浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
露天煤矿的矿区环境污染的问题和策略论文
我国煤炭资源量占一次能源资源总量的90%以上,每年消耗的一次能源中煤炭占70%以上,而且今后相当长的一段时期内这种状况都不会有大的变化。我国适于露天开采的煤炭资源储量大约为490亿吨。目前,我国露天矿煤炭产量占总产量的5%左右,预计到2020年将达到12-14%。据统计,我国露天开采每万吨煤炭约破坏土地0.22公顷,其中挖掘破坏0.12公顷,外排土场占压0.1公顷。露天开采时破坏土地面积为露天矿采场本身面积的2-11倍。下面谈一谈露天煤矿开采过程中的环境保护问题。
1 露天矿开采过程对环境的影响
1.1 对生态环境的影响
露天矿开采对土地的破坏主要表现为挖损、占压、塌陷,造成土壤的酸化、盐碱化和盐渍化,从而使得土地沙化和土壤贫瘠化。一般来说,裸沙1亩,风力和水力侵蚀将影响邻近3亩土地;沙化土壤有机含量将减少79.2%,全氮量减少77.7%,全磷量减少15.5%,物理性粘粒减少50%,造成原始土壤的严重贫化。
所有挖损、占压、塌陷和其它一切对地表的人为扰动,都会破坏原有的自然景观和生态植被,有些破坏是毁灭性的、不可逆的,在风力和水力侵蚀的作用下使得水土流失情况加剧。
1.2 烟尘与粉尘及有害气体
1.2.1 有组织排放的烟尘
矿区内各类锅炉、燃煤电厂等排放的烟尘。
1.2.2 矿区作业面产生的烟尘
采场工作面、采场煤帮暴露时间过长、煤层氧化燃烧;煤层中作为剥离物进入排土场的损失煤引起自燃;选煤厂煤矸石的自燃;露天储煤厂和储煤堆的自燃等产生的烟尘。
烟尘中含有SO2、NOX、CO、H2S等有害气体,对生态系统构成影响。遇到雨水和潮湿的空气生成酸性硫化物,其腐蚀性非常强,从钢铁、水泥构件到人体均会受到腐蚀和侵害。
1.2.3 矿区粉尘
矿区尘源主要来自大型剥离设备的采掘、运输及排土作业粉尘;煤的采掘、运输、储煤、粉碎及作业过程粉尘;辅助设备作业粉尘;穿孔爆破粉尘;选煤厂;道路运输粉尘等。粉尘附着在植物叶片,影响植物的光合作用,太阳爆晒温度升高会灼伤植物。
1.2.4 煤层气排放
煤层气的主要成分是甲烷,通过直接排放、燃烧排放、通风系统排放。甲烷是一种重要的温室效应气体,能使对流层中的臭氧增加,使平流层中的臭氧减少。
1.3 对水循环系统的影响
1.3.1 对地下水的污染
煤矿开采不但对地下水的正常循环与补给产生影响,而且造成严重污染。例如:煤层中硫含量高,且伴有硫铁矿,氧化成酸过程大大加快而形成酸性水造成pH值超标、硫酸根离子含量偏高、铁离子含量高等;矿坑水在氧化成酸的过程中对含水体围岩不断溶蚀,造成地下水总硬度偏大;开采条件下酚类有机反应加快造成矿坑水中酚含量增加;汞主要与煤系地层中的黄铁矿与朱砂伴生,在煤矿开采时,朱砂被加速氧化溶解,而使汞离子进入水体;受矿坑水污染的地表水,直接补给浅层地下水,致使浅层地下水也受到不同程度的污染。
1.3.2 对地表水的影响
首先,随着煤矿开采量的不断增加,矿坑水排出量增加,由于河水的自净能力很弱,在河水断流时期,河道容纳的几乎全是污水。因此,未经处理的矿井污染水直接排放,造成对地表水、土壤等的环境污染;其次,由于煤层浅埋藏区煤矿开采采空面积不断扩大,采空区导水裂隙带和地面塌陷范围也随之扩大,造成河川径流量大量渗漏,使地表水与地下水、矿坑水发生了直接的水力联系地表水在汇流区及径流区水量漏失严重,河川径流明显减少。
1.4 噪声与振动
噪声与振动源主要有以下类型:
1)空气动力源。如风机、风扇、跳汰机和风阀等。
2)机械动力源。如铆枪、振动筛、溜槽、各种采掘设备和运输设备,以及其它各种机械设备。
3)电磁动力源。如电机、电焊机、电器设备等。
4)人工动力源。如爆破、人力施工等。
2 防范及治理措施
2.1 加强有关法律法规的宣传力度,提高环保意识
煤炭能源的开发是经济发展的重要基础,而土地资源,生态环境,又是人类赖以生存的最重要条件。矿区可持续发展的'核心内容之一是保持矿区经济与环境的协调发展。树立保护环境就是保护生产力的意识,改变过去那种将经济发展与环境保护相对立的落后观念,实行矿区环境与经济发展的综合决策机制。制定切实可行的矿山生态治理与恢复的方案,并予以实施。
2.2 矿区的生态恢复
根据“以防为主、防治结合”的原则,采取工程措施与生物措施相结合的办法,对内外排土场层层碾压、修建挡水墙、排水沟、集水池等,在坡面修挖水平沟、鱼鳞坑,坑内植树种草,采取网障固沙、林草绿化相结合的多层次防护体系。针对露天开采对土地的破坏,严格执行《土地复垦规定》,一边开挖,一边分层回填。借鉴国内外经验,结合本地区的环境特点制定采场和排土场的土地复垦计划,确定复垦措施,使复垦区逐步转变为现代化的人造生态园。
2.3 大气污染源的治理
(1)针对露天矿区的防尘主要措施是采用湿式作业和洒水降尘,采掘机械配套袋式集尘器。
(2)对储煤场实施全封闭,场内设置洒水喷头,四周设置挡风抑尘网。
(3)联络道路硬化、外排道路硬化、道路洒水降尘。
(4)工业场地内设置集中供热锅炉房配置脱硫除尘设施。
2.4 水环境污染源的治理
(1)针对生活污水采取建化粪池、生化处理设施等措施,处理后废水可作为道路的洒水降尘及绿化。
(2)针对矿坑疏干水修建净化车间、调节池、沉泥池和回用水池,处理后的水可作为水源用于场地绿化及生产用水等。
2.5 噪声治理
针对不同类型的噪声源采取将设备置于厂房内、安装双层玻璃、配备机器隔声降噪设施、配发耳塞等措施,将噪声危害降到最低。
2.6 煤矸石的综合利用
据统计,所有的洗矸、煤泥和部分的采掘出的煤矸石,都具有一定的发热量(300~3 500千卡/千克),可以用于循环硫化床锅炉燃烧发电,真正毫无热值的白矸只有15%左右。煤矸石、洗矸、煤泥中的不可燃物质部分,经过循环硫化床低温燃烧后,同时具脱炭和活化作用,其灰渣是很好的建材原料,部分可以直接掺入水泥中,部分可用于制砖,其经济效益和环境效益十分可观。
露天矿开采环境保护的总体目标是:在矿区地质环境勘察的基础上,以露天开采为重点,对环境进行治理,开展露天矿区环境综合治理,确保露天矿区安全生产,延长露天矿区服务年限,恢复露天矿区生态环境和改善露天矿区大气环境,实现露天矿区废水零排放,使固体废弃物资源化、减量化。
实现露天煤矿生产与矿区生态环境重建一体化,是煤矿企业自身和国民经济可持续发展的必然要求与必然结果。
参考文献
[1]蒋仲安. 矿山环境工程. 冶金工业出版社.2009-9-1.
