王輝

（太原華潤(rùn)煤業(yè)有限公司原相煤礦，山西太原 030000）

0 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都開始應(yīng)用新技術(shù)來(lái)提高工作效率，當(dāng)前的科技在采礦行業(yè)起到了非常重要的推動(dòng)作用，新技術(shù)工藝的應(yīng)用保證了順利、安全、低碳進(jìn)行采礦工作，在選擇采礦工藝技術(shù)的時(shí)候需要結(jié)合礦產(chǎn)的分布和相應(yīng)的采礦技術(shù)，根據(jù)具體的采礦工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)前隨著時(shí)代的發(fā)展，采礦工藝技術(shù)不斷更新與發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新型的采礦工藝，給采礦工作帶來(lái)更多的便利，主要表現(xiàn)在溶浸采礦工藝、充填采礦工藝、空?qǐng)霾傻V工藝和崩落采礦工藝等上面，本文就當(dāng)前采礦工藝技術(shù)存在的問(wèn)題和改進(jìn)措施進(jìn)行闡述。

1 傳統(tǒng)采礦工藝技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 采礦業(yè)的發(fā)展

由于礦產(chǎn)資源是不可再生的資源，對(duì)礦產(chǎn)資源的過(guò)度開采會(huì)造成后續(xù)礦山資源的枯竭和剩余的礦產(chǎn)資源質(zhì)量變差等問(wèn)題。由于礦產(chǎn)資源總量減少，價(jià)格逐漸升高，而開采的成本也慢慢增加，開采出來(lái)的礦產(chǎn)質(zhì)量越來(lái)越差，也導(dǎo)致礦產(chǎn)貧化，對(duì)采礦的效率和效益形成嚴(yán)重的影響，因此必須開發(fā)新的開采方法。另外在礦產(chǎn)開采之前，就必須確定礦產(chǎn)儲(chǔ)存的范圍、儲(chǔ)存量，然后根據(jù)采礦工作的不斷進(jìn)行遷移設(shè)備與工作人員，減小回采礦產(chǎn)的難度，只有做好這些工作才能保證采礦工作的順利進(jìn)行，如果沒(méi)有做好互相協(xié)調(diào)也會(huì)導(dǎo)致礦山資源的減少和采礦失調(diào)，影響經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 采礦工藝中存在的技術(shù)問(wèn)題

礦山資源開采中存在的數(shù)量與質(zhì)量問(wèn)題都決定于開采工藝是否先進(jìn)，采礦工程中存在的技術(shù)問(wèn)題主要表現(xiàn)在下面幾點(diǎn)：首先是對(duì)待開采礦產(chǎn)資源的定位以及定量不夠準(zhǔn)確，所以投入的設(shè)備和工期不能滿足開采的需求，其次是當(dāng)前很多企業(yè)仍然采用人工開采等落后的開采方法，在效率上難以滿足開采的需求，機(jī)械化程度不高，阻礙了采礦行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。再次，采礦之后的剩余礦料在技術(shù)上難以進(jìn)行利用，所以會(huì)被遺棄，這樣會(huì)造成資源的浪費(fèi)。最后，一些地形和條件比較復(fù)雜的地區(qū)，由于開采條件苛刻，一些企業(yè)放棄開采，造成資源開采量不足。

1.3 采礦工藝存在的安全問(wèn)題

安全生產(chǎn)是國(guó)家相關(guān)部門對(duì)礦山企業(yè)的強(qiáng)制要求，只有保證安全，才能夠保證礦產(chǎn)企業(yè)的高速發(fā)展。當(dāng)前在采礦工程中存在兩點(diǎn)安全問(wèn)題：①由于礦產(chǎn)企業(yè)仍然依賴人工開采，人員通過(guò)的礦井、礦道等部位如果存在滲水或者坍塌情況，可能會(huì)造成人員傷亡，造成安全問(wèn)題；②地下開采的空間小，空氣流動(dòng)不暢，容易發(fā)生瓦斯爆炸或者礦井火災(zāi)等問(wèn)題。

