采矿工程设计优化探析

冯伟斌

摘要：采矿工程设计中面临许多不确定性问题，优化设计是矿山技术工作的重要内容。结合矿山井巷工程、采矿工程技术改造等工作实践，分析总结了矿山采矿工程设计优化中应该注意的主要问题与工作内容，以推进矿山企业提升技术管理水平，拓展降本增效途径。

关键词：采矿工程；设计优化；矿山井巷；技术改造

引言

针对采矿工程设计中面临的矿床地质条件复杂等许多不确定性问题，通过对矿山主要技术条件和经济指标的分析，合理调整和优化确定工程方案与主要技术指标是矿山设计工作中一项重要工作，既要按部就班地提出各种可能技术方案，也要不断地对技术工作提出“质疑”，进一步优化生产系统、井巷工程和采矿方法等，为矿山降低和控制生产成本，增强企业的盈利能力打下基础。

1、采矿工程的技术特点

1.1安全隐患程度较高

煤炭资源在开采过程中缺乏一定的安全性保障，生产效率也就随之下降。因此，需要在保证施工安全的基础上，不断总结技术缺陷，并将其进行优化及完善，使其能够更好地应用于煤炭开采中。

1.2开采技术广泛

在采矿工程基数大，规模不一的工程现实中，对采矿技术的应用具有一定的选择性特点。例如，迄今为止应用频率最高的长臂开采技术，在金属矿产的开采中就并不适用。最后，在经济技术发展的时代背景下，煤矿数量呈现出了上升趋势，规模更是大小不等，这就需要更新开采技术，从而提高企业开采技术水平，促进企业的长远发展。

2、采矿工程设计存在问题

2.1造价问题

在采矿工程的设计中造价问题主要来自于两个层面：一方面是相关设计人员对工程设计的理念意识方向出现较大偏差，导致其对设计的关注度比较少，重视度普遍不高。设计人员在进行设计时将这项工作认定为是具有独立特点的部门内容，这就使得工作人员与业主没有进行沟通及交流，从而使得工程造价存在较多不合理现象，控制作用难以发挥；另一方面是设计人员缺乏一定的经济察觉力及敏锐度，这就使得工程造价失去了原本意义。由于施工中的材料支出没有得到有效管理及控制，使实际发生费用与预期标准严重不符，工程成本大量流出企业，经济利益相对减少。施工周期更会在造价设计及控制失效后受到滞后性影响，从而使得周期延长。

2.2环境保护

由于煤炭粉尘质量较轻，会随风飘向施工区域的一定范围内，使开采工作对周边环境造成极为恶劣的影响。结合工程施工实际，改善环境污染问题是必要的。在现实情况下，如果设计单位在进行工程设计前没有对施工现场进行实地考察，就会使设计内容与现场环境存在一定偏差，是不完整、不科学的设计内容，那么降低对施工区域周围环境的影响目标也就难以实现。除此之外，如果设计人员对相关法律及环保意识比较淡薄，就会造成开采环节对生态环境的保护行为的缺失，使生态环境遭到污染及破坏。

3、采礦工程施工设计中存在的问题

3.1与设计单位缺乏有效沟通及交流

在大多数的采矿工程中，工作量大、工作期短，需要在较少时间完成设计图纸具有一定的难度。在需要控制时间点要求下进行设计，设计人员没有多余的时间及精力到施工现场进行实地考察，这时设计人员就会根据以往经验达到设计要求，这就使设计内容呈现出片面性，而施工方在对图纸进行研究时发现问题也没有及时与设计单位进行沟通，采矿工程的施工流程中会受到各种限制性因素的阻碍，从而使得工程效率难以保证。

3.2安全问题

采矿工程不仅要保证施工流程中的安全问题，更要保证煤矿的安全生产，对每个工作者的人身安全负责。因此，在采矿工程的施工流程推进中，需要严格按照相关规定对施工行为进行管理及控制，任何与施工规定内容及设计内容不相符的现象都要严厉制止，只有这样才能从根本上保证施工各个环节的安全性及稳定性。

4、优化设计解决措施

4.1地下矿山无废开采方法及工艺技术

在煤矿的开采过程中，产生相应的废石是必然的，但废石的存在并不会对工程的正常進行造成任何阻碍。在实际开采中，可以对无用废石的存在位置及开采工艺进行综合性研究，避免盲目施工，只有这样才能使得采切工程布置方式得到优化及提升，从而减少对废石的开采。除此之外，还需要以施工现场的实际情况为基础，对废石进行合理处理，减少财力及物力的损耗。

4.2地下矿山废石及尾矿混合充填料技术

在进行采矿施工时，需要以矿石没有坑陷为依据，将实现高质量的填充效果为目标，将填充物与实际坑洼情况进行合理配比，在不破坏环境的基础上，将坑洼位置完全填充，在不确定填充物标准时，还可以以水为依据进行渗透性试验，将填充水的结构与坑洼结构进行科学研究，保证二者相互符合，并将填充水量的流失控制在预算数据范围内。此外，还需要对废石以及尾矿混合充填料的相关系统进行深入分析研究，使其达到废石与尾矿充填的标准要求。

4.3地下矿山采场稳定性及岩层控制技术

可以应用地压监测、数值模拟以及物理模拟等方式对采场以及采空区围岩的稳定性进行综合评价，为采矿以及采空区的充填安全打下夯实基础。具体来说可以分为以下几个方面内容：①运用专家系统法对采场顶板的破坏模式进行预测，并将其作为选取顶板加固措施的重要依据；②运用数值模拟法对充填控制地压机理以及充填材料不足情况下采场稳定性进行分析研究；③运用实验室对比试验的方式，对废石充填对充填体强度的影响进行对比研究；④运用地压监测法对无废开采采场的地压规律进行研究。

结语

总之，采矿工程设计是矿山建设项目的重中之重，其优化设计对于提升矿山企业技术管理水平，提高经济效益具有现实意义。采矿工程优化设计应贯穿于矿山工程建设施工始终，应坚持创新性、经济性、灵活性、持续性原则，服务于矿山资源综合利用和经济效益的最大化。

参考文献：

[1]逄型祥.采矿工程设计与施工中主要问题与对策[J].科技创新与应用，2014，18：90.

[2]吕波.关于矿山采矿工程设计工作的探究[J].内蒙古煤炭经济，2014，10：11+17.

[3]陈世江，王超.浅谈采矿工程专业毕业设计教学改革与实践[J].中国科教创新导刊，2010，28：81.

[4]贾延龙.采矿工程设计与施工中注意问题与对策[J].山东工业技术，2015，21：48.