張寧波

(道真仡佬族苗族自治縣自然資源局，貴州 道真 563500)

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(yán)重的經(jīng)濟損失。引進(jìn)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(jìn)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(yán)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(jìn)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(yuǎn)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)耐緩剑坏┌l(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

2.1 特殊采礦工藝技術(shù)

采礦工藝技術(shù)要根據(jù)具體的采礦環(huán)境因地制宜地選取，特殊環(huán)境就要使用特殊的工藝技術(shù)。常見的特殊采礦工藝技術(shù)有化學(xué)物理和海洋采礦。海洋采礦是未來采礦工程發(fā)展的必然趨勢，我國海洋面積廣闊，海洋中礦產(chǎn)資源豐富，但是海洋環(huán)境復(fù)雜，開采難度巨大，所需投入資金量大，作業(yè)危險系數(shù)高，對技術(shù)要求高。我國礦業(yè)資源開采主要依靠陸地，開采工藝技術(shù)較為落后，但是隨著陸地礦產(chǎn)資源的逐漸消耗，海洋開采將是大勢所趨。

2.2 機械化開采工藝技術(shù)

機械化開采工藝技術(shù)是我國礦業(yè)工程中最常見的工藝技術(shù)，可分為兩種，第一種是露天開采，此種開采方法的原則是由上至下，特點是礦產(chǎn)資源基本上在地表上，因此首先需要剝落礦產(chǎn)資源上方所覆蓋的巖石，然后使用機械開采。這種方法不僅可以保證操作過程的安全性，而且對資源的破壞小，可以提高開采率和利用率，降低損失。第二種是地下開采，地下開采難度較露天開采較大，安全性較低，如果礦產(chǎn)資源所處的深度較深而且礦層較薄，那么經(jīng)濟效益也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如露天開采，在進(jìn)行地下開采時難以避免地會產(chǎn)生尾砂污染。因此為了減少對環(huán)境的破壞，逐漸在地下開采時引入尾砂膠結(jié)充填采礦法，以保護礦區(qū)環(huán)境。

2.3 充填采礦工藝技術(shù)

充填采礦工藝技術(shù)主要是指對礦產(chǎn)資源采空區(qū)使用充填料進(jìn)行填充?；夭晒ぷ鞑粩嗤茝V，充填采礦工藝技術(shù)可以有效地控制采礦場處的地壓，對周圍巖石起到支撐的作用，與此同時也可以有效防止周圍巖石的移動以及破壞、崩落以及采空區(qū)地表的下沉，維護了礦產(chǎn)資源采空區(qū)周圍的環(huán)境。在填充的過程中要注意填充料以及支架的使用。充填采礦工藝技術(shù)可提高礦區(qū)的回采率。有些礦石會發(fā)生自燃現(xiàn)象，充填采礦工藝技術(shù)可以大大降低其發(fā)生火災(zāi)的機率。圖1為上向水平分層水力充填采礦法。

圖1 上向水平分層水力充填采礦法

1—頂柱；2—充填天井；3—礦石堆；4—人行濾水井；5—放礦溜井；6—主副鋼筋；7—人行濾水井通道；8—上盤運輸巷道；9—穿脈巷道；10—充填體；11—下盤運輸巷道

2.4 溶浸采礦工藝技術(shù)

溶浸采礦工藝技術(shù)屬于化學(xué)采礦，采礦原理是根據(jù)礦產(chǎn)資源的物理化學(xué)特性，將化學(xué)溶劑注入到采礦層，將需要開采的礦產(chǎn)資源由原先的固態(tài)轉(zhuǎn)化成液態(tài)或者氣態(tài)進(jìn)行收集，該種開采工藝技術(shù)所使用的成本較低，還可以保護礦區(qū)的自然環(huán)境，有利于礦區(qū)資源的可持續(xù)發(fā)展，社會效益和經(jīng)濟效益較高，現(xiàn)代化程度高，發(fā)展前景良好，值得大力推廣。溶浸液配置流程見圖2。

圖2 溶浸液配置流程

2.5 巖體加固采礦工藝技術(shù)

