煤矿生产技术管理与煤矿安全生产研究

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腾天野

国能北电胜利能源有限公司 内蒙古 锡林郭勒 026000

摘要

随着工业化进程的加快和能源需求的不断增长,煤矿作为重要的能源供应来源,其生产安全与技术管理显得尤为重要,煤矿生产环境复杂多变,面临着诸如煤层气体、矿井坍塌等多种安全隐患。有效的技术管理不仅能提升生产效率,还能降低事故发生率,保障矿工的生命安全和健康,先进的技术手段和科学的管理方法在提高煤矿生产效益的同时,也有助于减少环境影响。面对日益严格的安全监管和环保要求,煤矿生产技术管理的不断优化与创新是确保煤矿安全生产的关键,因此本文深入研究提升技术水平与管理效能的路径。


关键词

煤矿生产;技术管理;煤矿安全

正文


引言:

煤矿生产技术管理与煤矿安全生产是确保煤矿企业高效、安全运营的核心。随着工业化进程的推进和能源需求的增加,煤矿作为主要的能源供应来源,其生产技术和安全管理显得尤为重要。然而,煤矿生产过程中存在诸多风险,如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板垮塌等安全隐患,这些风险不仅威胁到矿工的生命安全,也对环境造成严重影响。因此,煤矿生产技术管理需要不断创新,借助先进的科技手段,如智能化监测系统、自动化采掘技术等,提高生产效率的同时,降低安全风险。同时,完善的安全生产制度和应急预案也是保障煤矿安全生产的关键。通过加强对煤矿生产技术的管理和安全生产的研究,可以有效地减少事故发生频率,提升煤矿企业的生产效益和安全水平,推动煤矿行业的可持续发展

1.露天煤矿生产技术管理措施

1.1应用高效露天采矿设备,以提高开采效率

现代露天采矿设备,如大型挖掘机、矿用卡车和破碎机,采用了先进的技术和设计,显著提升了矿石的开采和运输效率,大型挖掘机配备了强大的液压系统和大容量斗容,可以在短时间内挖掘大量矿石,减少了挖掘时间和人力需求。矿用卡车的高承载能力和高运输速度,使得从采矿点到破碎站或运输站的矿石运输过程更加高效。这些设备的自动化和智能化控制系统能够实时监控设备的运行状态,自动调整操作参数,以优化生产过程中的性能表现使用高效的设备不仅提高了生产效率,还降低了能源消耗和运营成本,从而提升了整体矿区的经济效益。

1.2实施露天矿区的堆放场地管理,确保废石和煤矸石的合理堆放

合理的堆放管理不仅影响矿区的整体生产效率,还对环境保护和资源利用有着重要的意义,对堆放场地进行科学规划,根据地质条件、矿区布局和环境要求确定废石和煤矸石的堆放位置。堆放场地的选择应考虑地形、地质稳定性及降雨情况,以减少堆放过程中可能引发的滑坡和沉降等问题。通常,堆放场地需要设立围挡和排水系统,以防止废石和煤矸石在雨水冲刷下造成的污染扩散和流失。同时,科学规划堆放场地的高度、形状和坡度,可以有效控制堆放物的稳定性,防止堆积物的崩塌和滑移,在堆放过程中,需要对堆放物进行分类和分区管理,确保不同类型的废石和煤矸石得到合理处理,从而避免相互污染和资源浪费。

为了实现堆放场地的高效管理,还需实施动态监测和管理措施。通过建立堆放场地的实时监控系统,可以对堆放物的堆积情况、稳定性和环境影响进行实时跟踪。利用先进的监测技术,如无人机、激光扫描和地质雷达,可以获取堆放物的空间数据和稳定性信息,及时发现和解决潜在的安全隐患。定期进行现场检查和风险评估,结合监测数据,对堆放场地进行必要的调整和优化,确保堆放物不会对矿区及周边环境造成负面影响。制定详细的堆放管理方案,包括应急响应计划和维护保养措施,可以提高对突发情况的应对能力,并保持堆放场地的长期稳定。

1.3设计露天矿区的防尘喷雾系统,减少煤尘对环境的影响

煤矿开采过程中,尤其是在破碎、运输和堆放煤矿物料时,煤尘的产生不可避免。煤尘不仅对矿区的作业环境和工人健康造成威胁,还可能对周边环境造成污染。有效的防尘喷雾系统可以显著降低煤尘的浓度,改善空气质量,并减少煤尘对植物和水体的影响。喷雾系统的设计需要考虑多个方面,包括喷雾设备的类型、喷雾液体的选择、喷雾的覆盖范围及其控制系统。喷雾设备通常包括高压喷雾机、喷雾泵和喷头等。高压喷雾机通过将水或添加剂加压并雾化成细小的水滴,以覆盖煤尘源区域,从而将煤尘颗粒有效地吸附和沉降[1]