2 現(xiàn)代采礦工藝技術(shù)的類別

2.1 特殊采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

不同的開采條件和工程地質(zhì)對(duì)應(yīng)著不同的開采方法，只有對(duì)應(yīng)的方法才能夠提高開采的效率和質(zhì)量，因此在一些地質(zhì)條件比較特殊的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)采用特殊的采礦方法，比如海洋采礦以及化學(xué)物理采礦方法。當(dāng)前正在發(fā)展的海洋采礦針對(duì)海洋豐富的礦產(chǎn)以及惡劣的工作環(huán)境所研究，已經(jīng)取得一定的效果。

2.2 機(jī)械化采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前我國(guó)的礦產(chǎn)資源開采方法主要分為露天開采和地下開采兩種，露天開采是剝落礦產(chǎn)資源表面所覆蓋的巖石，然后從上至下進(jìn)行開采，采用機(jī)械化的開采方法能夠減少礦石的損失，降低礦產(chǎn)資源的開采成本，提高開采的安全系數(shù)。地下開采當(dāng)前的機(jī)械化程度并不高，主要是礦產(chǎn)資源埋深較大，礦產(chǎn)的儲(chǔ)量也不大，因此是否機(jī)械化還需要考慮到開采的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)前需要更多地開發(fā)輕型開采設(shè)備。

2.3 溶浸采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

這種采礦技術(shù)來(lái)源于比較先進(jìn)的化學(xué)采礦技術(shù)，能夠結(jié)合礦產(chǎn)的物理和化學(xué)特性，在采礦作業(yè)中將溶浸液注射到礦產(chǎn)資源當(dāng)中，在礦層中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后就能將礦石中的有效有用成分提取出來(lái)并回收，這種方法屬于現(xiàn)代化程度較高的采礦技術(shù)。溶浸采礦結(jié)合了地勘，能夠進(jìn)一步探究開采礦山的物理化學(xué)性能，根據(jù)開采對(duì)象的化學(xué)特性對(duì)溶浸液進(jìn)行選擇，再灌注到礦層之中，與目標(biāo)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程能夠促使礦物從固體轉(zhuǎn)化為液體，進(jìn)而更有效地開發(fā)礦山資源，這種方法有著更高的安全性和開采率，而且也符合當(dāng)前的節(jié)能環(huán)保，有著理想的發(fā)展前景。

2.4 空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)的應(yīng)用

空?qǐng)霾傻V技術(shù)是將礦區(qū)進(jìn)行劃分，分為礦柱和礦房，然后先對(duì)礦房進(jìn)行開采，再對(duì)礦柱進(jìn)行開采，開采礦房的時(shí)候更多地將礦柱當(dāng)做支撐作用，回采的時(shí)候，利用礦石以及圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行維護(hù)，最后回填采空區(qū)后再開采礦柱，這種方法要求巖層穩(wěn)定性較好。礦柱的開采需要其他工具的支撐，來(lái)保證整個(gè)開采的過(guò)程中礦房不會(huì)出現(xiàn)比較大的變形，這種方法從整體上來(lái)說(shuō)是可以實(shí)現(xiàn)較高開采率的。

2.5 充填采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

在回采工作面不斷前進(jìn)的時(shí)候，需要借助其他的材料來(lái)對(duì)采空的部位進(jìn)行回填，煤礦應(yīng)當(dāng)保證回填之后的采空區(qū)支撐強(qiáng)度能夠滿足安全生產(chǎn)的需要，充填所使用的材料和支架還應(yīng)當(dāng)和回填區(qū)完美結(jié)合，在充填采礦技術(shù)當(dāng)中向下分層充填是比較常用的充填技術(shù)，這種技術(shù)能夠大大提高回采的有效性，降低礦產(chǎn)開采安全事故的發(fā)生率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于開采過(guò)程中的制約，采礦區(qū)的巖體可能會(huì)發(fā)生一些不穩(wěn)定的現(xiàn)象，借助錨索工具能夠?qū)Σ傻V區(qū)不穩(wěn)定的圍巖進(jìn)行處理和加固，提高巖體的穩(wěn)定性。在開采的實(shí)際工作過(guò)程中，充填采礦技術(shù)常常跟空?qǐng)霾傻V技術(shù)和巖體加固技術(shù)一起使用來(lái)保證礦區(qū)的安全性，充填比較廣泛地應(yīng)用支柱和注漿法，能夠有效加固破碎的巖石和流沙。

