淺析采礦工程中開采方法的有效選擇

王書陽(yáng)

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作也越來越受到了人們的重視，而在我國(guó)的煤礦開采工程中，卻也面臨著諸多的環(huán)境問題，如土地資源遭到嚴(yán)重破壞、水資源受到破壞以及大氣受到嚴(yán)重的污染等，因此為了有效地解決這些環(huán)境問題，本文分別就開采方法優(yōu)選的重要意義、采礦方法、采礦引起的環(huán)境問題以及綠色開采技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：采礦工程；開采方法；開采技術(shù)

中圖分類號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、開采方法優(yōu)選的重要意義

我們?cè)诶么笞匀坏耐瑫r(shí)也在無形中改變了它，這就造成了生態(tài)平衡的破壞。我們不能只看眼前利益，盲目的利用自然資源，而是要提前預(yù)防自然資源的過度使用和浪費(fèi)。而礦產(chǎn)資源是不可再生的，它不能夠被循環(huán)利用，所以對(duì)于采礦方法的選擇是非常重要的。采礦工程中開采方法的選擇直接決定了工程的質(zhì)量和安全指數(shù)，也會(huì)間接地影響施工的效率，選擇正確的開采方法是進(jìn)行采礦工程的第一步驟，所以對(duì)于選擇方法的探析是具有重大意義的。我國(guó)傳統(tǒng)的對(duì)于采礦方法的選擇過程一般包括初選,技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和綜合分析三個(gè)階段,再對(duì)比后選擇最優(yōu)方案。由于在考慮過程中涉及到的因素具有不確定性,一些經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)沒有統(tǒng)一規(guī)定,甚至某些技術(shù)因素不能定量比較,而設(shè)計(jì)者又具有個(gè)人主觀性,使選得的最終方案未必是客觀的。

二、采礦方法的分析

現(xiàn)如今，采礦的方法已超過了100多種，像空?qǐng)霾傻V法、崩落采礦法以及充填采礦法都是當(dāng)下最為流行的三種方式。但是，如果采礦的方法在運(yùn)用過程中，運(yùn)用不當(dāng)就會(huì)致使意想不到的危險(xiǎn)出現(xiàn)，以下是對(duì)其采礦方法的分析：

1、由于其礦體勘探的程度比較低對(duì)其埋藏規(guī)模以及情況沒有非常清楚的了解，便錯(cuò)誤的對(duì)其采礦場(chǎng)的采準(zhǔn)工程進(jìn)行了規(guī)劃、布置，同時(shí)對(duì)于采準(zhǔn)的工程還存在著欠缺、滯后的等原因因素，為礦體的開采帶來非常大的難度與不便，而且使其開采作業(yè)的危險(xiǎn)性也逐步增加。

2、在開采作業(yè)過程中，由于其采礦的方法以及施工順序不當(dāng)，不但會(huì)引起地壓增大、片幫、冒頂?shù)陌踩[患以及危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)。而且也會(huì)使復(fù)雜的安全生產(chǎn)條件、不合適的開采工藝以及頂板管理不當(dāng)?shù)鹊那闆r出現(xiàn)，嚴(yán)重的情況下還會(huì)直接導(dǎo)致各種危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

3、由于其不合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)以及回采順序，使得其地壓在開采過程中增大、采場(chǎng)的頂板出現(xiàn)片幫、冒落、變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)茐幕夭上锏馈?/p>

4、由于其回采工作面的聯(lián)絡(luò)巷與人行通風(fēng)天井沒有貫通，使得采礦人員在進(jìn)入回采工作面時(shí)，只能選擇從出礦口進(jìn)入，這就間接地增大了采礦人員的生命安全隱患。

5、由于其天井與上部中段平巷的不貫通，使其通風(fēng)條件變得不暢通，從而導(dǎo)致了新鮮的風(fēng)流無法進(jìn)入采場(chǎng)場(chǎng)的情況出現(xiàn)，使得采礦人員易導(dǎo)致炮煙中毒的幾率增大。

