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        采礦工程中的現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用研究

        2021-12-05 00:31:38劉海濱
        世界有色金屬 2021年5期
        關(guān)鍵詞:礦洞采礦工程工藝技術(shù)

        劉海濱

        (青海省能源發(fā)展(集團(tuán))有限責(zé)任公司團(tuán)魚(yú)山露天煤礦,青海 西寧 816200)

        1 采礦工程的作業(yè)特點(diǎn)

        1.1 開(kāi)采難度較大

        地下礦產(chǎn)帶分布環(huán)境比較復(fù)雜,存在著斷層、節(jié)理、地下水等問(wèn)題,同時(shí)相較于地面開(kāi)采工作,地下開(kāi)采環(huán)境的空間相對(duì)較窄,很難實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)在開(kāi)采過(guò)程中,還存在著許多的不確定因素,這樣也進(jìn)一步提高開(kāi)采過(guò)程的開(kāi)采難度,影響到開(kāi)采活動(dòng)的有序進(jìn)行。

        1.2 礦產(chǎn)資源固定

        目前所使用到的礦產(chǎn)資源都?xì)w類(lèi)為不可再生資源,其再生周期非常長(zhǎng),如煤炭資源是植物經(jīng)過(guò)兩億年演變后形成,因此,礦產(chǎn)資源在地球上的存量相對(duì)固定,其開(kāi)采地點(diǎn)也比較固定,這樣在選擇礦產(chǎn)開(kāi)采地點(diǎn)時(shí)需要考慮許多的動(dòng)態(tài)因素,包括礦脈蔓延情況、礦層厚度、地質(zhì)條件等,以滿足順利開(kāi)采的基礎(chǔ)性要求。

        1.3 人員流動(dòng)性大

        從目前的應(yīng)用的情況來(lái)看,我國(guó)采礦企業(yè)主要都是以中小企業(yè)為主,這類(lèi)企業(yè)的共性特征在于,中小企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小,而且生產(chǎn)力比較中等,這樣也限制了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升速度。經(jīng)濟(jì)效益決定了作業(yè)人員的薪資,這些企業(yè)的薪資相對(duì)較低,加上作業(yè)環(huán)境較差,因此人員的流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng),影響到企業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。

        1.4 安全風(fēng)險(xiǎn)較大

        ①采礦工程的作業(yè)環(huán)境主要集中在地下,由于礦產(chǎn)開(kāi)采位置和地下水位置相鄰,因此在開(kāi)采過(guò)程中,經(jīng)常涌水或滲水問(wèn)題,增加作業(yè)環(huán)境的安全性。②地下開(kāi)采環(huán)境相對(duì)密閉,需要借助壓縮機(jī)來(lái)確保地下開(kāi)采過(guò)程的空氣循環(huán),若空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題,那么很容易引起缺氧的問(wèn)題。另外,礦產(chǎn)中還留有一些衍生氣體,如瓦斯、二氧化硫等,這也容易引起爆炸和中毒事故,影響到作業(yè)環(huán)境的安全性。

        2 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用分析

        2.1 空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)

        該工藝作為現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見(jiàn)類(lèi)型,在該工藝應(yīng)用過(guò)程中,也需要注意以下幾部分內(nèi)容:

        (1)該工藝在應(yīng)用過(guò)程中,所需要的施工場(chǎng)地面積相對(duì)較大,需要在前期開(kāi)采中提前做好場(chǎng)地種類(lèi)的劃分,便于后續(xù)開(kāi)采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

        (2)明確具體的開(kāi)采順序,總結(jié)以往工藝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在工藝應(yīng)用期間存在礦柱和礦房?jī)煞N開(kāi)采方式,一般會(huì)先進(jìn)行礦柱區(qū)域的施工,隨后再進(jìn)行礦房區(qū)域作業(yè),借助礦柱的支撐作用來(lái)穩(wěn)定作業(yè)區(qū)域環(huán)境,以確保開(kāi)采活動(dòng)的順利進(jìn)行。該工藝在應(yīng)用中具備開(kāi)采效率高、開(kāi)采質(zhì)量高等特點(diǎn),在很多采礦工程中得到了良好的應(yīng)用。

        2.2 充填采礦工藝技術(shù)

        礦產(chǎn)開(kāi)采環(huán)境的復(fù)雜程度較高,為了提升開(kāi)采后礦洞環(huán)境的安全性,需要在開(kāi)采后對(duì)于空曠區(qū)域進(jìn)行充填,以滿足后續(xù)開(kāi)采活動(dòng)的穩(wěn)定性。應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

        (1)做好充填材料的選擇,這也是確保礦洞穩(wěn)定性的基礎(chǔ)條件,目前所使用到的填充料比較特殊,如開(kāi)采后的廢棄料,添加一些其他添加劑,使其具備更好的穩(wěn)定性。

