探討礦井井下開采技術(shù)存在問題及優(yōu)化措施

摘 要：我國礦產(chǎn)資源豐富，礦井開采時(shí)間相對較長，礦井井下開采技術(shù)也日趨成熟。但是由于礦井下開采的環(huán)境相對惡劣，在開采過程中由于開采技術(shù)不當(dāng)，很容易出現(xiàn)礦井自燃、瓦斯爆炸等問題，不僅會影響開采技術(shù)，還會給開采人員帶來生命威脅。因此優(yōu)化開采技術(shù)尤為重要。本文主要基于現(xiàn)有的工作經(jīng)驗(yàn)，從礦井開采技術(shù)的概述出發(fā)，簡述礦井開采技術(shù)存在的問題，并提出優(yōu)化措施，以期為其他學(xué)者的研究提供新的視角。

關(guān)鍵詞：礦井;井下開采技術(shù);問題;措施

0 引言

礦產(chǎn)是不可再生資源，但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求度越來越大，對礦產(chǎn)資源開采質(zhì)量的要求也越來越高。雖然我國的礦井開采設(shè)備和開采技術(shù)逐漸成熟，但是在實(shí)際開采過程中由于涉及到的開采程序比較復(fù)雜，對開采技術(shù)要求比較高，再加上礦井開采的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，在不同的地質(zhì)構(gòu)造下要采用不同的開采技術(shù)，一個(gè)小的細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致整個(gè)開采工作的失敗。比如，在開采過程中沒有控制到開采環(huán)境的熱量，就很容易引發(fā)瓦斯事故。所以要想提高開采質(zhì)量，就必須要明確開采技術(shù)存在的問題，然后再尋求解決對策。

1 礦井下開采技術(shù)概述

1.1 井下采礦機(jī)械化技術(shù)

隨著井下開采技術(shù)的日趨成熟，當(dāng)前我國礦井下開采不再完全依托于人力開采，而是引入先進(jìn)的采礦機(jī)械化技術(shù)，目前我國的開采技術(shù)主要有淺埋深、高產(chǎn)高效采礦成套技術(shù)等。技術(shù)相對成熟，在開采過程中能夠保證安全開采。但是在應(yīng)用采礦機(jī)械化技術(shù)時(shí)，受到外部環(huán)境和人為操作的影響，對開采環(huán)境的破壞度較大，容易引發(fā)安全事故。

1.2 地下氣化技術(shù)

地下氣化技術(shù)是礦井下開采中比較常用的技術(shù)，其主要是通過控制礦井燃燒過程中所產(chǎn)生的熱化學(xué)作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)燃燒過程進(jìn)行有效控制，最終實(shí)現(xiàn)礦井地下氣化。地下氣化技術(shù)從國外引進(jìn)的礦井井下開采技術(shù)，其投資成本比較低，操作相對簡單，并且對地質(zhì)構(gòu)造的要求比較低。很多地質(zhì)構(gòu)造比較差、礦井品質(zhì)比較低的地方都可以運(yùn)用地下氣化技術(shù)。一方面是該技術(shù)能夠大幅度的提高礦井開采效率，另一方面由于開采成本比較低，能夠有效的提高礦井開采企業(yè)的利潤空間。

1.3 深礦井開采技術(shù)

首先，開采人員在應(yīng)用深礦井開采技術(shù)時(shí)，不僅要考慮到地質(zhì)環(huán)境，同時(shí)還要考慮礦井的壓強(qiáng)、承載力、通風(fēng)、降溫等問題。通風(fēng)降溫對礦井開采尤為重要，通過增加礦井內(nèi)部的風(fēng)量，能夠降低礦井內(nèi)的溫度，能夠有效的避免瓦斯爆炸事故。其次，瓦斯爆炸事故相對常見，深層礦井中的瓦斯含量又比較多，所以在開采過程中開采人員還會向礦井內(nèi)注入一定的水分，采掘內(nèi)部解放層，讓瓦斯的濃度保持在安全、可控的范圍內(nèi)。但是當(dāng)前我國深礦井開采技術(shù)并不是很成熟，因此要想在復(fù)雜的礦井開采環(huán)境下保證開采質(zhì)量，就必須要深入探究開采技術(shù)，解決當(dāng)前礦井下開采技術(shù)存在的不足。

2 礦井下開采技術(shù)存在的問題

2.1 瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸是礦井井下開采比較常見的開采事故，其破壞范圍較大，爆炸本身還會引起礦井坍塌，威脅開采人員的生命安全。瓦斯是存于礦井之中，尤其是在褶皺的地構(gòu)造中，存留的瓦斯量比較大，瓦斯的濃度也相對較高，瓦斯與礦是共生的，所以在開采過程中很容易觸碰到出現(xiàn)瓦斯泄露問題。瓦斯遇到明火會發(fā)生爆炸，同時(shí)瓦斯泄露到空氣中也也會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，破壞周邊的生態(tài)環(huán)境。

2.2 礦井自燃事故

在礦井井下開采過程中會出現(xiàn)礦井自燃問題。首先，礦井自燃就是在開采過程中礦井會氧化放熱，如果熱量不能及時(shí)排除，導(dǎo)致礦井開采環(huán)境中的熱量堆積，達(dá)到礦井的燃點(diǎn)，最終就會導(dǎo)致礦井自燃。

3 礦井井下開采技術(shù)優(yōu)化措施

3.1 選用合適的開采技術(shù)