喷雾液体的选择可以根据具体情况进行调整,添加适当的抑尘剂能提高喷雾效果,聚合物添加剂能增强水雾的黏附性和吸湿性。喷雾系统的喷头布置应根据煤矿区的实际作业区域和煤尘源分布情况进行优化,以确保喷雾的均匀覆盖和有效抑尘。为了实现最佳的防尘效果,喷雾系统的设计和运行应考虑环境条件和作业需求的动态变化,系统设计应包括喷雾区域的布局规划,确保喷雾能够覆盖到所有高煤尘产生的关键区域,例如破碎站、运输道路和堆放场,喷雾系统需要配备智能控制和监测功能,以实时调节喷雾强度和喷雾量。智能控制系统能够根据实时检测到的煤尘浓度数据自动调整喷雾参数,实现精准的防尘效果。

1.4采用适应露天矿区的边坡加固技术,防止边坡滑坡

随着矿区的开采深度和规模的扩大,边坡稳定性问题逐渐显著。为了防止边坡滑坡,需要采用适应露天矿区特点的边坡加固技术。这些技术包括土工格栅加固、喷射混凝土支护、土体加固材料的应用以及坡面植被恢复等。其中,土工格栅加固技术利用高强度的土工合成材料,如土工格栅,将其嵌入土体中以增强土体的抗剪强度和稳定性。该技术通过增加土体的抗拉强度和加固土体的整体稳定性,减少滑坡发生的风险。喷射混凝土支护技术则通过将混凝土喷射到边坡表面,形成一层具有高强度和韧性的保护层,从而提升边坡的稳定性并防止滑坡。喷射混凝土的厚度和配比需要根据具体的边坡土体条件和滑坡风险评估结果进行调整,以达到最佳的支护效果[2]

土体加固材料如化学注浆材料和膨胀剂的使用,也能够有效提高边坡的稳定性化学注浆材料通过注入边坡裂隙和孔隙中,形成具有较高强度和稳定性的固体体,从而增强边坡的整体稳定性。膨胀剂则通过与土体中的水分反应膨胀,填充土体中的空隙,进一步提高土体的抗剪强度。坡面植被恢复也是边坡加固的重要措施之一,通过种植适应性强的植被,如草皮和灌木,能够有效减少水土流失,增加土体的粘结力,提升边坡的稳定性。

2.露天煤矿安全生产的措施

2.1定期进行露天矿山边坡稳定性评估,及时加固不稳定区域

边坡稳定性评估涉及对矿山边坡的地质条件、结构特征、地下水情况以及开采过程中的变化进行综合分析。评估过程通常包括地质勘查、稳定性分析和风险评估。地质勘查通过钻探、取样和实验室测试,了解边坡土体的物理力学性质和结构特征,如土体的剪切强度、孔隙率和土体的粘结力。稳定性分析则使用数值模拟和极限平衡分析等方法,评估在现有开采条件下边坡的稳定性,预测潜在的滑坡或崩塌风险。这些分析可以揭示边坡在不同工况下的可能变形模式和失稳机制,为制定有效的加固措施提供依据。同时,风险评估结合实际开采数据和历史滑坡记录,评估边坡失稳对矿山生产和环境的潜在影响,为优先级较高的加固区域提供参考[3]

根据评估结果,针对不稳定区域及时加固是关键加固措施通常包括边坡的土体加固、支护结构的建设和防护系统的安装。土体加固可以通过注浆、格栅加固或化学稳定剂的应用,增强边坡土体的抗剪强度和整体稳定性。支护结构如锚杆、钢筋混凝土支撑和喷射混凝土层,通过物理支撑提高边坡的稳定性,并防止土体的进一步滑动或崩塌。防护系统如排水系统和防护网,则通过减少水分渗透和防止坡面坍塌,降低边坡滑坡的风险。

2.2建立完善的露天矿山安全预警系统,实时监测矿区安全隐患

预警系统的核心组成部分是传感器网络,这些传感器用于监测矿区内各类可能引发安全问题的参数,例如边坡变形、地面沉降、气体浓度、振动情况以及水位变化等。地质传感器(如应变计和位移传感器)用于实时监测边坡稳定性,通过连续采集和分析数据,系统能够检测到边坡的微小位移和变形,及时预警可能的滑坡风险。气体传感器(如甲烷和二氧化碳传感器)可以监测矿井气体浓度,防止爆炸和中毒事件的发生。水位传感器监测水库或排水系统的水位变化,以避免由于水浸引发的边坡崩塌所有这些传感器的数据通过无线网络传输到中央控制系统,确保信息的实时更新和处理。

