采礦工程中的現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用研究

劉海濱

（青海省能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司團(tuán)魚山露天煤礦，青海 西寧 816200）

1 采礦工程的作業(yè)特點(diǎn)

1.1 開采難度較大

地下礦產(chǎn)帶分布環(huán)境比較復(fù)雜，存在著斷層、節(jié)理、地下水等問題，同時(shí)相較于地面開采工作，地下開采環(huán)境的空間相對(duì)較窄，很難實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)在開采過程中，還存在著許多的不確定因素，這樣也進(jìn)一步提高開采過程的開采難度，影響到開采活動(dòng)的有序進(jìn)行。

1.2 礦產(chǎn)資源固定

目前所使用到的礦產(chǎn)資源都?xì)w類為不可再生資源，其再生周期非常長，如煤炭資源是植物經(jīng)過兩億年演變后形成，因此，礦產(chǎn)資源在地球上的存量相對(duì)固定，其開采地點(diǎn)也比較固定，這樣在選擇礦產(chǎn)開采地點(diǎn)時(shí)需要考慮許多的動(dòng)態(tài)因素，包括礦脈蔓延情況、礦層厚度、地質(zhì)條件等，以滿足順利開采的基礎(chǔ)性要求。

1.3 人員流動(dòng)性大

從目前的應(yīng)用的情況來看，我國采礦企業(yè)主要都是以中小企業(yè)為主，這類企業(yè)的共性特征在于，中小企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，而且生產(chǎn)力比較中等，這樣也限制了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升速度。經(jīng)濟(jì)效益決定了作業(yè)人員的薪資，這些企業(yè)的薪資相對(duì)較低，加上作業(yè)環(huán)境較差，因此人員的流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)，影響到企業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。

1.4 安全風(fēng)險(xiǎn)較大

①采礦工程的作業(yè)環(huán)境主要集中在地下，由于礦產(chǎn)開采位置和地下水位置相鄰，因此在開采過程中，經(jīng)常涌水或滲水問題，增加作業(yè)環(huán)境的安全性。②地下開采環(huán)境相對(duì)密閉，需要借助壓縮機(jī)來確保地下開采過程的空氣循環(huán)，若空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)問題，那么很容易引起缺氧的問題。另外，礦產(chǎn)中還留有一些衍生氣體，如瓦斯、二氧化硫等，這也容易引起爆炸和中毒事故，影響到作業(yè)環(huán)境的安全性。

2 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 空場采礦工藝技術(shù)

該工藝作為現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見類型，在該工藝應(yīng)用過程中，也需要注意以下幾部分內(nèi)容：

（1）該工藝在應(yīng)用過程中，所需要的施工場地面積相對(duì)較大，需要在前期開采中提前做好場地種類的劃分，便于后續(xù)開采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

（2）明確具體的開采順序，總結(jié)以往工藝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在工藝應(yīng)用期間存在礦柱和礦房兩種開采方式，一般會(huì)先進(jìn)行礦柱區(qū)域的施工，隨后再進(jìn)行礦房區(qū)域作業(yè)，借助礦柱的支撐作用來穩(wěn)定作業(yè)區(qū)域環(huán)境，以確保開采活動(dòng)的順利進(jìn)行。該工藝在應(yīng)用中具備開采效率高、開采質(zhì)量高等特點(diǎn)，在很多采礦工程中得到了良好的應(yīng)用。

2.2 充填采礦工藝技術(shù)

礦產(chǎn)開采環(huán)境的復(fù)雜程度較高，為了提升開采后礦洞環(huán)境的安全性，需要在開采后對(duì)于空曠區(qū)域進(jìn)行充填，以滿足后續(xù)開采活動(dòng)的穩(wěn)定性。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）做好充填材料的選擇，這也是確保礦洞穩(wěn)定性的基礎(chǔ)條件，目前所使用到的填充料比較特殊，如開采后的廢棄料，添加一些其他添加劑，使其具備更好的穩(wěn)定性。

（2）針對(duì)一些面積相對(duì)較大的礦洞，在對(duì)其進(jìn)行填充時(shí)，需要加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)，避免作業(yè)期間出現(xiàn)礦洞塌陷的問題。該工藝在應(yīng)用過程中，能夠很好地提升后續(xù)作業(yè)環(huán)境的安全性，提高采礦工程的工作效率。

