張 衛(wèi)

（山東東山新驛煤礦有限公司，山東 濟(jì)寧 272100）

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，導(dǎo)致其需求也得到了增長。長期以來，礦產(chǎn)資源一直是我國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位[1]。作為我國能源的主要來源，礦產(chǎn)資源工業(yè)的發(fā)展對(duì)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用，我國礦產(chǎn)工業(yè)在需求激勵(lì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)快速進(jìn)步的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，礦產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中很多的礦產(chǎn)企業(yè)也通過這一系列影響實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展和增長，對(duì)于礦產(chǎn)企業(yè)來說，挑選適合自身的井下開采技術(shù)，能夠高效地提升礦井開采效率和經(jīng)營效益，同時(shí)也提升了礦井開采的成效[2]。獲取合適的采礦技術(shù)，增大采礦技術(shù)的研發(fā)，也是提升核心企業(yè)競爭力的重要途徑。

1 我國井下采礦技術(shù)及工藝發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國礦產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)步，我們國家井下采礦工藝也取得了長足的進(jìn)步，在如今的井下采礦的狀態(tài)來講，包括礦產(chǎn)開采技術(shù)，特別是綜合開采、一般開采，連續(xù)開采和爆破開采。隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)收益的制約，礦產(chǎn)單位必須在不一樣的采礦作業(yè)中選擇不一樣的開采技術(shù)，以提升自身的效益以及競爭力[3]。

隨著我國礦產(chǎn)領(lǐng)域的進(jìn)步，礦產(chǎn)資源井下開采的技術(shù)手段逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、智能化，由傳統(tǒng)的人工開采向現(xiàn)代機(jī)械化采礦轉(zhuǎn)變，一些礦產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)了先進(jìn)的智能化開采方法，有效地提高了開采效率和開采質(zhì)量，同時(shí)也提高了地下開采的安穩(wěn)性[4]。不同地質(zhì)條件下礦產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開采對(duì)不同地質(zhì)構(gòu)造的人才支持不足，然而，先進(jìn)的采礦技術(shù)并不能有效地應(yīng)用于礦井開采，而且，從我國礦產(chǎn)工業(yè)地下開采技術(shù)應(yīng)用的總體情況看，礦產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展起步較晚，使其沒有國外先進(jìn)公司成熟，地下開采的環(huán)保技術(shù)也與國際的先進(jìn)水平相比較低。

2 井下采礦技術(shù)與工藝概述

即使我國地下開采的歷史悠久，但在地下開采方面還存在一定的不足。需要適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，讓礦產(chǎn)開采向著集約化、機(jī)械化、智能化方向進(jìn)步，礦井工藝與采礦技術(shù)是礦產(chǎn)工業(yè)的主要研究內(nèi)容，礦井開采的效率決定了全部礦場資源領(lǐng)域的高效合理進(jìn)步[5]。

2.1 綜合機(jī)械化采礦技術(shù)

綜合性的機(jī)械化采礦工藝，又叫做綜采，是指在礦井下開采過程中使用機(jī)械設(shè)備，包括采礦面分割、頂板支護(hù)、運(yùn)礦和采空區(qū)處理等。在我們國家礦產(chǎn)領(lǐng)域的總體發(fā)展來看，綜合開采技術(shù)是未來礦井下開采技術(shù)最重要的應(yīng)用[6]。