为了提升预警系统的响应能力和准确性,必须配备先进的数据分析和处理平台。该平台利用大数据分析和人工智能技术,对采集的数据进行实时处理和预测分析通过对历史数据的学习和模型训练,系统能够识别潜在的危险模式并预测未来的安全风险。这些预测信息通过可视化界面呈现,帮助矿山管理人员迅速了解当前的安全状况,并制定相应的应急措施,预警系统还应与矿山的应急响应机制紧密集成,确保在发生异常情况时,能够迅速启动预设的应急预案。系统的自动警报功能可以通过短信、电话或警报装置及时通知相关人员,确保快速响应和有效处置。

2.3实施严格的露天矿区爆破管理,确保爆破操作的安全性和精确性

爆破设计需根据矿体地质条件、矿石性质、矿山开采工艺以及环境要求等因素进行详细的规划。爆破方案应包括爆破参数的确定,如炸药的用量、炸药的装药方式、导火索的布置、爆破时间的安排等。利用地质勘查数据,可以计算出所需的炸药量,优化炸药装药方案,确保矿石的破碎效果与开采目标相一致。为了确保爆破的精确性和安全性,设计过程中需考虑到矿山的结构稳定性、邻近区域的保护以及爆破后可能的环境影响。采用计算机模拟和模型预测技术,可以在实际施爆前进行爆破效果的模拟,进一步优化爆破方案,降低对矿山结构和环境的影响。

实施爆破前的检查和准备工作至关重要,包括对爆破区域进行清理,确保无人员、设备及障碍物的干扰。同时,爆破作业需要严格遵守操作规程,所有操作人员必须经过专业培训和考核,确保其具备足够的爆破知识和操作技能。在爆破实施过程中,需采取有效的安全防护措施,如设置警戒线、配备专用的防护装备、设立专人负责警戒等,爆破后的监测工作也非常重要,通过对爆破区域进行检查,确认爆破效果是否符合预期,并对可能出现的二次灾害进行评估和处理。

2.4实施精确的露天矿区地质勘探,确保施工设计符合地质条件

地质勘探应在矿区开采前阶段进行详细的地质调查,包括矿体的分布、厚度、岩性、结构以及地下水情况等。通过钻探、取样和分析等手段,获取矿区地质的基础数据。这些数据对于矿山设计至关重要,因为它们能够提供关于矿体的分布情况、矿石的物理化学性质以及矿山开采过程中可能遇到的地质问题的信息。例如,了解矿体的厚度和倾斜角度,有助于设计合理的矿坑开采方案;分析岩石的力学性质,能够确定合适的边坡角度和支护结构,从而减少滑坡和坍塌的风险,通过对地下水条件的调查,可以制定有效的排水方案,防止矿区因水位变化而导致的不稳定现象。综合运用现代地质勘探技术,如遥感地质调查、地质雷达探测、地震反射勘探等,能够更加全面和准确地掌握矿区地质条件,为后续的矿山设计提供科学依据。

设计方案应充分考虑勘探数据中的地质信息,以确保设计的安全性和可行性。例如,根据地质勘探中获取的岩石强度和层理特征,设计师可以确定合适的开采方法、边坡角度和支护结构,从而提高矿山的稳定性,地质勘探数据也可以帮助预测矿体的变异性及可能的地质灾害,提前制定应对措施。对于复杂地质条件下的矿区,引入先进的计算机模拟技术进行设计优化,模拟矿山开采过程中可能发生的地质变化,调整设计方案以适应实际条件。

结语:

在煤矿行业中,技术管理与安全生产紧密相连,共同决定着煤矿企业的可持续发展。有效的技术管理不仅能优化生产流程、提高资源利用效率,还能显著降低生产事故的风险。随着科技的不断进步和管理模式的更新,煤矿企业应不断引入先进技术,强化安全管理,建立健全的风险防控体系,推动煤矿生产安全文化的建设,增强全体员工的安全意识,也是保障安全生产的重要环节。通过综合运用先进技术与科学管理方法,煤矿企业能够在确保生产安全的同时,提升生产效率,减少环境影响,实现经济效益与社会效益的双赢。未来,煤矿行业需要进一步加强对新技术的研究与应用,优化安全生产管理体系,为煤矿行业的健康发展和能源安全提供坚实的保障。

参考文献:

[1]杜万飞. 关于煤矿生产技术管理与煤矿安全生产的分析 [J]. 矿业装备, 2022(03): 146-147.

[2]刘具,梁跃强,程坤,等. 煤矿安全生产技术管理体系构建研究 [J]. 煤矿安全, 202152 (12): 256-260.

[3]王吉生,刘爱平. 煤矿生产技术管理与煤矿安全生产探讨 [J]. 工程技术研究, 20205 (18): 146-147.

 

 

 

 


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