[2]尹国勋. 矿山环境保护 中国矿业大学出版社 2010-5-1.
[3]何国清,杨伦,凌赓娣等 矿山开采沉陷学. 中国矿业大学出版社, 1991.
追根溯源，沈阳院的雏形是早在1914年“抚顺炭矿株式会社”在建煤气发电所时内设的一个化学分析室，该分析室于1929年独立为工业局研究所，后改为抚顺炭矿研究所。1946年国民党政府接管抚顺后，改名为抚顺矿务局研究所。1948年，随着抚顺的解放，人民政府接收了抚顺矿务局研究所。1953年，抚顺矿务局研究所分成“抚顺煤矿安全研究所”和“石油管理总局抚顺研究所”两个单位，同年6月，抚顺煤矿安全研究所划归中央煤炭管理总局领导，作为新中国最早的煤矿安全专业研究机构，专门从事煤矿安全研究工作。1956年，在原抚顺煤矿安全研究所的基础上，建立煤炭工业部抚顺煤炭科学研究院。1962年后，先后更名为煤炭科学研究院抚顺研究所、辽宁省煤炭研究所。至1988年，更名为煤炭科学研究总院抚顺分院。随着国家科技体制改革，沈阳院与煤炭科学研究总院一起，于1999年整体转制为国资委属下的大型科技型企业，并以独立法人身份在抚顺经济开发区完成了企业法人的注册，至2008年，在煤炭科学研究总院的统一规划下，更名为煤炭科学研究总院沈阳研究院，并在抚顺经济开发区进行了重新注册登记。 沈阳院历经九十多年的发展，已经形成“矿山安全技术研究”、“矿用安全装备及产品的研发与生产”、“安全产品检测检验”与“高等教育”四大功能板块，在位于辽宁抚顺的总部功能不断完善和扩大的同时，经国家同意收并“沈阳煤炭科学研究所”并在沈阳组建“科学研究中心”，在大连组建“大连矿山安全科学技术研究院”，形成了业务优势和地理优势突显，科研、产业、检测检验及高等教育协调并进、相互促进的一院三地的发展格局。沈阳院现有职工1000余人，其中专业技术人员500余名，研究员18名，高级工程师150名，硕士研究生93名，博士研究生20名，硕士生导师50余名，博士生导师5名；同时还拥有一批结构合理、工种齐全、水平较高的知识技能型人才。沈阳院是列入国家计划内的硕士研究生、安全工程博士研究生培养单位，设有国家相关部门批准的煤矿安全技术国家重点实验室和博士后科研工作站。煤矿安全标准化技术委员会、中国煤炭学会安全专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会瓦斯防治专业委员会、火灾防治专业委员会、矿井降温专业委员会和露天煤矿安全专业委员会均挂靠在沈阳院，并主办发行有《煤矿安全》和《露天采矿技术》两种全国中文核心期刊。 经历了近一个世纪的风雨历程，尤其是建国后的半个多世纪的发展，沈阳院始终立足于煤矿安全领域，经过几代人的呕心沥血，取得了一大批高水平的科研成果，在煤矿瓦斯防治技术和矿井通风防灭火技术领域跻身国际先进行列，众多科研成果获得各级各类奖项，其中获国家级奖18项，省部级奖166项，国家专利15项，同时制修订全国及行业标准300余项。多次参加我国《煤矿安全规程》、《煤矿安全规程执行说明手册》等技术法规和专著专集的制修订和编写工作。许多研究成果属国内首次提出或首创，在我国相关技术领域起先导作用，如：扫描电子显微镜和压汞法对煤体结构的研究，地质勘探期间煤层瓦斯含量测定方法，瓦斯涌出量分源预测法，我国工业规模化煤矿瓦斯抽放试验及煤层注水、水力压裂、预裂爆破、交叉布孔等开创性研究，保护层开采实践与“四位一体”的综合防突措施，我国煤矿矿井风量计算方法和标准，矿井均压通风防灭火技术，我国煤层自然发火预测预报体系及其技术内涵的建立，我国首台燃油惰气发生装置、煤矿火灾束管监测系统、矿用膜分离制氮机等装备的诞生，国内第一家防爆电气设备检验机构的建立，我国第一部电气防爆标准的起草等。此外，沈阳院拥有的露天采矿安全、矿井降温、矿山救护与应急救援等均是在我国建立最早、也是我国如今较专业的研究机构。沈阳院已与世界各主要产煤国家建立了良好的技术交流和合作关系，取得多项合作研究和开发成果，每月汇编来自世界各地的煤矿安全信息，对我国及时跟踪世界煤矿安全动态促进我国矿山安全技术进步起到了重要作用。沈阳院在为煤炭行业奉献大批高水平的科研成果和实用技术的同时，也为国家培养了一大批煤矿安全工程技术专家和学科带头人等国内和行业知名人士，其中以瓦斯专家费广泰和防灭火专家、工程院院士戚颖敏为代表，同时还有国家和省市百千万人才库专家，国家级青年科技奖获得者，各类省部级专家和科技精英，还有国家和省部级劳动模范，省市人大代表和政协委员等。为适应煤炭行业的发展和研究院自身业务范围不断扩大的需要，沈阳院吸引了一批又一批致力于煤矿安全技术研究工作的高校学子和科技工作者加盟研究院的科技队伍，组建了一支稳固的以老带新、薪火相传的科研团队，自主培养博士后和博士研究生15人，硕士研究生90余人，为研究院的发展，打下了坚实的人才基础。良好的人文氛围，造就了人才素质和业务水平的提升，到目前为止，共有78人享受国家政府特殊津贴。沈阳院将恪守“立足服务、保障安全、依靠创新、共同发展”的企业宗旨，努力健全矿山安全科技创新研究体系，进一步做大做强矿用安全科技产业，加大煤矿安全技术国家重点实验室建设力度，全面提高国家级检测中心的检测能力和服务质量，提高研究生的培养质量和所属高校办学水平，强化科技型企业内部的高水平服务意识和高效率管理意识，以人为本，强调双赢，努力把沈阳院建设成现代化矿山安全研究院。
露天煤矿土方开挖顺序: （1）严格按照设计要求进行剥离、排土。 （2）采场个水平要求平行推进，竟可能增大平行作业时间。 （3）标段内遇到煤层，要顶板陆煤，沿煤层顶板推进，顶板岩石要处理干净，不能把煤炭作为剥离物采出。 （4）标段内如露零星杂煤，施工方必须及时通报甲方要求予以分采。
这是我们学的课程：《金属矿床地下开采》是最重要的一门课程，其他的像《井巷工程》、《矿井通风与安全》你们应该和我们学的一样，《金属矿床地下开采》我们用的是东北大学的一本教材，很古老，70年还是8几年编的，我们老师说中南大学自己要出一本教材，应该快出来了。别的应该都是一样的（一）公共课程课程编号 课 程 名 称 学分数 备注18040011 基础英语 12 必修课程21020021 思想道德修养与法律基础 321020011 大学生心理健康教育 121040021 中国近现代史纲要 221050011 马克思主义基本原理 321030021 毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论 540000011 形势与政策 139000011 体育 439000021 体育课外测试 1.541000013 军训 2.541000023 毕业教育 0.5全校性选修课程 10 分散在全学程（二）专业课程课程编号 课 程 名 称 学分数 备注13070011 微积分ⅠA 5.5 必修课程09090011 大学计算机基础 2.508020061 工程制图 5 必修课程02050011 数据库技术与应用 209090013 大学计算机基础实践 102010011 C++程序设计基础 302010073 C++程序课程设计 213070081 线性代数Ⅰ 214030011 大学物理Ⅰ 8.513070021 微积分ⅡA 313070031 微积分ⅢA 1.513070091 概率论B 213070101 数理统计Ⅱ 1.512070101 理论力学Ⅱ 412070131 流体力学 202050021 矿山地质与工程地质 2.509080151 电工学Ⅱ 212070121 材料力学Ⅱ 414040021 物理实验Ⅱ 304020531 工程测量 309080033 电工电子实践Ⅱ 102030022 弹塑性力学 202040012 工程机械 202040022 有限单元法及其应用（英） 302040032 地下结构可靠性 202030052 施工组织与概预算 202010032 矿业经济学 202050032 矿山环境与安全工程 302030032 土力学地基基础 302010042 工程CAD 202020012 采矿概论（英） 202040052 矿山生产辅助系统与装备 2.502020062 充填理论与技术 202030042 地下空间工程导论 202010022 工程项目管理 202020042 露天采矿技术 202020052 特殊采矿技术 202020072 金属矿连续开采技术 202020082 矿床开采设计与评价 302030062 地下空间工程设计与施工 2.502010062 数字化矿山技术 202040062 采矿工程学科发展动态 102020021 金属矿床开采技术 4.5 必修课程02050021 矿井通风与空调 2.502010051 矿山软件工程 202020093 认识实习 302030011 岩体力学（英） 302040041 凿岩爆破工程 3.502020031 井巷与隧道工程 2.502020103 井巷与隧道工程课程设计 202020113 生产实习 302020123 采矿方法课程设计 202020133 毕业实习和毕业论文（设计） 17
