淺論井下采礦技術(shù)及其方法

【摘要】礦產(chǎn)資源作為我國能源結(jié)構(gòu)重要組成部分，涉及到的領(lǐng)域比較多，一旦礦產(chǎn)資源出現(xiàn)供需問題，會影響諸多行業(yè)的有序進(jìn)行。這就需要礦產(chǎn)企業(yè)不斷的采用新技術(shù)，并選用適合的開采方法，使采礦企業(yè)有序發(fā)展，確保社會各界供需狀況。本文主要從井下采礦技術(shù)實際出發(fā)，對充填采礦、深部采礦技術(shù)及其方法進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】井下；采礦技術(shù)；方法

礦產(chǎn)資源作為自然資源的一部分，是人類社會發(fā)展的物質(zhì)保障。近些年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，對礦場資源需求逐漸增多，對礦產(chǎn)資源的質(zhì)量等要求也越來越高。這就需要礦產(chǎn)企業(yè)在保證自身利益的同時，將安全和高效作為主要目標(biāo)，從礦產(chǎn)資源開采實際出發(fā)，研究先進(jìn)的采礦技術(shù)，合理的選用采礦方法和工藝，以實現(xiàn)井下礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。文中主要針對煤礦井下采礦技術(shù)和方法等內(nèi)容進(jìn)行如下分析。

一、影響井下采礦技術(shù)方法合理選擇的因素

1.采礦方法

目前來看，國內(nèi)使用較為廣泛地采礦方法有空場采礦方法、崩落采礦方法和充填采礦方法。當(dāng)整個井下采礦區(qū)有大孔、深孔、空場、大采場或呈現(xiàn)階段性出礦特點時，采礦企業(yè)通常會采用空場采礦方法。這種采礦方法是井下采礦較為常用且廣泛的方法，實際應(yīng)用中能提高工作質(zhì)量和促進(jìn)企業(yè)效益。崩落采礦法是用礦產(chǎn)資源開采中崩落在周圍的巖石來實現(xiàn)與地面壓力之間的重要方法，被應(yīng)用在不同的采礦業(yè)中，尤其是在井下礦產(chǎn)資源開采中應(yīng)用，應(yīng)用總量占地下采礦總產(chǎn)量三分之一左右，隨著礦產(chǎn)資源不斷的開采，這種方法的使用范圍在不斷的拓展。不同的采礦方法在給采礦企業(yè)帶來便利的基礎(chǔ)上，也容易受一些條件的制約，不能更好的發(fā)揮自身作用，這就需要注意采礦技術(shù)條件等問題。

2.采礦技術(shù)條件

礦產(chǎn)資源開采中，需要從環(huán)境條件、技術(shù)設(shè)備條件和技術(shù)管理條件等方面出發(fā)，結(jié)合井下礦產(chǎn)資源實際情況，選擇適合的采礦方法。當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源地表允許塌陷時，可以選用崩落法，如果地表不允許塌陷時，則需要選用空場法或充填采礦方法；礦產(chǎn)資源開采中，其技術(shù)設(shè)備條件和材料供應(yīng)狀況如何，直接影響采礦方法各個過程的使用和工藝過程的實施及采礦設(shè)計的實現(xiàn)。這就需要開采中以實際技術(shù)裝備條件和材料供應(yīng)狀況為依據(jù)進(jìn)行井下采礦方案設(shè)計；技術(shù)管理水平是否與采礦規(guī)定的目標(biāo)一致，也會直接影響采礦方法的實現(xiàn)，一般地方礦山和中小型礦山便是采用相對簡單的技術(shù)和方便的采礦管理方法。

3.礦體分類和質(zhì)量

現(xiàn)在來看，礦產(chǎn)資源主要有以煤鐵為主的黑色礦、以鋅鋁銅為主的有色金屬和以金銀為主的貴金屬等。因三種礦產(chǎn)資源價值不一，開采方法也各異。煤鐵價值低，因此煤礦一般是露天開采，即便埋藏較深需要進(jìn)行井下開采，也僅利用崩落法或空場法，如果用充填法進(jìn)行開采，回采成本較高。而有色金屬和貴金屬性價比相對較高，可以采用充填法進(jìn)行大量開采，以降低礦石損失率和貧化率。

此外，礦體外在的環(huán)境條件和整體指標(biāo)的優(yōu)化也是井下采礦技術(shù)方法合理選擇重要影響因素。

二、井下采礦技術(shù)

1.充填采礦技術(shù)

1.1確保充填材料含水率

因充填材料的主要成分為粗骨料，分析時以骨料為主。據(jù)統(tǒng)計充填材料的含水率、級配標(biāo)準(zhǔn)對填充質(zhì)量有直接影響。一般充填材料制成泥漿前，會先使灌液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)濃度，沙石井壁滲水和耙道頂板涌水。這時證需要煤礦開采企業(yè)填充材料的含水率，雨季含水率為10%～14%，其他季節(jié)的含水率為7%～8%。為了確保含水率，選擇采礦方法時，對材料場及電鏟吃料的深淺度進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)含水率高于標(biāo)準(zhǔn)含水率時，及時用管路閥將多余的水放出；沙石井壁滲水時，用注漿的方式封閉、襯井或開鑿環(huán)形管道排水；耙道頂板涌水時，連接接水盒進(jìn)行分流和分堵，以降低水泥單耗，保證充填體質(zhì)量。

