井下采礦技術(shù)和井下采礦的發(fā)展形勢(shì)論述

饒 迪

（貴州永風(fēng)礦山科技服務(wù)有限公司，貴州 遵義 564599）

1 井下采礦技術(shù)特點(diǎn)分析

與露天采礦相比，井下采礦環(huán)境復(fù)雜，存在較多不可控因素，采礦難度大，對(duì)技術(shù)要求高，同時(shí)采礦安全系數(shù)與采礦效率也較低。在進(jìn)行井下采礦作業(yè)時(shí)，為保障人員、設(shè)備與礦產(chǎn)資源安全，需對(duì)井下采礦技術(shù)進(jìn)行深層次開(kāi)發(fā)，以期實(shí)現(xiàn)完善性、安全性較高的井下采礦技術(shù)，保障井下采礦作業(yè)安全順利進(jìn)行。同時(shí)，井下采礦技術(shù)更新速度快，尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)全面革新的背景下，礦產(chǎn)行業(yè)所在市場(chǎng)環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)壓力增大，為提升礦采開(kāi)采質(zhì)量，降低采礦施工對(duì)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)造成的負(fù)面影響，產(chǎn)企業(yè)必須不斷更新、優(yōu)化采礦技術(shù)，引進(jìn)現(xiàn)代高科技技術(shù)，提升井下采礦技術(shù)水平[1]。此外，井下環(huán)境不同，所適用的采礦技術(shù)也有所不同，因此與露天采礦作業(yè)相比，井下采礦技術(shù)種類(lèi)更多，在實(shí)際采礦作業(yè)中，采礦人員可結(jié)合具體的環(huán)境特點(diǎn)與作業(yè)要求合理選擇相應(yīng)采礦技術(shù)，保障井下采礦質(zhì)量與效率。

現(xiàn)階段，我國(guó)應(yīng)用最多的井下采礦技術(shù)主要有以下幾項(xiàng)：一是放頂煤技術(shù)。在井下采礦作業(yè)中，放頂煤技術(shù)有一定的適用范圍，在傾斜角較小的環(huán)境中合理應(yīng)用放頂煤技術(shù)，可在一定程度上增強(qiáng)作業(yè)面的穩(wěn)定性，保障采礦安全與礦產(chǎn)資源質(zhì)量[2]。與其他采礦技術(shù)相比，放頂煤技術(shù)操作相對(duì)簡(jiǎn)單易行，且具有成本低、效率高等特點(diǎn)。二是炮采技術(shù)。炮采技術(shù)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展后已相對(duì)成熟，符合井下采礦的各項(xiàng)工作，但該項(xiàng)技術(shù)所受影響因素較多，因此目前只能用在走向單一的長(zhǎng)壁采礦作業(yè)面中。三是傾斜分層采礦技術(shù)。傾斜分層采礦技術(shù)十分適用于采掘背景復(fù)雜的井下采礦作業(yè)，利用該技術(shù)可與井下圍巖形成一個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效防止工作面坍塌，確保人員設(shè)備安全[3]?，F(xiàn)階段，傾斜分層采礦技術(shù)應(yīng)用的較為廣泛。

2 井下采礦技術(shù)應(yīng)用

（1）井下填充技術(shù)。在井下采礦作業(yè)中，井下填充技術(shù)是重要內(nèi)容，尤其是近年來(lái)，井下填充技術(shù)更是在井下礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)中得到了重要應(yīng)用。目前，井下填充技術(shù)主要包括干式填充、碎石水泥漿膠結(jié)等技術(shù)[4]。但是隨著市場(chǎng)環(huán)境的不斷發(fā)展，這些技術(shù)也有了一定的落后性，在具體的礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)中，應(yīng)加大對(duì)現(xiàn)代材料的整合應(yīng)用，以此優(yōu)化井下采礦技術(shù)環(huán)境，保障人員、設(shè)備與礦產(chǎn)資源安全。

（2）深井開(kāi)采技術(shù)。合理應(yīng)用深井開(kāi)采技術(shù)，可有效促進(jìn)礦產(chǎn)開(kāi)采深度增加，提高礦產(chǎn)開(kāi)采量。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與露天采礦作業(yè)相比，井下采礦需要面臨壓力、溫度、濕度等各項(xiàng)條件的復(fù)雜變化，不可控因素較多，開(kāi)采難度也更大。為有效克服各項(xiàng)外在條件限制，消除環(huán)境對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程、開(kāi)采結(jié)果的影響，礦產(chǎn)開(kāi)采人員可將HEMS技術(shù)合理應(yīng)用于深井開(kāi)采作業(yè)中，以此保障人員設(shè)備安全，提高礦產(chǎn)開(kāi)采質(zhì)量與開(kāi)采效率。所謂的HEMS技術(shù)指的是一種降溫?fù)Q熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效控制深井開(kāi)采中的熱害，在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，利用該系統(tǒng)提取礦井涌水中的冷量，并促進(jìn)冷量與礦產(chǎn)開(kāi)采面上的高溫空氣進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到深井降溫的目的，為礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)創(chuàng)造出一個(gè)有利的溫度條件。在該系統(tǒng)中，水體是主要的循環(huán)介質(zhì)，在此介質(zhì)的循環(huán)作用下，工作面的溫度可降低5度左右，即工作面溫度被控制在29度左右，同時(shí)濕度也有所降低，這對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的[5]。