楼上的书我有电子版,需要密我追问我
边坡工程课程论文
边坡支护技术在土木施工过程中的应用。以下是我整理的关于边坡工程课程论文，以供参考！
摘要:
随着我国建筑业的蓬勃发展，土木工程作为影响建筑业经济效益的首要因素，正在引起人们越来越广泛的关注。但就现阶段而言，我国在边坡支护的施工方面仍然存在着很多问题，使工程施工难以达到预期的目的。因此，要想真正发挥边坡支护在施工过程中的作用，就必须从问题出现的根源出发，通过具体实践，找到理论与实际的矛盾点，从而制定出相应措施对边坡支护的实际应用加以补充，保证其发挥作用。本文先就边坡支护技术的类型进行简述，并就其在施工中的实际应用做了探讨。
关键词:
土木工程;施工;边坡支护
随着国家综合实力水平的提高，我国建筑业实现了飞速的发展，人们对工程质量的要求也日益提高。工程质量决定了人们生命财产的安全与否，因此，必须加强质量监管，保证工程质量。在现代科技飞速发展的今天，土木工程的施工技术也出现了新的变革，为进一步保证施工质量提供了相应的技术支持和保障。建筑施工是一个复杂的过程，基坑作为该过程中最基础、最重要的施工环节，决定了工程的质量。因此，边坡支护技术作为对基坑进行处理的核心技术，必须保证其在施工过程中作用的发挥，从而保障工程质量。
1边坡支护技术的常见类型
边坡支护技术在土木施工过程中的应用，可以有效的预防出现边坡坍塌或土位偏移，成为确保施工质量的重要技术支持。因此，在进行实际施工时，大部分的土木工程施工项目都加强了对边坡支护的应用。现阶段我国在土木工程施工的很多地方都用到了边坡支护技术，常见的类型如下:(1)锚杆支护。它利用水泥土墙做为辅助支护，能够稳定边坡的侧向，进而提供充足的支护力，从而对高度低于6米的基坑都有广泛的实用性，这种支护方式也因此被广泛应用。(2)开槽施工。在施工前，施工团队要先根据边坡支护的实际情况，在对基坑内槽进行开挖，并以内部支撑的方式形成边坡的挡体，固定基坑内槽的土体结构，从而保证内槽土体在结构上的稳定。(3)土钉支护，这种支护方式虽然拥有较高的稳定性，但对应用情况有较为特定的要求，该技术只能在水位不高的特性土质内进行，往往在基坑低于12米的工程内较为常见。(4)逆作拱墙，施工人员应结合现场施工时基坑的实际情况，设计合适的拱墙支护，利用拱墙来进行支护。逆作拱墙根据实际施工情况，有全封和局部两种，具体采用哪种方式应按照具体情况加以应用。
2边坡支护技术在实际施工过程中的应用
(1)地质监测。在土木工程的施工过程中开展地质监测工作，能有效的提高工程稳定性，避免工程在日后出现变形甚至坍塌等问题，实现对不利于工程施工过程的地质因素进行及时的整改和排出，从而保证边坡支护施工在整个施工过程中作用的发挥。地质监测工作必须贯穿于施工的整个过程，通过对工程环境的地质变化进行实时监测，从而保证施工人员根据监测结果及时做出对边坡支护施工的调整安排。通过不断的地质检测，可以有效的提高边坡支护的质量，发挥边坡支护在工程中的作用。
(2)开挖基坑。在土木工程基坑开挖的过程中，边坡支护技术同样发挥了重要的作用。由于在实际的施工过程中，原来的土质条件被破坏，土质变得松散、不牢固，从而极易发生塌陷，给基坑的开挖过程带来困难，甚至出现在挖到一定程度后，原本已经挖好的部分发生错位、变形、塌毁等严重现象。因此，在基坑开挖之前，必须对实地土质进行精确的观察分析，同时在边坡支护的过程中严格遵守分区的原则。在对基坑进行开挖时，应及时对挖出的槽运用边坡支护技术进行支护，支护工作完成后才可继续开挖，从而预防以上情况的发生。同时，在挖掘到大约距边坡支护结构8m远的时候，要改用分段的形式继续开挖，分段的标准为25m，还可以采用跳跃挖坑的方法，大大提高效率。
(3)边坡支护方案的制定。由于不同的施工场地有着不同的施工要求，所以在进行土木工程施工之前，要进行必要的.实地考察，结合具体实际做出准确的分析，根据得到的结果和结论制定严谨、合理、科学的边坡支护方案，从而确保提高土木工程施工的稳定性，提高施工的总体水平。以以某土木工程为例，相应的支护技术方案形成过程有以下几个步骤:
①由于该工程采用土钉支护的方式，为了保障支护的强度达到工程标准，应根据实际要求，在土钉支护的过程中，对土钉深度进行规范，并要求施工人员严格执行，确保工程的稳定性。
②对成孔的位置和编号进行标记，便于边坡支护时的识别工作。
③设计拉拔试验，该过程交由第三方完成，对土钉打入的效果进行检查，确保土钉具备充足的强度。
④对注桨的比例、外加剂的用量以及补桨工作进行明确细致的规定，保证工程质量。
(4)施工管理研究。在对边坡支护技术进行应用时，要做好对支护施工过程的管理工作，以保证工程施工的安全性和高效性。具体做法如下:
①建筑企业内部要组织对施工人员的技术培训和安全教育，加强施工人员的自我保护意识，提高对工程施工操作流程的掌握，并对施工人员的施工行为进行严格的规范，杜绝违反施工规定的行为发生，进一步确保工程施工的安全。
②对于引进的先进和专业机械设备，先要进行专业培训，不能急于投入生产，防止带来潜在的安全隐患，保证施工人员持证上岗。从而使施工队伍的整体素质和能力得到提升。
③在施工过程中，要加强安全管理监督工作。相关部门通过采取审查督促、经常性巡视和抽查等手段进行支护施工的安全管理，以便为工程施工提供安全保障。
3结语
综上所述，在土木工程的施工过程中应用边坡支护技术，可以施工更加稳定，保证施工质量的提高。但要使边坡支护技术真正的发挥作用，土木工程施工人员还要做好边坡支护工作，制定有效的支护方案，并且做好基坑挖掘、地质监测和安全管理等各项工作，确保边坡支护施工质量，从而提升整个工程的建设质量。
参考文献
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(1)计算剖面确定
对于逆倾煤层，目前的研究很不够，一般认为其滑落沿近似圆弧滑面产生追踪式破坏。随着开采深度增加，逆倾边坡滑坡也时有发生。研究此类边坡的稳定性已成为生产实践中亟待解决的问题。本节以海州矿南帮逆倾露天井工联合开采边坡为例，沿全长范围划分剖面，开展边坡稳定性研究。
海州矿以往治理工作均集中于北帮，南帮尚未开展治理，导致南帮地质严重，滑坡与地表变形、地表沉陷、地裂缝、残煤自燃等灾害发育、危害严重，严重影响着人们生活和生产。
图6-10为海州露天南帮现状全貌。
图6-10 未治理的海州露天矿南帮现状边坡
为对海州矿南帮露天井工联合开采边坡开展全面治理工作，在南帮全长范围内，综合考虑露天边坡三维扫描成图、井工开采采空区、地质勘探地层、总边坡角和坡高等因素，以边坡变形体或滑体的主要蠕动变形滑移方向为剖切线，确定12个计算剖面:W7、W5、W3、E1、E5、E7、E10、E13、E17、E19、E23、E25。
剖析各剖面的岩层构造特征为:W3～E4剖面700m长边坡处于背斜轴北翼，煤层顺逆层特征转换明显;E2和E4剖面被太平中部1号断层切割(属逆向断层);E8和E10剖面被太平中部3号断层切割(属逆向断层);E16、E18剖面被太平东部1号断层切割(属逆向断层);E20剖面被高德1号和2号断层切割(属顺向断层)。