2.6 崩落采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

崩落采礦技術(shù)指的是在開采之前就將礦洞中危險(xiǎn)的巖石崩落，降低開采過(guò)程中巖體崩塌風(fēng)險(xiǎn)的采礦技術(shù)，這種技術(shù)能夠?yàn)榈V產(chǎn)開采創(chuàng)造比較安全的施工環(huán)境。崩落采礦技術(shù)主要分為兩種：有底柱的分段崩落采礦法和無(wú)底柱的分段崩落采礦法。有底柱的分段崩落需要對(duì)漏斗的間距、分段水平斷面的尺寸、柱底的高度、階段的高度和分段高度等進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。底柱的高度主要受到的影響是礦巷道的形式和礦石的穩(wěn)定性，由于設(shè)計(jì)的漏斗形構(gòu)造，每個(gè)階段的下分段底柱高度為10m 左右，上分段的底柱高度為6m 左右，所以可以使階段輸送和靶礦之間的影響消除，無(wú)底柱的分段崩落采礦技術(shù)機(jī)械化水平較高，因此能夠節(jié)約大量的人力，回采巷道上面的分段也能夠臨時(shí)取消，這種方法的應(yīng)用范圍比較普遍。

3 當(dāng)前現(xiàn)代化采礦工藝的發(fā)展

3.1 礦山地面沉降災(zāi)害預(yù)警

在現(xiàn)代化采礦技術(shù)中，危險(xiǎn)發(fā)生的概率仍然比較高，當(dāng)前的警報(bào)系統(tǒng)靈敏度已經(jīng)較高，很多企業(yè)都采用3S 技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，能夠直接感應(yīng)出現(xiàn)地表沉陷或者其他異常情況，并分析周邊的地表以及環(huán)境，將分析的數(shù)據(jù)傳入到監(jiān)控系統(tǒng)中，發(fā)出警報(bào)進(jìn)行處理，該措施能夠較好地起到預(yù)防礦難的效果，有效避免礦區(qū)從業(yè)人員生命安全受到威脅。

3.2 將安全當(dāng)做采礦過(guò)程中的第一指標(biāo)

無(wú)論在當(dāng)前的開采工作中采用哪一種工藝，都必須保證將安全放在第一位，再先進(jìn)的開采技術(shù)如果不能夠第一時(shí)間解決開采人員的安全問(wèn)題，那么其價(jià)值都會(huì)大打折扣，所以采礦業(yè)的發(fā)展必須以安全為前提條件，積極解決安全問(wèn)題，并以安全為基礎(chǔ)。應(yīng)用新型采礦工藝技術(shù)的時(shí)候不能夠急躁處理，而是對(duì)需要穩(wěn)定的圍巖和礦石進(jìn)行分析。

3.3 技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

不同的開采方法需要針對(duì)不同的關(guān)鍵點(diǎn)，比如崩落采礦工藝技術(shù)通常應(yīng)用在允許塌陷的地表礦體和比較容易崩落的圍巖當(dāng)中，需要結(jié)合實(shí)際目標(biāo)來(lái)實(shí)施回采。在充填采礦技術(shù)的應(yīng)用中，需要根據(jù)回采工作面的推進(jìn)方法和礦山的構(gòu)造來(lái)應(yīng)用。溶浸采礦技術(shù)的應(yīng)用則需要關(guān)注不同浸出的地點(diǎn)和浸出的方式，確定是采用地表浸出的方式還是原地或者原地破碎的方法，無(wú)論哪種方法都應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)綠色的理念和低碳環(huán)保的意識(shí)，重視對(duì)環(huán)境的影響，不斷提高采礦的工作質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)得到發(fā)展，從依賴人到機(jī)械化，從經(jīng)常發(fā)生事故到減少事故的發(fā)生，從效率低下、很多工作無(wú)法開展到提高效率，能夠解決很多復(fù)雜地形開采的難題，煤礦企業(yè)不斷科技化、現(xiàn)代化，不斷提高產(chǎn)量，但是在現(xiàn)代化工藝不斷應(yīng)用的同時(shí)，企業(yè)也應(yīng)當(dāng)將安全放在第一位，在保證安全的前提下發(fā)展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的需求，提高社會(huì)效益。