临沂会宝岭铁矿有限公司
摘要：改革开放后，随着我国社会经济发展对矿产资源的需求量不断增加，矿山开采成为一项重要的工程项目。矿山工程作为国家的基础建设项目，对我国的经济发展和能源的开采具有重要意义，而且，矿山工程建设和施工安全直接关系着工作人员和项目生产的安全，可见提高矿山工程的安全设计水平是十分重要的。
关键词：矿山工程；矿房；采空区；安全设计
矿产资源是社会经济发展的重要物质基础，对矿产资源的开发利用是我国现代化发展的必然要求。随着矿山工程的发展建设，对资源的开发利用程度越来越深，随之出现的矿山开发工程中的安全事故也越来越多。为提高矿山工程的安全水平，对矿山工程进行安全设计是十分有必要的。本文从矿山工程的安全设计出发，对其中的关键技术进行研究，从而提高矿区的安全水平，保障工作人员的生命安全。
1 我国矿山工程现状
随着经济发展，对矿产资源的开采量逐渐增大，矿山工程安全设计的研究工作也逐渐深入。我国的采矿业起步于近现代，发展较晚，导致我国的采矿科学技术还比较落后，配置设备和施工工艺还不够完善，矿山工程的安全设计工作大都还属于初级理论阶段，没有真正的落实到实际工作之中。在不同阶段的不同安全问题上，设计考虑还不够完善，导致各阶段的安全设计工作不能有效的统一起来。在矿山工程设计阶段，没有明确安全工作设计的重要性，对整个采矿工程安全问题没有全面的掌握；在施工过程中，没有将安全设计工作的重点落实到实处，不能保证其能发挥 实际效益；在开采完成后，很少有企业能做好采矿的处理工作，减少影响之后矿区安全的隐患问题。总的来说，目前我国的矿山工程设计工作还存在许多问题，完善矿区工程的安全设计是发展必然趋势。目前我国的矿区工程的设计工作主要采取工程类比法，也就是根据实践经验和工程地质条件对围岩进行分类，然后按照不同围岩的分类确定所需要的支护系统的方法。通过工程类比法确定的设计方案大多是安全可靠的，但是也难以避免事故的发生，可见，在采矿工业中，科学技术的落后是造成安全事故发生的主要原因。矿产资源本就是有限的，随着开采深度的加大，开采难度越来越大，开采技术也越来越复杂，仅仅局限在理论 阶段的矿山工程已经不能满足时代发展的需求了，因此，加快矿山工程的安全技术设计是十分迫切的。
2 矿房安全
大多数矿山安全事故的发生都是由于岩石失稳造成的，岩石失稳是指岩石在应力作用下产生破坏造成的状况，在这个受破坏的过程中，还伴随着能量释放、 变形等一系列现象，通过对这种现象进行分析计算，能有效地了解矿山岩石的稳定性。一般来说，矿山岩石质地较硬但也具有一定的脆性，抗压能力较强，相反抗拉能力较弱。当矿山岩石受到应力作用时，岩石内部会产生内力，且不同截面产生的内力并不相同，对于矿山岩石单位面积受到的应力和内部产生的应力是可以通过相关的受力分析计算出来的。矿房的跨度，是影响矿房安全的重要因素，对矿房、矿柱的数量有着直接影响。大部分矿房的数量都是凭借经验来确定的，与测试计算的数据有一定的差异，计算得出的矿房跨度也并不一定都是小于实际经验的跨度，只是根据不同的矿山岩体情况有所不同。通过计算公式可以得出在矿山岩石可承受的抗拉强度 之内的合理跨度，更有效的利用岩石本身的强度使应力合理分布，同时充分发挥出矿山岩石的结构潜力，从而增加矿山工程的经济效益。
3 矿柱的安全规格