取全坡高进行分析，模拟总高度约400～450m;水平范围根据各剖面形状进行截取:南端坐标取至-600m处，总长度取为700～1100m不等。为真实反映边坡的整体稳定特征，据最新测量的三维扫描测绘地形图，核对南帮边坡范围内小煤矿开采资料，确定出各计算剖面的地形、岩层、煤层、断层、巷道和采空区。
根据南帮各剖面处的工程地质勘察结果，细化输入物理力学参数值，进行稳定性分析。剖面中的第四系土层、煤层、采空区、平巷、断层均按实际剖面的材料参数真实模拟。计算结果能较真实地反映出现场南帮各剖面的安全系数指标。
(2)加固前分析
建立海州矿南帮12个剖面的计算模型，计算各剖面现状边坡安全系数，结果见图6-11，结果汇总见表6-5。
图6-11
图6-11
图6-11
图6-11 剖面现状
表6-5 W7～E25剖面现状边坡安全系数
由计算结果可见，W3～E17安全系数处于1.0～1.15之间，与安全系数限值差距较大。W3～E1区域，是滑坡最危险地带。从计算结果可见，该剖面下半部边坡弱面具有明显的顺层特征，易产生局部滑坡;上半部边坡则为现场火点密集分布区。其中，E1剖面的现状安全系数仅为Fs=1.002，远小于1.30，在其他因素影响下极易诱发滑坡。
(3)加固后分析
削坡、压脚方法:
1)坑顶:在满足道路和安全距离的前提下，坑顶削坡线尽量靠近现有铁路线和厂区。
2)坑底:压脚回填标高设定为-90m，该标高也设定为坑底起削点标高，由此向坑顶的削坡宽度逐渐增大，并推进到坡顶设计削坡线。若坑底现状标高高于-90m，以此标高为准。
3)坡面:各台阶段高10m，平盘宽3～5m;经核算，中部E1～E17的危险区域，削坡后的总边坡角34°～37°。
4)采空区:采用水砂充填方法治理。
按上述原则设计各剖面削坡、压脚、采空区治理方案，建模并输入物理力学参数后，进行安全系数计算，见图6-12。结果反映在表6-6中。
表6-6 W7～E25剖面削坡后安全系数计算结果
图6-12
图6-12
图6-12
图6-12 剖面稳定计算结果
由计算结果可见，加固后计算各剖面的安全系数均有所提高，满足最小安全系数要求。
(4)结论
对各剖面的极限平衡计算结果表明，现状海州矿南帮的整体边帮和局部边坡不能保证安全系数要求，必须进行治理;在边坡削坡压脚治理设计中，把握削坡尽量最浅、费用最低的原则拟定加固方案;对现状边坡和削坡治理后边坡进行稳定验算，剖析南帮全长范围的稳定规律，并提出削坡压脚设计方案。
1)从三维边坡数值模拟云图可知，变形最大主要集中在标高0～-150m区域，分析原因是受中间层和太平上层煤层开采及采动影响。
2)W3～E17安全系数处于1.0～1.15之间，与安全系数限值差距甚大，必须治理。尤其是W3～E1区域，是滑坡最危险地带。
3)W7～W5、E23～E25安全系数满足要求，不必削坡。
4)W3～E4区段，若剥离量过大，将露出煤层褶皱的下部顺层区域，建议该区段削坡和回填相结合，尽量减少削坡量。
5)必须削坡范围定为南帮W4～E22范围，总长2600m;其余区域，建议进行适当坡面整形，实现与W4～E22区域平盘的顺利衔接即可。
6)计算时，坑底回填标高定为-90m，该标高也是底部起削点的位置。设计中，将-90m作为坑底压脚应达到的最低标高值，整个坑底回填压脚标高均不得低于该值。
7)建议削坡设计参数:台阶高10m，平盘宽3～5m;各台阶坡面角小于46°;总体边坡角小于38°，这与海州矿建矿伊始给定的南帮总边坡角38°38′理念是基本吻合的。
在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将占50％以上，因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。2002年全国煤炭总量为13．9亿吨，2003年为16．0亿吨，2004年煤炭产量尽管达到了19．60亿吨，2005年达到21亿吨，仍不能完全满足需求[1_2]。当前，我国经济的快速增长，对煤炭工业发展提出了更高的要求。为此，必须确保煤炭工业*文章编号：1003—3033(2006)05—0042—05；收稿日期：2006—02—10；修稿日期：2006—04—12万方数据第5期林柏泉等：我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·43·持续、稳定、健康的发展。2当前煤矿安全生产形势我国95％的煤矿开采是地下作业，煤矿安全生产形势仍十分严峻，具体表现为：1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的死亡人数的72．8％～89．6％(2002--2005年)；2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人数的71％。煤矿所面临的重大灾害事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。例如：2004年10月20日发生在郑州大平煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡148人；2004年11月28 Et发生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡166人；2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸事故，死亡214人；2005年11月27 El发生在七台河东风煤矿的煤尘爆炸事故，死亡171人[3-51。3)由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下，与先进采煤国家的差距很大。20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为6～3，而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常低。如2000年，南非煤矿的百万吨死亡率为0．13，印度为0．42，波兰为0．26，俄罗斯为0．46。2002年美国煤矿百万吨死亡率只有0．025。由此可见，我国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比，还有很大差距蚓6。4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、关爱生命、建立和谐社会的背景条件下，我国煤矿必须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。5)实际上，煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的，它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉及许多方面，既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。3煤矿生产中存在的主要问题[7]1)我国煤层自然赋存条件复杂多变，影响煤矿安全生产的因素多，是造成事故的客观因素。我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤层，其中瓦斯含量大、煤层透气性低，地质构造复杂，不易在开采前抽放瓦斯，但在采掘时，瓦斯放散量大，再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩大、开采集约化程度的提高，导致采动诱发的应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多变，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象，造成瓦斯事故。中国的煤矿都是瓦斯矿，且高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占48％，突出灾害的发生次数为世界之最，每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千吨，甚至超过万吨，需要解决的技术难题多。