提高金屬礦地下開采的開采效率的研究

◎黃濤

如何提高金屬礦地下開采效率，需要根據(jù)金屬礦地下開采情況，針對(duì)性的優(yōu)化開采方式，引入先進(jìn)的開采技術(shù)，全面提高開采質(zhì)量。同時(shí)也要在開采過程加強(qiáng)安全防范能力，針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)實(shí)踐與創(chuàng)新研究，總結(jié)更加先進(jìn)的開采技術(shù)方法，為金屬礦地下開采工作開展提供有效的技術(shù)保證，具體分析如下。

一、提升金屬礦地下開采效率的策略

1.應(yīng)用信息技術(shù)構(gòu)建完善的礦山安全系統(tǒng)。

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)被大量應(yīng)用，切實(shí)提高數(shù)據(jù)信息的分析與應(yīng)用能力，也讓工作效率得到全面性提高。所以開采金屬礦的工作當(dāng)中，需要引入信息技術(shù)，利用該技術(shù)讓礦山安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力獲得提高，確保通風(fēng)，排水等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)先進(jìn)。第一，信息技術(shù)可讓設(shè)備市場動(dòng)態(tài)得到準(zhǔn)確把握，具體評(píng)估同種設(shè)備的性價(jià)比和技術(shù)能力，積極引入先進(jìn)化的設(shè)務(wù)，從硬件方面提高開采效率，包括通風(fēng)設(shè)備，排水設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備，除經(jīng)可以確保開采效果以外，還能確保在危險(xiǎn)區(qū)域采用數(shù)控技術(shù)，有效減少礦作業(yè)人員的同時(shí)降低采礦成本。第二，計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，讓開采設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備和排水設(shè)備的遠(yuǎn)程操控實(shí)現(xiàn)，再透過使用環(huán)境監(jiān)測儀器，不僅能夠讓開采工作效率提高，而且還能及時(shí)獲得井下空氣質(zhì)量和積水部位的信息。第三，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性監(jiān)控可切實(shí)提高開采作業(yè)的安全，為井下工作人員提供相對(duì)優(yōu)質(zhì)化的環(huán)境，有利于開采效率的進(jìn)一步提高。第四，應(yīng)用信息化技術(shù)可以精準(zhǔn)獲得開采位置信息，燕利用遠(yuǎn)程勘測技術(shù)獲取礦藏的準(zhǔn)備位置，從而確保后期金屬開采的順利。第五，礦區(qū)設(shè)備，設(shè)施的集中化管理控制，需要強(qiáng)化信息化建設(shè)，有利于作業(yè)開采的同時(shí)讓設(shè)備調(diào)節(jié)與控制作用得以實(shí)現(xiàn)，還能讓人為因素對(duì)設(shè)備設(shè)施的影響減少，進(jìn)而讓設(shè)備的最大化作用得以發(fā)揮。

2.選用科學(xué)合理的地下采礦方法。

整個(gè)實(shí)踐的過程中，采空區(qū)是目前礦山地下資源開采時(shí)安全問題最大的地方，實(shí)施開采作業(yè)的工作人員由于個(gè)人和機(jī)械設(shè)備的原因，致使地下表層產(chǎn)生空洞現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著礦地下開采工作人員的安全。第一，面對(duì)采空區(qū)容易受到損害的情況，局部會(huì)產(chǎn)生塌陷的問題，也可能出現(xiàn)頂板塌落，斷層破裂的情況，所以實(shí)踐的時(shí)候采用安全防護(hù)需要依據(jù)實(shí)際來做決定。第二，在整體采礦環(huán)節(jié)中，需要先確保開采的安全性與可靠性，并且還要充分考慮到礦山開采和采礦業(yè)的收益，從而應(yīng)用先進(jìn)化的技術(shù)讓整體收益能夠不斷提高。第三，礦山地下開采的過程中需要加強(qiáng)安全管理工作，并全面分析開采的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。第四，針對(duì)于礦山地下開采這項(xiàng)工作，需要建立專門化的檢測區(qū)域，分別檢測出各種地質(zhì)條件和自然環(huán)境條件，確保踩空作業(yè)的良好運(yùn)行。在這個(gè)過程中，一方面要充分滿足采空區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的地方，另一方面也要實(shí)施封閉化的處理操作，并通過充填適量廢石加固處理頂板和邊坡。

