現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用探索

王青 潘大偉

摘要：現(xiàn)代化采礦工藝是煤礦開采生產(chǎn)的必然要求，在實際發(fā)展過程中能夠進一步滿足人們的需要?，F(xiàn)代化采礦工藝的研究和應(yīng)用在如今煤炭行業(yè)競爭日趨激烈的今天，所發(fā)揮的作用也越來越重要。對此進行科學(xué)分析具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要針對現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：采礦工藝技術(shù);采礦工程;應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，對自然能源的需求只增不減。然而目前我國采礦業(yè)的工藝技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備與國外相比差距較大，許多采礦工程中仍然采用舊式采礦工藝技術(shù)，自然能源的開采率以及利用率難以滿足社會發(fā)展的需求。而且在實際作業(yè)中，由于操作程序復(fù)雜，環(huán)境多變，很容易發(fā)生采礦安全事故，造成嚴重的經(jīng)濟損失。引進現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)不僅可以有效地提高采礦工程的開采率和利用率，還可以大大提高采礦作業(yè)的安全性，更好地促進社會的發(fā)展。

1采礦工藝技術(shù)在采礦工程中應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 采礦工藝技術(shù)方面存在的技術(shù)問題

我國采礦工程所應(yīng)用的采礦工藝技術(shù)水平與國外相比較為落后，所采掘的資源在數(shù)量及質(zhì)量上都難以滿足我國社會發(fā)展的需求，導(dǎo)致了資源的浪費。采礦工藝技術(shù)的落后主要表現(xiàn)在四個方面，第一，我國在資源定位以及儲量探測技術(shù)較為落后，直接導(dǎo)致采礦的工作效率較低;第二，采礦工程中使用的機械設(shè)備較為落后，機械使用率較低，采礦過程中多為人工粗放式開采，不僅工作效率低，而且會導(dǎo)致資源開采率低，浪費現(xiàn)象嚴重;第三，選取礦料時所使用的技術(shù)較為落后，會導(dǎo)致不能有效選取資源，發(fā)生棄礦現(xiàn)象，使資源得不到有效開發(fā)利用，很難進行二次采礦;第四，由于技術(shù)落后而導(dǎo)致開發(fā)難度高的礦區(qū)廢棄，使資源不能有效利用形成閑置。

1.2采礦工藝技術(shù)方面存在的安全問題

采礦工程中安全是生產(chǎn)的第一要務(wù)，由于安全問題而造成的經(jīng)濟損失是難以估量的，安全生產(chǎn)不僅是促使企業(yè)長遠發(fā)展的重要因素，也是我國政府對采礦企業(yè)的首要要求。采礦工程中所需要注意的安全問題主要體現(xiàn)在兩方面，第一，采礦作業(yè)主要是地下作業(yè)，在地下作業(yè)時會搭建礦道，這是工作人員通行以及采礦資源運輸?shù)耐緩?，一旦發(fā)生坍塌或者滲水現(xiàn)象就會造成重大人員傷亡以及財產(chǎn)損失，這是最常發(fā)生的安全事故;第二，采礦施工人員的地下作業(yè)環(huán)境惡劣，空間較為狹窄，存在空氣難以流通，如果操作不慎容易引發(fā)礦井瓦斯爆炸和火災(zāi)事故，造成重大經(jīng)濟損失。

2現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

在長期的實踐和經(jīng)驗總結(jié)過程中，采礦工藝也在隨著科技水平的發(fā)展而不斷提升。先進的技術(shù)和采礦工藝也被逐步普及應(yīng)用，有效提升了煤礦開采的效率和施工安全性。

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，大量的露天礦石開采也對地表和淺表層的礦石資源造成了嚴重的消耗。從長期能源發(fā)展的角度看，必須均衡地進行露天礦山和地下礦山的開采，實現(xiàn)資源的均衡分配與利用。

2.2 充填采礦工藝技術(shù)