而美国、澳大利亚的煤矿多为露天矿，煤层的赋存条件相对简单，有突出灾害的煤矿所占比例小，所采取的措施往往是停产关闭。但是，我国的情况不同，在目前的能源供应条件下，对高瓦斯矿井和突出矿井，不可能采取停产关闭的措施。为此，只能是自主开发与之相应的安全技术相结合，以确保高瓦斯矿井和突出矿井的安全生产。2)国家对煤矿企业的技术定位不够准确是主观因素。长期以来，煤矿在人们的心目中是技术水平不高，要求比较低的劳动密集型产业，因而长期以来，技术投入不足，装备水平差，产业技术人才匮乏，劳动效率低。把“千军万马”的队伍放在高度危险的作业环境中劳动，因而一旦出现瓦斯(煤尘)爆炸、矿井火灾等事故时，容易导致损失惨重，甚至全矿毁灭的现象。而美国、澳大利亚等先进国家的煤矿，实现了高度机械化，井下工作人员少，全矿的巷道布局简洁，巷道面积大，风流通畅，一旦发生灾变时，易于撤离，可能造成伤亡人员较少。另外，在煤矿井下工作的人员，从某种意义上讲也是危险源，一旦出现违章作业(有意或者无意)，就可能导致事故的发生。所以对高危行业，应最大可能实现机械化，尽量减少人员。例如：澳大利亚2003年煤矿死亡人数为0，优于其他行业，其中主要原因之一就是得益于实现了高度机械化，井下作业人员少；2006年1月2日美国东部西弗吉尼亚州阿普舒尔县萨戈煤矿发生爆炸事故，仅死亡12人，也是得益于井下作业人员少【8J8。煤矿生产属于高危行业，仅靠“千军万马”低技能、低素质的矿工劳动，造成的事故风险是极大的，万方数据·44·中国安全科学学报Oaina Safety Science Jcxmml第16卷2006芷安全生产的观点，在社会上长期未能得到共识。为此，笔者建议国家应当将煤矿列入高危行业，给予必要的投入，建立煤矿行业准入制度，甚至在新矿井设计时，就应当要求提高技术装备水平和劳动生产率。而目前的实际情况有时则相反，既为了满足地方扩大就业面的要求，甚至降低技术装备水平和劳动生产效率，造成资金被工资占用，无力更新设备和提高矿井的安全装备水平。3)大多数煤矿技术水平低下，从业人员素质低，工程技术人员缺口多，难以适应高危环境的要求是不容忽视的现实。由于煤矿劳动生产率低，全行业的工资收入差，在全国二十几个行业中排名倒数第二，而且工作危险、作业环境恶劣，劳动强度大，工作时间长。这就造成了人才的大量流失，出现了“工程、技术、管理人才缺口多，愿意到煤矿长期工作的一线人才少”的现象。以平顶山煤业集团为例，2001--2003年，流失的高级工程师就达162人；四川省连续6年没有进一个学采矿的大学毕业生。其导致的结果是：一方面安全技术装备不足，另一方面已有的安全技术装备由于缺乏高水平的人才而不能发挥应有的作用。以2004年10月20日发生在郑煤大平煤矿的“10·20”瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故为例，一280水平煤与瓦斯突出的瓦斯、流逆行到上水平运输大巷，多处瓦斯浓度监测仪超限报警，预示着全矿处于瓦斯爆炸一触即发，面临毁灭的边缘时，竟然在31分钟内没有采取切断电源的措施，致使架线电机车行驶到巷道拐弯处引起瓦斯爆炸，造成死亡148人的特别重大事故。对于广大的煤矿职工来说，安全文化素质更是—个严重的问题。由于煤矿是高危行业，煤炭生产过程中的不确定因素多，应当需要高素质的人才去从事该项工作，才能应付生产过程中出现的复杂局面。但是，实际情况是：由于工资较其他行业低、作业环境恶劣、劳动强度大和工作时间长的现状，加上当前年轻人多为独生子女的情况下，就很难招收到有一定文化程度的技术工人。因此，就只能招收农民工，而且缺乏应有的技术培训。采用安全知识和技能水平低下的劳动者，在这种高危环境中作业，产生事故是难以避免的。4)基础工作薄弱，安全技术装备不足是客观存在的现实。煤矿矿井的寿命多为几十年，甚至上百年，当建井初期，矿井的生产系统还是比较好的，但随着开采深度加大，范围延伸扩展，瓦斯涌出量增多，地应力和瓦斯压力增大，危险程度急剧增长，原有的矿井生产系统就难以适应要求，而又没有可能自筹资金来改建生产系统。也就是说，很多煤矿只能维持简单再生产，前几年困难时，甚至发不出工资。长期以来安全投入少，装备差，有的矿民国时期、解放初期的安全装备还在用，抗灾能力差，所以不产生事故则已，一旦发生事故往往就是大事故。近年来，随着国家对煤矿安全的重视和投入，矿井安全装备有了很大的改善和提高，但还有许多矿井的安全设施达不到要求，这也是当前存在的安全隐患。为此，建议进一步加大对煤矿安全的投入，改善煤矿安全生产状况。5)国家对煤矿的税制不够完善也是客观存在的事实。在笔者的印象中，税制改革时，统一采用17％的增值税，由于煤炭属于初级产品，不同于机电产品，没有副加值，是原料产品，现行税制显然是不适用的，所以税率下调了三四个百分点，笔者认为还不够，应当进一步下调税率。另外，为了保护国有资源和减少资源开采所造成的污染，笔者认为对煤炭应征收资源费和环境保护费以补偿国家的投入，收费的标准应根据自然地理环境、煤质的优劣程度和煤矿开采体制(国有、集体和个体)而不同，以体现在市场经济条件下的相对公平原则和提高资源的回收率，对高瓦斯矿井应当将减少的税费投入到安全和环保的技术改造中去。瓦斯实际上又是资源，通过瓦斯抽放不仅可以解决煤矿生产中的安全问题，而且可以提高资源的利用率，减少对大气的污染。因此，为了鼓励矿井瓦斯抽放工作，建议：抽放瓦斯利用的收入应减免税收，且鼓励瓦斯发电和开发新的瓦斯利用途径(尤其是低浓度瓦斯的合理利用)，使高瓦斯矿井有积极性千方百计地提高瓦斯抽放量和利用量。既提高了矿井的安全性，又降低了瓦斯对大气的温室效应(瓦斯对大气的温室效应是二氧化炭的21倍)t9]，同时，还增加了资源的回收率，真正实现煤和气的共采。6)对事故后的处理未能充分体现惩前毖后的作用也是客观存在的现象。长期以来，在处理瓦斯爆炸等大型恶性事故时，一方面对大量人员的伤亡和国家财产的损失深感痛心，觉得应严惩有关责任人，但另一方面也看到了事故的产生原因是多方面的。矿井自然条件困难，生万方数据第5期林柏泉等：我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·45·产系统不完善，安全设施不足，人员素质差，既有当事人的责任，也有领导和客观环境的原因。笔者对矿工有发至内心的同情和忧虑，觉得在煤矿工作工资低，环境恶劣，能下井上班，坚持工作，就算不易了。希望对他尊重、关爱和保护，创造安全生产的条件，否则，就更没有人干这一行了。虽然，近几年煤矿领导人工资待遇有较大提高，情况有所变化，但是，许多煤矿的领导是一年四季都在矿上坚持工作(除了外出开会)，每天工作十多个小时，无节假日，时刻还担心井下出事，连晚上睡觉都不安宁。因此，从所付出的劳动和其他行业相比，也不算高。4建议应当采取的对策和措施当前，尽管煤矿安全生产形势严峻，特别重大事故时有发生，存在许多问题，但是，也并不是一无是处。其有利条件是：有经验丰富、政治文化素质高的各级领导；有经过数十年建设的强大物质基础；有建国几十年来培养起来的技术队伍；有经过多次修订的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规定；有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院校；许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构等..应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实现的。特别是我国有具有世界先进生产水平的神华煤矿，也有在高瓦斯和突出危险条件下、多年来实现安全高产的淮南和平顶山煤业集团公司等所获得的技术及管理经验。科学的理念和先进的技术对搞好煤矿安全生产，都是可贵的。为了扭转当前煤矿安全生产的状况，笔者建议，应主要采取如下对策和措施。4．