6、由于采場(chǎng)作業(yè)在出礦中或者出礦口出礦，使其出現(xiàn)礦石懸空后進(jìn)入或跌落的幾率增大，導(dǎo)致其采礦人員陷入礦石流中的情況發(fā)生，從而致使人員傷亡事故的出現(xiàn)。

三、煤礦開采技術(shù)方法的運(yùn)用途徑

1、硬頂板控制技術(shù)

此項(xiàng)開采技術(shù)是一項(xiàng)立足于對(duì)低壓水平較小，且埋深深度較淺硬頂板、厚頂板煤層的開采控制技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的核心在于：通過面向巖層結(jié)構(gòu)實(shí)施傾斜深孔爆破技術(shù)、或者是定向水力壓裂技術(shù)的方式，對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)的處理，確保這部分較淺硬頂板、厚頂板能夠在既定的時(shí)間范圍內(nèi)達(dá)到冒落的標(biāo)準(zhǔn)，從而確保頂板煤層回收率的額可靠性。與此同時(shí)，由于基本頂能夠按照一定的步距進(jìn)行跨落，因此還對(duì)于提高綜采工作面的安全性而言有重要的價(jià)值。

2、硬厚頂煤控制技術(shù)

此項(xiàng)開采技術(shù)是一項(xiàng)立足于對(duì)支撐壓力水平較低，埋深深度較淺硬質(zhì)頂煤的開采控制技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的核心在于：通過對(duì)高壓注水壓裂技術(shù)、以及深孔預(yù)爆破技術(shù)的綜合應(yīng)用，確保頂煤媒體能夠滿足“隨采隨冒”開采標(biāo)準(zhǔn)，避免頂煤回收率過低導(dǎo)致開采不徹底的問題產(chǎn)生。

3、綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)立足于對(duì)冒放性水平較差頂煤的破碎以及頂板控制技術(shù)。通過與液壓支架設(shè)備的綜合應(yīng)用，使得回采工藝能夠得到顯著的提升，避免放煤時(shí)間過長(zhǎng)，同時(shí)可提高綜采工作面的推進(jìn)水平。同時(shí)，綜合對(duì)煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)（可滿足寬度在5.0-5.5 m以內(nèi)寬度煤巷工作面的應(yīng)用需求）的實(shí)踐，還能夠確保綜采工作面配套設(shè)備運(yùn)行效率得到有效的提升。

4、傾斜煤層長(zhǎng)壁開采技術(shù)

針對(duì)不同厚度的傾斜煤層而言，在煤礦開采技術(shù)方法的應(yīng)用方面還存在一定的差異性。以厚煤層為例，研究的重點(diǎn)表現(xiàn)在對(duì)連桿變形的加固，以及對(duì)支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的改善方面，在一次全采后大采高長(zhǎng)壁綜采技術(shù)的實(shí)踐方面，重視對(duì)頂梁焊縫質(zhì)量的控制，以及對(duì)支架防滑控制技術(shù)的研究，提高其高產(chǎn)高效的水平。而以薄煤層為例，研究的重點(diǎn)在體現(xiàn)在對(duì)刨煤機(jī)大功率、小體積的研究，以及對(duì)長(zhǎng)壁開采技術(shù)的研發(fā)這兩個(gè)方面。兩者相互配套，依賴于對(duì)綜采液壓支架的研發(fā)與應(yīng)用，提高長(zhǎng)壁開采的綜合質(zhì)量與水平。

四、綠色開采技術(shù)

1、煤炭與瓦斯共采技術(shù)

瓦斯屬于一類溫室氣體，它也是一類情節(jié)能源，而有時(shí)它更是導(dǎo)致礦井重大安全事故的根源。所以對(duì)于瓦斯氣體，我們應(yīng)盡可能的將其資源化，建議采取以下幾個(gè)技術(shù)對(duì)策：

