礦山井下開采采礦方法分析

鄧衛(wèi)新 開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司荊各莊礦業(yè)分公司

1.井下采礦技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 針對性強(qiáng)

不同的礦產(chǎn)資源自身的特性不同。因此,在進(jìn)行開采工作時(shí),需要因地制宜,采用與之相適合的開采技術(shù)和工藝,保障開采工作的質(zhì)量。例如最為常見的井下長壁開采技術(shù),它的使用范圍一般在煤礦的開采中,并且具有非常好的開采效果。但如果在金屬礦產(chǎn)的開采中,卻并不能很好的使用。這與兩者的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及礦產(chǎn)的厚度都有很大關(guān)系。因此,在選擇具體的開采技術(shù)時(shí)做好事前分析,確保開采技術(shù)的針對性。

1.2 創(chuàng)新發(fā)展

隨著礦產(chǎn)資源在經(jīng)濟(jì)社會中發(fā)揮的作用越來越大,我國對井下采礦技術(shù)和工藝有了更多的研究,并取得了顯著的成效。采礦單位要及時(shí)跟上時(shí)代發(fā)展步伐,把握市場導(dǎo)向,獲取第一手的信息資料,不斷更新?lián)Q代采礦技術(shù),引進(jìn)先進(jìn)的采礦設(shè)備和技術(shù)工藝,提高采礦的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2.礦山開采存在的問題

2.1 優(yōu)質(zhì)礦源日益減少

由于我國礦業(yè)生產(chǎn)歷史悠久,加之開采的規(guī)模大、范圍廣,國內(nèi)大型優(yōu)質(zhì)富礦礦山基本被采盡?，F(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)找不到資源豐富的大型礦山,剩下的只有數(shù)量多、品位低(鐵礦原礦品位已經(jīng)低于30%)、地理位置分散的小型金屬礦產(chǎn)。礦山屬于不可再生資源,因此優(yōu)質(zhì)礦源減少的趨勢將一直持續(xù)下去。而礦業(yè)生產(chǎn)的難度也將隨之增大,資金投入與技術(shù)投入亦水漲船高。

2.2 采礦技術(shù)落后

雖然近些年來,國有大型礦山企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了井下作業(yè)的自動化、連續(xù)化、機(jī)械化,但從總體上來看,我國采礦技術(shù)依然落后,仍然以勞動力密集型模式為主,集約化程度不高,經(jīng)營粗放,與發(fā)達(dá)國家存在著巨大的差距。采礦技術(shù)落后,不僅造成了大量的資源、能源浪費(fèi),而且對礦山附近環(huán)境造成了較大的破壞與污染。

3.礦山常用井下開采方法

3.1 充填采礦

充填采礦,指的是在礦房中,隨著回采工作面的推進(jìn),向采空區(qū)送入充填材料,以進(jìn)行地壓管理、控制圍巖崩落、地表移動,并在充填體上方或下方進(jìn)行回采。這種方法適用于開采圍巖不穩(wěn)定的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體;其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng),回采率高,貧化率低,作業(yè)安全,能有效利用工業(yè)廢料;缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜,成本高,生產(chǎn)率低

3.2 井下深部開采技術(shù)

近幾年,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,對礦產(chǎn)資源的需求量大幅增加,從而導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的數(shù)量逐漸減少,我國井下采礦技術(shù)遇到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。井下深部開采技術(shù)作為井下采礦技術(shù)的重要組成部分,是當(dāng)前礦產(chǎn)開采不可或缺的技術(shù)。井下深部開采技術(shù)在滿足礦產(chǎn)資源日益減少的基礎(chǔ)上,也為我國采礦企業(yè)獲取了高額的經(jīng)濟(jì)利益,是我國井下采礦事業(yè)發(fā)展與升級的重要舉措。但從本質(zhì)上而言,我國井下深部開采技術(shù)起步較晚,發(fā)展速度緩慢,仍處于初級階段。

3.3 崩落采礦

崩落采礦,指的是在回采過程中,不分礦房與礦柱,隨著回采工作面的推進(jìn),以自然崩落或人工崩落的圍巖充填采空區(qū),以實(shí)現(xiàn)地壓管理。這種方法適用于上盤圍巖能呈塊狀自然崩落,礦石品位中等以上的穩(wěn)固、急傾斜原礦體,而不適用于開采高價(jià)值、高品位的礦床;其優(yōu)點(diǎn)是貧化率低,回采率高,其缺點(diǎn)是工序復(fù)雜,生產(chǎn)率低,成本高。

