現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用研究

孫騰飛，邰振忠

（沈陽(yáng)宇坤工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

1 采礦工藝技術(shù)應(yīng)用原則

（1）以開(kāi)采條件為導(dǎo)向。在地球不斷演進(jìn)、生態(tài)不斷變遷的過(guò)程中，自然條件不斷發(fā)生變化，礦石資源是自然衍生的產(chǎn)物，是現(xiàn)代人類(lèi)社會(huì)應(yīng)用的資源之一。隨著現(xiàn)代社會(huì)的工業(yè)化發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的提升，礦產(chǎn)資源的總量也在不斷減少。經(jīng)濟(jì)發(fā)展并非是竭澤而漁，需要盡量賦予其可持續(xù)性，礦產(chǎn)資源開(kāi)采必有枯竭的階段，就現(xiàn)階段而言礦產(chǎn)資源開(kāi)采難度也在不斷增加，所以使用現(xiàn)代新的技術(shù)來(lái)合理進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)成為礦產(chǎn)企業(yè)迫在眉睫的需求。實(shí)際開(kāi)采條件不同時(shí)，也不同程度上使得自然生態(tài)被破壞、礦產(chǎn)資源被浪費(fèi)。因此，在進(jìn)行采礦工藝的應(yīng)用中，需要根據(jù)不同開(kāi)采階段及開(kāi)采條件進(jìn)行技術(shù)工藝的改進(jìn)，比如天然氣、水、原油分開(kāi)采技術(shù)、采油填水技術(shù)等。

（2）以開(kāi)采地域及礦產(chǎn)分布為根據(jù)。我國(guó)礦產(chǎn)資源主要形式為煤、礦、油等，盡管在總量上較為龐大，但分布不均勻，這也導(dǎo)致工業(yè)的分布不均勻現(xiàn)象的出現(xiàn)。因?yàn)榈V產(chǎn)資源為地下資源，所以在隱蔽性上相對(duì)較高，需要使用專(zhuān)用性勘探技術(shù)才能有效進(jìn)行勘探。我國(guó)礦產(chǎn)資源總體呈現(xiàn)東少西多現(xiàn)象，使得各個(gè)地區(qū)的工業(yè)發(fā)展格局固定化，資源分布是無(wú)法進(jìn)行改變的，因此工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀使得各個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)資源需要使用不同開(kāi)采工藝開(kāi)采，若是使用相同開(kāi)采技術(shù)則可能導(dǎo)致工業(yè)區(qū)域受到破壞，且不同工業(yè)階段對(duì)于開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用也存在限制[1]。

（3）以人員素質(zhì)為核心。礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，因?yàn)楣ぷ鞯姆植夹詮V、人員流動(dòng)性大，需要根據(jù)礦產(chǎn)分布區(qū)域、不同的開(kāi)采設(shè)備實(shí)施開(kāi)采環(huán)節(jié)。開(kāi)采的需求及開(kāi)采的階段性發(fā)生改變，人員及設(shè)備需要采取相應(yīng)的調(diào)整措施，礦產(chǎn)資源開(kāi)采人員需要對(duì)開(kāi)采工藝有一定造詣才能勝任，作業(yè)人員的綜合素質(zhì)也是采礦企業(yè)評(píng)估開(kāi)采難易的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著現(xiàn)代采礦企業(yè)開(kāi)采技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)械及設(shè)備的使用愈加精密，作業(yè)人員也必須進(jìn)行對(duì)應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)，否則對(duì)于技術(shù)應(yīng)用的實(shí)效難以保證。礦產(chǎn)資源的開(kāi)采環(huán)節(jié)中，包含有挖取通道、開(kāi)采前的設(shè)備安裝、實(shí)施開(kāi)采三個(gè)流程，各個(gè)流程之間都有聯(lián)系，必須進(jìn)行協(xié)同配合，對(duì)于整體開(kāi)采需要有計(jì)劃的進(jìn)行。設(shè)備要在挖取通道完全結(jié)束時(shí)完成制造、安裝、調(diào)試流程，調(diào)試完成后對(duì)值崗人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，之后實(shí)施開(kāi)采施工。

2 現(xiàn)代化工藝技術(shù)在采礦中的應(yīng)用

（1）巖體加固工藝技術(shù)。采礦作業(yè)過(guò)程中，由于地質(zhì)和氣候，以及機(jī)械裝置等因素的制約，導(dǎo)致采礦作業(yè)區(qū)附近巖體不穩(wěn)定，若要保證順利進(jìn)行開(kāi)采工作，就要借助工具以加固采礦作業(yè)區(qū)不穩(wěn)定的位置，在開(kāi)采作業(yè)中，不僅要使用巖體加固技術(shù)確保安全，且要結(jié)合填充采礦技術(shù)、空?qǐng)霾傻V技術(shù)一起應(yīng)用，在加固巖體時(shí)，一般應(yīng)用注漿跟支柱法比較廣泛，因?yàn)榇朔椒梢杂行Ъ庸痰V場(chǎng)中的碎流砂和巖體，確保開(kāi)采工作的安全。

