關(guān)于井下采礦技術(shù)和井下采礦的發(fā)展趨勢研究

楊茂春

摘 要：本文分析了我國礦產(chǎn)資源的現(xiàn)狀，闡述了井下采礦技術(shù)的主要特點及目前使用的集中主要的采礦技術(shù)，最后提出了井下采礦業(yè)未來的發(fā)展趨勢，旨在利用先進的采礦技術(shù)，提高資源的利用率，促進我國采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：井下采礦技術(shù);井下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

一、我國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀及井下采礦技術(shù)的特點

（一）我國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

我國的礦產(chǎn)資源豐富，儲量大，種類繁多，但由于技術(shù)水平及人口因素的影響，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中存在諸多的問題。我國是世界上主要的資源消耗大國。工業(yè)及生活實踐中礦產(chǎn)資源的需求量大，隨著市場需求的不斷膨脹，礦產(chǎn)資源開采行業(yè)的技術(shù)水平不斷的提升。隨著資源短缺及現(xiàn)代社會環(huán)境問題的不斷惡化，節(jié)能理念及環(huán)保理念逐漸發(fā)展起來，現(xiàn)代人們在強調(diào)滿足自身發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，開始注重資源的節(jié)約與環(huán)境的保護，礦物開采行業(yè)資源開采的技術(shù)不斷的提高，有效的減輕了資源開發(fā)利用環(huán)節(jié)造成的環(huán)境污染問題，改善了礦產(chǎn)資源短缺的現(xiàn)狀。為規(guī)范礦產(chǎn)資源的合理利用，相關(guān)資源開發(fā)保護法等逐漸的出臺，法律法規(guī)的規(guī)范下人們的環(huán)保意識不斷的增強，我國礦產(chǎn)資源開發(fā)利用呈現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的趨勢。

（二）井下采礦技術(shù)的特點

1.技術(shù)類型具有多樣性

我國地域廣闊，礦產(chǎn)資源豐富，隨著技術(shù)的不斷革新，礦產(chǎn)資源采掘的技術(shù)發(fā)展較快，在采礦業(yè)發(fā)展的過程中，肆意索取及過分開采的方式造成了嚴(yán)重的資源、能源短缺問題，破壞了生態(tài)平衡，引起了環(huán)境問題?，F(xiàn)代采礦技術(shù)的完善使得礦產(chǎn)企業(yè)建立了自身完善的礦產(chǎn)生產(chǎn)鏈，傳統(tǒng)企業(yè)有單純的采礦實現(xiàn)了發(fā)展綜合業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，井下開采包括多方面的內(nèi)容，開采技術(shù)的多樣化發(fā)展降低了采掘企業(yè)的局限性，提高了資源的利用率。井下開采中的長壁開采技術(shù)是一項較為完善的技術(shù)，該向項技術(shù)操作簡便，被廣泛的應(yīng)用于煤炭資源的井下開采，有效的提高了開采效率，提高了施工作業(yè)的安全性。目前，我國金屬礦的開采一般也采用長壁開采的技術(shù)。

2.技術(shù)更新具有快速化的特征，井下作業(yè)復(fù)雜多變

井下采礦作業(yè)與露天采礦相比具有更高的復(fù)雜性，危險系數(shù)較高，存在諸多的安全隱患，對作業(yè)人員的安全防護意識要求更高。井下采礦技術(shù)的施工內(nèi)容廣泛，施工企業(yè)的人力、物力及資金投入較大。在具體的施工環(huán)節(jié)，相關(guān)人員必須進行全面的安全檢查，對井下機器設(shè)備等運行狀態(tài)等進行確定，避免設(shè)備故障引發(fā)的井下坍塌及保障事故發(fā)生，降低施工單位的經(jīng)濟損失，保證作業(yè)人員生命安全。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步及人們安全意識的提高，井下開采技術(shù)更新?lián)Q代的速度逐漸的加快，采礦企業(yè)技術(shù)的更新是采礦業(yè)滿足現(xiàn)代市場發(fā)展需求的重要措施，提高了采礦企業(yè)的競爭力。

二、井下采礦技術(shù)及井下采礦的發(fā)展趨勢

（一）主要的井下采礦技術(shù)

1.井下充填采礦技術(shù)

在井下采礦作業(yè)中，井下充填采礦技術(shù)利用砂、水泥等填充材料對采空去進行全部或部分填充，有效的降低了 井下坍塌事故的發(fā)生幾率。該技術(shù)是井下采礦中最常見的一種技術(shù)，發(fā)源于英國，隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步，填充材料在性能及技術(shù)等方面不斷的完善，傳統(tǒng)的填充技術(shù)實現(xiàn)了不斷的優(yōu)化。膠結(jié)材料的使用量不斷的降低，該技術(shù)具有高尾砂及高濃度的發(fā)展趨勢。

井下膠結(jié)充填技術(shù)具有不脫水、不濃縮的優(yōu)勢，改善了井下作業(yè)的環(huán)境，降低了采礦企業(yè)的作業(yè)成本，保證了安全施工，同時降低了作業(yè)環(huán)節(jié)對周圍環(huán)境的影響。泵壓輸送的填充技術(shù)、全尾砂高濃度自流輸送技術(shù)、膏體泵送的填充技術(shù)及粗粒級水砂充填技術(shù)等井下充填采礦技術(shù)不斷的發(fā)展，促進了采礦事業(yè)的機械化、大型化發(fā)展。充填采礦法技術(shù)分類如圖1所示。

