时间:2023-03-14 15:15:40
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武汉科技大学是一所具有鲜明冶金行业特色的大学,拥有矿业工程一级学科博士学位授权点,采矿工程专业开办较早。学生就业去向多为以金属矿床为代表的固体矿物开采领域,随着社会需求的改变,采矿工程学生在学习和择业方面也显现出多元性。采矿工程专业的学生呈现以下主要特点。
(一)个人价值相对单一和模糊
采矿工程专业来自城市的学生仅占19.08%,并且男生数量比例高达89.31%,有的班级甚至没有女生,多数学生接受新鲜事物的能力较差。学生个人价值主要集中在实现个人理想信念上,即回报父母、找到理想的职业和过上幸福的生活之类,表现出相对单一和模糊。思想指导行动,若不能树立远大的理想,不可能有为之奋斗的实际行动。学生个人价值相对单一和模糊在学习上的具体表现是学习基础薄弱,缺乏动力,学习态度不端正。
(二)专业选择被动和对未来茫然
虽然当前就业形势较好,但是由于传统观念和就业环境等多方面因素影响,人们普遍对采矿工程专业认识比较片面。该校有76.72%的学生是因为调剂或者仅仅因为就业率高被动选择采矿专业的,对采矿专业缺乏足够的认识和了解。同时,由于采矿行业的特殊性,其工作条件艰苦、工作地点偏远,部分学生对专业产生厌恶情绪,对未来的就业和生活感到迷茫。
(三)家庭情况复杂和性格习惯孤僻
采矿工程专业学生80.92%来自农村,87.79%来自中西部省(市),家庭情况普遍较差,有的还来自多子女家庭或者单亲家庭。性格是表现在人对现实态度和行为方式中比较稳定的个性心理特征,复杂的家庭情况往往容易造成性格缺陷,直接表现是与其他专业学生相比,采矿专业学生存在心理阴影和自卑感的问题较多。同时,性别比例失衡也造成了学生性格的孤僻性。具体表现是不善表达、不太自信和不愿意表现展示自己,缺乏个性,与人交流沟通能力不足,动手实践能力弱。这种情况在女生中表现尤为突出。
二、采矿工程专业“五位一体”学生教育管理模式构建
教育和教育管理者的主要职责之一是积极探索服务学生成长成才、独立自主的学生管理模式。实践证明,集思想教育管理、专业教育管理、实践教育管理、日常教育管理和亲情教育管理等“五位一体”适应采矿专业特色的学生管理模式具有良好的实际效果。
(一)开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确价值取向
大学生要想有所作为,必须树立正确的世界观、人生观和价值观,在任何情况下都保持积极进取的人生态度。只有将对国家和民族的复兴与个人理想的实现相互联系起来,才可能做到知行合一、有所成就,才可能承担起家庭、国家和社会的责任。结合采矿工程专业学生个人价值的单一性和模糊性,有针对性的开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确的价值取向。一是加强时事政治学习,结合“构建两型社会”、“铁矿石价格谈判”等与矿业相关的时事热点,增强学生的责任感和使命感。二是加大对采矿历史和传统文化的教育,打消部分学生认为采矿工程属于夕阳工业的疑虑,树立学习采矿工程专业的自豪感和自信心。通过班会、团日活动、班级QQ群等多种途径加大对矿业的宣传教育,通过举办“主题红、内容新、形式活”的活动,让学生逐步树立正确的价值取向。
(二)注重“专业教育管理”,培养学生严谨的科学态度
学风建设始终是学生教育管理应该牢牢把握的本质和核心。学生要学会学习,提高科研能力和水平,必须具备严谨的科学研究态度。结合绝大多数学生专业选择的被动性,进行专业教育管理。首先,树立学生的专业自信心,从学生进校起就加强专业介绍和宣讲,让学生了解采矿工程专业的重要性。其次,严格课堂管理,严把上课、实习、考试等各个环节,督促学生良好学习习惯的养成。第三,建立以学习成绩为主要参考指标的评优体系,鼓励学生加强主干专业课程的学习,通过开展“矿山设计”、“CAD”等学科知识竞赛营造良好的学习风气。
(三)加强“实践教育管理”,培养学生独立思考和动手能力
加强实践教育管理有助于实现理论和实践的统一,让学生经受锻炼、增长才干。通过加深认识和解决实际问题,不断提高学生独立思考和动手能力。结合学生对未来的迷茫,加强实践教育管理。为学生多到生产一线实践创造条件,增强学生对专业的理性认识。积极征得企业赞助,搭建各种形式的技能竞赛平台,开展大型科技创新活动,培养学生的综合能力[8]。倡导创建具有专业背景的学生社团,鼓励学生参与教师的科研项目,在教师的指导下撰写学术论文,开展课题研究。鼓励学生假期进入生产单位开展社会实践和就业见习,提前了解就业形式和工作内容。充分发挥学生的聪明才智,培养学生的独立思考和动手能力。
(四)严格“日常教育管理”,培养学生为人处世能力
良好的交流沟通和表达能力是当代社会人与人和谐相处的根本和前提,恰当的为人艺术和处事魅力更能终生受益。针对采矿工程专业学生性格习惯的孤僻性,培养学生良好的为人处世能力,从严格日常教育管理上做文章。从言行举止、课堂纪律、考试纪律、生活习惯、宿舍卫生状况等各个方面规范学生的行为,加强养成教育,帮助学生养成良好的生活和学习习惯。通过开展辩论赛、交流会、座谈会等多种方式让学生学会表达自己,设立“值周班长”制度,加强培训和锻炼,让学生懂得如何与人相处。此外,与学生干部朝夕相处的辅导员老师更应该言传身教,用自己的实际行动教育和感染学生。
(五)探索“亲情教育管理”,重塑学生阳光健康心态
在未来一段时期的研究中,需要重点研究地下矿产无废和灾害控制技术,结合我国的具体情况,对地下矿产无废开采方法、灾害控制技术的综合配套技术大力开发,并且在全国非煤矿中大力应用,促使我国开采技术水平得到显著提升。但是这类项目有着较大的规模和较高的起点,存在着一定的难度,就需要国家主管部委积极参与进来。
一是地下矿山采场稳定性及岩层控制技术:采空区利用低废石产出率和尾矿来充填,控制本作业过程中的安全因素。将一系列的高科技检测技术给应用过来,比如,在地理物理检测方面,可以很好对一些矿产进行检测,并且还能对香瓜的一些地理情况及其存在不足的采矿产所进行分析,从另一方面来说,实验室和专家的系统方法加以利用,也可以将相关的顶板破坏方式进行预测,结合具体情况,将顶板加固措施给应用过来,研究充填体强度受到废石充填的影响程度。