2.3 崩落采礦工藝技術(shù)

在礦產(chǎn)資源的開采過程中，其深度會(huì)隨著活動(dòng)的進(jìn)行不斷深入，機(jī)械設(shè)備在開采期間會(huì)對(duì)周圍巖層帶來振動(dòng)影響，在持續(xù)影響下如果礦洞的高度相對(duì)較大，增加礦洞塌落的風(fēng)險(xiǎn)。崩落采礦工藝技術(shù)也屬于現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見類型，在該工藝應(yīng)用過程中，也需要注意以下幾部分內(nèi)容：

（1）該工藝在應(yīng)用過程中，主要采用有底柱和無底柱分段崩落法來對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，無論哪一類處理方法，在前期擬定施工計(jì)劃的階段，都需要對(duì)基礎(chǔ)作業(yè)環(huán)境的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了解，從而確定分段高度，以確保工程的順利推進(jìn)。

（2）做好破碎物的清理工作，使其可以營造出更好的采礦環(huán)境。該技術(shù)在應(yīng)用中具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，以滿足企業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

2.4 巖體加固技術(shù)

由于采礦工程作業(yè)環(huán)境的特殊性，因此在應(yīng)用開采過程中，也會(huì)受到許多應(yīng)用因素的影響，如機(jī)械設(shè)備振動(dòng)頻率、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜程度、礦脈深度等，其巖體的穩(wěn)定性也會(huì)受到一定影響，對(duì)此會(huì)采用巖體加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，已提升開采環(huán)境的可靠性。在該技術(shù)的具體應(yīng)用中也需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）做好巖層監(jiān)測任務(wù)，對(duì)于巖層在開采過程中的形變量進(jìn)行監(jiān)督，以此為基礎(chǔ)來擬定相應(yīng)的處理措施，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

（2）采用錨固、注漿等加固技術(shù)時(shí)，也需要做好加固點(diǎn)的選擇工作，控制好加固過程中的細(xì)節(jié)，從而提升加固效果，滿足具體地應(yīng)用需求。

2.5 溶浸采礦工藝技術(shù)

該工藝作為現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見類型，主要是利用化學(xué)工藝來完成礦產(chǎn)開采，以提升開采過程的穩(wěn)定性。

（1）對(duì)于區(qū)域的礦石性質(zhì)進(jìn)行研究，明確礦石的理化性質(zhì)，在明確其應(yīng)用性質(zhì)后匹配恰當(dāng)?shù)娜芙?，以確保相互之間能夠順利完成化學(xué)反應(yīng)，確保開采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

（2）控制好浸潤液的具體用量，同時(shí)做好廢棄料的處理工作，使礦區(qū)可以沿著更好地方向進(jìn)行發(fā)展。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，具備非常強(qiáng)的應(yīng)用前景，可以營造良好的礦產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，帶來更多地經(jīng)濟(jì)效益。

2.6 拉斗鏟無運(yùn)輸?shù)苟压に?/h3>

該工藝在應(yīng)用過程中，集中了多項(xiàng)應(yīng)用工藝，包括裁決、運(yùn)輸、排土工藝等，其主要應(yīng)用原理在于礦產(chǎn)開采過程中所產(chǎn)生的剝離物可以直接利用倒堆的方式對(duì)其進(jìn)行清理，提升作業(yè)空間的富足性。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，也需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）合理選擇機(jī)械設(shè)備規(guī)模，例如在進(jìn)行采空區(qū)處理時(shí)，一般都需要選擇體積較大的機(jī)械設(shè)備，以滿足相應(yīng)的開采要求。

（2）對(duì)于礦洞內(nèi)的積水需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行排出，通常情況下，需要在礦洞作業(yè)期間做好排水系統(tǒng)的設(shè)置工作，將積水集中排出，降低作業(yè)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性。