割礦。割礦的步驟包括礦井開采和礦產(chǎn)資源裝載。一般是采礦機(jī)與滾筒采礦機(jī)這兩種，完成碳切割過程：滾筒切割機(jī)又可以分成單浪尖與雙滾筒礦井開采機(jī)。為了滿足采高的改變與礦層的項(xiàng)底板起伏，雙滾筒剪的可調(diào)高度一般用于調(diào)節(jié)間隙高度的變化和流量的波動(dòng)，隨便無論是上下，一般都是取前滾筒實(shí)施上割礦，后滾筒實(shí)施下割礦，滾筒式采礦機(jī)通過滾筒的旋轉(zhuǎn)葉片和滾筒的驅(qū)動(dòng)的作用將礦產(chǎn)資源直接裝載到刮板輸送機(jī)中。采礦機(jī)有兩種割礦的方法：單向和雙向割礦。切割可能性適用于頂板穩(wěn)定性低、俯沖角大的綜合開采爆破面，雙面截割主要用于礦層穩(wěn)定、俯仰角較軟的綜合開采工作面在與滾筒割礦相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備成本低、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，簡單的自我控制和無人操作的工作流程切。直的而耕作在薄礦種機(jī)械化開采中占有重要地位，但其生產(chǎn)效率低，地質(zhì)條件適用幅度差，設(shè)備穩(wěn)定性差，如果抽氣高度大。僅限于礦層穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的軟礦層，還有不存在堅(jiān)硬的架桿，頂板穩(wěn)固，礦層厚度小于2m 的礦層。

運(yùn)輸?shù)V。通過采礦機(jī)切下的礦產(chǎn)資源被裝載到刮板輸送機(jī)上，運(yùn)輸過程中有橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和伸縮帶式輸送機(jī)，從工作面運(yùn)輸刮板輸送機(jī)的能力必須與采礦機(jī)的生產(chǎn)能力相適應(yīng)。在一般來說，輸送機(jī)的支持能力是比采礦機(jī)還大的。

工作面的支護(hù)與采空區(qū)的治理。工作面的液壓支架使用是把高壓的液體當(dāng)作動(dòng)力，主動(dòng)做到對(duì)工作面的項(xiàng)板的護(hù)幫、前移、切頂、擋桿、推移、支撐刮板輸送機(jī)與采空區(qū)治理等步驟。工作面的支護(hù)模式有及時(shí)支護(hù)與滯后支護(hù)這兩個(gè)模式，滯后支護(hù)這一模式可以滿足周期壓力大和直接頂安穩(wěn)性好的頂板，關(guān)于直接頂安穩(wěn)性不好的頂板效果不太好。采空區(qū)有很多種處理方式，但大部分運(yùn)用輕易安穩(wěn)、費(fèi)用不高地整體垮落法治理采空區(qū)。

綜合開采技術(shù)能夠有效地增強(qiáng)礦井下開采的機(jī)械化和自動(dòng)化水平。在地下開采中的礦產(chǎn)資源開采主要是破礦和礦產(chǎn)資源裝載。礦井開采的多用設(shè)備是采礦機(jī)與刨礦機(jī)。礦產(chǎn)資源運(yùn)輸?shù)闹饕康氖窃谄频V以后通過帶式輸送機(jī)將礦產(chǎn)資源運(yùn)送到外面。另外，處理采空區(qū)的應(yīng)力有很多方法，但礦產(chǎn)企業(yè)在開采礦層和高位采空區(qū)區(qū)時(shí)，必須特別注意采空區(qū)的應(yīng)力處理重點(diǎn)。總結(jié)可以說，礦產(chǎn)企業(yè)在綜合開采技術(shù)的同時(shí)，有實(shí)效地減小了企業(yè)的開采經(jīng)費(fèi)。同時(shí)綜合開采技術(shù)的運(yùn)用全機(jī)械化的工作方式，工作效率高，工作可靠性高，能有效減少工作員工的井下作業(yè)強(qiáng)度。

2.2 普通機(jī)械化采礦技術(shù)

普通機(jī)械化采礦技術(shù)也是一種通用的采礦技術(shù)，在地下開采將采取人工作業(yè)和機(jī)械化作業(yè)相結(jié)合的方式，礦產(chǎn)企業(yè)采用常規(guī)開采技術(shù)的主要原因是礦層穩(wěn)定，頂板良好，是同步的考慮了礦井的儲(chǔ)量和使用期限，以降低地下礦井的安裝成本，以便節(jié)約。因此企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的發(fā)展情況決定是否引進(jìn)一種通用的采用技術(shù)。以往的采礦技術(shù)要求井下作業(yè)更加復(fù)雜，這將在一定程度上減少礦產(chǎn)資源企業(yè)的人力資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)采礦技術(shù)主要承擔(dān)著裝載和采礦的機(jī)械化作業(yè)。根據(jù)目前的情況，我們應(yīng)該選擇減少體力勞動(dòng)的采礦方法和技術(shù)，提高開采水平，促進(jìn)我國礦產(chǎn)資源快速穩(wěn)定的進(jìn)步，同時(shí)加強(qiáng)安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)工作，發(fā)展長久性的生產(chǎn)。