二是地下矿山无废开采方法及工艺技术:通过一些例子我们可以得知,我们需要在采矿的过程进行一些搬运或者爆破活动,都是没有效益的,因此,会导致非常多的人员和资金投入进去,从而会使得极大的资源遭到浪费,而工作效率也会大打折扣。所以,我们需要对相关的废石问题进行关注。在安全性不受影响的基础上,优化采切工程布置,对采矿工程布置方法进行研究,从而可以使得相关的工作目标可以彻底得到实现。此外,一定要把所有的废石不要尽量的弄出坑口,加大工作的同时也会导致环境遭到破坏,我们需要因素综合考虑,对开采方式和工艺技术科学合理的选择,在此技术上,对矿石的回采、运输以及填充等问题充分考虑,对开采、搬运和运输填充系统合理布置。
三是地下矿山废石和尾矿混合填充料填充技术:将废石不出坑的原则给执行下去,为了对充填体的强度进行提升,需要进行多次科学的试验,对充填体中废石的比例合理确定,并且结合充填料水的渗透实验结果,对填充脱水结构进行布置设计,这样填充脱水时间就可以得到较大程度的缩短。同时,在设计矿山工程的过程中,需要对废石和尾矿混合充填料的充填系统合理研究,保证与废石和尾矿充填的要求所满足,并且将矿山生产过程中的废石排放路径充分纳入考虑范围,以便促使废石不出坑真正实现于采矿生产过程中。
四是地下矿山地面沉降塌陷灾害预警系统:在现代地理位置信息技术,非常重要的就是全球定位系统和地理信息系统,可以将3S技术应用到采矿作业中,这样就可以有效判断矿区地表塌陷区的遥感图像,并且分析其他的一系列因素,如地质情况、采矿资料等,还可以对地下矿山采空区灾害管理信息系统进行构建,监测、记录、管理井下数据,借助于系统分析和综合分析的方法来储存、处理、分析和评价矿区的各项信息,以便动态反馈和调整相关信息,避免有事故出现,安全生产的目的也可以得到实现。
2结语
采矿工程是专业性强、知识面广、学科交叉多、应用范围广的实践应用学科。在中国矿产资源开发利用加快的背景下,经长期发展和沉淀,采掘行业形成了其固有的特点和属性。这些基本特点不仅影响和制约采掘业的发展和对人才的要求,在一定程度上也影响着采矿工程专业学生的学习和管理。一是历史悠久。采矿是除了农业耕作外人类从事最早的生产实践活动之一,采矿活动和矿产资源的利用推动了人类历史进步和人类文明繁衍。采矿工业是现代工业的基础,为工业和农业提供了大量的原料与辅助材料,如冶炼及加工业、建筑业、化学工业、石油业、运输业等。没有采矿业作为基础支撑,其他工业就不可能得到发展。大量研究表明,国民经济发展和人类生活水平提高与矿产开发利用有着密切的关系,人均矿产品消耗水平成为衡量一个国家发展程度及国民生活水平的重要指标。二是工艺复杂。矿产资源需要漫长的地质时期才能再生,不能循环利用,被称为不可再生资源。由于开采条件的不可复制性,采矿工业的实践活动也是不可逆的。同时,采矿是一个动态过程,由于资源的稀缺性,采矿工作会随着矿床的延伸而不断改变,由于开采深度的增加,地压和温度也逐渐升高,随之而来的是采矿工艺难度不断加大。三是学科交叉。采矿工程学科作为一个系统工程涵盖了矿山设计、施工、管理、采掘设备、矿井生产、优化、运输以及自动化技术和计算机技术等多方面内容,综合性强,与其他学科交叉较多。因此,采矿工程专业与数学、统计学、力学、管理学、经济学等多种学科有着紧密的联系。同时,采矿工程专业要解决的是实际工程应用问题,有着很强的实践性。四是条件艰苦。矿山开采分为露天开采和地下开采。不论什么矿山,多分布在交通条件相对较差、工业基础薄弱的山区或偏远地区,这就决定了采矿工作环境的基础设施不足、条件艰苦。另外,采掘作业的工作环境也是非常艰苦的。以地下开采为例,其工作面受限于空间,如果存在着设计或者施工缺陷,可能造成冒顶、?帮、透水等安全事故,煤矿还存在着瓦斯爆炸的危险。据统计,“十五”期间,工矿企业共发生事故68805起,死亡77158人。
二、采矿工程专业学生特点分析
武汉科技大学是一所具有鲜明冶金行业特色的大学,拥有矿业工程一级学科博士学位授权点,采矿工程专业开办较早。学生就业去向多为以金属矿床为代表的固体矿物开采领域,随着社会需求的改变,采矿工程学生在学习和择业方面也显现出多元性。采矿工程专业的学生呈现以下主要特点。
(一)个人价值相对单一和模糊
采矿工程专业来自城市的学生仅占19.08%,并且男生数量比例高达89.31%,有的班级甚至没有女生,多数学生接受新鲜事物的能力较差。学生个人价值主要集中在实现个人理想信念上,即回报父母、找到理想的职业和过上幸福的生活之类,表现出相对单一和模糊。思想指导行动,若不能树立远大的理想,不可能有为之奋斗的实际行动。学生个人价值相对单一和模糊在学习上的具体表现是学习基础薄弱,缺乏动力,学习态度不端正。
(二)专业选择被动和对未来茫然
虽然当前就业形势较好,但是由于传统观念和就业环境等多方面因素影响,人们普遍对采矿工程专业认识比较片面。该校有76.72%的学生是因为调剂或者仅仅因为就业率高被动选择采矿专业的,对采矿专业缺乏足够的认识和了解。同时,由于采矿行业的特殊性,其工作条件艰苦、工作地点偏远,部分学生对专业产生厌恶情绪,对未来的就业和生活感到迷茫。
(三)家庭情况复杂和性格习惯孤僻
采矿工程专业学生80.92%来自农村,87.79%来自中西部省(市),家庭情况普遍较差,有的还来自多子女家庭或者单亲家庭。性格是表现在人对现实态度和行为方式中比较稳定的个性心理特征,复杂的家庭情况往往容易造成性格缺陷,直接表现是与其他专业学生相比,采矿专业学生存在心理阴影和自卑感的问题较多。同时,性别比例失衡也造成了学生性格的孤僻性。具体表现是不善表达、不太自信和不愿意表现展示自己,缺乏个性,与人交流沟通能力不足,动手实践能力弱。这种情况在女生中表现尤为突出。
三、采矿工程专业“五位一体”学生教育管理模式构建
教育和教育管理者的主要职责之一是积极探索服务学生成长成才、独立自主的学生管理模式。实践证明,集思想教育管理、专业教育管理、实践教育管理、日常教育管理和亲情教育管理等“五位一体”适应采矿专业特色的学生管理模式具有良好的实际效果。
(一)开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确价值取向
大学生要想有所作为,必须树立正确的世界观、人生观和价值观,在任何情况下都保持积极进取的人生态度。只有将对国家和民族的复兴与个人理想的实现相互联系起来,才可能做到知行合一、有所成就,才可能承担起家庭、国家和社会的责任。结合采矿工程专业学生个人价值的单一性和模糊性,有针对性的开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确的价值取向。一是加强时事政治学习,结合“构建两型社会”、“铁矿石价格谈判”等与矿业相关的时事热点,增强学生的责任感和使命感。二是加大对采矿历史和传统文化的教育,打消部分学生认为采矿工程属于夕阳工业的疑虑,树立学习采矿工程专业的自豪感和自信心。通过班会、团日活动、班级QQ群等多种途径加大对矿业的宣传教育,通过举办“主题红、内容新、形式活”的活动,让学生逐步树立正确的价值取向。