2.7 采空區(qū)填充施工工藝

除了上述提到的新施工工藝外，采空區(qū)填充施工工藝也屬于非常重要的工作內(nèi)容。

（1）在具體的作業(yè)過程中，需要采用合理的勘察技術(shù)對(duì)于礦洞的基本情況進(jìn)行了解，以此為基礎(chǔ)來選擇恰當(dāng)?shù)奶畛洳牧?，提升?yīng)用后的治理效果。通常情況下，會(huì)充分開采過程中的剩余礦石，搭配其他廢棄物來作為填充主材料，以提高資源的利用率[1]。

（2）在開采過程中也需要做好開采點(diǎn)合理分布管理，穩(wěn)定整個(gè)采掘工程的作業(yè)過程，提升作業(yè)結(jié)果的可靠性。

3 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 綠色開采體系不斷完善

基于目前已經(jīng)應(yīng)用的開采技術(shù)參數(shù)，在技術(shù)未來發(fā)展過程中會(huì)沿著綠色開采方向推進(jìn)，這也是提升開采效率和質(zhì)量的重要保障。在具體發(fā)展中，需要借助具體實(shí)踐數(shù)據(jù)來明確綠色開采期間需要遵循的應(yīng)用原則，為綠色開采活動(dòng)的順利實(shí)施提供保障。而且在發(fā)展過程中，生態(tài)學(xué)的應(yīng)用頻率也會(huì)著增加，借助生態(tài)學(xué)體系來明確機(jī)械設(shè)備開采期間，對(duì)周圍巖體帶來的負(fù)面影響，從而不斷完善開采體系中的相應(yīng)內(nèi)容，提升系統(tǒng)本身的完善度。而且在下階段發(fā)展過程中，也會(huì)探討“無損開采”模式，將開采資源利用率提升到最大，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)力[2]。

3.2 智能化手段的不斷融入

采礦工程在開采過程中，具備較高的風(fēng)險(xiǎn)性，隨著淺層礦產(chǎn)資源存量的不斷減少，后續(xù)開采方向也會(huì)向深層礦產(chǎn)資源進(jìn)行。這也意味著礦產(chǎn)開采深度也會(huì)更大，風(fēng)險(xiǎn)性也更高。為了確保人員開采環(huán)境的安全性，也需要注意智能化手段地不斷融入，建立“智慧礦山”體系，提升開采過程的安全性。目前很多采礦企業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化開采，但是開采參數(shù)依舊需要人為進(jìn)行調(diào)整。而智能化開技術(shù)的融入，可以賦予機(jī)械設(shè)備一定的自主能力，可以根據(jù)開采環(huán)境的變化，調(diào)整掘進(jìn)深度、掘進(jìn)角度等內(nèi)容，以此降低開采參數(shù)對(duì)于環(huán)境的影響性。另外，在未來發(fā)展過程中，也需要優(yōu)化智能化手段的應(yīng)用條件，使其可以有序融入到開采體系當(dāng)中，提升智能化應(yīng)用手段的使用價(jià)值。

3.3 動(dòng)態(tài)預(yù)警體系的建立

采礦工程的作業(yè)環(huán)境主要集中在地下，其開采環(huán)境相對(duì)密閉，需要借助壓縮機(jī)來確保地下開采過程的空氣循環(huán)，并且礦產(chǎn)中還留有一些衍生氣體，如瓦斯、二氧化硫等，這也容易引起爆炸和中毒事故，影響到作業(yè)環(huán)境的安全性。因此，在未來發(fā)展過程中，也需要做好動(dòng)態(tài)預(yù)警體系的建立，對(duì)于開采環(huán)境的基礎(chǔ)情況做好監(jiān)督，在出現(xiàn)潛在威脅時(shí)，如頂板過大、瓦斯?jié)舛冗^大、地質(zhì)斷層等，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，在快速疏散人群的同時(shí)，也會(huì)對(duì)危險(xiǎn)問題采取措施進(jìn)行處理，以提升作業(yè)環(huán)境的安全性，穩(wěn)定采礦工程的作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，采礦工藝技術(shù)還在不斷地豐富和發(fā)展，采礦工程促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使我國礦產(chǎn)資源得到了更好的開發(fā)和利用，采用現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備有效地改善了以前開采工藝中的不足之處。礦產(chǎn)工程也要朝著綠色生產(chǎn)發(fā)展，這樣才符合社會(huì)的發(fā)展要求，從而提高礦產(chǎn)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。