        (2)針對(duì)一些面積相對(duì)較大的礦洞,在對(duì)其進(jìn)行填充時(shí),需要加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù),避免作業(yè)期間出現(xiàn)礦洞塌陷的問(wèn)題。該工藝在應(yīng)用過(guò)程中,能夠很好地提升后續(xù)作業(yè)環(huán)境的安全性,提高采礦工程的工作效率。

        2.3 崩落采礦工藝技術(shù)

        在礦產(chǎn)資源的開(kāi)采過(guò)程中,其深度會(huì)隨著活動(dòng)的進(jìn)行不斷深入,機(jī)械設(shè)備在開(kāi)采期間會(huì)對(duì)周?chē)鷰r層帶來(lái)振動(dòng)影響,在持續(xù)影響下如果礦洞的高度相對(duì)較大,增加礦洞塌落的風(fēng)險(xiǎn)。崩落采礦工藝技術(shù)也屬于現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見(jiàn)類(lèi)型,在該工藝應(yīng)用過(guò)程中,也需要注意以下幾部分內(nèi)容:

        (1)該工藝在應(yīng)用過(guò)程中,主要采用有底柱和無(wú)底柱分段崩落法來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,無(wú)論哪一類(lèi)處理方法,在前期擬定施工計(jì)劃的階段,都需要對(duì)基礎(chǔ)作業(yè)環(huán)境的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了解,從而確定分段高度,以確保工程的順利推進(jìn)。

        (2)做好破碎物的清理工作,使其可以營(yíng)造出更好的采礦環(huán)境。該技術(shù)在應(yīng)用中具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性,以滿足企業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

        2.4 巖體加固技術(shù)

        由于采礦工程作業(yè)環(huán)境的特殊性,因此在應(yīng)用開(kāi)采過(guò)程中,也會(huì)受到許多應(yīng)用因素的影響,如機(jī)械設(shè)備振動(dòng)頻率、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜程度、礦脈深度等,其巖體的穩(wěn)定性也會(huì)受到一定影響,對(duì)此會(huì)采用巖體加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理,已提升開(kāi)采環(huán)境的可靠性。在該技術(shù)的具體應(yīng)用中也需要注意以下幾點(diǎn):

        (1)做好巖層監(jiān)測(cè)任務(wù),對(duì)于巖層在開(kāi)采過(guò)程中的形變量進(jìn)行監(jiān)督,以此為基礎(chǔ)來(lái)擬定相應(yīng)的處理措施,從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

        (2)采用錨固、注漿等加固技術(shù)時(shí),也需要做好加固點(diǎn)的選擇工作,控制好加固過(guò)程中的細(xì)節(jié),從而提升加固效果,滿足具體地應(yīng)用需求。

        2.5 溶浸采礦工藝技術(shù)

        該工藝作為現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)體系中的常見(jiàn)類(lèi)型,主要是利用化學(xué)工藝來(lái)完成礦產(chǎn)開(kāi)采,以提升開(kāi)采過(guò)程的穩(wěn)定性。

        (1)對(duì)于區(qū)域的礦石性質(zhì)進(jìn)行研究,明確礦石的理化性質(zhì),在明確其應(yīng)用性質(zhì)后匹配恰當(dāng)?shù)娜芙?,以確保相互之間能夠順利完成化學(xué)反應(yīng),確保開(kāi)采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

        (2)控制好浸潤(rùn)液的具體用量,同時(shí)做好廢棄料的處理工作,使礦區(qū)可以沿著更好地方向進(jìn)行發(fā)展。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,具備非常強(qiáng)的應(yīng)用前景,可以營(yíng)造良好的礦產(chǎn)作業(yè)環(huán)境,帶來(lái)更多地經(jīng)濟(jì)效益。

        2.6 拉斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟压に?/h3>

        該工藝在應(yīng)用過(guò)程中,集中了多項(xiàng)應(yīng)用工藝,包括裁決、運(yùn)輸、排土工藝等,其主要應(yīng)用原理在于礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中所產(chǎn)生的剝離物可以直接利用倒堆的方式對(duì)其進(jìn)行清理,提升作業(yè)空間的富足性。在該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,也需要注意以下幾點(diǎn):

        (1)合理選擇機(jī)械設(shè)備規(guī)模,例如在進(jìn)行采空區(qū)處理時(shí),一般都需要選擇體積較大的機(jī)械設(shè)備,以滿足相應(yīng)的開(kāi)采要求。

        (2)對(duì)于礦洞內(nèi)的積水需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行排出,通常情況下,需要在礦洞作業(yè)期間做好排水系統(tǒng)的設(shè)置工作,將積水集中排出,降低作業(yè)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性。

