采矿工程设计与施工中注意问题与对策

摘要：矿产资源是支撑工业生产与国民经济发展的关键基础原料，采矿工程涵盖地质勘察、工程设计、巷道掘进、矿体支护、通风排水及矿区生态修复全流程，地下密闭作业、地质条件多变、围岩应力不稳定、安全风险突出是该工程核心特征。当下采矿行业逐步向智能化、绿色化开采转型，但中小矿山依旧存在设计脱离现场地质、施工管控粗放、灾害应急能力不足等问题，易引发顶板垮落、瓦斯超限、井下透水等安全事故。本文结合井下采矿实际工况，梳理设计与施工基础内容及管控原则，分阶段剖析工程全流程现存隐患，结合矿山作业特点制定对应解决对策，为矿山安全平稳施工提供理论参考。

关键词：采矿工程；工程设计；井下施工；安全管控；围岩支护

1 采矿工程设计与施工基础概况及管控原则

1.1 采矿工程设计与施工核心工作内容

采矿工程设计是井下施工的前置关键环节，依托地质勘探获取的岩层、水文、矿体数据，完成矿区开拓布局、巷道断面设计、开采工艺选型、通风排水系统布设及支护参数核定，设计方案直接决定施工难度、开采效率与现场安全标准。井下施工以施工图纸为依据，开展巷道掘进、矿体回采、围岩支护、机电设备安装调试等作业，同步落实井下气体监测、地压观测等常态化安全工作。设计与施工具备双向联动关系，合理的设计方案能够降低现场施工风险，施工现场反馈的地质变动数据，也可以反向优化设计参数，二者协同保障矿山开采工作有序推进。

1.2 采矿工程现场开采客观施工特点

采矿工程绝大多数作业位于地下密闭空间之内，和常规地面土建工程相比，施工全过程存在大量不可控客观制约因素。井下地质条件动态波动明显，围岩完整性、地下涌水量、有害气体浓度会随掘进进度持续变化，固定施工参数难以适配全程开采工况。井下巷道空间狭窄，大型智能开采设备布设受限，整体机械化施工效率难以提升，同时井下通风条件较差，施工粉尘与有毒气体易堆积，作业环境相对恶劣。地下岩层始终存在应力释放效应，巷道顶板与巷帮围岩持续发生形变，顶板离层、片帮风险长期存在，地质灾害突发概率更高。此类独有施工特征，也让采矿工程设计与施工需要始终兼顾动态地质变化，不能沿用地面工程固定化建设思路。

1.3 采矿工程设计与施工通用管控原则

安全优先为核心底线，所有设计参数与施工工序均以防范井下安全风险为前提，不得为压缩成本删减通风、支护等安全配套工程。动态适配原则要求设计与施工实时联动，依据井下地质变化微调施工工艺与巷道布局，适配动态地质工况。绿色开采原则聚焦矿区生态保护，控制开采带来的地表沉降、地下水污染与矸石固废污染。经济合理原则平衡安全投入与开采效益，在保障施工安全的前提下优化巷道布局，减少无效掘进带来的资金与资源损耗。

2 采矿工程设计与施工全过程现存突出问题

2.1 前期工程设计贴合实际地质工况程度不足

部分矿山前期地质勘察工作不够深入，勘察点位布设稀疏，难以精准探明井下破碎带、断层、含水层等隐蔽地质构造，设计人员依托片面勘察数据编制方案，导致图纸和现场实际工况存在偏差。设计阶段过度侧重开采经济效益，忽视围岩动态应力变化，支护参数、通风风量取值不合理，无法抵御围岩形变带来的安全威胁。同时部分设计直接照搬同类矿山模板，未结合本矿区矿体赋存条件做针对性调整，施工过程中需要频繁变更设计方案，既耽误施工工期，也进一步增加井下作业安全隐患。

