現(xiàn)代化工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用分析

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工程機(jī)械化水平在不斷提高。當(dāng)前越來越多的現(xiàn)代化工藝技術(shù)應(yīng)用在采礦工程中，這就無形中提高了采礦工藝的技術(shù)化水平，也促進(jìn)了礦井的安全生產(chǎn)。文章論述采礦工程中應(yīng)用的現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)和在采礦工程中應(yīng)用現(xiàn)代化工藝技術(shù)需要注意的事項(xiàng)，闡述了采礦工程中應(yīng)用綠色開采工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化工藝技術(shù)；采礦工程；綠色開采工藝；采礦業(yè)；礦產(chǎn)資源 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD823 文章編號：1009-2374（2017）04-0156-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.079

當(dāng)前我國的采礦業(yè)與歐美其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的采礦工藝設(shè)備相對落后，對于礦產(chǎn)資源的利用率及開采率均較低，難以適應(yīng)社會的實(shí)際需求。因此，提高礦產(chǎn)資源開采率、促進(jìn)采礦工程的現(xiàn)代化進(jìn)程、改善開采環(huán)境對于促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)水平的提高尤為重要。

1 當(dāng)前時(shí)期采礦工程中工藝技術(shù)的應(yīng)用前提

在當(dāng)前形勢下，各個(gè)領(lǐng)域都滲透可持續(xù)發(fā)展、綠色生態(tài)、低碳節(jié)能、環(huán)保等的思想意識。鑒于此，當(dāng)前的采礦工程在應(yīng)用現(xiàn)代化工藝技術(shù)的時(shí)候，需要堅(jiān)持綠色、低碳、環(huán)保的原則。針對采礦企業(yè)而言，只有有效地統(tǒng)一環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用生態(tài)、環(huán)保、綠色、高效的采礦技術(shù)實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)以及解決采礦過程中面臨的一系列環(huán)境問題，才可以實(shí)現(xiàn)自身核心競爭力的增強(qiáng)，才可以占據(jù)競爭中的優(yōu)勢地位。為此，在采礦工程當(dāng)中選擇和應(yīng)用綠色采礦技術(shù)有著非常關(guān)鍵的作用和價(jià)值，這不但能夠有效地保障采礦工程的順利進(jìn)行，而且也為我國采礦業(yè)以后的發(fā)展指明了方向。

2 采礦的現(xiàn)狀

2.1 采礦業(yè)的發(fā)展

礦產(chǎn)資源的開采勢必會造成礦產(chǎn)資源枯竭、礦產(chǎn)資源質(zhì)量變差，使得開采條件越來越差，而礦產(chǎn)資源變得稀少，價(jià)格也會隨之升高，開采的成本也會升高，但采出的礦產(chǎn)質(zhì)量差造成礦產(chǎn)貧化，從而影響了采礦的效率、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，因此其會嚴(yán)重影響到采礦業(yè)的發(fā)展。

2.2 采礦設(shè)備和采礦人員

在采礦作業(yè)中的設(shè)備和工作人員會根據(jù)采礦工作的進(jìn)度和地點(diǎn)進(jìn)行遷移。在開采礦產(chǎn)資源時(shí)要進(jìn)行挖掘開采的路線和巷道的確定，并且要做好采礦前的準(zhǔn)備工作，這樣才能順利地進(jìn)行回采工作。這三者的關(guān)系必須相輔相成，這樣才能保證采礦工作順利進(jìn)行。如果沒有做到相互協(xié)調(diào)，那么將會導(dǎo)致礦產(chǎn)資源減少和采礦失調(diào)等現(xiàn)象。

3 采礦工程中應(yīng)用的一些現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)

3.1 應(yīng)用空場采礦工藝技術(shù)