(二)注重“专业教育管理”,培养学生严谨的科学态度
学风建设始终是学生教育管理应该牢牢把握的本质和核心。学生要学会学习,提高科研能力和水平,必须具备严谨的科学研究态度。结合绝大多数学生专业选择的被动性,进行专业教育管理。首先,树立学生的专业自信心,从学生进校起就加强专业介绍和宣讲,让学生了解采矿工程专业的重要性。其次,严格课堂管理,严把上课、实习、考试等各个环节,督促学生良好学习习惯的养成。第三,建立以学习成绩为主要参考指标的评优体系,鼓励学生加强主干专业课程的学习,通过开展“矿山设计”、“CAD”等学科知识竞赛营造良好的学习风气。
(三)加强“实践教育管理”,培养学生独立思考和动手能力
加强实践教育管理有助于实现理论和实践的统一,让学生经受锻炼、增长才干。通过加深认识和解决实际问题,不断提高学生独立思考和动手能力。结合学生对未来的迷茫,加强实践教育管理。为学生多到生产一线实践创造条件,增强学生对专业的理性认识。积极征得企业赞助,搭建各种形式的技能竞赛平台,开展大型科技创新活动,培养学生的综合能力。倡导创建具有专业背景的学生社团,鼓励学生参与教师的科研项目,在教师的指导下撰写学术论文,开展课题研究。鼓励学生假期进入生产单位开展社会实践和就业见习,提前了解就业形式和工作内容。充分发挥学生的聪明才智,培养学生的独立思考和动手能力。
(四)严格“日常教育管理”,培养学生为人处世能力
良好的交流沟通和表达能力是当代社会人与人和谐相处的根本和前提,恰当的为人艺术和处事魅力更能终生受益。针对采矿工程专业学生性格习惯的孤僻性,培养学生良好的为人处世能力,从严格日常教育管理上做文章。从言行举止、课堂纪律、考试纪律、生活习惯、宿舍卫生状况等各个方面规范学生的行为,加强养成教育,帮助学生养成良好的生活和学习习惯。通过开展辩论赛、交流会、座谈会等多种方式让学生学会表达自己,设立“值周班长”制度,加强培训和锻炼,让学生懂得如何与人相处。此外,与学生干部朝夕相处的辅导员老师更应该言传身教,用自己的实际行动教育和感染学生。
(五)探索“亲情教育管理”,重塑学生阳光健康心态
健康的心理品质是大学生全面发展的基本要求,积极阳光的乐观心态有助于迎接困难和挑战。针对采矿工程专业学生家庭情况的复杂性,探索亲情教育管理。以尊重学生为基本出发点,采用人性化的管理,关注学生的内心世界。通过心灵上的沟通、情感上的相互认可消除教师与学生之间的层级概念,使学生心甘情愿地接受管理,参与集体活动。
四、结语
在开采煤矿的过程中,主要是地下作业,长期在地下开采会使地表出现一定的塌陷。而且,有的煤矿企业在开采过程中并没有考虑到环境保护问题,过于注重经济效益,这种“轻环境、重生产”的开采模式很容易污染河流,使植被枯死,对于自然生态系统平衡会有严重的影响。
二、促进煤矿行业可持续发展的建议
(一)从经济上促进煤炭行业可持续发展的建议
1.优化产品结构以及产业结构煤矿企业应转变传统单一的煤炭生产结构,不断丰富矿区的产品、产业结构,朝着资源综合开发利用以及发展、煤炭深加工等多种方向发展。可以充分利用煤炭资源的自身优势,通过多样化方式(比如下游产业企业联营、多元持股、吸收外资支持等)大力发展“煤-建材”、“煤-焦”、“煤-化工”、“煤-电”等一些附加值较高、耗能较大的产业,实现煤矿企业经营发展的多元化,也可以慢慢延伸产业链。这种多元化经营发展模式实际上也是将资源优势转变成经济优势,这是将煤矿行业转变成非煤矿行业,将产业经营转变成资产经营,确保矿区健康、稳定、可持续发展的主要战略。
2.建立一套系统的现代营销网络体系,增强企业营销管理能力煤炭企业应明确当前自身拥有的优势或者未来可能拥有的优势,找准自己的发展市场,争取将自身优势发挥到最大限度,获取最大的盈利,从而促进企业的可持续发展。为了实现这一目标,煤矿企业有必要建立一个高效、灵活的营销组织,同时应培养一支综合素质较高的营销人员队伍,不仅掌握多种营销技巧以及相关的专业技术理论知识,同时也精通法律法规以及经营核算。其次,煤矿企业应制定一套有效、科学的营销政策,选择一种快捷、畅通、安全的营销渠道。另外应该建立高效的信息交流平台,全面收集关于产品市场以及营销的信息,加强对相关信息的处理、分析,及时、准确把握市场发展动态,为企业管理者决策提供科学、有力的证据,尽可能避免决策风险,进而提高企业市场竞争实力。
(二)加强科技创新实现煤矿企业可持续发展
传统煤矿开采技术较为落后,这样不仅会对自然生态环境造成严重的污染,煤矿资源开采效率也不高,在当前高科技不断发展、创新的社会背景形势下,如果煤矿企业不积极创新、改造煤矿开采技术势必会被市场淘汰。为了确保煤炭行业的可持续发展,煤矿企业应不断创新、改进煤矿开采技术,提高煤矿开采工程的科技含量,进而促进煤矿经济的可持续增长,推动我国煤矿行业的健康、和谐发展。
(三)从资源角度实现煤炭行业可持续发展的建议
在煤矿开采工程中主要采用放顶煤综采开采方式,但是由于放顶煤综采的特点,导致工作面采出率相对低下,为此,煤矿企业有必要进一步优化放顶煤综采工艺,将综放工作面的几何尺寸适当进行调整,使初、末采以及端头的损失率尽可能降低。同时还应该进一步优化生产装备的条件以及生产工艺的方式,尽可能避免工作面端头顶煤的损失。其次,煤矿企业应想方设法将生产过程中的废弃物变废为宝,经过相关的加工处理后使其成为有用产品,形成煤矿资源的可循环利用。
(四)从环境角度实现煤炭行业可持续发展的建议
科学技术是第一生产力,安全生产是提高企业经济效益的重要保障。采矿工程本身具有一定的安全隐患,加上一些意外情况的发生,使采矿工程中安全事故发生率比较高,因此在采矿工程过程中应用安全性原则是十分必要的,具有十分重要的现实意义。那么,什么是安全性原则呢?安全性原则,简单来说,就是各项活动包括安全活动中对于客观存在着的安全问题所要坚持的规范。
1.安全性原则的运用可以促进采矿企业的经济发展。
在采矿工程中重视安全生产,把安全性原则落实到采矿技术、采矿工艺、提高工作人员安全素质、运用先进的安全设备等方面,不仅可以提高采矿质量,而且可以减少安全事故的发生,为企业带来更多的经济效益和社会效益,实现双赢目标。
2.安全性原则的运用可以促进其他行业的经济发展,从而促进国民经济进一步发展。