不同的開采技術(shù)針對不同的礦井井下開采情況，所以要根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、開采難度等諸多因素選擇合適的開采技術(shù)。首先，選擇易操作、低成本的巖石控制技術(shù)。巖石控制技術(shù)主要是針對礦井井下開采過程中出現(xiàn)的頂板破碎或者頂板堅(jiān)硬的開采情況。通過高壓注水、深孔預(yù)烈爆破處理或者化學(xué)技術(shù)也能夠解決頂板破碎和頂板堅(jiān)硬的情況，但是對工藝要求較高，成本也比較高，因此在礦井開采過程中要采用易操作、低成本的巖石控制技術(shù)。其次，運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)主要是用于研究沖擊性礦壓所展現(xiàn)的機(jī)理。通過模擬可以提前了解現(xiàn)場情況以及存在的問題，進(jìn)而能夠更好的優(yōu)化沖擊性礦壓綜合防治措施。最后，合理頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)。通過頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)礦井開采人員能夠及時(shí)了解頂板情況，確保頂板的承載力，避免頂板出現(xiàn)傾斜、坍塌問題。

3.2 明確開采過程中的注意事項(xiàng)

礦井井下開采工作難度較大，雖然已經(jīng)運(yùn)用了現(xiàn)代開采技術(shù)保障開采人員的人身安全，但是井下工作相對復(fù)雜，不可控因素較多，因此在礦井井下開采過程中還需要重申注意事項(xiàng)。首先，要讓開采人員配置齊全的開采設(shè)備。在下井之前要佩戴自救設(shè)備，禁止穿化纖衣服。同時(shí)要帶好照明裝置、安全帽，工具袋。工具袋中要包括鉆、鋸條等采礦工具。其次，要嚴(yán)格遵守開采規(guī)范。在下井開采前要進(jìn)行安全培訓(xùn)工作，比如，在井下行走時(shí)，要按照順序排隊(duì)行走，不能嬉戲打鬧。在路過斜井時(shí)，要遵循“行車不行人”的原則。同時(shí)在通過風(fēng)門時(shí)，要關(guān)閉風(fēng)門，如果井下有兩個(gè)風(fēng)門，關(guān)閉一個(gè)即可。最后，要讓每一個(gè)開采人員都明確逃生路線，一旦發(fā)生礦井事故后要有序逃生。如果在井下工作遇到問題，要聯(lián)系機(jī)組人員，不可擅自行動(dòng)。

3.3 做好地?zé)峥刂乒ぷ?/p>

做好地?zé)峥刂乒ぷ髦饕菫榱吮苊獍l(fā)生瓦斯爆炸問題。首先，礦井井下的環(huán)境是多變的，且不可控的，在礦井開采過程中地?zé)嵋矔S著開采工作的不斷推進(jìn)溫度逐漸升高，因此簡單的通風(fēng)已經(jīng)無法控制溫度，還需要做好安裝空調(diào)輔助降溫。其次，當(dāng)前礦井開采企業(yè)主要安裝分散式空調(diào)和集中式空調(diào)。集中式空調(diào)一般安裝在地面或者井底車場，其占地面積小，給工作人員能夠提供充足的活動(dòng)空間。分散式空調(diào)主要安裝在工作區(qū)，與集中式空調(diào)相比，分散式空調(diào)雖然成本低、安裝步驟比較簡單，但是制冷效果相對較差，并且從長期使用情況來看，分散式空調(diào)的運(yùn)行成本會更高。因此現(xiàn)階段很多礦井開采企業(yè)都采用集中式空調(diào)。最后，隨著控制地?zé)岬募夹g(shù)日益成熟，礦井開采企業(yè)不僅借助空調(diào)進(jìn)行制冷，還運(yùn)用了隔絕熱源、優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)等技術(shù)，有效的控制礦井溫度。控制好礦井內(nèi)溫度不僅能夠給開采人員提供相對舒適的工作環(huán)境，同時(shí)還能夠有效的避免瓦斯爆炸問題。

3.4 優(yōu)化巷道布置

首先，在巷道布置過程中要做好通風(fēng)工作，提高巷道的通風(fēng)性能。其次，在巷道布置時(shí)要選擇合適的掘進(jìn)位置，選擇合適的掘進(jìn)工具，盡可能的減少巷道布置的工程量。最后，在巷道布置過程中要將現(xiàn)代礦井開采技術(shù)與綜合掘進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，提高巷道布置的質(zhì)量。巷道布置是礦井井下開采比較常見的工作，良好的巷道布置不僅能夠提高礦井開采效率，還能夠保證礦井開采的安全性。

4 結(jié)束語

雖然我國礦井井下開采技術(shù)日趨成熟，但是礦井開采環(huán)境日益復(fù)雜，并且深層開采的比例逐漸上升，所以對礦井開采技術(shù)提出了更高的要求。為了保證礦井開采質(zhì)量，降低礦井井下的事故率，礦井開采企業(yè)可以從選擇合適的開采技術(shù)、重申開采注意事項(xiàng)、做好地?zé)峥刂乒ぷ饕约皟?yōu)化巷道布置者四個(gè)部分出發(fā)，優(yōu)化升級現(xiàn)有的開采技術(shù)，提升礦井開采的品質(zhì)。

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作者簡介：

胡鑫鑫（1990- ），籍貫：山西文水，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：采礦助理工程師，研究方向：煤礦井下巷道工程。