當(dāng)今應(yīng)用最為普遍的一種采礦技術(shù)是空場采礦技術(shù)，這種技術(shù)劃分礦區(qū)為礦房和礦柱這兩個(gè)部分，在開采的過程中，首先開采礦房當(dāng)中的礦產(chǎn)資源，再對礦柱當(dāng)中的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采。在應(yīng)用實(shí)踐當(dāng)中，礦房的回采支撐是礦柱，開采借助敞空的形式。礦柱的開采是通過工具的支撐，從而保障整個(gè)開采過程當(dāng)中礦房不會出現(xiàn)比較大的改變。從整體上來講，空場采礦技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的開采率。

3.2 應(yīng)用充填采礦工藝技術(shù)

充填采礦技術(shù)是在回采工作面前進(jìn)的時(shí)候，借助填充材料一一地填補(bǔ)采空區(qū)，保障采空區(qū)的支撐強(qiáng)度可以滿足安全生產(chǎn)的要求。在特殊的情況下，為了確保采空區(qū)圍巖的支撐強(qiáng)度，還能夠結(jié)合應(yīng)用填充材料和支架，其中向下分層充填法是比較普遍的充填采礦技術(shù)。應(yīng)用充填采礦技術(shù)能夠使回采的有效性大大提升，使礦產(chǎn)安全事故的出現(xiàn)率降低，從而有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 應(yīng)用巖體加固工藝技術(shù)

在采礦工程當(dāng)中，因?yàn)闅夂?、機(jī)械裝置、地質(zhì)狀況等一系列要素的制約，采礦區(qū)附近的巖體會發(fā)生一些不穩(wěn)定的現(xiàn)象，如果要確保正常地進(jìn)行開采事項(xiàng)，那么就要求借助錨索工具加固處理采礦區(qū)不穩(wěn)定的圍巖、頂板、溜井等位置，這種技術(shù)被叫做巖體加固技術(shù)。在開采實(shí)踐當(dāng)中，一般會結(jié)合應(yīng)用巖體加固技術(shù)跟充填采礦技術(shù)、空場采礦技術(shù)，進(jìn)而確保采礦的安全性。在加固巖體的過程中，比較廣泛地應(yīng)用注漿法與支柱法，這種方法能夠非常有效地加固礦場當(dāng)中的破碎巖體和流砂。

3.4 應(yīng)用崩落采礦工藝技術(shù)

崩落采礦技術(shù)是崩落礦洞當(dāng)中的危險(xiǎn)巖，進(jìn)而使頂層崩塌的危險(xiǎn)性減小，為開采礦產(chǎn)創(chuàng)設(shè)安全的施工環(huán)境。崩落采礦技術(shù)有兩種：一是無底柱分段崩落法；二是有底柱分段崩落法。有底柱分段崩落法的應(yīng)用需要科學(xué)地設(shè)計(jì)漏斗間距、分段水平斷面尺寸、階段高度、底柱高度、分段高度等一系列的參數(shù)。例如底柱高度主要是受到礦巷道的形式和礦石的穩(wěn)定性的影響，如果借助漏斗底的構(gòu)造，那么每個(gè)階段下分段底柱高度是11～13m，而上分段底柱高度是5～7m，進(jìn)而使階段輸送和耙礦間的互相影響消除。無底柱分段崩落采礦技術(shù)具備較高的機(jī)械化水平，能夠節(jié)省大量的人力，并且回采巷道上面分段臨時(shí)底柱取消，這種技術(shù)具備非常普遍的應(yīng)用范圍。

3.5 應(yīng)用溶浸采礦工藝技術(shù)

在化學(xué)開采技術(shù)當(dāng)中，溶浸采礦技術(shù)是其中的一種，這種技術(shù)是結(jié)合勘探地質(zhì)的結(jié)果進(jìn)一步地探究開采礦產(chǎn)的物理特性和化學(xué)特性，根據(jù)化學(xué)特性選用適宜的溶浸液，再向礦層當(dāng)中進(jìn)行灌注，從而跟目標(biāo)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以使需要開采的礦物從固體形式向液體形式轉(zhuǎn)化，進(jìn)而有效地開發(fā)礦產(chǎn)資源。溶浸采礦技術(shù)有著較高的開采率和安全性，跟當(dāng)前環(huán)保節(jié)能的生產(chǎn)需要相符合，為此有著理想的發(fā)展前景。