采矿坚持安全性原则不仅可以提高采矿企业的经济效益,而且可以为其他工业提供优质的矿石,促进其他工业的进一步发展。
3.安全性原则的运用可以促进社会的和谐发展。
近年来煤矿采矿安全事故频发,事故处理纠纷问题一直不断,给社会增加了负能量,不利于社会的和谐发展。因此采矿工程活动要改变以往的忽视安全谋求利润的模式,改用安全与经济并重的生产模式,在采矿工程过程中认真贯彻落实安全性原则,把安全事故发生率减到最低。同时如果发生安全事故,要妥善处理事故,用法律保障受害者及其家属得到合理补偿,促进社会的和谐发展。收稿日期:2014-06-16作者简介:吴开洪(1969-),男,毕业于湘潭矿业学院采矿工程专业,工程师,现任云南东源昭通煤业有限公司总经理。总之,在采矿工程中坚持安全性原则,把安全问题的处理措施落实到采矿活动过程中,不仅可以促进采矿企业的经济发展,而且可以促进社会经济的健康发展,让社会更加和谐稳定发展。
二、安全性原则在采矿工程过程中的应用
对采矿工程来说,安全性原则的应用可以体现在安全施工技术、安全生产规章制度、现代计算机应用、工作人员的专业素质等多个方面。
(一)采矿安全施工技术的应用
采矿工程难度大,涉及技术比较多,因此要加强采矿技术的开发和利用,有效防范安全事故的发生。
(1)提高采矿工程技术。
采矿工程具有专业性强、危险系数高等特点,要积极吸引或引进采矿专业技术强的综合性人才,并鼓励其进行技术创新和理论研究,不断更新采矿技术,为采矿工程服务。同时要加强工程技术人员培训,给其充足的发展空间。此外,国家要加大对采矿现场的安全基础设施建设,如采矿交通运输(主要是公路建设)、能源开发(如水电设施建设等),为采矿工程施工创造良好的物质基础。
(2)在采矿前,要进行技术交底。
组织相关人员对工程设计图纸进行学习和研究,要熟悉掌握施工设计图纸中的施工重点、关键工艺、施工参数等,编制安全施工说明书,并严格执行。同时要做好物资采购工作,根据采矿工程施工设计选购材料,严格把控材料质量关,并经验收合格后方可进入施工现场。此外,要根据采矿工程施工现场具体情况选择适合的施工设备和施工工艺。
(3)严格按照施工技术标准完成施工任务。
如某采矿工程在进行凿岩爆破施工时,选用Boomer281液压凿岩台车、乳化炸药配段发塑料导爆爆管进行凿岩爆破,且按照爆破参数完成工作,其中,炮眼深度3.0~3.2m,爆破进尺2.5~3m等,根据采矿工程实际情况确定相关参数。此外,要提高施工人员环境保护意识,在采矿时尽量不破坏自然环境,让矿区与生态环境和谐共处。
(二)建立健全安全生产规章制度
安全生产规章制度能够有效约束和规范人们的行为,要建立健全安全生产规章制度,使采矿工程活动有章可依。风门至少要建立2座风门,间距大于运输工具的长度,以便一座风门开启时,另一座风门是关闭的。风门分为普通风门和自动风门两类。自动风门是借助各种动力来开启与关闭的一种风门,自动风门中有机械传动式、电气传动式、气动式和水动式等。(三)控制风流设施控制风流的设施主要有调节风窗。调节风窗是在风门或挡风墙上方,开设一个面积可调节的矩形小窗口,移动窗板的位置可调节窗口的面积大小,从而改变巷道通过的风量,达到调节风量的目的。
三、煤矿通风与安全技术应用的有关建议
(一)注意选择巷道贯通的地点
巷道贯通的地点尽量选在危险性小的地区,当面尤其是在瓦斯隐患突出的矿井,巷道要选择无危险或者危险性小的地区作为巷道贯通地点,巷道选择的不合理极易引起卡钻、顶钻的情况,极大增加了安全隐患。此外,进回风系统之间尽量不要设置巷道贯通点,因为,一旦选择在这,而且没有行之有效的控风措施,容易造成风流改变,加剧消极影响。
(二)有效的控风措施
1.加强巷道贯通处的局部通风管理
巷道贯通时,掘进的方向只能选择一个,其他其余要保持正常的通风状态,对于局部通风要实行定期检查制度,通过检查来判定安全情况以及瓦斯浓度,要做到回风巷中瓦斯浓度低于1%,局部通风系统要保障巷道的风速、风流情况符合标准,严禁出现循环风等不合理的通风情况。尤其是隐患严重的煤矿中,为保障巷需通风系统的顺利运行,倾斜巷道与上部的平巷道需要预留出至少5m的超前距离。
2.贯通时采取有效的控风措施
在通风系统贯通前后要进行必要的调整和检测,一旦出现进回风系统之间设置巷道贯通点时要立刻根据现场情况进行及时调整,减少两侧空气压差,减少两侧空气压差,然后在贯通的两个方向设置好风门,贯通时关闭风门,等到放炮贯通之后再进行一遍通风系统的检测和调整。矿井中通风系统越复杂,在进行巷道贯通时风流越不容易控制,贯通后的各个巷道中的通风情况很难得到准确的数据、因此特别强调加强通风管理和安全技术的应用,避免循环风和串联风的产生。
3.加强通风瓦斯系统的监测与管理
对于煤矿挖掘区域的瓦斯浓度情况要进行实时监测,对于每个监测地点的瓦斯浓度都要及时汇报。一旦监测到异常情况,要立刻上报,并对监测数据进行研究分析,确定主监控地区,将危险性降低到最低。
四、结语
超前支护技术是为提高采矿工作面的稳定性,而采取的辅助措施,主要应用于稳定工作面,保证能够施工顺利,现在已经被广泛应用于公路修建、水利水电及铁路修建等隧道工程中。超前支护技术在采矿施工中也起到了积极的作用,保障了采矿施工的安全。煤矿开采具有一定的特殊性,为保证生产安全及开采效率,需要针对矿产生产特点,将超前支护技术应用到其中,争取可以不断提高生产综合效益。在煤矿生产中掘进超前支护大多数采用前探梁或综掘机机载前探梁施工,而回采超前支护一般会采用单体柱或超前支架等方式,其中超前支架在应用上具有很大的优点,支架移动比较方便,可以完成支护角度的自动调节,并且与架棚支护相比,减少了搬运单体支柱、升柱及刚铰接顶梁等工作,操作起来更方便,起到的效果也比较好。
2石门揭煤中超前支护应用
石门揭煤中过煤层段掉顶是煤矿开采中经常遇到的问题,并且在解决上存在一定的难度。石门揭煤情况的发生会影响到顶板的安全管理,并且会减慢巷道的施工进度,管理工作稍有不当就会引发煤灰与瓦斯之间的异常事故。针对此类情况,可选择用超前支护的方法进行处理。山东开源煤矿企业在巷道施工过程中揭煤层时,巷道在初步见到煤层的情况下出现掉顶,整个过煤段低掉顶情况比较严重,掉顶高度大约在3m~4m,利用正常的架棚前探梁已经不能有效控制超前掉顶。发生煤超前掉落后,再进行多次放炮后涌出大量瓦斯,影响整个过煤层巷道的正常掘进。为保证巷道的正常掘进施工,对顶板采取了一定的管理措施,但是并没有完全解决超前掉顶的问题。针对此种情况,可以选择用超前支护方式进行处理,即在巷道见煤前2m左右,迎头顶部超前打眼,将眼孔之见的间距控制在300mm左右,眼孔深度控制在1.8m左右,将其均匀设置在巷道周围轮廓中。在眼孔打好后,在每个眼孔内穿插入1根钢管,然后以超前护顶。处理措施需要在每次炮击前开展一次,并且要将炮眼深度控制在支护眼深度以下,以免炮击处理后造成钢管脱落。在选择超前支护的方式对石门揭煤进行处理时,常见的问题有钢管间距过大、钢管强度不足及炮眼深度控制不当等,进行施工时必须要做好这几个方面问题的管理,并结合巷道掘进实际施工情况,对施工工艺进行创新,适当调整钢管间距,合理选择钢管材料,一般可以选择用长3m、Φ36mm的钢管,而将炮眼深度控制在1.6m左右,以此来提高处理的效果。