（1）運(yùn)輸提升技術(shù)。

在地下礦山生產(chǎn)的過程中，占據(jù)著主要位置的是運(yùn)輸提升系統(tǒng)，透過運(yùn)輸可以讓各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)有效連接，并形成有機(jī)化整體，進(jìn)而確保礦山能夠正常實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。而對(duì)于采場出礦經(jīng)歷而言，運(yùn)輸技術(shù)走過了三個(gè)發(fā)展歷程，分別是人工，有軌和無軌，也就是從軌向無軌發(fā)展，形成嶄新的局面。地下礦山采用的是無軌自行設(shè)備，在地下無軌設(shè)備的完善背景下，無軌開采技術(shù)也得到了發(fā)展，促進(jìn)地下開采工芤的改革，是當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)下開采的主流趨勢(shì)。關(guān)于采場短距離出礦，主要采用的是鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸，其優(yōu)勢(shì)是方便可靠，有著較高的出礦效率，而且運(yùn)行方面也相對(duì)較為靈活化。而井下長距離運(yùn)礦，采用的主要是地下汽車，是國內(nèi)比較少見的方式，距離的提高隨著采深的增加而增加，但是技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)并伴隨礦石石料成本的增加。所以深井礦石技術(shù)的提高非常重要，可以向著大型化，高度自動(dòng)化方向發(fā)展，是未來礦井運(yùn)輸提高的關(guān)鍵，也是發(fā)展的大趨勢(shì)。

（2）巖層加固技術(shù)。

金屬礦山的加固是透過破碎，高應(yīng)力的巖層實(shí)現(xiàn)。而巖層加固技術(shù)又可以分為兩類，一類是被動(dòng)支護(hù)，另一類是主動(dòng)支護(hù)，其中被支支護(hù)不能改變巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有被動(dòng)讓圍巖變形得以承受才能有效改變巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如可以加強(qiáng)巖層自身強(qiáng)度，利用錨桿，錨注，錨噴等支護(hù)來完成。第一，復(fù)合支護(hù)包括了錨注支護(hù)，錨噴支護(hù)，還有錨網(wǎng)噴支護(hù)，而金屬礦山巖層的主要加固技術(shù)就是通過錨噴支護(hù)實(shí)現(xiàn)的。第二，全長式錨桿，黏結(jié)式錨桿復(fù)合成全長黏結(jié)式錨桿也可以發(fā)揮作用，切實(shí)提高錨固強(qiáng)度，在工程當(dāng)中有很大的推廣價(jià)值。第三，從噴射混凝土角度來看，傳統(tǒng)意義上的干噴發(fā)展到現(xiàn)在的濕噴在很大程度上讓作業(yè)環(huán)境得到改善，進(jìn)而對(duì)巖層剝落有了防止作用。第三，把噴射混凝土同錨桿結(jié)合起來，能夠讓圍巖自由變形得到有效控制，促使圍巖應(yīng)力能夠進(jìn)行重新分布，讓巖層剝離掉落得到預(yù)防。第四，在科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展下，有關(guān)錨噴支護(hù)這樣的先進(jìn)裝備，在國內(nèi)外都已經(jīng)開始使用。比如，錨桿臺(tái)車，濕噴車、掛網(wǎng)臺(tái)車等設(shè)備都已經(jīng)獲得研發(fā)，并且我國還自主研制了多樣化的設(shè)備，比如礦用濕噴機(jī)，兩臂混凝土濕噴機(jī)等，這些都在很大程度上讓工作效率獲得提高，也讓勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低，進(jìn)一步確保了作業(yè)的安全性，推動(dòng)著巖層加固技術(shù)的智能化發(fā)展。通過技術(shù)的反復(fù)革新，巖層加固技術(shù)從原來的被動(dòng)單一化支護(hù)發(fā)展，逐漸向著新型主動(dòng)復(fù)合支護(hù)發(fā)展，未來還將在機(jī)械化，智能化方面呈現(xiàn)出大飛躍的狀態(tài)，從而全面提高作業(yè)效率安全性。