首先是采集之前的抽采技術(shù)，在開采煤炭之前，如果能夠有效地將瓦斯氣體從煤層中抽出，那么就能夠充分的提升煤炭開采過程中的安全性。然而，我國(guó)采礦工程中的媒體的透氣性都不高，所以采用抽采技術(shù)還是面臨著一定的技術(shù)難題的；第二，就是煤炭與瓦斯共采技術(shù)，在開采煤炭完成后，圍巖的壓力會(huì)大大降低，因此在采空區(qū)就是釋放出大量的瓦斯氣體，這正是抽采瓦斯的最好時(shí)機(jī)，也就是我們所說的煤炭與瓦斯的共采技術(shù)，在關(guān)鍵層的控制理論中，當(dāng)其斷開后就會(huì)形成O 形通道理論，所以在抽采瓦斯氣體的過程中，還能夠指導(dǎo)鉆孔布置的施工作業(yè)；第三，在廢棄的礦井中抽采瓦斯氣體，在廢棄礦井的煤層中是含有大量的瓦斯的，我們便可以利用巖體內(nèi)裂隙場(chǎng)的分布情況將瓦斯氣體抽出。

2、矸石的處理

在我國(guó)的大量的采礦工程中，每一年的矸石排出量最少都要有5億噸，不但嚴(yán)重的影響的我國(guó)的地形地貌，同時(shí)由于其自燃現(xiàn)象的時(shí)有發(fā)生，還會(huì)導(dǎo)致大氣污染，對(duì)我國(guó)的環(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重的影響。而假如原來就堆積的矸石又沒有得到及時(shí)的處理，那么矸石的含量就會(huì)越積越多，因此，各地政府應(yīng)建立相關(guān)的激勵(lì)政策，而各個(gè)企業(yè)也應(yīng)積極的研發(fā)新技術(shù)，從而妥善的處理矸石的堆積問題。在綠色開采技術(shù)的要求下，應(yīng)盡可能的少排出矸石，所以就要優(yōu)化巷道的布置，少開掘巖石巷，建議多開煤巷，而這一問題又是與煤巷的維護(hù)技術(shù)緊密相關(guān)的。隨著我國(guó)采礦工程的不斷深入，就會(huì)不得不多開一些掘巖石巷，所以要想處理好矸石的排放問題還是有一定難度的，并且對(duì)于成分不同的矸石還應(yīng)選擇不同的處理方法。

3、保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)與防止?jié)⑺夹g(shù)是有著明顯的區(qū)別的，防止?jié)⑺夹g(shù)更注重操作的安全性，而保水開采技術(shù)則更注重開采前后的巖層的地質(zhì)水文條件的變化情況。在一些地區(qū)進(jìn)行完采集活動(dòng)后，會(huì)形成所謂的地下漏斗，隨著降雨的不斷增加，下降漏斗就會(huì)慢慢消失，巖層的隔水性能是較好的；而在某一些地區(qū)開采煤炭后，會(huì)形成水洼，還可以在湖、河、海下進(jìn)行開采活動(dòng)，這對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件的影響就不大；當(dāng)然也有很多區(qū)域在進(jìn)行完開采活動(dòng)后，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，甚至還會(huì)流失大量的地下水。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在采礦工程中重視開采方法的選擇是具有重大意義的，進(jìn)行開采方法的優(yōu)選不僅可以降低開采的成本，而且可以保證開采的安全性，還可以提升開采人員對(duì)于開采部門的信任程度，進(jìn)而提升部門的形象以及企業(yè)的效益。另外，在開采方法的選擇過程中，要實(shí)事求是，不能人為的改變。相關(guān)人員要加強(qiáng)監(jiān)督的力度，避免不必要的浪費(fèi)，并且要對(duì)開采單位進(jìn)行必要的教育，避免不規(guī)范的開采操作。

參考文獻(xiàn)

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