淺析采礦工程中采礦方法的創(chuàng)新與實(shí)踐

樊龍 李新偉

【摘 要】對(duì)于中國(guó)礦產(chǎn)工程的長(zhǎng)期發(fā)展，需要在保護(hù)然資源的基礎(chǔ)上，逐漸加大對(duì)開采技術(shù)的投資力度，以全面地提高中國(guó)礦產(chǎn)資源的利用率。采礦方法的創(chuàng)新是關(guān)鍵的途徑之一，因此加強(qiáng)對(duì)其的研究是非常有必要的，基于此本文分析了采礦工程中采礦方法的相關(guān)方面。

【關(guān)鍵詞】采礦工程；采礦方法；技術(shù)

1、我國(guó)采礦工程的現(xiàn)狀

我國(guó)的礦業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也呈現(xiàn)出一片繁榮發(fā)展的景象，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)礦業(yè)以及原材料能源的加工產(chǎn)值占到了全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值三分之一左右，如果把制造業(yè)考慮進(jìn)去，我國(guó)的礦業(yè)支撐著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量的百分之七十。礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源的范疇，而且其總量是有限的，如果對(duì)礦產(chǎn)資源不合理的進(jìn)行開采和利用會(huì)導(dǎo)致資源快速的耗竭，最終導(dǎo)致國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到資源的制約。據(jù)有關(guān)部門的最新統(tǒng)計(jì)資料顯示，現(xiàn)如今我國(guó)的主要有色金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的保證使用年限分別為：銻4.3年，鉛6.2年，錫6.2年，鋅8.9年，寶目16.3年，銅16.7年。我國(guó)現(xiàn)有的縣級(jí)以上的礦山總共有一千座左右，其中三分之二的礦山已經(jīng)開采到中晚期了，還有一部分已經(jīng)處于枯竭的邊緣。所以在對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理利用的同時(shí)也要對(duì)其開采方法進(jìn)行合理選擇并適時(shí)優(yōu)化，這樣才能更大程度上的提高礦產(chǎn)資源的利用率并延長(zhǎng)利用時(shí)間。

2、采礦方法進(jìn)行創(chuàng)新的必要性

2.1、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)

礦產(chǎn)資源總量多，但人均占有量少。礦產(chǎn)資源總量多但人均少我國(guó)礦產(chǎn)資源總量居世界第3位較大，僅次于美國(guó)和俄羅斯。但由于我國(guó)人口基數(shù)大人均占有量?jī)H居世界第53位。另一方面，礦產(chǎn)儲(chǔ)量分布不均，貧礦偏多。我國(guó)已探明156種礦產(chǎn)但比較豐富的主要要煤、稀土、鎢、鉬等但鉻鐵礦、鉀鹽、金剛石、鉑族金屬等儲(chǔ)量明顯不足。另外，與世界資源大國(guó)相比，我國(guó)中型礦和小型礦偏多，大型礦床偏少。

2.2、礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)手段落后

許多礦山經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)營(yíng)思想嚴(yán)重落后，只是為了短期的經(jīng)濟(jì)利益。采用最原始的采礦方法，例如，手工控礦、車?yán)缈甘降龋に囋O(shè)備落后，加快了礦山貧化率，大大縮短礦山預(yù)期壽命。另外由于開采方法的盲目性，許多亂挖的坑道破壞了礦產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造，更有甚者造成了許多礦產(chǎn)坍塌，對(duì)經(jīng)營(yíng)者的利益和工人的生命安全都造成了危害。

2.3、政策的要求

在2003年的《中國(guó)的礦產(chǎn)資源政策》中曾經(jīng)談到，“堅(jiān)持科技進(jìn)步與創(chuàng)新。實(shí)施科技興國(guó)戰(zhàn)略，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、勘查開發(fā)及綜合利用、礦山環(huán)境污染防治等關(guān)鍵技術(shù)和成果的攻關(guān)和推廣應(yīng)用，加強(qiáng)新能源、新材料技術(shù)和海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)等高新技術(shù)的研究與開發(fā)，加強(qiáng)新理論、新方法、新技術(shù)等基礎(chǔ)研究。提高勞動(dòng)者素質(zhì)，培養(yǎng)一批掌握先進(jìn)科學(xué)理論、有創(chuàng)新能力的礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)科技隊(duì)伍和人才，促進(jìn)礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型、由粗放經(jīng)營(yíng)向集約經(jīng)營(yíng)的轉(zhuǎn)變。”