為了加快煤礦采空區(qū)的恢復(fù)作業(yè)進度所采用的充填式采礦工藝，能夠有效緩解煤礦采空區(qū)周圍的地質(zhì)條件變化。通過在回采工作面，利用充填材料逐一進行空缺位置的填充，保證采礦區(qū)域的圍巖整體支撐強度不變，同時能夠加強鄰近區(qū)域的煤礦開采作業(yè)安全系數(shù)。在一些具有特殊地質(zhì)條件和施工環(huán)境要求的煤礦開采區(qū)域中，為了能進一步提升周圍圍巖的整體強度，避免圍巖脫落對施工人員造成安全隱患，可在充填材料的選擇上有所側(cè)重?？捎嗅槍π缘倪x用強度更高，充填效果更好的材料，配合支架進行圍巖加固。以向下分層填充等方式對采空區(qū)域進行回填，這種工藝和技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升煤礦回采的施工效率，并最大程度地保證煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保障施工人員的安全。

2.3巖體加固技術(shù)

在采礦進行過程中，受到地質(zhì)條件、氣候變化、機械設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動以及人員操作方式等因素的影響，經(jīng)常會遇到礦區(qū)巷道中圍巖體不穩(wěn)定的情況。為了避免巖石崩落對施工人員和設(shè)備造成損傷，必須事先通過專用錨索對采礦區(qū)的頂板、圍巖等部位進行有效地支護和加固。巖體加固技術(shù)在實際操作過程中，常選取充填法和空場法或多種方法的綜合運用。為了進一步保證采礦工作區(qū)域的安全和穩(wěn)定，在巖體加固過程中還可使用注漿法及錨索固定支護法進行加固，使設(shè)備與巖體緊密固定。防止破碎的巖體和流砂等不穩(wěn)定因素對施工造成影響。

2.4崩落采礦工藝技術(shù)

在煤礦作業(yè)開始的前期準備階段，需要對礦洞中存在的各類安全隱患進行徹底排查和排除。對具有崩落隱患的巖石進行妥善處理，包括具有松動跡象和可能產(chǎn)生崩落的圍巖需統(tǒng)一進行底柱分段崩落處理和無底柱分段崩落處理。底柱分段崩落需考慮橫斷面的詳細尺寸，并設(shè)定分段高度，底柱高度和漏斗間距等。無底柱分段崩落則通常采取效率更高，全機械化的操作方式，有效節(jié)省人工成本并提供更高的施工安全保障。

3采礦工藝技術(shù)發(fā)展前景展望

我國正處于社會發(fā)展的重要上升時期，對于各類自然資源的需求量非常大。但是相對于歐美其他發(fā)達國家而言，我國的采礦工藝設(shè)備相對落后，對于礦產(chǎn)資源的利用率及開采率均較低，難以適應(yīng)社會的實際需求。井下的環(huán)境復(fù)雜多變，因此會發(fā)生很多突發(fā)情況，目前在我國有很多小的礦井依舊采用非常落后的炮采工藝，這樣的生產(chǎn)方法非常容易引發(fā)安全生產(chǎn)的問題。因此，提高礦產(chǎn)資源開采率、促進采礦工程的現(xiàn)代化進程、改善開采環(huán)境對于促進社會經(jīng)濟水平的提高尤為重要。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)立功能完備的警報系統(tǒng)。在近年來的實際應(yīng)用中，3s技術(shù)在井下煤礦開采報警系統(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)器對地表和井下環(huán)境中的各類參數(shù)指標的數(shù)據(jù)進行實時收集與分析的功能，將檢測數(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，避免生產(chǎn)安全事故造成直接的人身財產(chǎn)損失。同時，異常數(shù)據(jù)指標也能為煤礦企業(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，盡量減少廢石的產(chǎn)出量，實現(xiàn)更低人力物力成本的環(huán)?；旱V開采。

結(jié)語

通過該文的分析可知，煤礦資源的開采過程通常由于各種施工技術(shù)的局限性和施工安全問題，造成開采效率低，安全性差等問題。為了在保證開采效率的同時有效提升煤礦開采的質(zhì)量及作業(yè)安全性，就需要進一步強化采礦工藝和技術(shù)的先進性和應(yīng)用效率，應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新力度并結(jié)合實際應(yīng)用中采礦技術(shù)的應(yīng)用形式分析和總結(jié)，善于發(fā)現(xiàn)技術(shù)和工藝中的不足與局限性。從而有針對性地提出相應(yīng)的解決和改善對策。為我國的采礦工程發(fā)展和采礦技術(shù)的進步創(chuàng)造更大的空間。

參考文獻

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