采矿工程的采矿技术与施工安全的研究与探讨
摘要
关键词
采矿技术;施工安全;智能化监测
正文
0 引言
随着全球矿产资源开发的不断深入,采矿工程技术与施工安全成为采矿业发展的核心议题[1]。采矿技术在经历了传统地下采矿与露天开采的阶段后,逐步向自动化、智能化、绿色环保方向转型。新型钻爆法、机械化切割、无人驾驶运输等技术的广泛应用,提高了采矿效率,也对施工安全提出了更高要求。施工安全面临的挑战主要源自复杂的地质构造、设备老化、爆破控制不稳定、通风排水系统失效等问题[2-3]。在此背景下,智能监测系统、风险预警机制、施工机械自动化操作等安全保障措施显得尤为重要。科学合理的技术应用与精确的风险评估成为保障矿山作业安全与资源高效利用的关键,必须通过技术与安全的有机结合,推进采矿工程的高质量发展。随着矿体赋存条件的复杂化,采矿工程对技术要求不断提高,自动化、智能化和绿色环保技术逐渐成为发展的主流方向。与此同时,施工安全问题愈发凸显,井下通风不畅、爆破作业风险、设备老化等隐患对作业人员的生命安全构成严重威胁。因此,采矿工程技术与施工安全的综合研究显得尤为必要。
1 采矿技术概述
采矿技术是矿产资源开发过程中的核心技术环节,涵盖了从矿体勘探、矿石开采到运输与加工的全流程。随着采矿深度和规模的不断扩大,传统采矿技术如地下开采和露天开采已经逐步暴露出效率低、环境破坏大等问题。地下开采中使用的分段崩落法、充填法、房柱法等,在提升矿石回采率的同时,增加了地压监测与控制的复杂性,尤其是在深部矿床中,围岩的应力调整与巷道支护成为技术难点。露天采矿技术虽然具备作业面宽、开采效率高的优点,但由于开采规模大,岩体剥离量巨大,常常伴随着地质灾害风险与生态环境破坏,迫使采矿技术逐步向现代化、绿色化方向发展。现代采矿技术的飞速发展主要体现在自动化、智能化与生态友好型技术的应用上。自动化设备如无人驾驶矿卡、遥控钻机、智能采矿机器人等,极大提升了开采效率,并减少了现场人员作业的安全风险。同时,基于大数据与人工智能的智能采矿系统,能够实时监测矿区地质条件、矿山通风、设备运行状态等关键参数,并通过风险预警机制实现自动化应对。此外,新型钻爆技术和机械切割技术的引入,优化了矿石开采与破碎过程,提升了矿石回收率,还有效减少了粉尘与废水等污染物的排放,满足了低碳环保要求。未来,绿色采矿技术的进一步推广将促进生态恢复与矿山修复技术的深度融合,实现采矿业的可持续发展。
2 施工安全的挑战
采矿施工安全是矿山工程中至关重要的环节,受到多种复杂因素的制约与影响。地质条件的不可控性为施工安全带来极大挑战。矿体赋存条件复杂多变,尤其在软岩、断层带、高地应力区的采矿活动中,岩爆、冒顶等地质灾害频发,极大威胁施工安全。随着矿山开采深度的增加,井下通风系统的有效性直接影响作业人员的安全,局部通风不良或设备故障可能引发瓦斯积聚、煤尘爆炸等严重安全事故。爆破作业是采矿施工中的重要环节,但因爆破参数设计不当、爆破震动影响控制不足,常引发巷道变形、支护失效等问题,影响施工安全。设备老化也是一个重大隐患,老化的矿用设备如提升机、凿岩机、通风机等,容易因机械故障或操作失误导致安全事故发生。人机界面管理不当也是采矿安全的薄弱环节,设备操作人员的技能不足或疲劳作业容易引发操作失误,进而导致机械损坏或生产事故。此外,极端气候条件下的采矿作业,如低温、暴雨、暴雪等,极大增加了露天矿山的边坡失稳、滑坡等地质灾害的发生概率。采矿施工中多工种、多流程的交叉作业,也使得施工协调难度加大,安全隐患增多。因此,针对这些施工安全挑战,必须从地质监测、通风管理、爆破设计优化、设备管理及人员培训等多个方面进行综合治理,确保采矿施工的安全性与稳定性。
3 采矿施工中的安全措施
在采矿施工过程中,针对复杂多变的地质条件和施工环境,必须实施全面且系统的安全措施,以确保施工安全与矿山作业的稳定性。地质灾害的预防是安全保障的核心,必须通过地质雷达、超前钻探等技术手段进行全面的地质勘探与实时监测,确保提前发现潜在的断层、滑坡等危险因素。对于井下采矿,通风系统的设计与维护至关重要,通过建立自动化通风控制系统,实现通风量、气体浓度的动态监测与调节,确保瓦斯、二氧化碳等有害气体的浓度始终处于安全范围内,避免因局部积聚导致的瓦斯爆炸或中毒事故。爆破施工中,必须通过优化爆破参数,如炸药装药量、孔距、爆破时序等,减小爆破震动对巷道和边坡稳定性的影响,并在爆破作业区域设置隔离防护设施,减少飞石对施工人员的伤害。机械设备的安全管理同样至关重要,定期对提升机、掘进机、凿岩台车等设备进行检测与保养,避免因设备老化或操作失误引发的安全事故。施工人员的安全培训与规范化管理是确保安全的基础,尤其在高风险作业场景下,必须严格执行持证上岗制度,并对关键岗位人员进行专项技能培训,提升其应急处置能力。针对露天矿山边坡失稳等风险,需定期开展边坡稳定性监测,通过安装边坡位移传感器和倾斜仪,实现边坡动态监测与预警系统的联动反应,提前发现并预防滑坡、崩塌等灾害。同时,智能化安全监控平台的应用将安全管理提升到新的高度,通过物联网、大数据、人工智能等技术,实现对整个采矿施工现场的全方位、无死角监控和风险预警,确保安全隐患能够在第一时间被发现并处理。
4 结语
在采矿工程技术与施工安全的研究中,技术进步与安全保障必须齐头并进。采矿技术的不断革新,如自动化开采设备、智能化监测系统的引入,极大提高了生产效率与资源回收率,但同时也对施工安全提出了更高的要求。复杂地质条件、极端气候变化以及施工设备老化等多种因素,均增加了矿山施工的安全风险。因此,综合应用智能化技术手段进行地质监测、优化爆破设计、强化通风管理,并通过系统化的设备维护和操作人员培训,能够有效降低施工过程中可能发生的安全事故。同时,随着绿色矿山概念的提出,未来的采矿施工将更加注重环境保护与可持续发展,施工安全管理也应从单一的安全防护转向安全、效率与环保三者的有机结合。通过科学的技术应用和有效的安全管理,才能实现矿山开采的安全高效运行,推动采矿业的持续健康发展。
参考文献:
[1] 邹尚宏.采矿工程中的采矿技术与施工安全探讨[J].冶金管理,2024,(07):98-100.
[2] 顾晓妍,李婕燕,潘嘉欣.哌拉西林他唑巴坦联合阿奇霉素治疗支气管肺炎的效果分析[J].大医生,2024,9(13):20-23.
[3] 王九存,孙飞.采矿工程中的采矿技术与施工安全研究[J].中国金属通报,2024,(03):25-27.
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