（3）無間柱連續(xù)開采工藝。

以往傳統(tǒng)形式下的地下金屬采礦作業(yè)，整個(gè)過程中房式采礦技術(shù)比較覺用，主要有兩個(gè)部分，包括礦房回采和礦柱回采，在礦房開采作業(yè)完成以后實(shí)施礦柱的回收開采工作，這樣的工藝在作業(yè)施工過程中有不足之處存在。第一，預(yù)留礦柱形態(tài)受到環(huán)境影響，相對(duì)來講礦柱的規(guī)則就比較弱，缺乏對(duì)抗壓力的能力，容易產(chǎn)生變形的問題和損壞的問題，還會(huì)致使礦柱回采的難度有所增加。以礦柱回采問題為例，回采的工藝比較復(fù)雜化，管理上也有難度，所以會(huì)增加回采的成本。第二，因礦柱回彩技術(shù)有著較高的難度，有的金屬礦石不能實(shí)施有效的開采利用，在回收利用率上偏低，而且還會(huì)出現(xiàn)效益減少，浪費(fèi)資源的情況。第三，從礦柱回采來看，整體難度會(huì)工期進(jìn)度會(huì)有不良影響，阻礙著后面的施工作業(yè)，對(duì)于工程的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重化的影響。

關(guān)于無間柱連續(xù)開采工藝，采礦流程得到了有交我這幾天中，可以解決相應(yīng)的問題，并且在工藝的過程中，礦體還可以分成不同的階段，在階段內(nèi)可以再劃分成礦段，而且礦段之間不要留間柱，平時(shí)進(jìn)行的進(jìn)修要實(shí)施采切，回采和充填三個(gè)主要工序。第一，礦段回彩采用的是采場連續(xù)工藝，結(jié)束回采工作以后再導(dǎo)入迅速充填階段。第二，將三個(gè)礦段的作業(yè)進(jìn)行銜接，并連續(xù)推進(jìn)階段性采礦工作。第三，采用下向平行深孔側(cè)向崩礦，沒有二次破碎水平組合式振動(dòng)出礦機(jī)底部結(jié)構(gòu)，再用振動(dòng)運(yùn)輸列車進(jìn)地礦石的運(yùn)搬，在實(shí)施崩礦的時(shí)候要依靠充填空區(qū)一側(cè)，留臨時(shí)隔離礦壁，結(jié)合礦段工作再實(shí)施一次崩礦操作，以強(qiáng)采強(qiáng)出的方式迅速充填空區(qū)。等到一分區(qū)出礦完成后，準(zhǔn)備充填的時(shí)候要再次進(jìn)行崩礦出礦的操作。第四，在相鄰礦段之間平等實(shí)施作業(yè)可以先從采切，回采和充填工序入手，讓相互之間形成既獨(dú)立，又相互有銜接的形式，并利用轉(zhuǎn)移讓連續(xù)推進(jìn)工作實(shí)現(xiàn)，從而更恐怖連續(xù)作業(yè)，讓連續(xù)采礦效果能夠達(dá)到預(yù)期。

