現(xiàn)代采礦技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

艾文彬

【摘? 要】近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的十分迅速，礦企為我國(guó)發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。隨著國(guó)民綜合素質(zhì)的進(jìn)一步提高，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，對(duì)采礦工程的要求也就越來越高，要求我們?cè)谶M(jìn)行采礦作業(yè)中，必須遵循自然發(fā)展規(guī)律，使自然環(huán)境得到有效保護(hù)，實(shí)現(xiàn)礦山采掘工作的可持續(xù)發(fā)展。在這一發(fā)展背景下，我們?cè)诘V山采掘工作過程中，一定要想盡辦法提升礦產(chǎn)資源開采率、促進(jìn)采礦工程的現(xiàn)代化進(jìn)程，有效改善開采環(huán)境，最終達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平有效提升的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】采礦技術(shù);采礦工程;應(yīng)用

引言

從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國(guó)礦產(chǎn)資源的開采還存在技術(shù)水平落后、安全投入不足等多方面的問題，要解決上述問題，就必須加強(qiáng)對(duì)采礦技術(shù)的研究，積極學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的采礦技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，推出更具科學(xué)性、現(xiàn)代性和實(shí)用性的新型采礦技術(shù)。與此同時(shí)，還必須適當(dāng)加大對(duì)采礦工程的施工安全管理力度，從以往的粗放式管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)化管理模式，這樣才能促進(jìn)我國(guó)采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1我國(guó)采礦工程現(xiàn)狀探析

隨著社會(huì)的進(jìn)步、時(shí)代的發(fā)展，礦產(chǎn)資源行業(yè)也逐步走上時(shí)代舞臺(tái)，其需求量逐年增加。為了在社會(huì)的不斷進(jìn)步中占得一席之地，采礦技術(shù)必須得到進(jìn)一步革新，合理化運(yùn)用礦產(chǎn)資源，推進(jìn)新的采礦技術(shù)的運(yùn)用和新的方案推行，從而滿足人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上的礦產(chǎn)資源占據(jù)動(dòng)力資源的90%，其中包括絕大部分的工業(yè)生產(chǎn)原材料。70%以上的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都離不開采礦行業(yè)的支撐。

由此可見，礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)運(yùn)用對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，GDP提升乃至人民生活水平的提高都具有一定的推動(dòng)作用。礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源，經(jīng)由數(shù)萬年的孕育才可能誕生新的一批資源，因此其較為珍貴。但是，在之前的開采進(jìn)程中，由于礦工種種不合理的采礦措施導(dǎo)致許多礦產(chǎn)資源正面臨著前所未有的危機(jī)。目前，我國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)種類共有168種，其中已經(jīng)得到命名的礦產(chǎn)資源共155種，包括動(dòng)力礦產(chǎn)8種，水氣礦產(chǎn)3種，非金屬礦產(chǎn)90種，金屬礦產(chǎn)54種。

盡管目前我國(guó)的礦產(chǎn)資源較為豐富，但是人均礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)低于世界平均水平。為了保證人們的生活質(zhì)量，保障國(guó)家安全，必須對(duì)礦產(chǎn)資源有一定的保護(hù)措施。面對(duì)現(xiàn)在我國(guó)面臨的開采過度、礦產(chǎn)匱乏、環(huán)境惡劣等問題，必須盡快進(jìn)行改善。

2采礦工程中應(yīng)用的一些現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)

2.1露天采礦工藝技術(shù)

露天采礦技術(shù)是近年來得到了較廣泛使用和推廣的礦山開采方式之一。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，過去幾年中，我國(guó)通過露天開采方式完成的礦山開采總量為地下礦山開采量的6倍以上。在同一時(shí)期內(nèi)，露天開采礦石量與地下傳統(tǒng)方式的開采礦石量占比分別為85%和15%。這種現(xiàn)象的成因很大程度上是由于地下的傳統(tǒng)煤礦開采容易受到技術(shù)限制，且施工環(huán)境較為惡劣。相比之下，露天的煤礦開采則避免了地下空間的局限性和氧氣不足等條件的限制。但與此同時(shí)，大量的露天礦石開采也對(duì)地表和淺表層的礦石資源造成了嚴(yán)重的消耗。從長(zhǎng)期能源發(fā)展的角度看，必須均衡地進(jìn)行露天礦山和地下礦山的開采，實(shí)現(xiàn)資源的均衡分配與利用。

2.2充填采礦工藝技術(shù)

在回采工作面前進(jìn)時(shí)候，借助填充材料一一地填補(bǔ)采空區(qū)就是這里所要講的充填采礦技術(shù)。充填采礦技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠有效保障采空區(qū)的支撐強(qiáng)度，最大限度地保障生產(chǎn)安全。在特定情況下，為了使采空區(qū)圍巖的支撐強(qiáng)度滿足礦產(chǎn)開采需求，需結(jié)合應(yīng)用填充材料的密度進(jìn)行向下分層充填，這也是當(dāng)前礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用最普遍的工藝技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提升回采的有效性，還能極大地降低礦產(chǎn)生產(chǎn)安全事故發(fā)生率，從而幫助企業(yè)提高整體經(jīng)濟(jì)效益。