2.3 連續(xù)采礦技術(shù)

連采的全稱是連續(xù)開采礦技術(shù)，國際合作先進(jìn)的礦產(chǎn)資源開采企業(yè)一般采用連續(xù)開采的方法，進(jìn)行開采礦生產(chǎn)。連續(xù)開采技術(shù)主要利用完整的采礦設(shè)備礦井開采來完成。機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)井下采礦工作面結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境要求高，我國礦產(chǎn)資源企業(yè)規(guī)模不大，連續(xù)采用開采技術(shù)，只有在一些大型礦產(chǎn)資源企業(yè)中才能持續(xù)使用。同時(shí)用于地下連續(xù)采礦作業(yè)，通過一套完整的采礦機(jī)械設(shè)備，使用限制了連續(xù)采礦技術(shù)的發(fā)展勞動(dòng)力成本，但技術(shù)和資本要求很高。此外，與全機(jī)械化開采和常規(guī)開采相比，連續(xù)開采可以恢復(fù)回收采空區(qū)中剩余的礦井，有效規(guī)避浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。

2.4 爆破采礦技術(shù)

礦產(chǎn)資源的爆破技術(shù)可以簡稱為炮采，特別是在工作面支護(hù)、裝礦、采空區(qū)加工等方面工作。爆炸開采首先必須通過爆炸裝置完成礦層的開采作業(yè)，爆炸物應(yīng)在保證圍巖安全策略的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確計(jì)算輻射所需的輻射設(shè)備和預(yù)期的效果，繼而達(dá)到目的。此外，爆炸后，應(yīng)確保有效地進(jìn)行了礦產(chǎn)資源裝載，并將礦產(chǎn)資源運(yùn)出礦井。在輻射技術(shù)的應(yīng)用，特別是人工裝礦和采空區(qū)處理仍在應(yīng)用，最終做到的支持工作的完成，爆破采礦技術(shù)應(yīng)用環(huán)境需要較高，在地下開采中運(yùn)用的較少。

首先，它是爆破落礦，礦產(chǎn)資源應(yīng)嚴(yán)格、精確地壓碎，以確保頂板、支架和其他設(shè)備不受損壞，同時(shí)工作表面應(yīng)光滑，以允許爆炸和局部結(jié)構(gòu)變化，會(huì)導(dǎo)致地域崩潰，使用炸藥應(yīng)該是適當(dāng)合理的，不是多了就能起到更好的效果。需要一些精確的炮擊點(diǎn)，在炸點(diǎn)的選擇上要準(zhǔn)確，炸藥的使用要嚴(yán)格控制，操作人員必須提前做好準(zhǔn)備并事先了解礦層的位置，了解礦層的厚度和硬度、頂板的儲(chǔ)存能力等相關(guān)因素，再進(jìn)行鉆孔，以實(shí)現(xiàn)精確鉆孔，因?yàn)榕诳资潜夹g(shù)的核心，也是爆炸源的爆炸點(diǎn)，如果炸點(diǎn)方向不對(duì)，全體的爆炸狀況機(jī)會(huì)遭到影響。

其次，在裝卸礦體的情況下，不是所有的礦體都可以在爆炸后拋到輸送機(jī)上，剩下的卸礦必須由人力完成；下一步是支撐工作面并處理采空區(qū)。金屬的摩擦支柱與單一的液壓支架往往能很好地完成開采礦出的支護(hù)，實(shí)施清理采空區(qū)，減輕頂板漏失面積，確保采礦場安全，能夠試著運(yùn)用垮落法。