1加强宣传和职工的培训工作，提高从业人员的素质，减少入的不安全行为1)将最近几次大的瓦斯事故做成vCD光盘，分发到全国所有的瓦斯矿井，说明事故产生的原因，分析有关的责任，措施的不足之处，事故的教训，以敲响警钟。在瓦斯矿井要做到人人皆知，像抗非典那样，深入人心，关心瓦斯灾害防治，做到了解安全规程，执行安全规程的模范。尤其是应当使煤矿职工了解其所工作范围内所存在的危险源，知道危险出现时应当采取何种措施，具备解决相关危险的能力，以减少人的不安全行为导致的事故。2)对高瓦斯矿井和突出矿井的负责人更应当进行技术培训并实行上岗证制度，宣讲近年来的灾害事故的实例，经验和教训，以提高一线领导人员的素质和水平，提高他们对灾害事故的预见性和发生事故时的应对处理能力。3)对地矿学科的艰苦专业，国家给予奖学金，并和学生签订毕业后在煤矿企业工作年限的协议，同时，提高在煤矿工作的技术人员的待遇，建立煤矿行业从业人员最低工资制度，改善其工作环境，以保证在煤矿中后继有人。4．2加强科研工作力度，提高安全生产水平。建立本质安全化的生产体系党和政府历来对煤矿企业的安全生产十分重视，相继出台了“劳动法”、“安全生产法”、“煤矿安全规程”等，安全管理能力得到了不断的加强，煤炭开采技术水平也得到了不断的提高，在国有重点煤矿中，综合机械化开采技术比例达到了60％左右。但是，煤矿重大瓦斯事故仍然时有发生，产生这些事故的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性，地下作业诱发的采动应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的3场互动性，矿井瓦斯动力灾害的突发性，巷道网络化体系中发生的瓦斯爆炸传播过程的流动场、温度场和化学场的耦合性，增加了探索瓦斯动力灾害事故机理及防治技术的难度。特别是近十多年来，开采深度的加大和开采集约化程度的提高导致开采条件更趋复杂，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此，应当采取相应的措施：1)进一步加强科研工作力度，特别是应当针对当前开采条件进行研究，其中包括基础理论的研究、应用技术的开发和安全装备的研制，以便为建立本质安全化的矿井生产系统奠定基础。2)对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，建议应当成立瓦斯防治小组或研究所，通过与高等院校和专职科研单位的合作，测定矿井采掘范围内煤层的瓦斯压力、煤层透气性、煤的强度、煤层瓦斯含量等技术参数，查明矿井有关区域的瓦斯危险程度，解决生产过程中遇到的技术难题，预测预报在采掘过程中应注意的事项，并提出应采取的措施。3)对高危矿井要投入必要的资金，改造通风系统和设备，装备瓦斯抽放系统、监测设备，矿井防灾救护系统等安全设施和装备，以改善安全生产的环境，提高生产系统的抗灾能力。万方数据·46·中国安全科学学报(1aina Safety Science Jc．aml第16卷2006焦4．3对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策，采取特殊措施，以利于健康发展高瓦斯和突出矿井既有资源赋存条件差和容易诱发事故的一面，同时又拥有相对丰富的瓦斯资源。国家应当对其制定特殊的政策：减少对高瓦斯矿，特别是突出矿井的税收额度，将少收的税款补助至矿井对安全的投入中去，以改善矿井的安全条件；鼓励其进行瓦斯抽放和开发利用瓦斯，并且在开发利用瓦斯的过程中应减免税收，鼓励瓦斯发电，其所发的电可并网运行，不得限制和歧视。5结论煤炭是我国的主要能源，在今后相当长的时期内以煤为主的格局不会改变，笔者通过对我国煤矿安全生产现状分析及应当采取的对策分析，有以下两点结论：1)近年来，煤矿行业事故多发是由多方面因素造成的，其中包括：我国煤层自然赋存条件复杂多变，国家对煤矿企业的技术定位不够准确，煤矿从业人员素质不高，难以满足工作环境对人员素质的要求，现有煤矿安全技术装备不到位以及国家对煤矿的税制不够合理等。2)为了解决当前煤矿生产过程中存在的问题，应当采取综合措施予以解决。其中包括：加强宣传和职工的培训工作，提高从业人员的素质，减少人的不安全行为，要建立煤矿行业从业人员最低工资制度，改善其工作环境，以保证在煤矿中后继有人；加强科研工作力度，提高安全生产水平，建立本质安全化的生产体系；对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策，采取特殊措施，以利于健康发展[10]。而上述问题的解决，需要引起全社会的共同关注和企业、政府等相关部门的共同参与，才能更有效地推动我国煤矿的安全与健康发展。
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在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将占50％以上，因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。2002年全国煤炭总量为13．9亿吨，2003年为16．0亿吨，2004年煤炭产量尽管达到了19．60亿吨，2005年达到21亿吨，仍不能完全满足需求[1_2]。当前，我国经济的快速增长，对煤炭工业发展提出了更高的要求。为此，必须确保煤炭工业*文章编号：1003—3033(2006)05—0042—05；收稿日期：2006—02—10；修稿日期：2006—04—12万方数据第5期林柏泉等：我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·43·持续、稳定、健康的发展。2当前煤矿安全生产形势我国95％的煤矿开采是地下作业，煤矿安全生产形势仍十分严峻，具体表现为：1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的死亡人数的72．8％～89．6％(2002--2005年)；2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人数的71％。煤矿所面临的重大灾害事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。例如：2004年10月20日发生在郑州大平煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡148人；2004年11月28 Et发生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡166人；2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸事故，死亡214人；2005年11月27 El发生在七台河东风煤矿的煤尘爆炸事故，死亡171人[3-51。3)由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下，与先进采煤国家的差距很大。20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为6～3，而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常低。如2000年，南非煤矿的百万吨死亡率为0．13，印度为0．42，波兰为0．26，俄罗斯为0．46。2002年美国煤矿百万吨死亡率只有0．025。由此可见，我国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比，还有很大差距蚓6。4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、关爱生命、建立和谐社会的背景条件下，我国煤矿必须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。