2.2 井下现场施工工序管控规范性不足

井下现场施工普遍存在工序衔接混乱、标准化作业落实不到位的问题，掘进、临时支护、永久支护、出矸各工序间隔把控不当，围岩裸露时间过长，加大顶板垮落风险。施工班组追赶工期时，常会私自简化支护工序，缩短锚杆锚固长度、减少注浆用量，削弱巷道整体支护稳定性。通风、瓦斯监测等安全设备安装滞后于主体掘进施工，工作面易出现瓦斯与粉尘堆积问题。同时井下测量放线精度不足，巷道掘进方向出现偏移，产生大量无效掘进工程量，破坏矿区整体开拓系统的完整性。

2.3 施工安全防护与生态环保管控存在短板

多数中小型矿山安全监测模式较为落后，依旧依靠人工巡检监测井下地压、瓦斯及涌水情况，监测数据存在滞后性，无法提前预判地质灾害。井下应急避险设备缺乏定期检修维护，应急保障能力难以满足突发险情处置需求。矿区施工环保管控力度不足，矿井废水无序外排、矸石随意堆放，开采扰动破坏地表植被与地下水系。此外一线施工人员安全培训流于形式，作业人员风险辨识与应急处置能力不足，面对井下突发险情无法快速应对，进一步放大安全事故造成的损失。

3 优化采矿工程设计与施工质量的针对性解决对策

3.1 深化前期地质勘察，优化动态化工程设计方案

施工前期加密地质勘察点位，依托三维勘探技术构建矿区地质模型，全面掌握井下地质构造分布情况，为工程设计提供精准数据支撑。设计工作摒弃模板化套用模式，结合矿区围岩等级、矿体埋藏条件定制开采方案，针对破碎围岩区域单独强化支护设计，匹配不同区域地质安全需求。建立设计施工动态联动机制，根据井下掘进过程中实时反馈的地质数据，小幅优化巷道走向、断面尺寸等参数，减少后期大规模设计变更，让设计方案始终贴合现场真实施工条件。

3.2 规范井下施工工序，落实现场全过程精细化管控

项目部制定统一标准化施工流程，明确各道工序施工间隔，严格落实先支护、后掘进的作业要求，缩短围岩裸露时长，从源头防控顶板风险。依托智能测量设备把控巷道掘进精度，及时修正掘进偏差，减少无效掘进工程量。落实现场旁站监督机制，约束施工班组违规赶工行为，统一支护施工工艺标准。同步推进掘进施工与安全设备安装作业，保证通风、瓦斯监测、排水设备同步投入使用，持续优化井下工作面作业环境，筑牢现场施工安全防线。

3.3 升级安全监测体系，同步强化矿山绿色施工管控

搭建井下全自动智能监测系统，全天候采集围岩应力、气体浓度、井下涌水等关键数据，系统自动识别风险并提前预警，弥补人工巡检的短板。建立设备运维台账，定期检修井下应急与通风设备，保证安全设施稳定运行。完善矿区绿色施工体系，处理矿井废水实现循环利用，利用矸石回填采空区，降低开采对生态环境的破坏。开展分层实操培训与应急演练，补齐管理人员现场管控短板，提升一线作业人员风险防范与应急自救能力。

结论

采矿工程受复杂地下地质、动态围岩应力、密闭作业空间多重条件限制，当前矿山设计贴合度不足、施工工序不规范、安全环保管控薄弱等问题，制约开采安全与施工质量。本文结合采矿工程施工特点，阐述基础管控原则与工作内容，梳理设计、施工、安全环保三大维度现存问题，分别从勘察设计优化、现场工序管控、安全环保体系升级方面提出解决对策。伴随矿山智能化技术普及，后续可结合数字孪生技术完善虚拟设计与模拟施工流程，进一步提升采矿工程设计精准度与施工现场安全管控水平。

参考文献

[1]吴雪飞. 采矿工程设计与施工中存在的问题与对策[J].能源与节能,2023, (11):210-212.

[2]李永胜. 采矿工程设计与施工中存在问题与对策分析[J].科技资讯,2022,20 (22):53-56.