3、采礦工程中常見的問題

3.1、采礦工程中的技術(shù)問題

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國(guó)的采礦技術(shù)大大提高，但與發(fā)達(dá)國(guó)家及礦產(chǎn)資源豐富的國(guó)家相比仍存在較大的差距。采礦技術(shù)的落后，造成資源浪費(fèi)、安全事故頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，這些問題都是不可避免的。在提倡建立“資源節(jié)約型”和“環(huán)境友好型”社會(huì)，堅(jiān)持生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益同步發(fā)展的前提下，國(guó)家必須高度重視采礦安全，提高采礦技術(shù)，減少安全事故發(fā)生率。雖然，我國(guó)的采礦技術(shù)逐漸提高，且日臻成熟，但是采礦理論知識(shí)與開礦技術(shù)實(shí)際發(fā)展不相適應(yīng)，發(fā)展較為緩慢。在科技日新月異的今天，需要不斷加強(qiáng)理論創(chuàng)新，緊跟采礦技術(shù)的發(fā)展，為采礦技術(shù)提供理論依據(jù)。尤其是在礦產(chǎn)資源分布較為集中的西部山區(qū)，那里生態(tài)環(huán)境脆弱，對(duì)技術(shù)的要求更高，施工工程難度更大。

3.2、采礦工程中的安全問題

眾所周知，采礦技術(shù)操作過程復(fù)雜，難度大，而且還存在很大的安全隱患，不僅需要扎實(shí)的理論知識(shí)，還需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的技術(shù)。一般情況下，礦產(chǎn)資源都是深埋地下，需要地下鉆探，尤其是在西部山區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，受各種客觀條件的制約，對(duì)采礦技術(shù)要求更高。在這樣的環(huán)境中開采礦產(chǎn)資源，需要注意瓦斯爆炸、礦井坍塌、火災(zāi)及透水事故等常見的安全問題，做好安全防范措施，減少事故發(fā)生率和人員傷亡。同時(shí)，采礦也要結(jié)合本地實(shí)際情況，不能毫無節(jié)制地開采資源，而不重視礦工的生命安全。

3.3、采礦過程中的環(huán)境問題

建國(guó)初期，為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，國(guó)家積極開采礦產(chǎn)資源，大力發(fā)展重工業(yè)。但在開礦的過程中，采用比較粗放的開采方式，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且還破壞了自然環(huán)境，三年自然災(zāi)害就是對(duì)人們不重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)的懲罰。雖然，現(xiàn)在人們逐漸意識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性，也重視采礦工程中的環(huán)境保護(hù)，但也會(huì)造成一定程度上的環(huán)境破壞，特別是在資源豐富，環(huán)境脆弱的西部地區(qū)，更要重視環(huán)境保護(hù)。

4、選擇采礦方法時(shí)必須要考慮的幾點(diǎn)

4.1、安全性

安全性是最重要的，同時(shí)也是每個(gè)行業(yè)都需要考慮的因素。選擇的采礦方法，不但要確保工作人員在開采過程中的安全性，還必須保證在發(fā)生災(zāi)害和事故的情況下，工作人員能夠迅速的撤離危險(xiǎn)區(qū)域。除此之外，還要使坑內(nèi)和安全范圍之內(nèi)的設(shè)施設(shè)備、建筑物盡量少受到損壞。

4.2、高效率性

在選擇開采方法的時(shí)候，還必須選擇采集效率比較高的方法，為企業(yè)獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如果開采的效率過于慢，那么就會(huì)降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加企業(yè)的成本。所以，必須選擇開采效率高的方法。

4.3、易操作性

此外還要選擇簡(jiǎn)單、方便、容易操作的開采方法，如果開采的方法過于復(fù)雜，或者工作人員不能很好的掌握，那么就不利于施工和生產(chǎn)。同時(shí)，也會(huì)給采礦企業(yè)帶來一些經(jīng)濟(jì)損失。

4.4、靈活性

這里說的靈活性，指的是一旦開采的環(huán)境和條件發(fā)生了變化，可以通過改變施工的方法，很好的適應(yīng)開采的環(huán)境。在選擇開采方法的時(shí)候，必須要注意這一點(diǎn)。