矿柱是支撑矿房的重要支柱，也是承受应力的重要载体，与矿山工程的安全有着直接关系，还与矿石回采率也有着重要关系。一般来说，矿山工程中的矿柱受力状况与岩石的抗压抗拉能力在不同的状况下有很大的区别，而且，目前还没有统一的计算公式能得 出准确结果。但是，当情况具体到某一个矿区时，可以通过调查矿区岩石的储存状况或者相关的测试，分析 计算得出更合理的矿柱尺寸。通过计算得出的矿柱尺 寸一般更具有准确性，有相关实验得出，合理的矿柱尺寸还能增加一定的矿石回采率。虽然目前还没有准确统一的计算方法，但是通过不同的计算分析得出的数据一般相差不大，具有一定的科学性的。在实际情况中，由于矿石的自身构造、岩石裂缝、应力作用或者地质状况等因素的影响，使计算更增加了难度，但这些因素可以通过实地调查、检测试验来避免，甚至找出其中规律，来增加结果的科 学性和准确性。
4 如何处理采空区的安全问题
经过长时间的矿石开采后，会在矿区形成采空区，采空区的存在是矿山工程中的一大安全隐患，对于施工人员和施工机械都有可能造成一定程度的安全影响。随着矿山逐渐向地底深部挖掘，地压逐渐增大，地下采空区在地压的压力下，很容易造成坍塌事件，而且，许多地下开采的矿区存在许多遗留的采场，巷道没有及时进行安全处理，对工作人员和露天开采都可能造成严重的安全威胁。对矿山采空区的处理方法有垮落法、充填法、支撑法、缓慢下沉法这四种方法，在我国的矿山工程中运用较多的就是垮落法和充填法，这两种方法在不同的方面有优有劣，具体哪个更具有优势还不能片面确定。最理想的状态是对于地表允许垮落的矿区能通过一定的技术手段，在矿石开采过程中保证采空区的挡 板不会掉落造成安全事故，在矿区开采结束后能较轻 易的将挡板冒落，避免形成安全隐患；而对于地表不允许垮落的矿石开采区，能既不进行垮落也不进行填充，通过技术手段维持矿区的岩石稳定，减少安全事故。
在采空区安全处理的实际研究中，德国曾经使用将采矿柱用矿尾砂胶结填充支撑矿房的方法，增加矿房的支撑力，既保证了矿区岩层不易陷落，还保护了 地表环境，提高了经济效益。这种采空区处理方法，有效的减少了矿山工程对地表环境的破坏，也是新时期 矿区安全管理和采空区处理的重要经验。对矿山工程的设计直接关系着矿山工程的安全状 况和经济利益，也是矿山采空区处理的重要依据。所以，在进行矿山工程的安全设计之前，要进行充足的试验研究和了解，对于矿区的地质情况、应力分布状况要有充分的了解，只有在这样前提下，才能更好的进行安全设计，保证其合理性。从矿区的初期准备，到开采过程，到后期的采空区处理的一系列过程，都要有具体的安全设计线路，保证整个采矿工程的安全完成。在后期施工过程中，对于工程设计中的要求、规格、尺寸等重要数据，不能随意更改，这些数据的确定都是由一定的计算分析得出的，具有一定的准确性，而且得到了权威部门的认可，随意的更改可能造成更 为严重的安全隐患，必须慎重考虑。
5 总结语
随着我国的经济发展和科技进步，对能源资源的需求量越来越大，但是矿山工程的安全问题也是其中的一个重要影响因素。矿山工程的安全设计直接关系 着矿区工作人员和施工机械的安全，因此，对矿区工程的安全研究工作才是当下的重点工作，对于矿房的跨度研究、矿柱的安全尺寸确定以及采空区的安全处 理工作也就是最主要的安全设计重点，同时保证相关 的理论知识与实际工作相结合，从而提高矿区生产的经济效益，保证矿山工程的施工安全，促进我国矿山工程的持续健康发展。
参考文献
［1］王秋衡,易灿南,胡鸿.矿山工程的安全设计与研究.有色金属-矿山部分,2006,58（2）:32-34.
［2］杨修强,黄喜梅.探究我国矿山工程中的安全设计.中国科技博览,2014（48）:176-176.