现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用

来源：职称驿站所属分类：矿业论文
发布时间：2019-10-07浏览：45次

　　摘要：现代工业水平的快速提升为我国的传统制造行业和工业生产行业带来了巨大的技术变革。我国具有丰富的矿藏资源，煤矿储量位居世界前列。而在长期的采矿施工技术发展进程中，越来越多的先进技术及设备逐渐投入应用。不仅提升了采矿工程的效率，也为井下施工作业提供了安全保障。该文结合采矿工程所采用的采矿工艺及相关技术的应用现状进行深入地分析。结合现代采矿工艺的常见形式及方法展开论述，并对相关技术的发展前景和空间进行展望。希望以此为我国采矿工程技术的发展提供新的动力。

　　关键词：采矿工程;采矿工艺;综合应用;技术发展

　　中图分类号：TD80 文献标志码：A

探矿工程(岩土钻掘工程)

　　《探矿工程(岩土钻掘工程)》主要栏目：钻探与钻井工程、钻掘设备与器具、岩土工程、非开挖工程、金刚石与磨料磨具工程、海外新知、信息与动态。

　　0 引言

　　改革开放40年来，我国的煤矿开采行业已从传统的人工开挖逐渐转变为机械化、自动化和智能化的煤矿开采方式。随着市场经济的日渐活跃，采矿业为我国的整体经济发展和综合国力的提升做出了重要贡献。采矿业技术的发展和相关设备的研制也成为近年来国家能源工程建设的发展重点。作为现阶段的社会经济支柱型产业，采矿业的工程技术先进性和施工作业过程的安全性将直接决定煤矿行业和煤矿企业所能获得的经济效益和社会效益。除此之外，对于矿区生产的安全和环保等问题也逐渐被公众所关注。

　　1 采矿工程中工艺技术存在的问题

　　1.1 采矿技术层面的问题

　　采矿技术的先进性和整体水平会直接反映在井下施工及煤矿开采过程中。开采的效率和安全都会受到不同程度的影响，甚至直接影响采矿行业的发展。目前实际的采矿工程项目中所使用的采矿工艺普遍存在着一定技术问题。这些问题如得不到及时解决，在长期的一线应用中极易造成施工风险的累积，对井下施工人员的生命财产安全造成严重威胁。在煤矿资源的储量探测和定位方面，现阶段所应用的技术先进性不足，覆盖面不够广泛，探测效率低且误差较为严重。实际探测获得的数据应用价值和参考意义都不够理想。这不仅造成了一定程度的资源浪费，还对后续的煤矿开采工作带来了一定干扰。同时，井下开采作业中机械化程度不高也是较为常见的现象，部分偏远地区的小型煤矿仍采取人工作业为主的开挖方式。相应的管理模式也不够严谨，这与现代化采矿工业技术的发展要求背道而驰。除此之外，技术层面的其他问题，象废弃矿坑无法进行二次开采等也会造成可利用的煤矿资源大量被闲置的问题。

　　1.2 采矿安全层面的问题

　　安全生产是各行业发展的重中之重，在采矿行业中井下的施工本身就具备高度的风险性。对安全生产的重视程度也能够充分体现出煤矿企业在管理层面和技术发展追求上的水平。采矿工程中的安全问题主要涉及井下作业环境的不稳定性。由于采矿作业通常在百米深的井下进行，且煤矿施工区域内部的频繁运输都要依靠相对独立的通道而进行。一旦因操作不当或自然气候条件变化而引发矿井渗水和坍塌等事故，必然会对井下施工人员造成极大的安全威胁。此外，处于空气流通不畅，狭小的空间中也极易引发瓦斯爆炸，透水等意外和安全事故。

　　2 现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用

　　在长期的实践和经验总结过程中，采矿工艺也在随着科技水平的发展而不断提升。先进的技术和采矿工艺也被逐步普及应用，有效提升了煤矿开采的效率和施工安全性。

　　2.1 露天采矿工艺技术

　　露天采矿技术是近年来得到了较广泛使用和推广的矿山开采方式之一。相关数据表明，过去几年中，我国通过露天开采方式完成的矿山开采总量为地下矿山开采量的6倍以上。在同一时期内，露天开采矿石量与地下传统方式的开采矿石量占比分别为85%和15%。这种现象的成因很大程度上是由于地下的传统煤矿开采容易受到技术限制，且施工环境较为恶劣。相比之下，露天的煤矿开采则避免了地下空间的局限性和氧气不足等条件的限制。但与此同时，大量的露天矿石开采也对地表和浅表层的矿石资源造成了严重的消耗。从长期能源发展的角度看，必须均衡地进行露天矿山和地下矿山的开采，实现资源的均衡分配与利用。