3.增強(qiáng)作業(yè)人員教育培訓(xùn)。

開采礦山的時(shí)候需要根據(jù)作業(yè)人員的情況，讓安全培訓(xùn)得以加強(qiáng)，全面提高施工人員的安全意識(shí)和保護(hù)自我的能力。由于礦山井下作業(yè)，整體環(huán)境相對(duì)復(fù)雜化，因此要有效結(jié)合現(xiàn)場培訓(xùn)施工人員。為此，在考慮工作性質(zhì)的基礎(chǔ)上，需要分別培訓(xùn)一線工作人員和管理層人員，在培訓(xùn)的內(nèi)容上也要注重差異化。針對(duì)于一線的工作人員，需要把安全操作技能培訓(xùn)放在重要位置，并依據(jù)需要傳授事故處理技能，同時(shí)組織一線人員參與安全演練環(huán)節(jié)。而針對(duì)于管理層的人員，需要把作業(yè)安全管理理念的內(nèi)容做重點(diǎn)培訓(xùn)，強(qiáng)化安全防范意識(shí)，也要讓管理層人員理論知識(shí)學(xué)習(xí)更為系統(tǒng)化。

4.優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高礦山井下環(huán)境條件。

關(guān)于礦山井下作業(yè)，在實(shí)施安全評(píng)價(jià)的時(shí)候，機(jī)械設(shè)備和作業(yè)環(huán)境都會(huì)影響到開采人員的安全，所以要對(duì)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，切實(shí)提高井下開采環(huán)境的基本條件，對(duì)于井下作業(yè)設(shè)施運(yùn)行工作很有利。機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行效率的提高越來越重要，需要利用機(jī)械設(shè)備組件有效的實(shí)施管理控制工作，從而全面提高設(shè)備運(yùn)行的效率以及設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。另外，礦山井下開采安全評(píng)價(jià)的過程中，最為主要的是設(shè)備管理與維護(hù)工作，需要及時(shí)將不先進(jìn)，不科學(xué)的落后生產(chǎn)設(shè)備先更換掉，并積極引入先進(jìn)化的機(jī)械設(shè)備，讓井下作業(yè)的安全可靠性得到更大程度上的提高。

二、金屬礦開采方法及技術(shù)發(fā)展展望

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得金屬開采工作，獲得了越來越多的支持，并且在以往技術(shù)深入優(yōu)化的基礎(chǔ)上，更多研究工作在開始推動(dòng)。從當(dāng)前全球化的大視野的角度來分析，金屬采礦技術(shù)，在具體方法上也有不完善的地方。比如自然與技術(shù)相對(duì)不足的情況下，采礦裝備和技術(shù)設(shè)備也比較緊缺。除此之外，金屬礦井開采規(guī)模效率不高，勞動(dòng)強(qiáng)度也很大，同時(shí)又存在安全隱患，所以金屬礦井開采，以及礦產(chǎn)開采行業(yè)都需要實(shí)施技術(shù)方面的升級(jí)與優(yōu)化。

1.技術(shù)方向。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械化智能化和系統(tǒng)化已經(jīng)成為主要發(fā)展方向，具體技術(shù)在于全面勘測金屬礦產(chǎn)分布狀態(tài)，以及勘測地質(zhì)條件，再有效結(jié)合機(jī)械設(shè)備情況設(shè)計(jì)出開采的完善化系統(tǒng)。在地下無軌采礦設(shè)備，大型露天采礦設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用中，讓采礦技術(shù)效率得到提高。

2.安全和效益管理提升。

信息化與智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控采礦工作，也可以記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，利用專業(yè)技術(shù)的詳細(xì)分析對(duì)礦產(chǎn)開采工作的進(jìn)展加以掌握。特別是傳感器和信息化系統(tǒng)的有效利用，可以全方俠監(jiān)測出采礦區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作的基本狀態(tài)，不僅能有效了解采礦工作質(zhì)量，而且還能讓安全管理得到保障。最后信息化智能管理系統(tǒng)，在礦產(chǎn)開采工作效益把握控制中應(yīng)用也能產(chǎn)生積極的作用，透過分析收集的數(shù)據(jù)，再結(jié)合新采礦技術(shù)，科學(xué)化評(píng)估投入的成本與預(yù)算，讓多種采礦方法得到靈活化的運(yùn)用，從而為礦產(chǎn)開采合理化，科學(xué)化體系的形成貢獻(xiàn)力量。隨著國內(nèi)工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)金屬礦物能源的需求逐漸增加。然而，由于金屬開采技術(shù)和設(shè)施的限制，地下金屬礦山的開采尤為不便。尤其是金屬開采中頻繁發(fā)生的斷層，促使人們更加重視金屬開采的安全措施。重視采礦安全也是提高采礦效率的關(guān)鍵手段。

