井下采礦技術(shù)及井下采礦的發(fā)展趨勢

高文哲

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

井下環(huán)境復(fù)雜，不安全因素眾多，以此井下采礦存在著較高的危險系數(shù)，不僅會給采礦工作的安全性帶來較大的威脅，而且還會嚴(yán)重影響采礦的質(zhì)量和效率。因此，在采礦過程中，應(yīng)結(jié)合礦區(qū)的實際情況合理選用井下采礦技術(shù)，提升井下采礦技術(shù)的合理性，保障采礦工作的安全性和采礦的效率。

1 我國礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國不僅幅員遼闊，而且在礦產(chǎn)資源方面也十分豐富，不僅種類多樣，而且儲量龐大。但是由于我國也是礦產(chǎn)資源消耗大國，因此對礦產(chǎn)資源的需求較大，為了更好的滿足礦產(chǎn)開采的需求，對井下采礦技術(shù)的研發(fā)越來越受人們的關(guān)注，促進(jìn)了井下采礦技術(shù)的發(fā)展。同時，為了滿足市場對礦產(chǎn)資源的需求，也出現(xiàn)了礦產(chǎn)資源過分開采的問題，不僅會對生態(tài)環(huán)境帶來十分不利的影響，而且也不符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。隨著人們環(huán)保意識的提升，節(jié)能環(huán)保理念深入人心，在此背景下，節(jié)能、綠色、環(huán)保逐漸滲透到礦產(chǎn)開采行業(yè)之中，促使井下開采技術(shù)不斷完善，提升了礦產(chǎn)資源開采的合理性，同時降低了對生態(tài)環(huán)境造成的不利影響。在國家層面，相繼出臺了一系列的礦產(chǎn)資源開發(fā)保護(hù)政策，以法律的形式對礦產(chǎn)資源開采進(jìn)行約束與規(guī)范，極大的提升了礦產(chǎn)行業(yè)的規(guī)范性，使礦產(chǎn)資源得到更加有效的開發(fā)利用。

2 井下采礦技術(shù)分析

井下采礦技術(shù)種類較多，目前比較常見的井下采礦技術(shù)主要包括以下幾種類型：首先，放頂煤技術(shù)。該技術(shù)在傾斜角較小的采煤作業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，應(yīng)用該技術(shù)，還需要作業(yè)面具有一定的牢固性與穩(wěn)定性，為確保采礦工作的安全性，還需要構(gòu)建完善的支護(hù)體系和圍巖。應(yīng)用放頂煤技術(shù)，既有助于提升采礦的效率，也能在很大程度上降低采礦的成本。其次，炮采技術(shù)。炮采技術(shù)的應(yīng)用時間起步較早，因此該技術(shù)的發(fā)展相對更加成熟，應(yīng)用范圍也更加廣泛。該技術(shù)也存在一定的局限性，通常只能應(yīng)用于走向相對單一的長壁采礦作業(yè)面之中。該技術(shù)的工作原理為通過爆破的方式炸開富含煤礦的區(qū)域，然后將煤礦裝運(yùn)。再次，傾斜分層采礦技術(shù)。該技術(shù)主要應(yīng)用于地下煤層走向比較復(fù)雜的煤礦開采中，該技術(shù)可以結(jié)合煤礦周圍的環(huán)境以及煤層的傾斜度等方面的因素，通過相應(yīng)的方案進(jìn)行作業(yè)，有助于提升采礦作業(yè)的效率。最后，綜合采礦技術(shù)。相較于其他井下采礦技術(shù)，綜合采礦技術(shù)更為先進(jìn)，科技含量更高，因此更有助于提升礦產(chǎn)的開采效率。同時，綜合采礦技術(shù)的機(jī)械化程度更高，有助于節(jié)省人力以及降低成本。該技術(shù)的這些優(yōu)勢使其在井下采礦中的應(yīng)用十分廣泛，并且有著十分廣闊的發(fā)展前景。

