淺談壓力對礦石采集的影響

摘 要：礦山壓力對礦石采集有著較大的影響，及時觀測處理好壓力的問題可以避免塌方造成大規模的山體崩塌，引起人員傷亡。本文通過對礦石采集的關鍵技術與壓力對礦石采集的影響分析，為礦山安全開采指明了方向。

關鍵詞：壓力；礦石采集；安全開采

1 礦石采集的關鍵技術

礦石的采集是一個復雜的理論和技術問題，涉及巖石斷層形狀氣藏保存開采條件和巖石力學的工程地質。針對這些困難，需要將理論研究與實際結合，進行礦石采集設計經驗研究。采礦技術可以分為兩種常見的挖掘類型：地表采礦和地下采礦。

今天，表面開采更為常見，目標分為兩大類材料：沉積物，由河砂礫中含有的有價值礦物、沙灘砂和其他未固結材料組成，其中有價值的礦物存在于靜止礦區中，分層或通常分布在整塊實際巖石中的礦物顆粒中。通過表面和地下方法開采兩種類型的礦床，砂巖或礦石。大多數稀土元素和鈾采礦，是通過原位浸出這種技術，既不在地表也不在地下。通過這種技術提取目標礦物質，需要它們是可溶的，例如溶解在水中的鉀堿、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉。

1.1 表面開采

地表開采地表開采是通過去除地表植被、泥土以及必要時的基巖層以達到埋藏的礦床而完成的。地表開采技術包括：露天采礦、帶材開采，其包括剝離表層以露出下方的礦石。山頂開采，通常與煤礦開采相關，其涉及到將山頂取出以深入到達礦石沉積物。大多數沉積物，由于其淺埋的性質，通過表面方法開采，填埋場開采涉及填埋場被挖掘和加工的場所。

1.2 地下開采

地下采礦用于在地下礦中運輸，地下采礦包括挖掘隧道到達埋藏礦床。用于處理的礦石和用于處理的廢石通過隧道和井被帶到地面。地下采礦可以根據所使用的進出井的類型、提取方法或用于到達礦床的技術來分類。漂移開采利用水平進入隧道，邊坡開采利用對角傾斜的進入井，豎井開采利用垂直進入井。在硬和軟巖層中開采需要不同的技術，其他方法包括收縮采礦、向上采礦形成傾斜的地下室、長壁開采研磨地下的長礦石表面以及支柱開采從房間移除礦石，同時留下柱支撐在適當位置屋頂的房間。支柱開采通常導致采礦撤退，其中隨著礦工撤退支撐柱被移除，允許陷入從而松散更多的礦石。地下采礦方法還包括硬巖開采，其是硬巖材料的開采、鉆孔開采、漂移和填充開采、長孔邊坡開采、亞級開采和塊狀開采。在海邊采礦中，煤層被由液壓推力傳遞機構（PTM）推動的連續采礦機穿透，防止開采煤在運輸過程中被巖石碎屑污染。使用諸如煤巖界面檢測傳感器（CID）的視頻成像和伽馬射線傳感器或其它地理雷達系統，操作者可以向前看到縫隙 巖石界面的投影并指導礦工的進度。

2 礦石開采的機械設備

重型機械在采礦中用于勘探和開發場地、去除和堆積覆蓋層、打破和去除各種硬度和韌性的巖石，處理礦石并在礦山關閉后進行回收工程。推土機、鉆機、炸藥和卡車都是挖掘土地所必需的。在放置開采的情況下，將未固結的礫石或沖積礦送入由漏斗和搖動篩或轉篩機組成的機器中，所述搖篩或轉篩機從廢礫石中釋放所需的礦物質，然后使用閘門或夾具濃縮礦物質。升加工廠利用大型破碎機、研磨機、反應器、焙燒爐和其他設備來固結富含礦物質的材料并從礦石中提取所需的化合物和金屬。

3 壓力對礦石采集的影響

從巖體的整體性來看，人類在沒有開采礦體之前，巖體處于一個平衡狀態；但在人類開采礦體后，在地面下層形成了一定的地下空間，這個空間直接破壞了巖體的原始應力，而巖體在保持自身穩定性的過程中，需要重新分布巖體應力，直到巖體內形成新的平衡為止。大型鉆頭用于下沉軸，挖掘停止點并獲取樣品進行分析。電車用于運輸礦工、礦物和廢料。然后與之前巖體應力不同的是，在后期應力分布的過程中，會對周圍的巖石產生變形、移動、破壞，從而對采礦的工作面、巷道及周圍的巖石產生壓力，而所謂的礦山壓力，就是指人們在開采過程中引起的巖移運動對支架周圍巖石產生的作用力。降機使礦工進出礦山并將巖石和礦石以及地下礦山的機械進出。巨大的卡車、鏟子和起重機被用于地表采礦以移動大量的上覆巖層和礦石。在我國近幾年的礦產資源生產中，發生了大量的塌方事件，事故原因在于工作人員沒有對礦山壓力進行及時的觀測與處理，導致施工人員在后續作業中，破壞了巖體的應力平衡引發了安全事故。巖體的破壞將會對整個礦山的安全性、可持續性發展造成嚴重的威脅。在影響礦山企業正常生產的同時，還對礦工的生命安全造成了嚴重的威脅。由此可見，在礦山資源日常生產中，開展礦山壓力實時監測與預警，對礦山生產安全與預防采礦事故的發生有著極其重要的作用。

4 總結與展望

礦山開采的環境特別危險，如何實時監測和收集各個節點的信息，如何掌握礦工的位置和環境，這是礦山企業的一個難題，需要科學有效地解決。現代礦山開采憑借著現代的自動控制理論與管理手段，在礦山故障處理、設備使用壽命延長、礦山建設成本降低等方面都有著較為客觀的發展，這其中綜合運用了計算機網絡技術和自動控制技術。礦山壓力的監測是其順利建設和正常運作的一項極為關鍵的組成部分，在確保且提升總體礦山機械的運作效果與工作效能方面，具備極為重要的推動作用。通過開展礦山機械的自動化建設，同步加強檢測技術、故障排除技術，分析用戶的需求與先進技術的應用成果，將礦山開采水平提升，最后滿足總體平臺的智能化與自動控制等效果。采用現代化設備確認礦工的位置和監測地下礦山的壓力，這將提高監測生產安全水平，減少礦區事故。

參考文獻：

[1] 黃慶享，劉文崗，田銀素.近淺埋煤層大采高礦壓顯現規律實測研究[J].礦山壓力與頂板管理，2003，03.

[2] 胡炳南，馬永亮.基于避免采動損害的高效開采設計與實踐[J].煤礦開采，2003，03.

[3] 李俊斌，施祖龍，馮正堯.4.0m左右煤層大采高傾斜長壁綜采高產高效技術[J].煤礦開采，2004，01.

[4] 彭學東.大采高工作面頂板冒落性分析與預防[J].煤礦開采，2004，01.

作者簡介：劉少鵬（1985-），男，漢族，陜西寶雞人，大專。