金屬礦山地下開采安全防護(hù)措施分析如下：

（1）解決通風(fēng)問題。

首先要加強(qiáng)局部通風(fēng)，參考每個(gè)掘進(jìn)頭的長短和風(fēng)量大小的數(shù)據(jù)，合理的選擇風(fēng)筒直徑、局扇型號(hào)等技術(shù)的參數(shù)，要把安裝的位置和通風(fēng)的線路正確的設(shè)置。其次，在進(jìn)行地下開采金屬礦山工作時(shí)，把機(jī)械通風(fēng)作為安全許可的前提條件，并且要將國家要求的金屬安全規(guī)程進(jìn)行及時(shí)的修改，將強(qiáng)制性機(jī)械通風(fēng)列入礦山開采的決定的主要因素。另外，還要重視井下測風(fēng)工作，需要各個(gè)安全生產(chǎn)監(jiān)督部門把通風(fēng)安全工作作為檢查工作的重中之重，檢查的范圍包括總回風(fēng)量、井下每日的進(jìn)風(fēng)量，根據(jù)此情況增加一些通風(fēng)的設(shè)施。

（2）解決透水事故。

先要對(duì)開采的金屬礦山地下的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，水文資料不明的情況要責(zé)令停產(chǎn)，并進(jìn)行進(jìn)一步的勘探工作，對(duì)水文地質(zhì)所存在的問題要進(jìn)行采取一些必要措施。另外，要將礦井井田內(nèi)的采空區(qū)地表塌陷的范圍的地形情況詳細(xì)的核查，要仔細(xì)調(diào)查周圍礦井的小井、老井、老采空區(qū)等，以確保開采工作的安全進(jìn)行。

（3）解決安全出口問題。

在進(jìn)行金屬礦山開采工作時(shí)，要將多年沒有維修的豎井井架設(shè)備和那些不符合設(shè)計(jì)要求的提升設(shè)備要及時(shí)淘汰更新，對(duì)提升設(shè)備要進(jìn)行定期嚴(yán)格的檢測工作。另外，還要設(shè)置兩個(gè)安全出口以及大的通風(fēng)系統(tǒng)，并且保證每個(gè)采場和中段都要有兩個(gè)安全出口，這也是硬性要求。

通過從多方面開展安全管理研究，必然利于加強(qiáng)生產(chǎn)效率，從而提高生產(chǎn)質(zhì)量，為工作人員安全管理工作開展奠定良好基礎(chǔ)。在礦山開采實(shí)踐中，只有嚴(yán)格落實(shí)各類安全生產(chǎn)制度與檢察工作，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類安全隱患問題。所以作為企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人員，要建立健全安全生產(chǎn)治理排查報(bào)告制度，完善基礎(chǔ)作業(yè)區(qū)域防火、防塵等安全措施及預(yù)案的制定，組織專員對(duì)這些問題定期開展檢查，積極跟進(jìn)后期問題整改工作。在設(shè)備使用過程中，要做好定期檢查，維護(hù)保養(yǎng)，做好預(yù)防性維修，才能保證設(shè)備在其使用周期內(nèi)不至于帶病工作。還要對(duì)設(shè)備可能存在的故障進(jìn)行預(yù)估，從而保證在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠得到及時(shí)有效的處理。

三、結(jié)束語

總之，通過以上分析，結(jié)合金屬礦地下開采工作開展實(shí)際，從多方面總結(jié)了提高地下金屬礦開采水平的措施。作為新時(shí)期技術(shù)人員，要提高工作認(rèn)識(shí)，應(yīng)不斷探索更加先進(jìn)的開采技術(shù)方法，全面地運(yùn)用到開采過程，提高金屬礦企業(yè)生產(chǎn)效率，為企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。