淺談地下礦山開采技術(shù)及存在的問題

胡益民

【摘 要】近些年來，我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對能源的需求不斷加大，從而帶動了地下采礦技術(shù)的發(fā)展，很多采礦新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備以及新材料在地下礦山得到了應(yīng)用。 這就要求相關(guān)企業(yè)必須不斷更新開采技術(shù)，逐步優(yōu)化開采模式，并引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，切實地提高我國地下礦山開采水平，以便于更好地適應(yīng)我國當(dāng)今社會發(fā)展的需求。本文主要是對地下礦山開采技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行探討分析，從中找出問題所在，并闡明了筆者的觀點。

【關(guān)鍵詞】地下礦山；開采技術(shù)；問題；策略

目前，國內(nèi)外地下礦山采礦技術(shù)的發(fā)展往往體現(xiàn)在該企業(yè)采用各種采礦方法的比重和回采工藝，從而使得采場生產(chǎn)能力和勞動生產(chǎn)率有了較大的提高，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而，隨著地下礦山開采新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，新的問題也日益突出，因為，開采技術(shù)往往都會存在某些不足或?qū)⒁媾R某些問題。因此，相關(guān)礦山企業(yè)必須深入探討地下礦山開采技術(shù)，詳細(xì)分析其所面臨的問題，并找出相應(yīng)的解決策略，為最終提高我國地下礦山開采技術(shù)水平提供可靠保障。

1.地下礦山開采技術(shù)分析

1.1地下礦山無廢開采技術(shù)

地下礦山無廢開采技術(shù)是近些年才發(fā)展起來的，但是很快就得到推廣與應(yīng)用，因為改技術(shù)符合國家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向。此外。地下礦山無廢開采技術(shù)不僅可以充分利用礦產(chǎn)資源，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以避免廢棄物對自然環(huán)境造成污染和危害，是今后礦山開采技術(shù)發(fā)展的首選。該技術(shù)主要包括：高濃度尾礦料的制備與輸送技術(shù)、全尾礦充填技術(shù)等。目前，地下礦山無廢開采技術(shù)在俄羅斯、美國、德國、印度、加拿大等國家得以廣泛應(yīng)用。

1.2崩落采礦技術(shù)

1.2.1自然崩落法

自然崩落法在地下礦山開采中應(yīng)用較廣泛，其優(yōu)點在于采礦成本低、生產(chǎn)能力大、開采速度快等，尤其是對于那些礦化均勻、礦體厚大，并且容易于自然崩落的低品位礦床開采，特別適用。自然崩落法的應(yīng)用原理是，在通過在地下礦山中破壞礦塊內(nèi)的應(yīng)力平衡，使得礦塊大面積拉底后，進(jìn)而引起應(yīng)力不均勻分布或應(yīng)力集中，形成新的自然平衡拱，拱內(nèi)礦石因受重力作用而周期性冒落，最終達(dá)到礦山開采的目的。

1.2.2無底柱分段崩落法

無底柱分段崩落法是近些年才在我國應(yīng)用的，至于如何加大和優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的問題仍然是阻礙該方法在我國進(jìn)一步推廣的主要因素。其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目的就是為了增大進(jìn)路間距，從而極大地減少采掘工程量。由于增大進(jìn)路間距可操作性強(qiáng)，易于實現(xiàn)，目前在我國的桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山都應(yīng)用了該技術(shù)，并呈現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。特別是那些低貧化放礦或無貧化放礦工序，為了保持礦石界面的完整性，正常情況下在放礦過程中當(dāng)?shù)V巖界面正常到達(dá)出礦口時便停止放出，從而最大程度地減少礦巖的混雜性，提高礦巖的純度。隨著無底柱分段崩落技術(shù)的應(yīng)用，能夠極大地減少巖石混入，降低貧化，并將為相關(guān)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3承壓開采技術(shù)

承壓開采是在有效保護(hù)地下水環(huán)境前提下的開采技術(shù)，并且開采效率也比較高。隨著礦井開采速度、開采深度、開采規(guī)模進(jìn)一步加大，一些礦區(qū)來自底部的灰?guī)r裂隙巖溶高承壓水的威脅E1趨嚴(yán)重，對接下來礦區(qū)的開采造成一定的難度，底板巖層在采動的影響下的破壞程度也日趨加劇承壓開采技術(shù)能夠很好地克服以上問題。承壓開采技術(shù)指的是在不疏降地下水位的情況下，回采工作面底板含水層有較高的承壓水作用時，通過底板封堵、加固等手段來從而防止水害事故的發(fā)生，確保開采工作的順利、有效進(jìn)行。一般情況下，承壓開采的三種途徑：合理選擇開采區(qū)域、當(dāng)留設(shè)防水（砂）礦（巖）柱、取合理的采礦方法和工程措施。