3 井下采礦技術(shù)的選擇與應(yīng)用

地下開采礦企業(yè)是不是選擇了正確的開采工藝，直接影響到企業(yè)的資源回收率和生產(chǎn)效率。為了完成它的優(yōu)質(zhì)進(jìn)步，礦產(chǎn)資源單位在地下開采中，必須挑選與自身開采技術(shù)相符的施工工藝，科學(xué)正確地采用開采技術(shù)，提升開采效率和開采質(zhì)量，繼而提升單位本身的經(jīng)濟(jì)收益。

3.1 綜合開采技術(shù)的應(yīng)用

綜合開采技術(shù)完成了全機(jī)械化的井下綜合開采施工，使綜合開采技術(shù)達(dá)到了高效、低開采成本、高產(chǎn)的帽子。另外，綜合開采技術(shù)不需要不部分的采礦工人實(shí)施井下的工作實(shí)踐，機(jī)械化作業(yè)程度高，安全系數(shù)高，有效降低井下作業(yè)人員的作業(yè)強(qiáng)度，減少事故的發(fā)生，但是，綜合開采技術(shù)的運(yùn)用需要很多的機(jī)械化設(shè)施，礦產(chǎn)企業(yè)的機(jī)械化設(shè)施成本很高：因此，鑒于礦井開采技術(shù)在礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀，一些公司在早期考慮設(shè)備的固定成本和折舊成本，就像在應(yīng)用全機(jī)械化開采技術(shù)的早期階段一樣，礦產(chǎn)企業(yè)處于虧損狀態(tài)，但將逐漸轉(zhuǎn)為盈利轉(zhuǎn)過來，進(jìn)去綜合開采技術(shù)一般也可用于大傾角開采的地質(zhì)條件，如果礦層爬升角小于55°，綜合開采技術(shù)可用于礦產(chǎn)生產(chǎn)。

3.2 一般開采技術(shù)的應(yīng)用

與綜合開采技術(shù)相比，一般開采技術(shù)運(yùn)用了人工與機(jī)械化相結(jié)合的模式。不過由于應(yīng)用成本低，對(duì)地下開采環(huán)境要求低，即使開采效率低于綜合開采采礦技術(shù)，但在我國礦井下也得到了廣泛的應(yīng)用，另外，常規(guī)采礦設(shè)備對(duì)礦區(qū)適應(yīng)性較強(qiáng)，一般采礦設(shè)備的操作也十分簡單，就算是中小型的礦產(chǎn)公司，也可以板穩(wěn)固，礦產(chǎn)常規(guī)開采技術(shù)實(shí)施礦井開采作業(yè)。

3.3 連采技術(shù)的應(yīng)用

盡管因?yàn)榧夹g(shù)的制約，連續(xù)開采技術(shù)在我國地下礦井開采中沒有得到廣泛應(yīng)用，但仍進(jìn)行了試點(diǎn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，連續(xù)開采技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中最主要的問題是礦井當(dāng)中的通風(fēng)問題。但連續(xù)開采礦生產(chǎn)效率高，礦產(chǎn)質(zhì)量較好，礦產(chǎn)企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)礦井開采技術(shù)的管理研發(fā)，連續(xù)性的應(yīng)用采礦技術(shù)。因此，連續(xù)開采技術(shù)適合用在地質(zhì)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的礦產(chǎn)，礦層傾角應(yīng)不大于15°，更好的地下工作環(huán)境。

3.4 炮采技術(shù)應(yīng)用

爆破開采是一種不太需要固定成本的傳統(tǒng)井下作業(yè)，因此在小型礦中得到了大范圍的運(yùn)用?？墒?，爆破技術(shù)存在諸多不可控因素，爆破技術(shù)安全水平較低，這將導(dǎo)致礦產(chǎn)資源出現(xiàn)浪費(fèi)的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長久進(jìn)步，礦產(chǎn)工業(yè)和單位在實(shí)施地下開采的實(shí)踐中，必須使礦井開采技術(shù)適應(yīng)自身的進(jìn)步實(shí)況。同時(shí)需要具備采礦機(jī)械化和智能化水平提高、減小礦井開采的耗費(fèi)，提升礦井開采的成效，才能高效提升單位本身的經(jīng)濟(jì)收益與市場上的競爭能力。