4 在采礦工程中應(yīng)用現(xiàn)代化工藝技術(shù)需要注意的事項(xiàng)

將空場采礦技術(shù)應(yīng)用于采礦工程中的時(shí)候，針對采空區(qū)的出現(xiàn)，我們不可以急躁處理，而是需要穩(wěn)定礦石和圍巖。針對崩落采礦技術(shù)的應(yīng)用來講，這種技術(shù)通常在允許塌陷的地表礦體以及比較容易崩落的圍巖中應(yīng)用，且結(jié)合實(shí)際的要求有目的性地實(shí)施回采策略。在應(yīng)用充填采礦技術(shù)的過程中，需要根據(jù)回采工作面的推進(jìn)方向以及礦塊構(gòu)造，應(yīng)用充填采礦方法（膠結(jié)、干式、向下層的、向上層的、單層的、水力等）。應(yīng)用溶浸采礦技術(shù)的時(shí)候，務(wù)必關(guān)注各種浸出地點(diǎn)以及浸出方式，有目的性地確定是由原地或者是原地破碎之后，還是由地表浸出的方式。另外，在采礦工程中，巖體加固技術(shù)非常重要，也是確保生產(chǎn)安全性的關(guān)鍵所在，為此務(wù)必引起足夠的關(guān)注。在采礦工程中，無論應(yīng)用哪一種采礦技術(shù)，務(wù)必在保障安全性的基礎(chǔ)上開展以及在保障安全性的前提條件下盡量有效地應(yīng)用采礦技術(shù)，遵循生態(tài)綠色觀念與環(huán)保低碳意識，特別是重視其對環(huán)境導(dǎo)致的影響，注重采礦技術(shù)應(yīng)用的合理性、科學(xué)性、高效性，從而大大地提高采礦工程的作業(yè)質(zhì)量，最終奠定實(shí)現(xiàn)理想經(jīng)濟(jì)效益的良好基礎(chǔ)。

5 采礦工程中現(xiàn)代化工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢

在不斷發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)與科技影響下，綠色采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用是我國采礦領(lǐng)域發(fā)展的一種必然的趨勢。當(dāng)今，在采礦工程中應(yīng)用比較多的綠色開采技術(shù)是煤炭地下氣化技術(shù)、瓦斯和煤共采技術(shù)、保水開采技術(shù)、潔凈煤技術(shù)、三下采煤和減沉技術(shù)等，事實(shí)表明，在一部分規(guī)模較大的采礦工程中普遍應(yīng)用綠色開采技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的效果，然而也存在亟需完善之處。為此，為了推動我國采礦事業(yè)的良好發(fā)展，需要不斷優(yōu)化和完善綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而有助于我國對礦產(chǎn)資源進(jìn)行更加有效地開采以及推動采礦事業(yè)的良好發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)的增長。與此同時(shí)，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用缺少完善的法律法規(guī)支持，為此我國的相關(guān)部門需要制定有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策和法律政策，加速引進(jìn)國際先進(jìn)綠色裝置與技術(shù)以及吸收現(xiàn)代化的人才，注重培訓(xùn)固有的人才，從而保障普遍地應(yīng)用綠色開采技術(shù)，最終促進(jìn)我國采礦事業(yè)的穩(wěn)定和健康發(fā)展。

6 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠顯著改善工作的安全性，提高開采效率和質(zhì)量，推動礦業(yè)的穩(wěn)定與持續(xù)化發(fā)展。在新的時(shí)代背景下，礦山采礦工作應(yīng)當(dāng)結(jié)合安全與環(huán)保理念，積極開發(fā)綠色開采技術(shù)，在提高礦產(chǎn)開采經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高采礦帶來的環(huán)境與社會效益，大力應(yīng)用現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)，提升采礦效率。本文重點(diǎn)分析現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

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作者簡介：程召利（1972-），男，山東鄒城人，兗煤礦業(yè)工程有限公司技術(shù)主管，助理工程師，研究方向：采煤安全管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）