3巷道掘进超前支护技术应用
3.1巷道掘进施工所存问题
在采矿施工过程中,受矿产开采位置影响,开采地点上方土壤承重不断增加,随着矿产开采程度的加深,巷道支护难度也在不断增加。就很多采矿工程施工现状来看,部分巷道因为预防与改进工作不到位,最终出现坍塌,为正常进行采矿施工,必须要重新进行巷道的掘进。巷道坍塌以后不可以继续使用,而新巷道的开挖耽误了施工工期,造成资金与劳动力的浪费,严重的甚至还会威胁到采矿工人的生命安全。
3.2超前支护技术应用分析
为提高煤矿综掘巷道掘进效率,需要提高综掘机械化程度,实现快速、安全的掘进工艺。在施工时可以选择用悬臂式纵轴掘进机,并配置机载临时支护装置,利用机载临时支护装置完成空顶区安全、可靠及快速的支护工艺,不断提高掘进施工的安全性,并且可以在很大程度上提高生产效率。机载临时支护装置在工作时,通过综掘机原站来供油,将两位三通操作阀连通打开并连接到支护油路,将综掘机油路关闭,展开顶架及侧架伸出展开,将支护钢带及钢网安放在顶梁架上,将支护主架与顶梁架液压控制手柄向前推动,液压油经过溢流阀倒进入操作阀,然后经过分流集流阀分流进入到双向锁,然后双向锁打开后进入油缸。主架与顶梁架将会平稳打开,达到所需位置后上升主架,在主架上升到巷道顶板,把钢带与钢网紧压在巷道顶板上,就可以在支护结构下进行打眼与锚杆安装施工。最后在锚与网作业完成后,将主架下降到最低位置,折合主架与顶梁架,并将顶梁架合拢到伏于综掘机上,将两位三通阀手柄推向油路,关闭支护油路,停止支护控制阀,综掘机进行下一工作循环。此种施工技术的应用,要求在平均无故障工作时间应在3000h以上,并且主要适用于宽度在2.3m~4.2m以上的巷道。
4矿产回采中超前支护技术应用
4.1矿产回采中所存问题
在矿产回采施工中,大部分已经开采过的地区受到了不同程度的爆炸与人力踩踏影响,矿区岩石更容易出现坍塌与破碎等情况,在此情况下进行采矿施工具有更大的难度,如果采用第一次开采所用采矿方式已经不能满足施工安全与效益等方面要求。通过对矿区所含能源的分析,确定已采矿区中还含有很多未采矿产,对于社会经济发展来说具有重要意义。因此,应采取有效的开采技术,在保证开采施工安全的基础上,对已经开采过的矿区进行回采,获取被遗留的高质量矿石,增加采矿企业的经济效益。
4.2超前支护技术应用分析
a)沿着采矿结束时的漏斗之间进行不间断掘进,以此种方式来实现矿产的回采,即按照原有路径进行回采,可以增加找到矿石的几率。但是从施工安全性来说,此种回采方式存在安全威胁比较大,因为已经开采过的部分,承重能力降低,更容易出现坍塌事故,为保证回采安全必须要采取超前支护技术进行管理。此种回采施工时为保证安全,应保证进路间距在5m左右,在所有进路达到设计要求后,以间距为1m~1.5m进行放顶回采;b)沿着2个废弃矿场之间的连接柱进行回采施工,与按照原路回采施工相比,经济性比较低,但是安全性更高,是比较常用的一种回采方式。在对回采工作面进行超前支护处理时,可以选择用超前支架方式,支架应用方式为左右2架成1组使用,2架之间顶梁与底座由防盗防滑千斤顶连接,每架由前后2节组成,并且前节顶梁后部与后节伸缩梁相连,前节底座后部与后节底座前部通过移驾千斤顶及连接头连接,前后节互为依托,迈步前移达到移驾的效果。此种处理方式,支护强度及稳定性都比较大,并且在上支架两侧还有侧撑千斤顶,可以将顶板完全封闭起来,提高了支护下施工的安全性。并且支架支撑空间大,最大支撑高度可达3.5m左右,支撑宽度可以达到3.05m,再加上底座支架比较小,支架两侧及中间具有较大的通道,更有利于行人与运输。另外,在对该支架进行操作时,单人即可完成,操作更为简单方便,降低工作强度。
5超前支护技术在采矿中应用经济效益
超前支护技术现在已经被广泛地应用到采矿工程中,提高了采矿施工的安全性与稳定性,对保证工程项目顺利施工具有重要意义,同时也为企业获得更多经济效益。采矿工程与其它工程施工相比,具有更强的特殊性与危险性,对各方面要求比较高,必须要进一步做好对安全防护技术及管理工作的研究。因为采矿施工所具有的特点,施工人员流动性大,通过超前支护技术的应用,可以通过实际的技术措施来提高施工的安全性,并且增强了工作人员与管理人员的信心,对促进企业的进一步发展具有重要意义。
6结语
我国的煤炭资源较丰富,目前的保有储量1100多亿t,且有48%的煤层属于高瓦斯和突出煤层,因此瓦斯储量丰富。埋深2000m以浅已探明煤层气资源约为31万亿m³,位列世界第三。但我国大规模的商业化瓦斯开采尚处于起步阶段,国家的相关产业政策出台较晚,或尚不明朗。这里有认识和技术问题,更有我国煤层的透气性差,抽放困难等原因。我国70%以上的煤层渗透率小于0.001μm²,属于低透气性煤层,其透气性比美国和澳大利亚低2--3个数量级,钻孔有效排放半径和钻孔瓦斯流量小,衰减快,透气性最好的抚顺煤层井下水平钻孔与美国同类条件相比,钻孔影响范围仅30--50m,而美国可达到100m以上。煤层气体压力也对瓦斯的抽放起着重要作用,有关资料表明,我国煤层压力普遍偏低,这对抽放瓦斯极为不利。中国的含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,成为低透气性的高延性结构。目前,我国瓦斯勘探和开发的主要煤阶是中阶煤和高阶煤,具有很强的非均质性,导致井网的井间干扰效应降低,相互间不能形成有效的联系,水力压裂增产效果也不明显。
二、煤与瓦斯共采技术的理论基础