（3）三下技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，施工人員需根據(jù)深井巖層、深井土質(zhì)等實(shí)際環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制定完善的礦采開(kāi)采方案，同時(shí)針對(duì)深井巖層中存在的空缺，利用填補(bǔ)法將其填平，防止在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)塌陷事故。另外，為保障工程安全，需組織礦產(chǎn)開(kāi)采人員對(duì)深井巖層表面進(jìn)行加固與重建，以保證井上建筑物的安全性與穩(wěn)定性。另外，在進(jìn)行井下采礦作業(yè)時(shí)，地下水、巖層結(jié)構(gòu)等都會(huì)影響采礦作業(yè)的安全性，因此在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)采時(shí)需對(duì)開(kāi)采作業(yè)面一定范圍內(nèi)的水體進(jìn)行處理，避免的開(kāi)采過(guò)程中造成水體流失問(wèn)題。

（4）井下支護(hù)技術(shù)。就礦產(chǎn)資源井下開(kāi)采作業(yè)而言，支護(hù)工程是不可少的。因?yàn)榫颅h(huán)境復(fù)雜、不可控因素多，同時(shí)巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，所以施工人員需合理應(yīng)用井下支護(hù)技術(shù)保障礦產(chǎn)開(kāi)采的安全性。而為保障技術(shù)應(yīng)用效果，在應(yīng)用井下支護(hù)技術(shù)時(shí)，施工人員首先需通過(guò)全面的地質(zhì)勘查，掌握開(kāi)采區(qū)域及周邊環(huán)境的水文地質(zhì)情況，在此基礎(chǔ)上合理選擇支護(hù)技術(shù)開(kāi)展井下支護(hù)施工。在井下礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)中，常用的井下支護(hù)技術(shù)為錨桿桁架，該項(xiàng)技術(shù)中包含了兩個(gè)漲殼式錨桿與鋼桿，安全性較高且適用范圍較廣。

3 井下采礦的發(fā)展形勢(shì)分析

在社會(huì)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，礦產(chǎn)資源扮演著重要角色，尤其是在社會(huì)各行業(yè)快速發(fā)展的今天，社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量空前增加，因此，采礦行業(yè)仍舊有一個(gè)廣闊的發(fā)展前景。那么，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步，行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的未來(lái)，井下采礦發(fā)展形勢(shì)如何呢？具體分析如下。首先，需求帶動(dòng)市場(chǎng)、市場(chǎng)帶動(dòng)企業(yè)發(fā)展，在礦產(chǎn)資源需求量日益增加的背景下，各礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)架必定會(huì)不斷革新開(kāi)采技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)的、大型化的開(kāi)采設(shè)備以促進(jìn)礦產(chǎn)開(kāi)采量的增加。因此可以斷言，未來(lái)，井下采礦將向著大型化革新。而井下采礦的大型化主要表現(xiàn)在采礦設(shè)備方面。在新的發(fā)展背景下，采礦企業(yè)需保證鉆井機(jī)械設(shè)備滿(mǎn)足規(guī)模化需求，促使鑿巖機(jī)性能質(zhì)量提升，從而促進(jìn)井下采礦效率與質(zhì)量提升。其次，井下采礦將向著信息化方向發(fā)展。在新的發(fā)展背景下，信息技術(shù)將被廣泛運(yùn)用于井下采礦作業(yè)中，如就井下的激光側(cè)位處理而言，若在這該項(xiàng)工作中合理引進(jìn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂粘接物的自動(dòng)化處理，使車(chē)輛可以保持持續(xù)裝卸，提高礦產(chǎn)開(kāi)采效率。另外，井下采礦將朝著智能化方向發(fā)展。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，礦井的自動(dòng)化技術(shù)、定位技術(shù)也得到了整合發(fā)展，并且礦井采礦調(diào)度系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)也得到了大力應(yīng)用，使井下采礦效果得到了極大的增強(qiáng)。在未來(lái)，衛(wèi)星導(dǎo)航、地下通訊等技術(shù)也將在井下采礦作業(yè)中得到有效應(yīng)用，這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用將促使井下采礦的智能化水平提高，促使井下采礦作業(yè)可以朝著預(yù)期目標(biāo)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前，井下采礦作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，不可控因素多、開(kāi)采難度大，相關(guān)企業(yè)在組織開(kāi)展井下采礦工作時(shí)，需結(jié)合實(shí)際情況合理選擇井下采礦技術(shù)，保障人員、設(shè)備與礦產(chǎn)資源安全。同時(shí)，在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，井下采礦作業(yè)也在不斷優(yōu)化，未來(lái)，井下采礦工作將朝著信息化、智能化方向邁進(jìn)。