1.2充填材料來源及適用條件

充填材料是來源于地表堆積、掘進(jìn)坑邊、采石場采掘的廢石或冶煉廠的爐渣和選礦廠的尾砂等，實際輸送過程中會采用礦車或其他運輸工具進(jìn)行運輸，也可以借助風(fēng)力和水力進(jìn)行輸送，現(xiàn)在來看，水力運輸應(yīng)用相對較廣。充填采礦法技術(shù)適用于較高回采率和較低貧化率的富礦開采或貴重金屬開采；適用于開采條件和賦有條件較復(fù)雜的礦床開采，即礦體形狀、水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的礦體，埋藏較深的礦體，礦產(chǎn)周圍有自燃危險或井下開采的煤礦等；適用于礦區(qū)圍巖不穩(wěn)固、礦石穩(wěn)固的礦床，利用向下分層充填法或特殊支護(hù)方法對礦床進(jìn)行開采。

2.深部采礦技術(shù)

井下深部礦產(chǎn)開采技術(shù)需要對不同巷道進(jìn)行設(shè)置，對開采地?zé)徇M(jìn)行控制，以確保礦產(chǎn)開采安全。

2.1礦柱設(shè)置。巷道作為礦產(chǎn)資源運輸重要通道，布置合理與否，直接影響礦產(chǎn)資源運輸安全。為保證巷道質(zhì)量，便于維護(hù)回采巷道，有必要采取煤柱護(hù)巷方法。因煤柱大小直接決定巷道位置的深度，依照以往經(jīng)驗設(shè)置煤柱時，最小煤柱應(yīng)不小于礦產(chǎn)埋藏深度的1/10且大于30m。這些煤柱除了對巷道運輸有重要作用外，還可以回收利用。近幾年來，礦產(chǎn)企業(yè)為了盡可能回收煤柱，煤柱設(shè)置中寬度會采用長壁工作面長度，按照正規(guī)長臂工作面進(jìn)行回采。

2.2采空區(qū)內(nèi)巷道設(shè)置。采空區(qū)巷道工作面較寬，巷道兩邊沒有礦柱，采用的是寬工作面掘進(jìn)法，其作為應(yīng)力接觸法能使采出的工作面保留，使巷道處于卸壓拱內(nèi)狀態(tài)，減少應(yīng)力集中而造成的工作面回采動壓。這種寬工作面掘進(jìn)法適用于薄煤層工作面的開采，開才時將巷道設(shè)置在礦矸石被壓實的老采礦區(qū)，老礦區(qū)的受集中支承壓力和采動壓力小，維護(hù)效果相對較好。

2.3長臂多巷道設(shè)置。長臂多巷道設(shè)置，是在傳統(tǒng)長臂單巷道無法滿足掘進(jìn)和高瓦斯工作面通風(fēng)問題而出現(xiàn)的巷道，這種巷道美國和澳大利亞使用的較多，進(jìn)行長臂開采后，在巷道內(nèi)進(jìn)行多巷布置，少則掘進(jìn)三條巷道，多則掘進(jìn)五條巷道。這種多巷道礦產(chǎn)掘進(jìn)量較一般量大，巷道多能為礦產(chǎn)運輸、通風(fēng)、人員流通及材料運輸提供條件，實現(xiàn)高產(chǎn)、高效工作面開采，同時也可以用機(jī)械設(shè)備對巷道中的煤柱進(jìn)行長臂連續(xù)回收。

2.4礦井開采的地?zé)峥刂啤Ｉ顚哟蔚V井開采中，會有地?zé)峄蛲咚钩霈F(xiàn)，一旦出現(xiàn)這種問題，會給井下采礦安全帶來隱患，這就需要對礦井進(jìn)行通風(fēng)處理，然而礦井開采后，地?zé)釙S著開采不斷的使溫度逐漸升高，簡單的通風(fēng)不能使礦井熱量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度，需要在礦井區(qū)或采礦區(qū)安裝空調(diào)以達(dá)到降溫的目的?？照{(diào)安裝時可以采用集中和分散兩種方式，集中式空調(diào)安裝在地面或井底車場，便于礦井運輸和人員流動等；分散式空調(diào)安裝在采礦區(qū)或工作面，便于礦區(qū)開采和工作面開采工作。而分散式空調(diào)雖成本低、安裝使用簡單，但制冷調(diào)溫效用較低，長期使用會增加運行成本，故此現(xiàn)在集中式空調(diào)的使用相對較多。為了更好的降低井下開采溫度，也可以利用非制冷空調(diào)措施，通過改變通風(fēng)系統(tǒng)、增加風(fēng)量、縮短風(fēng)路、隔絕熱源和個體支護(hù)等減少井下開采高溫、高濕環(huán)境，這些措施只能緩解井下溫度，無法從根本上解決井下開采帶來的高溫?zé)岷Α?/p>

結(jié)束語

綜上所述，從井下礦產(chǎn)資源實際出發(fā)，合理應(yīng)用采礦技術(shù)和方法，對降低井下采礦危險指數(shù)，實現(xiàn)企業(yè)效益、環(huán)境效益等有重要作用。文中對常見方法進(jìn)行簡單介紹，對井下充填法技術(shù)和深部采礦技術(shù)進(jìn)行分析，而采礦技術(shù)和方法較多，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，井下采礦技術(shù)還會增多，要求也會隨之增多，采礦企業(yè)為了適應(yīng)不斷變化和發(fā)展的需求，應(yīng)該緊隨時代步伐，對井下采礦技術(shù)和方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。

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