限制我国高瓦斯矿井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤层的低渗透率和高可塑性,使得沿煤层打钻孔困难,煤层采前预抽效果较差。由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,塑变性大大增强,因而成为低透气性的高可塑性结构,这使得地面钻孔完井后采气效果差,水力压裂增产效果不明显。而且煤层普遍具低渗透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范围内,水城、丰城、霍岗、开滦、柳林等渗透率较好的矿区也仅为0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。鉴于此,我国煤层气开发生产的重点应放在井下,利用井下的采掘巷道,并尽量利用煤层采动影响,通过打钻孔和其它各种有效技术强化煤层的瓦斯抽放。同时,应进一步研究和不断完善提高煤层渗透率的技术和钻孔技术,研究提高气体质量的技术,研究井下煤炭与瓦斯的协调开采配套技术以及煤矿瓦斯利用技术,使之与井下煤层气开发产业配套,实现煤与瓦斯的安全共采。现场测定和实验研究表明,不论原始渗透系数怎样低的煤层,在采动影响煤层卸压后,其渗透系数会急剧增加,煤层内瓦斯渗流速度大增,瓦斯涌出量也随之剧增。因此,只要合理布置钻孔位置和其它相关参数,完全能够高效地实现瓦斯抽放。
三、煤与瓦斯共采技术的研究现状
我国的煤层甲烷研究开始于50年代煤矿井下的瓦斯抽放,其中抚顺、阳泉是抽放量最大的矿区。目前,我国已有123个矿井建立了井下瓦斯抽放系统,年抽放量达6亿m³,抽放瓦斯利用率达80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯矿区抽放的瓦斯气体即可投入民用和小规模的工业利用。70年代末期开始了矿井地面瓦斯抽放工作,主要集中于抚顺龙凤矿、阳泉矿、焦作中马村矿、湖南里王庙矿,并进行了压裂实验,但是效果不佳。80年代初期,国内开始进行煤层甲烷相关资源研究。“六五”期间,煤炭、石油以及地质等行业通过国家重点科技攻关项目对国内煤成气资源进行区域性评价和基础理论研究。随后,国家“七五”科技攻关项目设立了“我国煤层甲烷的富集条件及资源评价”专题,取得了对中国煤层气资源状况的初步认识。华北石油地质局1986年在唐山地区开展了煤层甲烷勘探开发实验和工艺技术研究,并进行了“煤层甲烷评价与开发利用状况”调研。1989年,第一次“开发煤层气研讨会”在沈阳召开,标志着煤层甲烷从“瓦斯灾害”到“优质能源”的认识转变、从“井下抽放”到“地面开发”的技术转移。“八五”期间,国家科技攻关项目设立了“有利区块煤层吸附气开发研究”专题。此后,煤层甲烷的研究重点转移到了开发工艺攻关上。1992年,联合国开发计划署通过全球环境基金资助我国开展了“中国煤层气资源开发”项目,1993年又资助了“中国深层煤层气勘探”项目,对中国煤层气的勘探开发起到了巨大的推动作用。1996年,一批有影响的研究项目和规划相继完成,如原煤炭部计划项目“全国煤层气资源评价”、国家计委Ⅰ类资源勘查项目“中国煤层气资源评价”、国土资源部地质调查项目“全国煤层气综合规划研究”、原石油天然气总公司“九五”科技攻关项目“煤层气选区评价与配套工艺技术”、国家“九五”科技攻关项目“新集浅层煤层气示范开发成套工艺技术及专用装备研究”等。到目前为止,对全国范围内的煤层气资源、分布、储层特征取得了基础性认识,基本明确了煤层气开发的有利地区。但是由于我国的煤层地质现状(地质条件复杂,构造煤发育,瓦斯含量高,瓦斯压力低,渗透率低等),煤层气的地面开发并不能很好解决井下瓦斯问题。现阶段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前预抽、边掘边抽、采后抽取、卸压瓦斯钻孔抽取、以及开采层、邻近层、采空区瓦斯抽取等等。因此,如何将井下瓦斯抽放与地面煤层气开发协调地结合起来,更好地实现煤与瓦斯共采,就成为一个值得深思的问题。总之,我国煤与瓦斯共采的研究开发取得了很大进步,但也存在许多有待于进一步研究和解决的问题。
四、煤与瓦斯共采需要解决的关键问题
(一)深入的理论研究
利用采动卸压场与裂隙场增加煤层瓦斯的解吸速度与煤岩的透气性,实现矿井煤与瓦斯双能源开采的思想提出来已经有几年了,按照这一技术思路,我国相关大学和企业进行了必要的研究和工程实践,取得了一定的成果,但是总体上,理论研究有落后于工程实践的趋势,今后在理论上需要解决的主要理论问题有:
1、采动裂隙场的透气规律研究
经过多年采矿学者和技术人员的研究,目前对于采动卸压场和裂隙场的范围已经有了相对成熟的成果和研究手段,研究的技术思路上也相对成熟,有经验的学者已经能够估算出采动卸压场和裂隙场的范围以及随采动影响的变化规律,这对于裂隙场卸压抽放瓦斯具有重要的指导作用。但是对于裂隙场内岩体的破裂情况及破裂分布尚没有相对成熟的研究成果,对于瓦斯气体在裂隙场内的解吸、扩散、渗流等规律以及裂隙场内的透气性等还有待进一步研究。
2、瓦斯浓度分布规律研究
进行煤与瓦斯抽放时的一个重要问题就是要掌握高浓度瓦斯的分布规律,为抽放工程设计提供理论指导。目前需要深入研究的有卸压带、采空区、上覆岩层裂隙场内等不同瓦斯浓度的分布规律,以及它们随着工作面推进以及风量变化等的动态变化规律。
3、瓦斯抽放时的流动规律
主要研究采空区和裂隙场内进行不同压力抽放时瓦斯流动规律、瓦斯气体与裂隙岩体的耦合相互作用规律,研究原始煤体、卸压带与裂隙带内瓦斯抽放过程中固体煤岩物理力学性质的变化,尤其是抽放过程中透气性变化规律等,这些工作需要大量的室内试验和研制专用的试验设备及大量的现场观测与试验研究。
(二)增加和稳定抽放的瓦斯浓度
在原始煤体中进行预抽放的瓦斯体积分数可以达到30%以上,但是由于原始煤岩的透气性低,抽放难度较大,且一般只能抽出煤层瓦斯的20%--30%,煤体中还残留大量瓦斯。在高位裂隙带内抽放的瓦斯体积分数可以达到20%以上,这两部分抽出的瓦斯浓度相对较高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也进行了利用。在煤层卸压带内和采空区抽出的瓦斯体积分数一般均低于20%,大部分为13%--15%,这主要是由于卸压带内煤岩破裂、空气渗入,采空区顶板垮落,大量空气混入等原因,对于这些相对浓度较低的瓦斯输送、利用和安全保障技术等还需要进一步研究。
(三)低浓度瓦斯利用与提纯
除了原始煤层中预抽和高位裂隙带内抽出的瓦斯浓度相对较高外,采空区、卸压带内抽出的瓦斯浓度相对较低,巷道风排的瓦斯浓度更低,但是这些低浓度的瓦斯量很大,一般会占瓦斯总量的50%以上,如何安全利用这些低浓度瓦斯,一直是瓦斯作为能源开采时的最大障碍之一。目前,在这些方面进行了许多探讨和研究,但是核心问题,如输送与使用的安全问题、提纯的高成本问题等,依然没有解决。