5)实际上，煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的，它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉及许多方面，既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。3煤矿生产中存在的主要问题[7]1)我国煤层自然赋存条件复杂多变，影响煤矿安全生产的因素多，是造成事故的客观因素。我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤层，其中瓦斯含量大、煤层透气性低，地质构造复杂，不易在开采前抽放瓦斯，但在采掘时，瓦斯放散量大，再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩大、开采集约化程度的提高，导致采动诱发的应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多变，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象，造成瓦斯事故。中国的煤矿都是瓦斯矿，且高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占48％，突出灾害的发生次数为世界之最，每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千吨，甚至超过万吨，需要解决的技术难题多。而美国、澳大利亚的煤矿多为露天矿，煤层的赋存条件相对简单，有突出灾害的煤矿所占比例小，所采取的措施往往是停产关闭。但是，我国的情况不同，在目前的能源供应条件下，对高瓦斯矿井和突出矿井，不可能采取停产关闭的措施。为此，只能是自主开发与之相应的安全技术相结合，以确保高瓦斯矿井和突出矿井的安全生产。
浅论露天煤矿开采环境问题及防治对策论文
一、露天煤矿开采引发的环境问题
(一)对土地的破坏
露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁,致使原土地不复存在,压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失。挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被,导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰,使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化。
(二)水污染问题
露天煤矿开采对地表水和地下水污染最严重的是煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等,大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类,含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染,渗入地下含水层,也会污染地下水体。此外,采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑,也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头,而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。
(三)空气染污问题
露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘。此外,露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被,每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地,春秋时节,荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的污染。
(四)环境地质问题
露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡,由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害,危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全,造成人员伤亡及巨大的经济损失。因此,滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终,并有可能延续到闭坑后。
二、露天煤矿开采引发环境问题的防治对策
(一)土地破坏的防治措施
1、耕作层土壤和表层土壤是经过多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤,是深层生土所不能替代的,对于植物种子萌发和幼苗生长有着重要作用。应对矿区拟破坏的露天采矿场熟化的表土进行剥离,用汽车运输到指定表土堆放场堆存,闭矿后直接作为露天采矿场复垦用土。
2、修建运输道路时,要充分利用已有矿山运输道路、乡村道路,不占或少占耕地、林地。避开土壤状况良好、植被生态复杂地段,减少对矿区植被和土壤的破坏。
3、采用机械、人工等方式对采场边坡进行清理,清除松动、凸起的碎(块)石。对平台进行人工、机械平整,清除场地内较大石块;休息室、表土堆放场建筑进行拆除、平整;区内道路进行平整、回填;平整后场地坡度要满足复垦场地需求。
4、对平整后的平台场地穴状坑及采场边坡平台进行覆土,覆土来源为矿山开拓时剥离堆存于表土堆放场的表土。采用机械、人工等方式,剩余的表土采取就近的原则平覆于拟复垦林地的场地,覆土平均厚度≥0、5米。
5、矿区复垦土壤以生土为主,土壤养分含量和地力不足,恢复待复垦土地的肥力和生物生产效能,就必须采取恢复土壤、肥化土壤的`措施。因此复垦的地块根据当地情况增施农家肥与生物菌,林木落叶留底以提高土壤的有机物含量,改良土壤结构,改善土壤理化性状,增加土壤肥力。
(二)空气污染的防治措施
1、施工扬尘防治措施。土石方开挖避免在大风天气进行,完工后及时回填、平整场地;工业场地辅助配套工程施工,首先做好路面硬覆盖;易产生扬尘的建筑材料采用封闭车辆运输;设置围布、挡板,禁止高空抛撒建筑垃圾和起尘的料、渣土的 外溢;施工扬尘防治关键要加强施工管理,管理到位,可以有效减轻对环境的影响。
2、运营期地面运输系统的防尘措施。输煤系统带式输送机栈桥露天部分均加设皮带罩棚,筛上设布袋除尘器集尘;在其周围设置彩色防风挡板,阻挡煤尘的扩散。储煤设施应采用圆筒仓储煤方式;转载点、原煤卸载站设置通风除尘装置和喷雾洒水装置。
3、采场、排土场扬尘治理。对采掘工作面,合理布置炮孔,正确选择爆破参数和加强装药、 冲填等作业的管理,爆破前向岩体注射高压水,或利用洒水装置;钻机设袋式集尘器,爆破后洒水降尘;配备洒水车往返于坑内外道路,对排土场工作面及其与采掘场之间的道路进行经常性地洒水,以增加路面、 作业面积尘湿度。排土场定期碾压,降低起尘。对已经结束排弃的排土场平台,在不影响整个露天矿排土作业的条件下及时覆土绿化;沿固定帮坡种植防风林带。
(三)边坡防治措施
1、高度重视露天矿边坡管理工作,建立健全边坡安全管理机构制度,剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设,严禁越采超挖。
2、采用边坡稳定性雷达或边坡监测机器人加强边坡变形监测工作,及时掌握边坡变形的动态情况和规律,对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落还要进行专门的分析和治理方案设计。
3、露天矿地下水丰富,建议建立完善的疏干排水系统,在采场发现出水点,详查后打水平孔,释放静水压力,夏季暴雨会给采场边坡稳定性带来威胁,此时要加强疏干,特别是断裂带和煤层顶底板的弱层,一定要详查,做到“有疑必探,先探后采”。