2.井下深部開采技術(shù)

現(xiàn)代社會對礦產(chǎn)資源的需求不斷的增加，隨著我國礦產(chǎn)儲量的不斷減少，深部開采技術(shù)在保證資源開采量方面發(fā)揮了重要的作用，深井開采的環(huán)境危險系數(shù)更高，開采環(huán)節(jié)對技術(shù)設(shè)備及操作要求更高，我國的深部開采技術(shù)處于初步發(fā)展的階段，礦層壓力、沖擊力的控制及瓦斯等危險氣體的管理等是深井開采應(yīng)重點解決的難題，深井圍巖監(jiān)測應(yīng)對井下的地質(zhì)條件及地理環(huán)境變化等進項詳細(xì)的檢測，制定科學(xué)合理的應(yīng)急方案，保證開采作業(yè)的安全開展。

3.深井采礦的“三下”技術(shù)

深井巖層極不穩(wěn)定，“三下”技術(shù)是實現(xiàn)深井安全開采的技術(shù)保障，作業(yè)人員應(yīng)率先對井上的建筑、水土、環(huán)境及深井巖層狀況等進行全面的檢查，為防止地表坍塌應(yīng)及時的填補深井巖層中的空缺處，最好周圍建筑物的加固工作，考慮開采環(huán)節(jié)對周圍水體的影響，采取相應(yīng)的措施降低開采對周圍區(qū)域水質(zhì)的破壞，避免水資源的流失與污染，將礦產(chǎn)資源開采帶來的負(fù)面影響降至最低。

4.井下起爆系統(tǒng)及支護技術(shù)分析

為保證井下開采作業(yè)的安全順利開展，作業(yè)人員在施工中應(yīng)采取必要的井下支護技術(shù)，避免井下坍塌事故的發(fā)生。我國的井下支護技術(shù)發(fā)展較為成熟，其中，錨桿析架支護技術(shù)作為一種新型的支護工藝，其安全性較高，在井下作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。深井作業(yè)中全新起爆系統(tǒng)的使用，減少了井下安全事故發(fā)生的幾率，保障了開礦企業(yè)的利益。

（二）井下采礦的發(fā)展趨勢

目前，我國井下采礦技術(shù)的整體水平不斷的提高，建立起了完善的采礦技術(shù)理念體系，隨著創(chuàng)新理念及新技術(shù)、設(shè)備的不斷引用，我國采礦事業(yè)朝著可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)不斷的前進。

1.井下采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢

隨著技術(shù)的不斷進步，未來采礦設(shè)備在性能及功能上不斷的提升，我國采礦工程機械設(shè)備呈現(xiàn)數(shù)字化、智能化、精密化及生態(tài)化的發(fā)展趨勢，井下采礦的安全性及效率將不斷的提高。隨著環(huán)保理念的不斷深化，采礦機械設(shè)備的可持續(xù)性發(fā)展特征逐漸明顯，采礦作業(yè)對環(huán)境及生態(tài)的影響會越來越小。在采礦作業(yè)中，現(xiàn)代鉆進機械設(shè)備的大型化特征明顯，現(xiàn)代井下資源開采的規(guī)模化發(fā)展要求機械設(shè)備也實現(xiàn)規(guī)?；瑫r，井下作業(yè)的爆破穿孔設(shè)備應(yīng)實現(xiàn)高效化發(fā)展。通過微機自動控制技術(shù)及采礦設(shè)備的不斷完善，深井采礦可實現(xiàn)大型鏟運機與微機控制技術(shù)的有效結(jié)合，促進采礦行業(yè)的快速發(fā)展。

2.井下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代井下采礦工藝朝著綠色化、低碳化就高科技化的特征不斷的發(fā)展，隨著開采技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)流程及規(guī)范也更加的成熟，面對當(dāng)今資源短缺問題的凸顯，綠色化、高科技化的開采技術(shù)有效的提高了資源開采率。我國深海礦井開采處于初級階段，深海礦井開采是未來我國金屬礦產(chǎn)開采的重點技術(shù)，是實現(xiàn)礦產(chǎn)采集、海底礦物運輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員在深海礦物的提升、采礦船的定位及礦物的輸送控制等方面進行研究，積極建設(shè)完善的深海礦產(chǎn)開采系統(tǒng)?，F(xiàn)代礦產(chǎn)事業(yè)強調(diào)高效化、可持續(xù)化的發(fā)展，井下采礦技術(shù)應(yīng)以礦產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展目標(biāo)及現(xiàn)代高科技的發(fā)展為依據(jù)，在不斷的探索中實現(xiàn)自動化、智能化的發(fā)展。

三、總結(jié)

綜上所述，井下采礦工程危險系數(shù)高，存在諸多的不穩(wěn)定因素，井下充填開采及深井開采技術(shù)的不斷完善，是現(xiàn)代科技不斷進步的重要體現(xiàn)。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深化，未來井下采礦的發(fā)展呈現(xiàn)書智能化、自動化、環(huán)?；翱沙掷m(xù)化的趨勢，采礦技術(shù)的進步是實現(xiàn)采礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，提高了礦產(chǎn)資源的開采率。

參考文獻：

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