。

（三）煤礦建井爆破技術

以炸藥為主的煤礦建井爆破技術，就是利用破壞空氣、水、土壤等自然物質的結構對其進行破壞。這是一項非常重要和不可替代的技術施工過程。煤礦建井的施工過程就是以爆破技術為主，特別是光面爆破技術，這種技術能確保井筒井壁的安全，保證井筒井壁完好無損傷，表面平整[2]。

（四）先進的錨噴支護技術

錨噴支護與傳統的支護技術相比，這種支護方式具有技術性和成本效益等好處。目前，對煤礦建井的支護主要采取錨噴的形式，而對錨噴支護的技術要求也很高。錨噴支護主要是通過錨桿對地面內部進行加固從而形成圍巖，圍巖本身的承載能力充分發揮，防止變形。錨桿受壓行成良好的支架和混凝土具有良好的抗壓性能，因此，錨噴支護不會出現應力集中情況。

（五）錨桿支護的原理及作用

錨桿是安裝在巷道圍巖壁上的支撐結構的一部分。在煤礦建井施工中采用錨桿支護技術時，在這些巷道中鉆孔插入錨桿，對周邊的巖石進行加固處理，為保證煤礦開采在一個安全的氛圍中[3]。

1.懸吊作用

懸吊作用就是在將要坍塌的巖石部位，利用錨桿通過懸吊的作用，固定到巖石上，這樣能承受巖石的所有重量。

2.組合梁作用

組合梁是一種由多層梁組成的結構，在高外壓力作用下，由于受到每層梁的壓力，會產生彎矩，每一塊梁板都具有很弱的承載能力，因此很容易損壞。如果錨桿將所有梁板壓緊，所有承重層形成一個整體，如果它們受到外力作用時，所有的結構能一起承受，就能改善抗拉強度，有效提高巖石的受力能力。

3.加固作用

錨桿安裝在巷道周圍時，實現了內部巖石的整合，在一定區域內形成了連續性，整個拱構件的形成一個承載力強的結構，可以承載圍巖的總量和頂板壓力。

4.減跨作用

巷道內設置錨桿可有效減少整體結構的高度和寬度。例如，安裝在巷道里的錨桿可以用作支撐，連接前兩個小拱的支架，如果中心安裝三根錨桿，整個區域將分成四個小拱門，每個小拱上的負荷為四分之一，明顯增加了安全度。

5.圍巖加固作用

巷道深處圍巖受三個方向力的影響，一側圍巖為雙面荷載，第二個明顯高于第一個方向的力，這時系統負載不穩定，其結構受力不穩，容易遭到破壞。之后錨桿在巷道中的布置成為三個方向力的基本結構，系統強度改進比較大。另一方面，錨桿在提高脆弱區域的抗剪能力方面發揮著更重要的作用，提高圍巖的穩定性，使其不易坍塌。

（六）防治水技術

在煤礦建井建設過程中還需要一種工藝，這種工藝就是防治水，防治水技術在以后的任何情況下都起著重要作用。在煤礦建井施工中，防治水技術對工程質量和進度起著決定性作用。想要快速的完成有水的工序或施工段，凍結法是最好的辦法，使用的也很廣泛，主要是不影響施工進度和施工過程。在采用凍結方法之前，必須事先預報水流，即涌水量。另一種方法是圍堵、排水、截流、疏導，是通過對井筒的改造，起到改善施工過程的目的[4]。

三、煤礦建井施工的安全管理研究

（一）提高政治站位，提升全員的安全認識

煤礦建井的施工人員大多文化水平低，再加上對煤礦建井施工人員缺乏培訓，只是靠著一身力氣干活，以至于缺乏他們應該具備的知識和文化技能，因此，這些施工人員的施工技術和安全意識不符合煤礦建井的施工標準。此外，煤礦建井是一項更為復雜的任務，在施工時就會有很多問題，由于施工人員嚴重缺乏必要的安全知識，在施工的時候就會出現混日子的想法，往往不是把安全放在第一位，也做不到要遵守相關的管理制度。由此得出，在煤礦建井管理過程中，首先要提高管理人員的認識，使他們能夠加大對這部分施工人員的管理力度，而不是應付工作;其次要提高對安全工作內容的傳播，每個施工人員都必須遵守有關安全問題的標準和制度體系;最后，煤礦建井管理人員要定期培訓，聘請有經驗的建筑專家進行講座，并與每位施工人員進行面對面談話，強調安全施工對煤礦建井的重要性，用這樣的方法來提高施工人員的安全認識[5]。

（二）強化安全培訓，提高作業人員素質

煤礦建井的施工質量在很大程度上取決于各部門職工的工作質量。管理人員和具體施工人員的工作質量決定了煤礦建井的安全質量。這就是為什么煤礦建井施工前，必須對施工人員進行安全培訓的原因。當所有人員的安全培訓工作做到位后，他們的安全意識和工作素質自然也就提高了，就為施工作業打好安全基礎[6]。

（三）以作業現場為重點加強安全管理

對于煤礦建井的建設單位和施工單位來說，都必須堅持“安全第一”原則。全面推進煤礦建井建設，施工單位必須從整個工程出發，分析論證、現場組織好每一個施工環節和步驟，技術管理人員做好詳細記錄，作為安全施工指導書指導現場作業。建立健全安全管理制度，設立安全機構、配備安檢人員，明確分工、落實職責，管控風險、消除隱患。在實際施工過程中，必須圍繞施工現場落實管理人員帶班盯崗、隨時關注施工過程中出現的新問題新情況，進行現場分析和措施管理，才能有效地防范安全事故。

（四）積極采用新技術、新工藝、新設備、新材料

當前形勢下，積極推進科技進步，加大安全技術投入，增加煤礦建井的技術、材料、施工方法等方面的投資，及時更新機械設備和技術方法，利用先進的設計方法和技術理念、現代化的建筑機械和材料，加強施工安全，提高施工安全水平，不斷更新施工工藝，營造長期穩定的施工環境，采用新技術和新工藝，使作業人員的具體行為規范化，提高煤礦建井施工效率、減少事故隱患。

四、結語

煤礦建井有許多不同的施工方法，這就要求在煤礦施工時應根據實際情況和科學合理的規劃進行選擇，有關管理者必須認真實施科學合理的施工方案并將其運用到實際施工中。安全生產對建筑商、管理者的切身利益息息相關，也和國家的和諧發展有著重大聯系，因此在引進先進安全施工技術的同時，科學合理地進行安全管理是非常必要的。

參考文獻：

[1]趙陽.煤礦建井施工技術與安全控制措施[J].江西化工，2020（2）.

[2]劉躍彬.煤礦建井施工技術與安全控制措施[J].科技風，2018（32）.

[3]王華.煤礦建井鑿井施工技術研究[J].居舍，2018（6）.

[4]冀福虎.煤礦建井巷道施工錨桿支護施工技術[J].機械管理開發，2017，32（3）.

[5]秦旭衛.煤礦建井施工錨桿支護探析[J].江西建材，2014（6）.

[6]麻日平.煤礦建井施工技術與安全控制措施[J].技術與市場，2015，22（7）.

作者簡介：謝志強（1973—），男，山東新泰人，中級經濟師，本科，主要從事煤炭建筑施工安全管理，新形勢下人力資源管理創新研究。