4、建立日常的巡查监测制度,特别是春季解冻期、雨季或坡面上出现沉陷裂缝时更要加强巡查监测,一旦发现异常情况(如边坡有明显失稳先兆)及时预警避让,或采取防治工程措施。
5、抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。
(四)水污染的防治措施
1、修筑截矿山排水沟渠。矿山排水沟渠沟建于矿场四周,当雨季降水量大,既起到阻挡作用,而且还起到梳流作用。
2、河流改道。针对穿过矿区的河流,必须对河流进行改道迁徙,路线改道应选择短,地势平缓弱渗水地段。同时还要考虑矿山的发展前景,避免二次分流。新河道的起点应该在河床冲刷易发区进行选择,并与原有的河道河势想适应。
3、调洪水库。季节性的地表水流横穿开采境界时,除采取改道措施外,须在矿区上游修筑调洪水库截流和贮存洪水。
4、修筑拦河堤。当露天开采和附近的河流周围地面水平的境界,湖白的岸边标高相差较小,甚至低于岸边地形时,应该修建岸边护堤堰。防止河水漫灌到采矿场。
5、防渗帷幕。防渗帷幕防水是在露天矿开采境界以外,在地下水涌人采场的通道上,设定若干一定距离的注浆钻孔,并依靠浆料在裂缝中的扩散,凝结组成一道挡水隔墙,所谓防渗帷幕就是指由若干个注浆钻孔所组成的挡水隔墙。
三、结语
露天煤矿开采环境问题的防治是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。
露天煤矿安全生产现状与问题分析的论文
摘要： 在建立现代企业制度的现代企业管理中, 煤矿企业如何搞好露天煤矿安全生产工作, 已经成为煤矿安全员开展管理的首要问题。本文针对露天煤矿安全生产现状以及存在的问题, 提出了露天煤矿安全生产工作方式, 希望能为同仁带来借鉴。
关键词： 露天煤矿; 安全生产; 流程; 规章制度;
1 露天煤矿安全生产现状与问题。
安全生产是所有煤矿企业的一个重要工作方针和进行煤矿生产的永恒的题。为了实现安全生产, 煤矿企业以“安全第一、预防为主、综合治理”的工作方针进行具体的安全生产工作的指导, 突出“以人为本”的安全管理理念。历来煤矿企业对于安全生产采取了一系列措施, 改革安全监察体制, 保障煤矿生产安全。然而对于煤矿生产来讲, 其工作环境、工作性质有其特殊性和复杂的一面, 再加上管理人员的水平不一, 影响到煤矿安全生产。由此, 煤矿企业必须要加深对安全生产问题的研究, 采取安全生产工作方式, 提升安全生产及时水平和业务能力, 同时提高安全生产管理水平, 确保煤矿生产实现生态环保的安全生产方式。
当下中国很多企业都在建设现代企业制度, 而煤炭企业的生产的特殊性导致其建立现代企业制度受到很大的阻力, 首先是现代企业管理理论在煤矿企业的应用未能有更深入的推进, 其次, 非常缺乏优秀的煤炭企业安全管理专家, 现代企业中先进的管理理论未能在煤矿企业的安全生产中进行良好地创新应用, 阻碍了露天煤矿安全生产工作方式的进一步发展。一些安全生产问题虽然每周每天都在宣讲教育, 然而还是会发生安全生产问题和事故。究其原因, 在于安全生产管理虽然建立了相应的流程化操作方式, 然而其工作流程还未能实现标准化、细致化管理, 安全生产管理水平有待提高, 少数安全生产规制还有待补充完善, 安全生产的持续改进未能持之以恒[1]。
2 露天煤矿安全生产工作方式。
2.1 以精细化的管理方式促进安全生产管理, 建立健全规章制度。
露天煤矿企业在安全生产方面有具体的工作思路进行安全基础建设。对于露天煤矿安全生产工作, 必须要先抓好企业基础的安全生产工作, 通过对生产制定具体详细的安全基础内业管理办法, 将所有的生产管理进行规范, 最好做到流程化、程序化, 促进基础安全生产工作的标准化生产。其次, 针对所有的工种和工作流程, 需要制定有针对性的管理制度, 通过制度来规范工作管理。再次, 需要对生产进行“精细化”的管理, 每月都要对安全生产管理进行总结讨论, 可以称之为“精细化管理月活动”, 将每一个部门的生产管理进行总结, 并发现问题, 提出整改意见或方案。最后, 对于所有的工作岗位和技术岗位, 需要建立相应的岗位安全责任制、岗位技术规范以及相应的安全技术操作规程, 促进制度建设的`完善, 让所有的安全生产和安全生产管理工作都能有相关的质量标准、安全标准、技术标准等制度和理论依据作指导。所有的制度标准建设必须要符合《煤矿安全规程》等国家规定的相关要求和行业标准[2]。
2.2 强化安全培训教育和标准作业流程的学习与应用, 坚持持证上岗。
煤矿企业的安全生产关系到工作人员的生产安全和企业的财产安全, 一旦发生安全生产事故, 将会造成重大生命财产损失。由此, 必须狠抓人矿教育, 定期开展安全培训和安全教育, 保证所有的生产人员都能定期参加培训教育, 促进全员树立安全生产意识, 并通过安全培训教育的相关考试。煤矿公司设立了很多工种, 这些工种都需要通过培训教育合格后才能上岗, 尤其是那些特殊工种和岗位, 其从业人员必须在培训过程中取得相应的等级证件证书, 持证上岗, 否则不得上岗。对于公司从事危化品的相关工作人员, 例如加油工、油罐车驾驶员等, 必须要有相应的证书, 持证上岗。对于相关的管理人员, 需要参与公司所组织的煤矿安全培训教育, 当考试合格取得安全资格证后, 才能上岗工作, 并且在取证后期还要定期参加复训。加强员工对标准作业流程的学习与应用, 有利于对煤矿企业进行生产的分类指导、分级监管。让生产岗位上的每一位员工能够对本岗位的标准作业流程的生产工作进行学习、了解和掌握, 严格根据统一的要求做到标准操作, 便于将安全生产实现细节量化, 控制好每一个生产操作的关键点, 使得作业能够在有限的时间和资源内完成规定的安全生产操作量[3]。
2.3 加强安全监督管理, 对安全管理进行持续改进, 保障生产安全。
煤矿生产的安全问题决定了企业的生存与发展, 必须要设立专门的安全监察部门和工作人员进行监察管理, 并且其安全监察人员必须要对业务能够足够熟悉, 有胆量去管、去抓现场安全问题, 加大对现场安全生产的监察力度和检查力度。公司要设置专门的安全监察小组和人员, 此外, 为了安全监察管理能够细致化, 还要求各生产部门都要配备相应的安全专兼职管理人员, 配合安全监察小组做好本部门的安全生产监督工作。煤矿企业必须要做好三级安全培训教育、现场安全监察与检查工作, 对安全教育和监督检查加强力度, 是做好安全管理的基本保障工作, 便于企业及时就安全生产中的问题以及安全隐患问题进行排查, 确保将安全隐患问题消灭在萌芽状态。对于安全监督检查, 需要根据公司建立的安全长效机制定时定期检查, 及时提出整改方案和措施, 并积极督办, 采取闭环式管理办法消灭隐患。当检查发现有违章情况的, 根据相关制度和标准来对违章单位和个人进行惩处, 以便督促各单位将事故苗头遏制在萌芽时期, 杜绝事故的发生发展。
对于安全生产问题, 永远都会有问题产生, 由此, 需要由专门的安全督促小组来持续监督, 并对问题和隐患进行持续整改和改进, 对于改善的方案和措施, 必修要有专人追踪后续执行情况和效果, 保障生产安全。
3 结语。
总之, 煤矿企业的安全生产需要从多方面进行管理, 管理工作要坚持“以人为本”的安全管理理念, 将管理理念具体细化到工作过程中来, 就是以精细化的管理方式促进安全生产管理, 建立健全规章制度, 强化安全培训教育, 坚持持证上岗, 加强安全监督管理, 对安全管理进行持续改进, 保障生产安全, 建立保卫、消防、交通管理部门或工作小组, 维护生产秩序, 邀请专家加入企业的安全质量标准化建设中来, 建设安全质量标准, 保障露天煤矿实现生态环保型生产。
参考文献
[1]李香香.基于虚拟场景露天煤矿卡车安全培训系统的构建[D].安徽理工大学, 2015.
[2]刘忠红, 高金龙, 王登龙.准东露天煤矿煤层开采单齿斗钩预破碎工艺研究[J].露天采矿技术, 2017, 32 (05) :1-3+7.
[3]王志鹏, 王俊, 李伟, 丁鑫品, 张建平, 刘博文.露天矿采空区激光三维探测应用研究[J].露天采矿技术, 2016, 31 (05) :37-39.