五、煤与瓦斯共采技术原理
煤层的采动会引起其周围岩层产生“卸压增透”效应,即引起周围岩层地应力封闭的破坏(地应力降低-卸压、孔隙与裂缝增生张开)、层间岩层封闭的破坏(上覆煤岩层垮落、破裂、下沉、下位煤岩层破裂、上鼓)以及地质构造封闭的破坏(封闭的地质构造因采动而开放、松弛),3者综合导致围岩及其煤层的透气性系数大幅度增加,为卸压瓦斯高产高效抽采创造前提条件。煤层卸压瓦斯的流动是一个连续的两步过程:第1步,以扩散的形式,瓦斯从没有裂隙的煤体流到周围的裂隙中去;第2步,以渗流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采钻孔处。卸压瓦斯的运移与岩层移动及采动裂隙的动态分布特征有着紧密的关系。
(一)高抽钻孔组抽采技术原理
煤层开采将引起岩层移动与破断,并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为两类:一类为离层裂隙,是随岩层下沉在不同岩性地层之间出现的沿层裂隙,它可使煤层产生膨胀变形而使瓦斯卸压,并使卸压瓦斯沿离层裂隙流动;另一类为竖向破断裂隙,是随岩层下沉破断形成的穿层裂隙,它构成上下层间的瓦斯通道。当采空区顶板充分垮落后,采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触,从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实,结合采场空间特点,采空区四周形成了一个环形的采动裂隙发育区,文献称之为“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O”形圈内运移,使得“O”形圈成为卸压煤层瓦斯聚集和运移的主要通道。卸压瓦斯“O”形圈抽采理论表明,卸压瓦斯抽采钻孔的合理位置应打到离层裂隙的“O”形圈内。高抽钻孔组就是在沿工作面倾斜方向靠近回风巷侧布置一组千米大直径抽采钻孔,利用采动裂隙“O”形圈作为运移通道来抽采采空区瓦斯。高抽钻孔组布置靠近在“O”形圈的回风侧,改变了采空区瓦斯流场,有效解决上隅角瓦斯超限问题,且“O”形圈长期存在,抽采钻孔能够长时间、稳定的抽采出高含量瓦斯。
(二)顶板裂隙钻孔组抽采技术原理
采用全部垮落法管理顶板时,上覆岩层下沉稳定后,在采动区沿垂直方向由上至下形成了冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。研究表明,在回采过程中,靠近工作面一定范围内的采空区中部上覆岩层离层裂隙发育,结合采动裂隙“O”形圈,在采空区竖直方向上,形成了一个“∩”形拱采动裂隙区采空区不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升,上升中不断掺入周围气体,使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐渐减小直到密度差为零,混合气体则会聚集在裂隙带上部的离层裂隙内。涌入采空区的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通扩散,由于空气的重力产生方向向下的压强梯度,则其产生的扩散流方向,与压强梯度反向,即瓦斯气体具有向上扩散的趋势。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通风负压的作用下“∩”形拱采动裂隙区成为瓦斯聚集区,为采动裂隙带内钻孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技术提供依据。由于沙曲矿近距离高瓦斯煤层群的赋存特性瓦斯涌出量大,仅靠高抽钻孔组不能完全解决沙曲矿的瓦斯治理难题,因此,基于上述理论分析,在采空区顶板裂隙区布置顶板裂隙抽采钻孔组,。顶板裂隙钻孔组加强了采空区瓦斯抽采,直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采,减弱了采空区瓦斯涌出强度,从根本上解决瓦斯超限难题。
(三)构建煤与瓦斯共采技术体系
依据以上分析研究,结合本煤层预抽法,构建沙曲矿近距离高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共采”技术体系。
六、煤与瓦斯共采的研究方向
1.1煤矿开采过程的巷道掘进中存在的问题在矿石的开采过程中,由于逐渐深入的开采位置,上方的泥土也开始承受更多的重量,巷道的支护难度也随着采矿工程的逐渐进步而不断增加,在这个过程中,有的巷道因为没有进行科学的预防和改进,发生坍塌不得不重新规划路线并且重新掘进,坍塌的巷道无法再继续使用,必须从新开辟一条新的道路继续前进,这样就严重耽误了工程进度,并且造成了不必要的时间和精力的浪费,更可能会威胁到在巷道工作的采矿人员的生命。
1.2煤矿开采巷道中对超前支护技术的具体运用在巷道中的超前支护首先是要确定好设置固定支架的位置,并使用拱形钢架来进行固定。在钢支架的边沿岩石上凿除固定的支点,并将钢支架固定起来。将钢支柱安定好之后,采用光面爆破的方法进行掘进,并且在进行一段时间之后再次重复这一步骤,通过不断地循环掘进,顺利通过土质过于松软的地段,保障工程的顺利实施。在巷道施工中进行超前支护,可以避免因为坍塌造成的经济和生命的损失,加快整个煤矿开采工程的进程,增加企业的经济效益。
2电耙道修复时运用的超前支护
2.1电耙道在矿采过程中存在的问题和危害电耙道在矿井下的作用主要是给采矿工人开采出来的矿石运到地面上提供一条安全的通道,但是电耙道在放矿采矿的过程中不断受到损害和破坏,常常会造成采矿时遇到难以将煤矿资源运送出地底的难题,为了解决这种难题,煤矿企业不得不对电耙道进行二次修复,这种二次修复需要大量的资金和劳动力,额外地增加了煤矿企业的损耗和工人的施工量,在某种程度上阻碍了采矿工程的进程和效率。