3.4 井下支護(hù)技術(shù)

礦產(chǎn)資源的開產(chǎn)工作一般有兩種形式:露天開采和地下開采。前者危險(xiǎn)性不高,后者的危險(xiǎn)性相對較高,需要在開采的過程中做好各項(xiàng)預(yù)防措施。井下支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以很好的提高井下采礦工作的安全性,減少危險(xiǎn)因素的存在。在進(jìn)行井下采礦工作時(shí),要有一定的計(jì)劃性和層次性,有秩序的進(jìn)行。采礦工藝和技術(shù)的創(chuàng)新也帶動了采礦支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前所使用的錨桿桁架就是新型的井下支護(hù)技術(shù),它主要是由高強(qiáng)度的鋼桿和兩個(gè)漲殼式錨桿組合而成。它在實(shí)際工作中應(yīng)用廣泛,應(yīng)用效果較好。創(chuàng)新后的井下支護(hù)技術(shù)可以有效降低井下采礦工作的事故發(fā)生率。從經(jīng)濟(jì)角度來看,它提高了采礦企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

4.采礦技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 采礦技術(shù)綠色化

隨著人們環(huán)保意識的提升,未來的井下開采需要注重其環(huán)保效益。在提升其環(huán)保效益的同時(shí),需要注意對開采效率也要有提升作用,對工人的安全也要能夠進(jìn)行保障。這些因素是共同作用的,也都是現(xiàn)今井下開采面臨的主要問題。就目前來看,已經(jīng)有一些技術(shù)展現(xiàn)出了它的環(huán)保潛力。它提升了井下環(huán)境的穩(wěn)定性,對礦工的安全有所提升,也增強(qiáng)了開采的連續(xù)性,提升了開采效率。首先,它避免了塌陷帶來的人員傷亡和某礦資源的損失;另外,將這些廢棄物進(jìn)行利用減小了它們對環(huán)境的污染。這是一項(xiàng)環(huán)保效益較高的開采技術(shù),其發(fā)展應(yīng)該被人們重視,未來對它的優(yōu)化改進(jìn)能夠減小某礦開采帶來的環(huán)境污染。

4.2 采礦工作面將會實(shí)現(xiàn)智能化

因?yàn)橹悄芑夹g(shù)快速的發(fā)展,井下工作面信息井下定位技術(shù)、自動化的技術(shù)、通訊技術(shù)與智能化的技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。采礦調(diào)度系統(tǒng)和主流技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)聯(lián)合加強(qiáng),完成了整個(gè)井下采礦工作向著無人化的方向轉(zhuǎn)型。另外,我們還需積極借鑒國外發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn),利用衛(wèi)星導(dǎo)航的技術(shù)、實(shí)時(shí)處理監(jiān)控技術(shù)、地下通訊技術(shù)的全面干預(yù),實(shí)現(xiàn)了井下工作面中的各機(jī)械設(shè)備無人駕駛與運(yùn)行。

4.3 設(shè)備大型化

傳統(tǒng)的井下開采設(shè)備受環(huán)境限制,體積較小,功能不強(qiáng),對人力需求較大。在未來的發(fā)展中,對設(shè)備的拆分組合技術(shù)會越來越強(qiáng),設(shè)備的共同點(diǎn)會越來越多,其規(guī)范化的進(jìn)程會加快。這樣,就可以實(shí)現(xiàn)在井下對較大的設(shè)備進(jìn)行調(diào)度,提升設(shè)備的功能。

5.結(jié)論

總而言之,礦產(chǎn)行業(yè)正在不斷地發(fā)展,井下采礦技術(shù)也不斷的得到普及,各種先進(jìn)的采礦技術(shù)不斷地被應(yīng)用于井下采礦工作,尤其是最近幾年來科學(xué)技術(shù)不斷地進(jìn)步以及智能化的不斷發(fā)展,井下采礦技術(shù)為了滿足礦場行業(yè)發(fā)展的需要而不斷地與智能化技術(shù)融合,促進(jìn)了井下采礦的安全性。同時(shí)礦產(chǎn)企業(yè)位的提高自身的競爭力,也不斷的引進(jìn)新技術(shù)以及專業(yè)的人才,加大了對井下采礦技術(shù)的研究,并實(shí)踐相結(jié)合,促進(jìn)了井下采礦技術(shù)的發(fā)展,提高了企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。