（2）崩落采礦工藝技術(shù)。在我國(guó)采礦業(yè)應(yīng)用技術(shù)上，崩落開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)存在了數(shù)十年，該技術(shù)適用于圍巖崩落區(qū)域，以及采礦區(qū)地表可以塌陷的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)圍巖崩落實(shí)現(xiàn)地壓管理，其中，崩落采礦技術(shù)主要以自然崩落、階段崩落及分層崩落等技術(shù)，使得采礦作業(yè)安全又高效，采取大參數(shù)以及綜合技術(shù)的落實(shí)之后，不僅大大地提高了采礦作業(yè)的效率和強(qiáng)度，且減輕工作量，降低成本。

（3）空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)。在采礦工程中，空?qǐng)霾傻V技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，此技術(shù)可以劃分為兩個(gè)部分，分別是礦柱和礦房。在采礦作業(yè)中，先將礦房的礦產(chǎn)資源開(kāi)采完畢，之后再開(kāi)采礦柱中的礦產(chǎn)資源。應(yīng)用實(shí)踐中礦房回采是依靠礦柱支撐的，以此來(lái)保障整個(gè)采礦作業(yè)過(guò)程中礦房不出現(xiàn)大的變數(shù)。

（4）溶浸式采礦技術(shù)。溶浸式采礦技術(shù)是利用礦體化學(xué)和物理特性，將工作制劑通過(guò)技術(shù)手段添加到礦層中，然后通過(guò)其與礦石的化學(xué)或物理反應(yīng)，將礦層中的礦物質(zhì)液態(tài)化或者氣態(tài)化然后進(jìn)行回收。在采礦工程中使用這種技術(shù)，首先需要對(duì)開(kāi)采的礦區(qū)進(jìn)行勘探，對(duì)所采礦的資源進(jìn)行分析，選擇合適的工作制劑，使其固體礦產(chǎn)資源能夠順利轉(zhuǎn)化為液態(tài)或者氣態(tài)礦產(chǎn)資源，有效的增加了礦產(chǎn)資源的開(kāi)采率，而且溶浸式采礦技術(shù)與其他采礦技術(shù)相比較，有更多的優(yōu)勢(shì)，其中之一就是綠色環(huán)保，而且對(duì)工作人員的安全也有一定的保障[2]。

（5）露天式采礦技術(shù)。露天式采礦技術(shù)是通過(guò)某種手段移走礦石上的覆蓋物，進(jìn)而得到礦石的過(guò)程。在傳統(tǒng)露天采礦過(guò)程中，通常利用爆破的手段進(jìn)行表層巖石的破碎，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的露天式采礦技術(shù)過(guò)程使用露天采礦機(jī)破碎表層礦石，露天式采礦技術(shù)在采礦工程中的有效運(yùn)用，極大的提高的礦石的開(kāi)采率。而現(xiàn)代露天式采礦技術(shù)很好的突破了傳統(tǒng)地下空間小和呼吸困難的局限性。但是露天式采礦技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)利益的同時(shí)也對(duì)環(huán)境和資源造成了一定的影響。

（6）大采高綜采技術(shù)。世界產(chǎn)業(yè)多元化的改變，世界經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，從上世紀(jì)的80年代開(kāi)始，科學(xué)技術(shù)步入高速發(fā)展時(shí)期，各種新型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在這種時(shí)代背景之下，采礦領(lǐng)域也引進(jìn)了國(guó)內(nèi)外各種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)以及采礦技術(shù)，我國(guó)某國(guó)有煤礦企業(yè)在引入成套綜采設(shè)備的應(yīng)用后，綜采工作面煤炭年產(chǎn)量從原來(lái)的500萬(wàn)t上升到800萬(wàn)t，礦井年產(chǎn)煤量更是突破了1000萬(wàn)t大關(guān)。2001年，我國(guó)也開(kāi)始將長(zhǎng)壁大采高綜采工作面應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，已基本實(shí)現(xiàn)了工作面半自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)，年平均產(chǎn)煤量達(dá)900萬(wàn)t，有些煤礦大采高綜采工作面的年產(chǎn)量達(dá)到驚人的1100萬(wàn)t。隨著有些大采高綜采技術(shù)與設(shè)備裝備的不斷創(chuàng)新，使煤炭行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到不斷增加的同時(shí)，也使煤礦日常生產(chǎn)更具安全性。首先應(yīng)用大采高綜采技術(shù)發(fā)達(dá)的西方工業(yè)國(guó)家。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦業(yè)綜采技術(shù)也在不斷發(fā)展，各種新型技術(shù)也不斷的融入其中，越來(lái)越多的人對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了高度的評(píng)價(jià)。我國(guó)于2015年的時(shí)候首次將國(guó)家自主研發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用到了采煤業(yè)中，該設(shè)備的研發(fā)，將我國(guó)的采煤業(yè)帶入了新的發(fā)展時(shí)期，展現(xiàn)出一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，該技術(shù)的應(yīng)用，可以將煤層開(kāi)采高度上升8m，實(shí)現(xiàn)工作面年產(chǎn)量1500萬(wàn)t。