3 井下采礦技術(shù)的特點分析

3.1 井下采礦技術(shù)的復(fù)雜性和難度系數(shù)高

相較于露天采礦，井下采礦作業(yè)無疑會面臨更大的挑戰(zhàn)，井下的環(huán)境更加復(fù)雜、更加惡劣，因此所應(yīng)用的技術(shù)也必將更加復(fù)雜，其難度系數(shù)也會更高。由于井下環(huán)境復(fù)雜，井下采礦難度系數(shù)高，因此相較于露天采礦，井下采礦的效率更低，安全風(fēng)險更高。這就要求井下采礦技術(shù)更加完善，因此其復(fù)雜性也會更高。井下采礦技術(shù)復(fù)雜性高，決定了技術(shù)的應(yīng)用難度更大。

3.2 井下采礦技術(shù)的更新速度快

井下采礦技術(shù)更新速度快，一方面是由于現(xiàn)代科技的融入，促進(jìn)了井下采礦技術(shù)的更新?lián)Q代，使其更加完善。另一方面是因為企業(yè)所面臨的市場競爭壓力越來越大，導(dǎo)致更多的企業(yè)希望通過技術(shù)更新的方式來提升自身的競爭力。技術(shù)上的創(chuàng)新能夠幫助企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上占據(jù)極大的優(yōu)勢，進(jìn)而領(lǐng)先于同行業(yè)，這是促使企業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵所在。同時，只有技術(shù)更新，才能使其更好的滿足井下采礦作業(yè)的需求。

3.3 井下采礦技術(shù)具有多樣性

井下采礦技術(shù)的概念相對比較寬泛，因此該技術(shù)具有多樣化的特點。另外，由于井下環(huán)境不同，所需開采的礦產(chǎn)也不相同，這些都決定了采礦技術(shù)也應(yīng)具有針對性，在不同的環(huán)境下以及采集不同類型的礦物質(zhì)都需要不同的技術(shù)。比如在煤礦的開采過程中，可以選擇應(yīng)用放頂煤技術(shù)以及綜合采礦技術(shù)等。不同的井下采礦技術(shù)有著不同的優(yōu)勢，同時有的井下采礦技術(shù)自身也存在一定的不足，這便需要在實際的采礦作業(yè)過程中，結(jié)合礦采區(qū)的實際情況，合理選用井下采礦技術(shù)。保障采礦作業(yè)的安全性和效率。

4 井下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 井下填充技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著井下采礦技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的碎石水泥漿膠結(jié)技術(shù)、干式填充技術(shù)等已經(jīng)難以滿足采礦行業(yè)的發(fā)展需求，因此更多的新型技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其中井下填充技術(shù)便是具有代表性的技術(shù)之一。原有的填充技術(shù)正在朝著高濃度的方向發(fā)展，這種發(fā)展趨勢，一方面能夠在很大程度上降低膠結(jié)材料的用量，另一方面也有助于改善井下環(huán)境，同時還有助于降低采礦成本。未來，填充技術(shù)將會朝著大型化以及機(jī)械化的方向發(fā)展。以霍州煤電集團(tuán)為例，其在黃土填充機(jī)械化采煤技術(shù)的研究方面走在了行業(yè)的前列，不僅加強(qiáng)了對相關(guān)機(jī)械設(shè)備的研發(fā)，而且還著重對礦井設(shè)施進(jìn)行了全優(yōu)化潤滑管理的工程建設(shè)。這有力的推動了填充技術(shù)的發(fā)展，使得填充技術(shù)的作用更加凸顯，有助于提升采礦的質(zhì)量和效率。對傳統(tǒng)填充技術(shù)的改善，也促使了膠結(jié)填充技術(shù)朝著高濃度以及全尾砂的方向發(fā)展。

4.2 深部開采技術(shù)的發(fā)展趨勢

加強(qiáng)對深部開采技術(shù)的研發(fā)，有助于提升井下采礦的效率和質(zhì)量，為社會的發(fā)展提供充足的資源供應(yīng)。在此背景下，深部開采技術(shù)目前的應(yīng)用比較廣泛，并且該技術(shù)還具有較大的提升空間，隨著該技術(shù)的發(fā)展與完善，可以有力的推動我國采礦行業(yè)的轉(zhuǎn)型，使其從傳統(tǒng)的能源消耗型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉垂?jié)約型產(chǎn)業(yè)，有助于采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。相較于國際上的先進(jìn)水平，我國在深部開采技術(shù)方面并不占優(yōu)勢，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，很容易引發(fā)礦震或者爆破事故等，這些問題的解決成為了深部開采技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。在該技術(shù)的發(fā)展與完善過程中，需要結(jié)合該技術(shù)存在的不足加以完善，提升深部開采技術(shù)應(yīng)用的安全性。

