現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用研究范文

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摘要：現(xiàn)代工業(yè)水平的快速提升為我國(guó)的傳統(tǒng)制造行業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)了巨大的技術(shù)變革。我國(guó)具有豐富的礦藏資源，煤礦儲(chǔ)量位居世界前列。而在長(zhǎng)期的采礦施工技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備逐漸投入應(yīng)用。不僅提升了采礦工程的效率，也為井下施工作業(yè)提供了安全保障。該文結(jié)合采礦工程所采用的采礦工藝及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入地分析。結(jié)合現(xiàn)代采礦工藝的常見(jiàn)形式及方法展開(kāi)論述，并對(duì)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前景和空間進(jìn)行展望。希望以此為我國(guó)采礦工程技術(shù)的發(fā)展提供新的動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：采礦工程；采礦工藝；綜合應(yīng)用；技術(shù)發(fā)展

引言

改革開(kāi)放40年來(lái)，我國(guó)的煤礦開(kāi)采行業(yè)已從傳統(tǒng)的人工開(kāi)挖逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的煤礦開(kāi)采方式。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的日漸活躍，采礦業(yè)為我國(guó)的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力的提升做出了重要貢獻(xiàn)。采礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)設(shè)備的研制也成為近年來(lái)國(guó)家能源工程建設(shè)的發(fā)展重點(diǎn)。作為現(xiàn)階段的社會(huì)經(jīng)濟(jì)支柱型產(chǎn)業(yè)，采礦業(yè)的工程技術(shù)先進(jìn)性和施工作業(yè)過(guò)程的安全性將直接決定煤礦行業(yè)和煤礦企業(yè)所能獲得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。除此之外，對(duì)于礦區(qū)生產(chǎn)的安全和環(huán)保等問(wèn)題也逐漸被公眾所關(guān)注。

1采礦工程中工藝技術(shù)存在的問(wèn)題

1.1采礦技術(shù)層面的問(wèn)題

采礦技術(shù)的先進(jìn)性和整體水平會(huì)直接反映在井下施工及煤礦開(kāi)采過(guò)程中。開(kāi)采的效率和安全都會(huì)受到不同程度的影響，甚至直接影響采礦行業(yè)的發(fā)展。目前實(shí)際的采礦工程項(xiàng)目中所使用的采礦工藝普遍存在著一定技術(shù)問(wèn)題。這些問(wèn)題如得不到及時(shí)解決，在長(zhǎng)期的一線應(yīng)用中極易造成施工風(fēng)險(xiǎn)的累積，對(duì)井下施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。在煤礦資源的儲(chǔ)量探測(cè)和定位方面，現(xiàn)階段所應(yīng)用的技術(shù)先進(jìn)性不足，覆蓋面不夠廣泛，探測(cè)效率低且誤差較為嚴(yán)重。實(shí)際探測(cè)獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值和參考意義都不夠理想。這不僅造成了一定程度的資源浪費(fèi)，還對(duì)后續(xù)的煤礦開(kāi)采工作帶來(lái)了一定干擾。同時(shí)，井下開(kāi)采作業(yè)中機(jī)械化程度不高也是較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，部分偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型煤礦仍采取人工作業(yè)為主的開(kāi)挖方式。相應(yīng)的管理模式也不夠嚴(yán)謹(jǐn)，這與現(xiàn)代化采礦工業(yè)技術(shù)的發(fā)展要求背道而馳。除此之外，技術(shù)層面的其他問(wèn)題，象廢棄礦坑無(wú)法進(jìn)行二次開(kāi)采等也會(huì)造成可利用的煤礦資源大量被閑置的問(wèn)題。

1.2采礦安全層面的問(wèn)題

安全生產(chǎn)是各行業(yè)發(fā)展的重中之重，在采礦行業(yè)中井下的施工本身就具備高度的風(fēng)險(xiǎn)性。對(duì)安全生產(chǎn)的重視程度也能夠充分體現(xiàn)出煤礦企業(yè)在管理層面和技術(shù)發(fā)展追求上的水平。采礦工程中的安全問(wèn)題主要涉及井下作業(yè)環(huán)境的不穩(wěn)定性。由于采礦作業(yè)通常在百米深的井下進(jìn)行，且煤礦施工區(qū)域內(nèi)部的頻繁運(yùn)輸都要依靠相對(duì)獨(dú)立的通道而進(jìn)行。一旦因操作不當(dāng)或自然氣候條件變化而引發(fā)礦井滲水和坍塌等事故，必然會(huì)對(duì)井下施工人員造成極大的安全威脅。此外，處于空氣流通不暢，狹小的空間中也極易引發(fā)瓦斯爆炸，透水等意外和安全事故。

2現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

在長(zhǎng)期的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)過(guò)程中，采礦工藝也在隨著科技水平的發(fā)展而不斷提升。先進(jìn)的技術(shù)和采礦工藝也被逐步普及應(yīng)用，有效提升了煤礦開(kāi)采的效率和施工安全性。

2.1露天采礦工藝技術(shù)

露天采礦技術(shù)是近年來(lái)得到了較廣泛使用和推廣的礦山開(kāi)采方式之一。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，過(guò)去幾年中，我國(guó)通過(guò)露天開(kāi)采方式完成的礦山開(kāi)采總量為地下礦山開(kāi)采量的6倍以上。在同一時(shí)期內(nèi)，露天開(kāi)采礦石量與地下傳統(tǒng)方式的開(kāi)采礦石量占比分別為85%和15%。這種現(xiàn)象的成因很大程度上是由于地下的傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采容易受到技術(shù)限制，且施工環(huán)境較為惡劣。相比之下，露天的煤礦開(kāi)采則避免了地下空間的局限性和氧氣不足等條件的限制。但與此同時(shí)，大量的露天礦石開(kāi)采也對(duì)地表和淺表層的礦石資源造成了嚴(yán)重的消耗。從長(zhǎng)期能源發(fā)展的角度看，必須均衡地進(jìn)行露天礦山和地下礦山的開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)資源的均衡分配與利用。