2.3空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)的應(yīng)用

空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)是當(dāng)今應(yīng)用比較廣泛的采礦技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行細(xì)致的劃分，還能分為礦房和礦柱。開采工作的進(jìn)行都是先從礦房中的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采，隨后蔓延到礦柱。在應(yīng)用實(shí)踐中，礦柱是礦房的回采支撐，保障著礦房不會(huì)在開采中受到嚴(yán)重影響，開采過程是采用敞空的形式，而礦柱開采則采用工具來進(jìn)行，從而保障開采中的礦房不會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，增加開采的安全系數(shù)，避免礦房塌方等意外事故的發(fā)生。

2.4巖體加固工藝技術(shù)的應(yīng)用

采礦工程易受到外界諸多因素的影響，比如環(huán)境氣候、地質(zhì)狀況等等，從而造成巖體周圍發(fā)生變化。所以對(duì)附近的巖體進(jìn)行排查與固定是不可避免的措施，先制定開采事項(xiàng)，再采取錨索工具來固定礦區(qū)不穩(wěn)定的巖體，這種技術(shù)也被稱為巖體加固技術(shù)。巖體加固技術(shù)還會(huì)與其他的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，比如充填采礦技術(shù)、空?qǐng)霾傻V技術(shù)等，更深一層的保證采礦的安全性。在進(jìn)行巖體的加固中，可以采用注漿法與支柱法，該項(xiàng)技術(shù)能對(duì)不穩(wěn)定的巖體和流砂進(jìn)行針對(duì)性的固定。

2.5緩傾斜層的開采技術(shù)

在遇到緩傾斜層開采區(qū)域的時(shí)候，根據(jù)所需開采的礦層厚度，可將其劃分為厚層與薄層2類。對(duì)于厚層的開采來說，最好采用一次性開采技術(shù)，以免在頂層梁柱接縫部位產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)確保開采支架構(gòu)造具有一定的強(qiáng)度;對(duì)于薄層的開采來說，應(yīng)利用刨礦機(jī)進(jìn)行開采，因?yàn)?，與其他采礦設(shè)備相比，刨礦機(jī)不但功率大、體積小，而且整個(gè)開采過程的工作效率與安全性都比較高。

2.6溶浸采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

溶浸采礦工藝技術(shù)歸屬于化學(xué)開采技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以結(jié)合勘探地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)礦產(chǎn)的整體性質(zhì)進(jìn)行研究。以自身的化學(xué)性質(zhì)做依據(jù)，采用合適的溶浸液進(jìn)行輔助，對(duì)礦層進(jìn)行澆筑，與礦產(chǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，開采礦物所采用的方式可以從固體形式向液體形式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行深入開發(fā)，溶浸采礦工藝技術(shù)具有安全性與高效性，非常貼合我國(guó)綠色環(huán)保的發(fā)展理念，將該開采工藝應(yīng)用到礦產(chǎn)開采中，能提高礦產(chǎn)的開采效率，促進(jìn)礦產(chǎn)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3采礦工藝技術(shù)發(fā)展前景展望

鑒于目前的地下采礦作業(yè)極易誘發(fā)各類安全問題，為了更加有效地保證礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)安全性，需設(shè)立功能完備的警報(bào)系統(tǒng)。在近年來的實(shí)際應(yīng)用中，3s技術(shù)在井下煤礦開采報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了較為理想的效果。憑借其較高的靈敏度以及能夠結(jié)合各類環(huán)境感應(yīng)器對(duì)地表和井下環(huán)境中的各類參數(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集與分析的功能，將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入監(jiān)控系統(tǒng)。在礦難發(fā)生前提前發(fā)出警報(bào)，避免生產(chǎn)安全事故造成直接的人身財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，異常數(shù)據(jù)指標(biāo)也能為煤礦企業(yè)提供更加明確的開采工藝和技術(shù)優(yōu)化方向信息。

另一方面，為了提升煤礦開采中的資源利用率，針對(duì)傳統(tǒng)開采產(chǎn)生的大量廢石，應(yīng)制定更為合理有效的處理方式。在保證煤礦開采效率和產(chǎn)出速度的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工程布置方式，盡量減少?gòu)U石的產(chǎn)出量，實(shí)現(xiàn)更低人力物力成本的環(huán)?；旱V開采。

結(jié)語

總之，采礦工程的施工是實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源有效開采的基本前提，要確保此項(xiàng)工程的順利進(jìn)行，就必須選擇適當(dāng)?shù)牟傻V技術(shù)，如填充開采技術(shù)、地下采礦技術(shù)、露天開采技術(shù)等。同時(shí)，開采企業(yè)還必須做好采礦工程的施工安全管理工作，完善企業(yè)的安全生產(chǎn)體系，編制完善的應(yīng)急預(yù)案，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管，做好施工人員的安全教育和培訓(xùn)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]王彥召.采礦工程中現(xiàn)代化工藝技術(shù)的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2018（18）：50-51.

[2]閻剛.現(xiàn)代化采礦技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2018（18）：146-147.

[3]馮松，周權(quán).采礦工程中現(xiàn)代化工藝技術(shù)的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2018（9）：70，72.

（作者單位：華能集團(tuán)扎賚諾爾煤業(yè)有限責(zé)任公司靈泉煤礦）