2.2在电耙道修复中超前支护技术的具体运用一般矿山都会采用底柱分段崩落法来进行矿产的采集。而电耙道主要是煤矿企业运用钢筋水泥混凝土从整体上进行浇灌来进行超前支护。在出矿过程中,电耙道由于受到各种爆破的影响造成了电耙道的负荷,破坏了电耙道的基本平衡组织,让电耙道容易发生坍塌阻断,使整体的工程不得不因此停下来进行修整,大大地影响了采矿工程的工作效率并延长了施工时间,因此必须对电耙道进行超前支护,延长电耙道的使用寿命,提高工程的施工质量和速度。对于已经坍塌的电耙道需要在垮塌处设置一个梯形的钢支架,一般这种情况下使用的钢支架规格是10cm×10cm的“口”字形钢板或“工”字形钢板。钢支架要尽量地贴着电耙道的边缘,在不阻碍电耙道基本工作运行的前提下进行加固处理。需要注意的是,在进行电耙道加固时要记得在周围岩石中进行钢锚的固定,一般是将钢锚钉入需要修复的电耙道附近,并每隔5m左右的样子再进行一次固定,以此类推,形成一个坚固的钢锚棚,支撑住整个电耙道的上方松散土壤。最后将多余的土壤从洞口中移出来,并进行下一步的电耙道固定程序。如此循环多次之后,利用形成的稳定支护,重新挖掘电耙道,解决出矿难的问题。
3矿产回采过程对超前支护的运用
3.1矿产回采过程中存在的问题
3.1.1矿产地回采的意义矿产回采是采矿中一个重要的步骤,可以通过对已经开采过的矿山进行矿产回采,利用超前支护技术保障了回采的安全性和效率性。这种回采可以将正式采矿中遗留的高质量矿石进行回收和利用,在保障采矿工人生命安全的前提下,科学合理地利用超前支护技术进行对已经开采过的矿区进行回采,可以收获许多被遗留的高质量矿石,增加煤矿企业的经济效益。
3.1.2矿产地回采的问题在回采过程中有一个严重的安全为题,已经进行过开采的矿区受到了很多爆炸和人力踩踏的压力,矿区的岩石极其容易发生坍塌和破碎,想要开采这些部分的矿石工序极为复杂,使用普通的采矿方式已经没办法保证工作效率和安全问题。但是,根据科学计算,被遗留在开采区的矿石可以达到20t,这对于煤矿企业来说是一笔巨大的经济利益,所以,需要使用超前支护技术对回采工程的顺利进行和安全提供保障。
3.2超前支护技术在矿产回采中的具体运用
矿产的回采主要是运进路式放顶退采,利用前段的采矿机器进行矿产的收集。以下是两种比较常见的回采方式。见下图2。这两种方式是:a)沿着采矿结束时的漏斗之间进行不断地掘进进行矿产的回采,这种技术的使用更加有效,按照原先的路途进行回采,可以增加找到矿石的几率,但是,也更为危险,已经被开发过的土壤更容易坍塌,相比之下,这种方式更需要超前支护;b)沿着两个废弃矿场之间的连接柱进行矿产回采,这种方式的经济效益比不上第一种方式,一般矿场之间的连接段都是资源比较贫乏的地段,但是,从安全方面出发,这种方式确是回采的首选。这两种方式都是比较有效和常见的方式,可以收获到很多的遗留矿产,获得巨大的经济效益。
4结语
1采矿区井巷设计中的不安全因素及解决对策。
在采矿区中部车场设计中,通常采用单道起坡和双道起坡两种方法,单道起坡工程量小,能够节省弹簧道岔,从而节省施工材料和成本。因此,很多采矿人员为了追求更大的利润喜欢采用单道起坡,使打点挂钩人员因为材料车和空重车下放而被打伤,造成事故。而双道起坡虽然在操作过程中需要运用一个弹簧道岔和弹簧固定道岔,需要更多的人力、物力和财力,但对于开采量比较大的作业区,更能保证采矿作业的安全性,在一定程度上减少安全隐患。为了保证采矿人员的安全和提高采矿效率,应在中部车场设计中采用双道起坡。在采矿井巷施工中,出现安全事故的几率和曲率半径设计有关,曲率偏大或偏小都会影响工程的安全运作,如曲率偏大就会造成坡度太大,威胁采矿人员的人身安全;曲率偏小,就会严重地磨损钢丝,最后形成安全事故。所以,在具体的施工过程中,曲率半径设计要符合实际情况,这样才能减少事故的发生,进而保证施工安全。而设计人员在进行弯道井巷曲率设计时往往重视上坡曲率半径设计而忽视下坡曲率半径设计,造成机车人员视野受到一定的限制,从而产生安全事故。所以在设计弯道曲率时要同时考虑上坡曲率半径设计和下坡时视野问题。另外,设计人员在弯道井巷曲率设计中还经常没有根据运输设备的载重能力计算出合适的弯道曲率,造成曲率过大或过小,曲率过大时,拐弯就会比较急,很容易碰到天花板,使碎石脱落,曲率过小,就会严重地磨损运输设备的钢丝,使钢丝断裂,为了避免这些安全隐患,就必须充分考虑运输设备的载重能力,设计出合理的弯道井巷曲率,降低安全事故的发生。
2井巷施工中的不安全因素及解决对策。
在井巷施工中,巷道的高度合适与否对采矿安全有重要影响,一般要求在具体的施工过程中,采用高度大于1.2m的半圆拱面结构,这样安全生产才有保证。但很多施工企业巷道的高度并没有达到1.2m也照样正常采矿,容易导致巷道作业中架设的电线出现问题,影响正常的巷道照明,致使机械没有办法正常工作,容易出现安全事故。所以,在进行巷道设计时,高度应达到或大于1.2m。另外,施工单位往往采用1.2m左右的双轨距离,而安全的下部车场运输双轨距离应大于1.3m,会因为双轨距离较小而造成机电车运输矿物时两车相撞,甚至导致电路短路,挤伤人员。所以,在设计下部车场距离时一定要大于1.3m,这样采矿人员和采矿设备的安全才能得到有效保证。
二、采矿和挖掘工作中的不安全因素及解决对策
1采矿工作面中存在的不安全因素及解决对策。
在具体的采矿过程中,巷道通常是位于矿层的底板,而施工一般采用反眼头双向施工,这种方法在进行爆破时容易使反眼柱受到多重震动,造成较大面积的空顶出现坍塌,增加维护的难度,因此,如果在实际的施工中如果采用反眼头双向施工,采矿人员一定要特别小心谨慎地进行操作,保证自己的人身安全。而设计工作面的切眼时,其方向和矿层正倾斜方向不一致,造成在实际的施工过程中,特别是切眼施工中,三角区域垮塌。因此,在设计工作面的切眼时应保持和矿层的正倾斜方向一致,也就是沿着矿层的正倾斜方,这样防止在切眼施工中三角带矿柱出现垮塌事故。另外,在实际的施工过程中,设计急倾斜层坡度往往会达不到23度的安全倾斜标准,造成安全隐患。因此,在设计急倾斜层坡度时一定要达到23度的倾斜标准,为回采过程保驾护航,保证采矿人员的生命安全。
2挖掘工作面施工中存在的不安全因素及解决对策。
挖掘工作面施工中存在的不安全因素主要包括:改造眼坡度不合理和选择的运输巷道拔口位置不合适两个方面。我们知道,即使是在采矿区域,采矿层也是有限的,并不是所有的地方都是,所以如果要想充分利用矿产资源,就必须合理地改造矿井中的眼,需要注意的是,在改造矿井中眼的实际过程中,一定要根据地下岩石结构和矿洞的具体承受能力等多种因素,经过认真研究之后进行综合性的改造,坚决避免因为追求最大化的经济利益而盲目进行改造,进而提高采矿人员的生命安全和减少财产的损失,具体来说就是,改造矿井中的眼一般控制在25&以下,才能有效保证生产的安全性。针对运输巷道拔口位置不合适的问题要选择最合适的拔口位置。通常情况下,内开石门矿层两边开口是在其中,而石门恰巧通过矿层,这时应该将运输巷道设计为正反拔口两个,这样两个运输巷道距离刚好可以错开,进而有效防止安全事故的发生。
三、结语