1、采礦方法的創(chuàng)新與實(shí)踐

4.1、空?qǐng)霾傻V方法

該種采礦方法是中國(guó)開采史以來，應(yīng)用最早且技術(shù)較為成熟的一種方法。在眾多文獻(xiàn)中，對(duì)于這種方法的介紹不盡相同，有的認(rèn)為是除了留礦采礦法之外的自然支護(hù)采礦方法中的所有方法，也有的認(rèn)為它包括了自然支護(hù)采礦方法中的所有采礦方法，甚至是有些文獻(xiàn)中認(rèn)為，它僅僅只是代表了階段礦房采礦方法與橫撐支柱采礦方法，或僅指代全面法采礦及房柱采礦方法。雖然人們對(duì)于這種采礦方法的定義有所差異，但是，這種采礦方法的實(shí)施主要就是靠圍巖本身的穩(wěn)定性與礦柱的支撐能力，以維護(hù)在回采過程中可能形成的采空區(qū)，一般都是用支架或開采出來的礦石作為輔助與臨時(shí)支護(hù)，因此，這種采礦方法的有效運(yùn)用對(duì)圍巖與礦石的穩(wěn)固性要求較高，在中國(guó)的有色金屬、化工礦石中應(yīng)用比較廣泛。同時(shí)，空?qǐng)霾傻V方法最明顯的優(yōu)點(diǎn)是其使用成本很低，生產(chǎn)能力卻很高，且采準(zhǔn)時(shí)間也比較短，因此施工人員在有效運(yùn)用這種采礦方法的同時(shí)，也對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母镄拢瑥亩蛊湓谝恍┑V巖較破碎的礦體中也能得到有效運(yùn)用，拓寬了其應(yīng)用范圍。如在中國(guó)云南鶴慶有一個(gè)錳礦，屬于那種緩傾斜中的厚礦體且采場(chǎng)頂板也不夠穩(wěn)固的礦山，從而增加了錳礦資源的開采難度。因此，該地為了有效提高錳礦資源的開采率，以推動(dòng)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)過三年研究與探討，在礦區(qū)實(shí)施了人工柱錨桿房柱法的試驗(yàn)研究。在這種采礦方法中，采用片石砌筑的人工礦柱取代了礦石礦柱，而在回采過程中，則用超硬的普通水泥卷錨桿加掛10m～20m的鐵絲網(wǎng)對(duì)采場(chǎng)頂板進(jìn)行固定，從而大大地改善了采場(chǎng)的作用條件與安全性能，并將礦塊的回踩率提升至92.74%，極大地提高了礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，空?qǐng)霾傻V法在實(shí)踐中的創(chuàng)新發(fā)展，不僅提高了支護(hù)手段，擴(kuò)大了與充填法同時(shí)使用的范圍，而且從整體上提高了礦產(chǎn)工程的生產(chǎn)效率。

4.2、深井采礦技術(shù)

如今，人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的開采力度日益加劇，表層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被開發(fā)殆盡，從而致使礦產(chǎn)工程逐漸朝著縱深的方向發(fā)展，并對(duì)深井采礦技術(shù)提出了更高的要求。在中國(guó)，一般將垂直深度超過了800m的低下開采定位深部開采，相較于地面開采來說，其開采難度要大得多。首先，低下開采的環(huán)境惡劣，隨著開采深度的增加，其低壓與溫度也逐漸地增加；其次，在開采技術(shù)方面所面臨的困難較多，如礦山排水、通風(fēng)、開采設(shè)備的選擇等。然而，由于中國(guó)深井開采技術(shù)的發(fā)展與研究起步都比較晚，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此，在“九五”期間，中國(guó)就將有效解決深井開采所面臨的困境作為了國(guó)家的攻關(guān)課題，并開展了專題研究。

總之，人類對(duì)礦產(chǎn)資源的需求不斷增加，在這種強(qiáng)大的壓力下，并且依照我國(guó)的國(guó)情來看，我國(guó)的礦產(chǎn)工程必須要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代的步伐，走在世界的前沿，要采用更先進(jìn)的技術(shù)多有限的資源開發(fā)和利用，從而促進(jìn)采礦行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]田端信.淺析采礦工程中采礦方法的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].科技與企業(yè)，2013，22：261.

[2]韓峰江.淺析采礦工程中采礦方法的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].能源與節(jié)能，2014，08：16-17+26.

[3]張鶴松.淺析采礦工程中采礦方法的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].黑龍江科技信息，2013，10：78.