　　2.2 充填采矿工艺技术

　　为了加快煤矿采空区的恢复作业进度所采用的充填式采矿工艺，能够有效缓解煤矿采空区周围的地质条件变化。通过在回采工作面，利用充填材料逐一进行空缺位置的填充，保证采矿区域的围岩整体支撑强度不变，同时能够加强邻近区域的煤矿开采作业安全系数。在一些具有特殊地质条件和施工环境要求的煤矿开采区域中，为了能进一步提升周围围岩的整体强度，避免围岩脱落对施工人员造成安全隐患，可在充填材料的选择上有所侧重。可有针对性的选用强度更高，充填效果更好的材料，配合支架进行围岩加固。以向下分层填充等方式对采空区域进行回填，这种工艺和技术的应用能够有效提升煤矿回采的施工效率，并最大程度地保证煤矿开采区域的地质结构稳定性，保障施工人员的安全。

　　2.3 岩体加固技术

　　在采矿进行过程中，受到地质条件、气候变化、机械设备运转产生的振动以及人员操作方式等因素的影响，经常会遇到矿区巷道中围岩体不稳定的情况。为了避免岩石崩落对施工人员和设备造成损伤，必须事先通过专用锚索对采矿区的顶板、围岩等部位进行有效地支护和加固。岩体加固技术在实际操作过程中，常选取充填法和空场法或多种方法的综合运用。为了进一步保证采矿工作区域的安全和稳定，在岩体加固过程中还可使用注浆法及锚索固定支护法进行加固，使设备与岩体紧密固定。防止破碎的岩体和流砂等不稳定因素对施工造成影响。

　　2.4 崩落采矿工艺技术

　　在煤矿作业开始的前期准备阶段，需要对矿洞中存在的各类安全隐患进行彻底排查和排除。对具有崩落隐患的岩石进行妥善处理，包括具有松动迹象和可能产生崩落的围岩需统一进行底柱分段崩落处理和无底柱分段崩落处理。底柱分段崩落需考虑横断面的详细尺寸，并设定分段高度，底柱高度和漏斗间距等。无底柱分段崩落则通常采取效率更高，全机械化的操作方式，有效节省人工成本并提供更高的施工安全保障。

　　3 采矿工艺技术发展前景展望

　　鉴于目前的地下采矿作业极易诱发各类安全问题，为了更加有效地保证矿区的生产作业安全性，需设立功能完备的警报系统。在近年来的实际应用中，3s技术在井下煤矿开采报警系统中的应用取得了较为理想的效果。凭借其较高的灵敏度以及能够结合各类环境感应器对地表和井下环境中的各类参数指标的数据进行实时收集与分析的功能，将检测数据导入监控系统。在矿难发生前提前发出警报，避免生产安全事故造成直接的人身财产损失。同时，异常数据指标也能为煤矿企业提供更加明确的开采工艺和技术优化方向信息。

　　另一方面，为了提升煤矿开采中的资源利用率，针对传统开采产生的大量废石，应制定更为合理有效的处理方式。在保证煤矿开采效率和产出速度的基础上，优化工程布置方式，尽量减少废石的产出量，实现更低人力物力成本的环保化煤矿开采。

　　4 结语

　　通过该文的分析可知，煤矿资源的开采过程通常由于各种施工技术的局限性和施工安全问题，造成开采效率低，安全性差等问题。为了在保证开采效率的同时有效提升煤矿开采的质量及作业安全性，就需要进一步强化采矿工艺和技术的先进性和应用效率，应加大技术创新力度并结合实际应用中采矿技术的应用形式分析和总结，善于发现技术和工艺中的不足与局限性。从而有针对性地提出相应的解决和改善对策。为我国的采矿工程发展和采矿技术的进步创造更大的空间。

　　参考文献

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　　[4]李东东，石振东.现代化工艺技术在采矿工程中的应用分析[J].建材与装饰，2018(4)：235.

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