        2.7 采空區(qū)填充施工工藝

        除了上述提到的新施工工藝外,采空區(qū)填充施工工藝也屬于非常重要的工作內(nèi)容。

        (1)在具體的作業(yè)過(guò)程中,需要采用合理的勘察技術(shù)對(duì)于礦洞的基本情況進(jìn)行了解,以此為基礎(chǔ)來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)奶畛洳牧?,提升?yīng)用后的治理效果。通常情況下,會(huì)充分開(kāi)采過(guò)程中的剩余礦石,搭配其他廢棄物來(lái)作為填充主材料,以提高資源的利用率[1]。

        (2)在開(kāi)采過(guò)程中也需要做好開(kāi)采點(diǎn)合理分布管理,穩(wěn)定整個(gè)采掘工程的作業(yè)過(guò)程,提升作業(yè)結(jié)果的可靠性。

        3 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

        3.1 綠色開(kāi)采體系不斷完善

        基于目前已經(jīng)應(yīng)用的開(kāi)采技術(shù)參數(shù),在技術(shù)未來(lái)發(fā)展過(guò)程中會(huì)沿著綠色開(kāi)采方向推進(jìn),這也是提升開(kāi)采效率和質(zhì)量的重要保障。在具體發(fā)展中,需要借助具體實(shí)踐數(shù)據(jù)來(lái)明確綠色開(kāi)采期間需要遵循的應(yīng)用原則,為綠色開(kāi)采活動(dòng)的順利實(shí)施提供保障。而且在發(fā)展過(guò)程中,生態(tài)學(xué)的應(yīng)用頻率也會(huì)著增加,借助生態(tài)學(xué)體系來(lái)明確機(jī)械設(shè)備開(kāi)采期間,對(duì)周?chē)鷰r體帶來(lái)的負(fù)面影響,從而不斷完善開(kāi)采體系中的相應(yīng)內(nèi)容,提升系統(tǒng)本身的完善度。而且在下階段發(fā)展過(guò)程中,也會(huì)探討“無(wú)損開(kāi)采”模式,將開(kāi)采資源利用率提升到最大,從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)力[2]。

        3.2 智能化手段的不斷融入

        采礦工程在開(kāi)采過(guò)程中,具備較高的風(fēng)險(xiǎn)性,隨著淺層礦產(chǎn)資源存量的不斷減少,后續(xù)開(kāi)采方向也會(huì)向深層礦產(chǎn)資源進(jìn)行。這也意味著礦產(chǎn)開(kāi)采深度也會(huì)更大,風(fēng)險(xiǎn)性也更高。為了確保人員開(kāi)采環(huán)境的安全性,也需要注意智能化手段地不斷融入,建立“智慧礦山”體系,提升開(kāi)采過(guò)程的安全性。目前很多采礦企業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化開(kāi)采,但是開(kāi)采參數(shù)依舊需要人為進(jìn)行調(diào)整。而智能化開(kāi)技術(shù)的融入,可以賦予機(jī)械設(shè)備一定的自主能力,可以根據(jù)開(kāi)采環(huán)境的變化,調(diào)整掘進(jìn)深度、掘進(jìn)角度等內(nèi)容,以此降低開(kāi)采參數(shù)對(duì)于環(huán)境的影響性。另外,在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中,也需要優(yōu)化智能化手段的應(yīng)用條件,使其可以有序融入到開(kāi)采體系當(dāng)中,提升智能化應(yīng)用手段的使用價(jià)值。

        3.3 動(dòng)態(tài)預(yù)警體系的建立

        采礦工程的作業(yè)環(huán)境主要集中在地下,其開(kāi)采環(huán)境相對(duì)密閉,需要借助壓縮機(jī)來(lái)確保地下開(kāi)采過(guò)程的空氣循環(huán),并且礦產(chǎn)中還留有一些衍生氣體,如瓦斯、二氧化硫等,這也容易引起爆炸和中毒事故,影響到作業(yè)環(huán)境的安全性。因此,在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中,也需要做好動(dòng)態(tài)預(yù)警體系的建立,對(duì)于開(kāi)采環(huán)境的基礎(chǔ)情況做好監(jiān)督,在出現(xiàn)潛在威脅時(shí),如頂板過(guò)大、瓦斯?jié)舛冗^(guò)大、地質(zhì)斷層等,系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息,在快速疏散人群的同時(shí),也會(huì)對(duì)危險(xiǎn)問(wèn)題采取措施進(jìn)行處理,以提升作業(yè)環(huán)境的安全性,穩(wěn)定采礦工程的作業(yè)環(huán)境。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,采礦工藝技術(shù)還在不斷地豐富和發(fā)展,采礦工程促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使我國(guó)礦產(chǎn)資源得到了更好的開(kāi)發(fā)和利用,采用現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備有效地改善了以前開(kāi)采工藝中的不足之處。礦產(chǎn)工程也要朝著綠色生產(chǎn)發(fā)展,這樣才符合社會(huì)的發(fā)展要求,從而提高礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

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