2.2充填采礦工藝技術(shù)

為了加快煤礦采空區(qū)的恢復(fù)作業(yè)進(jìn)度所采用的充填式采礦工藝，能夠有效緩解煤礦采空區(qū)周圍的地質(zhì)條件變化。通過(guò)在回采工作面，利用充填材料逐一進(jìn)行空缺位置的填充，保證采礦區(qū)域的圍巖整體支撐強(qiáng)度不變，同時(shí)能夠加強(qiáng)鄰近區(qū)域的煤礦開(kāi)采作業(yè)安全系數(shù)。在一些具有特殊地質(zhì)條件和施工環(huán)境要求的煤礦開(kāi)采區(qū)域中，為了能進(jìn)一步提升周圍圍巖的整體強(qiáng)度，避免圍巖脫落對(duì)施工人員造成安全隱患，可在充填材料的選擇上有所側(cè)重。可有針對(duì)性的選用強(qiáng)度更高，充填效果更好的材料，配合支架進(jìn)行圍巖加固。以向下分層填充等方式對(duì)采空區(qū)域進(jìn)行回填，這種工藝和技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升煤礦回采的施工效率，并最大程度地保證煤礦開(kāi)采區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保障施工人員的安全。

2.3巖體加固技術(shù)

在采礦進(jìn)行過(guò)程中，受到地質(zhì)條件、氣候變化、機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)以及人員操作方式等因素的影響，經(jīng)常會(huì)遇到礦區(qū)巷道中圍巖體不穩(wěn)定的情況。為了避免巖石崩落對(duì)施工人員和設(shè)備造成損傷，必須事先通過(guò)專用錨索對(duì)采礦區(qū)的頂板、圍巖等部位進(jìn)行有效地支護(hù)和加固。巖體加固技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中，常選取充填法和空?qǐng)龇ɑ蚨喾N方法的綜合運(yùn)用。為了進(jìn)一步保證采礦工作區(qū)域的安全和穩(wěn)定，在巖體加固過(guò)程中還可使用注漿法及錨索固定支護(hù)法進(jìn)行加固，使設(shè)備與巖體緊密固定。防止破碎的巖體和流砂等不穩(wěn)定因素對(duì)施工造成影響。

2.4崩落采礦工藝技術(shù)

在煤礦作業(yè)開(kāi)始的前期準(zhǔn)備階段，需要對(duì)礦洞中存在的各類安全隱患進(jìn)行徹底排查和排除。對(duì)具有崩落隱患的巖石進(jìn)行妥善處理，包括具有松動(dòng)跡象和可能產(chǎn)生崩落的圍巖需統(tǒng)一進(jìn)行底柱分段崩落處理和無(wú)底柱分段崩落處理。底柱分段崩落需考慮橫斷面的詳細(xì)尺寸，并設(shè)定分段高度，底柱高度和漏斗間距等。無(wú)底柱分段崩落則通常采取效率更高，全機(jī)械化的操作方式，有效節(jié)省人工成本并提供更高的施工安全保障。

3采礦工藝技術(shù)發(fā)展前景展望

鑒于目前的地下采礦作業(yè)極易誘發(fā)各類安全問(wèn)題，為了更加有效地保證礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)安全性，需設(shè)立功能完備的警報(bào)系統(tǒng)。在近年來(lái)的實(shí)際應(yīng)用中，3s技術(shù)在井下煤礦開(kāi)采報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了較為理想的效果。憑借其較高的靈敏度以及能夠結(jié)合各類環(huán)境感應(yīng)器對(duì)地表和井下環(huán)境中的各類參數(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集與分析的功能，將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入監(jiān)控系統(tǒng)。在礦難發(fā)生前提前發(fā)出警報(bào)，避免生產(chǎn)安全事故造成直接的人身財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，異常數(shù)據(jù)指標(biāo)也能為煤礦企業(yè)提供更加明確的開(kāi)采工藝和技術(shù)優(yōu)化方向信息。另一方面，為了提升煤礦開(kāi)采中的資源利用率，針對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)采產(chǎn)生的大量廢石，應(yīng)制定更為合理有效的處理方式。在保證煤礦開(kāi)采效率和產(chǎn)出速度的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工程布置方式，盡量減少?gòu)U石的產(chǎn)出量，實(shí)現(xiàn)更低人力物力成本的環(huán)保化煤礦開(kāi)采。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該文的分析可知，煤礦資源的開(kāi)采過(guò)程通常由于各種施工技術(shù)的局限性和施工安全問(wèn)題，造成開(kāi)采效率低，安全性差等問(wèn)題。為了在保證開(kāi)采效率的同時(shí)有效提升煤礦開(kāi)采的質(zhì)量及作業(yè)安全性，就需要進(jìn)一步強(qiáng)化采礦工藝和技術(shù)的先進(jìn)性和應(yīng)用效率，應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新力度并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中采礦技術(shù)的應(yīng)用形式分析和總結(jié)，善于發(fā)現(xiàn)技術(shù)和工藝中的不足與局限性。從而有針對(duì)性地提出相應(yīng)的解決和改善對(duì)策。為我國(guó)的采礦工程發(fā)展和采礦技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造更大的空間。

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作者：佟曉勇 單位：新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)