4.3 深海采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

深海采礦技術(shù)是一個綜合性概念，其主要包括深海礦產(chǎn)的采集、海底礦物制備裝載、海底軟管輸送系統(tǒng)、采礦船的動力定位、海面的支持以及對礦產(chǎn)輸送過程的監(jiān)控等。提升軟管輸送技術(shù)水平，完善智能化采集設(shè)備是深海采礦技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢。除此之外，深海采礦技術(shù)的發(fā)展，還要不斷提升機(jī)械化水平，要結(jié)合井下開采作業(yè)的需求，設(shè)計與研發(fā)高性能的開采設(shè)備。這既有助于提升井下采礦的效率，同時也能保障井下采礦的安全性。

4.4 井下支護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

井下環(huán)境復(fù)雜，影響井下采礦安全性的因素較多，因此，井下采礦屬于高危工作，做好井下支護(hù)是保障井下采礦作業(yè)安全性的重要措施。由此可見，井下支護(hù)技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。近年來，隨著井下采礦技術(shù)的發(fā)展，使得井下支護(hù)技術(shù)也越來越完善。以錨桿桁架技術(shù)為例，錨桿桁架由兩個漲殼式錨桿以及高強(qiáng)度鋼桿構(gòu)成，極大的提升了支護(hù)效果，對于保障井下采礦作業(yè)的安全具有十分重要的意義。再比如，針對高復(fù)合泥巖頂板煤巷桁架錨索組合支護(hù)技術(shù)的研究，進(jìn)一步提升了支護(hù)的效果，能夠更好的保障巷道的穩(wěn)定性，并且還有助于改善高軟圍巖的環(huán)境，既能有效降低采礦作業(yè)過程中安全事故的發(fā)生幾率，也能更好的保障企業(yè)的社會效益與經(jīng)濟(jì)利益。

4.5 井下采礦技術(shù)的綠色生態(tài)化發(fā)展趨勢

在我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求下，井下采礦技術(shù)也將朝著綠色以及生態(tài)化的方向發(fā)展，低碳環(huán)保將成為井下采礦技術(shù)的主題，因此，在井下采礦技術(shù)中應(yīng)加強(qiáng)對綠色工藝的應(yīng)用，應(yīng)建立綠色化的規(guī)范，對井下采礦工藝以及工序等進(jìn)行約束，促進(jìn)井下采礦技術(shù)的綠色生態(tài)化發(fā)展。目前主要的井下采礦綠色工藝有煤炭地下氣化技術(shù)以及瓦斯與煤共采技術(shù)等，應(yīng)用井下采礦綠色工藝，能夠在很大程度上提升煤炭的清潔程度。比如，應(yīng)用煤炭地下氣化技術(shù)，可以實現(xiàn)對煤炭的化學(xué)反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為氣體，氣體的運(yùn)輸與儲存更加節(jié)能，也更加清潔，并且使用過程中所產(chǎn)生的污染物更少，有助于環(huán)境的保護(hù)，降低會生態(tài)的破壞。與此同時，對綠色采礦工藝的應(yīng)用，可以有效降低井下采礦的貧化率，促進(jìn)井下礦產(chǎn)使用率的提升，并且還可以有效提升井下采礦作業(yè)的安全性。企業(yè)要加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)對新型環(huán)保社會的研發(fā)與應(yīng)用，逐漸淘汰那些能耗較高的開采設(shè)備。同時針對礦山環(huán)境的治理要給予高度的重視，并加大資金投入力度，保障礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

5 結(jié)束語

礦產(chǎn)資源的開采，直接關(guān)乎著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的生產(chǎn)生活，這在很大程度上推動了井下采礦技術(shù)的發(fā)展與完善。加大對井下采礦技術(shù)的研發(fā)，并合理應(yīng)用井下采礦技術(shù)，有助于提升采礦作業(yè)的安全性與工作效率。未來，井下采礦技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)朝著更加高效、更加節(jié)能、更加環(huán)保的方向發(fā)展，綠色采礦技術(shù)的應(yīng)用將會更加廣泛，在確保開礦作業(yè)安全性的基礎(chǔ)上，不斷提升采礦作業(yè)的效率。