2.地下礦山開采技術(shù)所面臨的問題

2.1開采成本增加，開采難度增大

隨著礦山開采項目的不斷增多，我國礦產(chǎn)資源日益枯竭，后期剩余儲量一般位于礦床的底部及邊緣地帶，開采難度不斷加大，從而無形中使得相關(guān)礦山企業(yè)增加了開采成本。因為，深部礦床受地壓影響大，同時，礦體埋藏較深，現(xiàn)有技術(shù)條件難以開采，礦石及圍巖軟弱破碎，提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)較多，礦體分散，礦體傾角厚度變化大，礦床邊緣的礦體夾層多，從而使得采礦工程位置不斷下移。最終將會出現(xiàn)新采區(qū)不斷開拓，而原有的老采區(qū)不能及時密閉的現(xiàn)象，使得整個地下采礦活動范圍越來越大，通風(fēng)越來越困難，采礦生產(chǎn)受到制約，礦井涌水量不斷增加，采礦難度越來越大，開采成本不斷增加。

2.2可開采資源儲備不足

依照現(xiàn)有的開采速度，我國的地下礦產(chǎn)資源將會越來越少，并在未來數(shù)十年枯竭，使得礦山開采面臨著一些列生產(chǎn)危機(jī)。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對能源的需求也在El益增多，現(xiàn)有的資源儲備難以滿足其基本需求，進(jìn)而轉(zhuǎn)向國外進(jìn)口，將會增加我國能源風(fēng)險。

2.3開采量下降，開采人員富余

隨著礦山開采行業(yè)的不斷發(fā)展，以往的開采模式將會發(fā)生改變，礦體將會向著深部及邊緣地帶集中，使得礦山開采的范圍不斷縮小，礦體變小變薄，采礦作業(yè)點越來越集中，礦產(chǎn)資源年產(chǎn)量也會逐年降低。最終，礦山生產(chǎn)所需的相關(guān)技術(shù)人員量不斷下降，使得以往的人員出現(xiàn)大量失業(yè)，人員閑置和人員過剩的現(xiàn)實，這樣，將會帶來一系列社會問題，不利于我國社會主義和諧社會的建設(shè)。

3.地下礦山采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1礦設(shè)備大型化、高效化、自動化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地下礦山采礦技術(shù)也在不斷轉(zhuǎn)型，其開采設(shè)備將會出現(xiàn)大型化、高效化和自動化發(fā)展。各國將會加大科研投入經(jīng)費，研制高效率大孔穿爆設(shè)備、井巷鉆進(jìn)機(jī)械、振動出礦和連續(xù)采礦及與之配套的輔助機(jī)械、中深孔全液壓鑿巖機(jī)具以及鏟運(yùn)機(jī)為主體的裝運(yùn)設(shè)備等，逐步實現(xiàn)高效化、無軌化、半自動化和自動化，以便于更好地滿足當(dāng)今社會發(fā)展的需求。同時，還需要研制出可自動清除車廂內(nèi)粘結(jié)物的高效連續(xù)式裝載的采礦激光測位裝置，實現(xiàn)微機(jī)控制的鑿巖臺車等。

3.2地下殘留礦新工藝的發(fā)展

在地下礦山開采中，采礦工藝是提高開采效率和確保采礦質(zhì)量的必要條件，對于礦山開采具有重要的作用。在今后的發(fā)展中，人們將圍繞提高采礦生產(chǎn)能力這個主目標(biāo)，重點研究地下殘留礦新工藝技術(shù)。因為，隨著民采企業(yè)和非常采礦現(xiàn)象不斷增多，無序開采的情況相當(dāng)嚴(yán)重，不僅搶占大量的國家礦產(chǎn)資源，還造成浪費嚴(yán)重，遺留了大量的殘留礦體。然而，該類礦床在開采過程中存在采礦方法、地壓災(zāi)害、巷道維護(hù)、巖層控制、采空區(qū)處理等技術(shù)問題，需要通過系統(tǒng)的研究加以解決，通過加大對地下殘留礦新工藝的研究，充分回收有限的礦產(chǎn)資源，對我國地下礦山行業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。

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