礦產(chǎn)資源所處位置不同，周圍自然條件也有所不同，有些礦產(chǎn)資源所處位置地質(zhì)較為脆弱，使用大型機械以及工藝技術(shù)開采時會使地質(zhì)震動從而誘發(fā)巖體坍塌，因此在進(jìn)行開采之前首先需要使用巖體加固技術(shù)對即將開采巖體進(jìn)行加固，使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，保證開采作業(yè)安全。

2.6 空場采礦工藝技術(shù)

若是采礦區(qū)周圍巖石以及礦產(chǎn)資源較為穩(wěn)固，可以考慮在開采時選用空場采礦工藝技術(shù)。在開采前首先將礦區(qū)劃分為礦柱和礦房兩塊 ，然后先進(jìn)行礦房的開采，再進(jìn)行礦柱的開采，在進(jìn)行礦房的回采時，通過礦石、周圍巖石以及礦主三者對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)固，回采完成礦房后，再次進(jìn)行礦柱的回踩，還要注意對采空區(qū)進(jìn)行處理。

3 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的發(fā)展

3.1 進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警

在礦石開采時很容易發(fā)生安全事故，例如坍塌、漏水、瓦斯爆炸、火災(zāi)等，因此礦區(qū)的預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)十分靈敏。現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)將預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行加強和完善，采用3S技術(shù)對礦區(qū)進(jìn)行實時監(jiān)控，對周圍環(huán)境進(jìn)行感應(yīng)和分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危險情況時，立刻將監(jiān)控所得數(shù)據(jù)上傳并發(fā)出預(yù)警信號，盡可能地減少因為自然災(zāi)害而導(dǎo)致的人員傷亡。

3.2 推廣化學(xué)物理采礦法

化學(xué)物理采礦法具有資金成本低、經(jīng)濟效益高、安全等特點，通過將化學(xué)溶劑注入礦層，將固態(tài)的礦石資源轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或者液態(tài)進(jìn)行提取。其缺點是使用類型有限。

3.3 注重保護環(huán)境

人們越來越注重保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展，不合理地開采礦石會給礦區(qū)周圍環(huán)境造成難以挽回的破壞，因此在開發(fā)現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)時要注重開發(fā)綠色采礦技術(shù)。政府應(yīng)該對綠色采礦工藝技術(shù)進(jìn)行引導(dǎo)和鼓勵，大力從國外引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，培養(yǎng)人才。制定相應(yīng)的規(guī)章制度，加強管理，清除不合理開采的企業(yè)，通過這些手段實現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3.4 關(guān)注作業(yè)安全

開發(fā)現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)時要首先保證該技術(shù)的安全性，保證在采礦過程中工作人員的安全，避免在采礦過程中發(fā)生安全事故而導(dǎo)致生命財產(chǎn)損失。要特別關(guān)注施工前的巖體加固問題，確保場地以及設(shè)備的安全可靠，同時還要對企業(yè)員工進(jìn)行安全培訓(xùn)，培養(yǎng)員工的安全意識。

3.5 努力提高現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)

目前我國的采礦工藝技術(shù)較為落后，因此應(yīng)該努力提高技術(shù)水平，提高礦產(chǎn)資源的開采率及利用率，減少浪費，加強環(huán)保，提高安全性能。企業(yè)要積極引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備及技術(shù)，并且對內(nèi)部工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，還要大力引進(jìn)人才，通過與高校合作為企業(yè)提供源源不斷的高素質(zhì)人才；大力鼓勵創(chuàng)新，對于創(chuàng)新技術(shù)人才進(jìn)行獎勵與提拔；改善礦區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施，從而提高生產(chǎn)效率，如加強礦區(qū)內(nèi)部交通建設(shè)，交通的便利以及通達(dá)可以大大提高礦產(chǎn)資源的利用效率，企業(yè)還應(yīng)當(dāng)努力提高員工的福利以及生活質(zhì)量，以鼓勵員工更好地為企業(yè)做貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

將現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用到采礦工程中不僅有利于提高整體工程的安全性能與生產(chǎn)效率，還會大大提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此要加強對現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的研究，鼓勵創(chuàng)新，為采礦的發(fā)展注入活力。