3 加強(qiáng)采礦工藝技術(shù)效果的具體措施

（1）對(duì)先進(jìn)科技進(jìn)行應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的高新技術(shù)被應(yīng)用在了各行各業(yè)當(dāng)中，使得各行業(yè)的生產(chǎn)水平得到了進(jìn)一步的提升，對(duì)此，采礦行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)先進(jìn)科技的應(yīng)用力度，特別是自動(dòng)化控制技術(shù)以及先進(jìn)的通訊技術(shù)，一定要加大應(yīng)用力度，要通過(guò)科學(xué)技術(shù)來(lái)提升采礦技術(shù)水平，在提升采礦安全性的同時(shí)，為采礦行業(yè)高效生產(chǎn)提供支撐。

（2）構(gòu)建出良性的采礦技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用機(jī)制。針對(duì)當(dāng)前一線開(kāi)采深度不斷增加、開(kāi)采環(huán)境持續(xù)惡劣的情況，企業(yè)必須正確的認(rèn)識(shí)開(kāi)采技術(shù)研發(fā)投入與企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)從企業(yè)的層面和相關(guān)的高?；蛘呖蒲性核纬闪夹缘暮献鳈C(jī)制。通過(guò)構(gòu)建合作的關(guān)系，不僅及時(shí)解決各種類(lèi)型采礦技術(shù)在具體應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題。

（3）對(duì)智能生態(tài)化技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用。當(dāng)前階段，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不斷深化，采礦行業(yè)想要更好的發(fā)展，必須要結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求對(duì)各項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，具體可以結(jié)合智能生態(tài)化技術(shù)以及信息技術(shù)來(lái)減少采礦的污染問(wèn)題，在降低人工成本投入的同時(shí)，提升采礦的安全性。

（4）對(duì)人才加強(qiáng)開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)人員素質(zhì)。采礦技術(shù)的應(yīng)用離不開(kāi)工作人員的支撐，但隨著各項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)的革新，也對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求，因此，想要更好的應(yīng)用采礦技術(shù)，確保各項(xiàng)工藝技術(shù)的應(yīng)用效果，還需要企業(yè)做好采礦隊(duì)伍的建設(shè)工作。第一，要對(duì)高素質(zhì)的人才進(jìn)行積極的引入，利用高素質(zhì)的管理人員和施工人員，確保各項(xiàng)工藝技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，使采礦的相關(guān)目標(biāo)能夠得到有效的滿(mǎn)足；第二，要對(duì)現(xiàn)有工作人員加強(qiáng)培訓(xùn)，可以通過(guò)定期培訓(xùn)，專(zhuān)業(yè)交流等方式，提升采礦團(tuán)隊(duì)的整體水平。

（5）加強(qiáng)QHSE管理。采礦行業(yè)改革發(fā)展的新方向是節(jié)約資源、安全、加強(qiáng)環(huán)保、重視技術(shù)，這將迫使礦山企業(yè)的質(zhì)量管理和經(jīng)營(yíng)模式有更高的要求。因此，礦山企業(yè)要嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)健康安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱(chēng)QHSE）建設(shè)、生產(chǎn)，并結(jié)合自身建立完整的三大體系管理模式，強(qiáng)化企業(yè)質(zhì)量、安全以及環(huán)境管理，提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，保障企業(yè)員工安全，改善企業(yè)環(huán)境行為，從而改變企業(yè)形象。礦山企業(yè)應(yīng)采用現(xiàn)代化的管理模式，使包括安全生產(chǎn)管理在內(nèi)的所有生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)科學(xué)化、規(guī)范化和法制化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，使得越多的現(xiàn)代化工藝技術(shù)應(yīng)用于采礦行業(yè)之中，這不僅提升采礦作業(yè)的技術(shù)化水平，而且相應(yīng)地提高了采礦作業(yè)的效率與安全。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化工藝技術(shù)應(yīng)用在采礦業(yè)內(nèi)有很大的優(yōu)勢(shì)，并且顯著改進(jìn)采礦作業(yè)的安全性，提高其效率質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)采礦業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。