井下采礦技術和井下采礦的發展趨勢芻議

陶 偉

（河南華鼎礦業設計有限公司，河南 三門峽 450000）

隨著我國礦產資源需求的日益增加，以及我國社會主義市場經濟的不斷完善，加快推動我國采礦行業的改革與發展。科學技術迅猛發展的時代背景下，井下采礦技術也在不斷更新，有助于應對實際作業中遇到的各種問題[1]。井下采礦技術是整個井下采礦工作的重要組成內容，采用恰當的井下采礦技術開展實際作業，切實解決井下采礦作業問題，增加井下采礦安全防護措施，提升井下采礦工作效率，滿足市場經濟發展的需求，對推動礦產企業的可持續發展具有積極作用。

1 井下采礦技術的發展現狀

（1）深部采礦技術。井下采礦技術包含多種不同的技術類型，而采礦技術實施的安全性與穩定性，往往受到人為因素與環境因素等諸多因素的影響，需要投入大量的人力與物力及財力，預防因工藝技術操作而造成的安全事故，以便提升整個井下采礦技術的質量與水平。井下環境較為多變，容易出現井下出水與自然等現象，對井下采礦作業人員的生命安全造成嚴重威脅[2]。井下采礦作業包括掘進與回采等生產環節以及排水與通風等輔助環節，而不同的開采方式，涉及到不同采礦技術的應用。

井下采礦涉及到井下深部礦產開采技術的實施，而深部采礦技術操作的規范性，對井下深部礦產開采效率與安全性具有直接影響。巷道設置與地熱控制是深部采礦技術應用中的重要環節，關系到井下深部礦產開采的安全性。在井下深部采礦技術實施過程中，需要根據礦井的實際情況，以及井下采礦作業的具體需求，采取采柱護巷方法進行礦柱設置，最小采柱不應小于礦產埋藏深度的1/10，并且應大于30m，制定針對性措施科學維護回采巷道，明確采柱對巷道運輸的重要性，以及采柱大小對巷道位置深度的影響，合理設置巷道與采柱，保證礦產開采安全。采空區巷道工作面較寬，在深部采礦技術實施中應當考慮到巷道兩邊沒有礦柱這一實際情況，規范采礦技術操作，合理設置采空區內的巷道，采取寬工作面掘進法，將巷道設置在礦矸石被壓實的老采礦區，讓巷道處于卸壓拱內狀態，加強巷道維護效果，減少應力集中而造成的工作面回采動壓，避免井下危險事故的發生，有效推動我國礦產事業的轉型與升級[3]。

（2）充填采礦技術。根據各地的不同地形與儲采的特征，為了保證礦產資源開采效率，需要采取不同的開采技術。充填采礦技術是井下采礦作業中較常使用的一種技術，而不同充填材料對充填采礦技術的影響不同。在充填采礦技術實施中，粗骨料是充填材料的主要成分，而在充填材料制成泥漿前，為了保證充填材料含水率能夠滿足充填采礦技術的應用要求，需要選用標準濃度的灌液，明確不同季節時充填材料的含水率，提升充填采礦技術水平，合理調整材料場及電鏟吃料的深淺度，確保井下采礦作業效率。

在充填材料含水率高于標準含水率的情況下，為了增強充填采礦技術的質量，應當用管路閥及時放出多余的水；采用注漿方式封閉或開鑿環形管道排水，及時清除沙石井壁滲水，從而確保充填體質量能夠達到預期效果。上向分層充填采礦法（見圖1）適用于開采礦石穩固與圍巖中等穩固的各種厚度與形狀的礦體。充填材料一般是源于地表堆積與冶煉廠的爐渣及掘進坑邊的廢石等，依據礦井工作的實際條件，利用風力與水力輸送充填材料，或是利用礦車與其他運輸工具運輸充填材料，以滿足充填采礦技術實施要求，提升井下采礦工作質量。

圖1 上向分層充填采礦法

2 井下采礦的發展趨勢

（1）井下深部開采技術。我國的井下深部開采技術起步較晚，隨著礦產資源需求的日益增加與開采力度的加大，采礦企業越來越重視井下深部開采技術的研發及應用，充分考慮到礦產資源儲量逐漸減少的現實情況，提升井下深部開采的質量與效率，滿足經濟與社會發展對礦產資源不斷增長的需求，對推動我國礦產行業的發展與轉型有利。安全問題是井下采礦工作中較為突出的問題之一，特別是井下深部開采工作，必要的安全防護措施與工作平臺的科學搭建，有助于提升井下深部開采及其技術實施的安全性。信息時代下，應當將新技術與新方法應用到井下采礦作業中，以先進的信息化技術為支撐，進一步搭建井下信息平臺，及時了解井下采礦工作情況及人員作業情況并及時作出反饋，提升整合井下采礦工作質量，為井下采礦作業人員的生命安全提供保障，突顯出搭建井下信息平臺的重要性。例如，根據井下開采工作以及相關技術應用的實際情況，有機結合遙感技術與地理信息系統及全球定位系統等信息技術，為井下采礦作業提供支撐，及時檢測與回傳井下采礦的相關信息，加強地面工作人員與井下采礦作業人員的交流，第一時間處理出現的緊急情況，防止出現不良事件或是安全事故，為井下采礦作業人員提供安全保障，增強井下采礦工作的安全性。

（2）井下填充采礦技術。隨著礦產行業的快速發展，采礦作業的相關技術也在不斷更新，當前形勢下傳統的充填技術逐漸向著高濃度與高尾砂的方向發展，泵壓輸送填充技術與上向分層充填采礦法等井下填充采礦技術的應用受到重視，減少了對膠結材料的使用，能夠滿足井下采礦作業的需求，促進井下采礦作業環境的改善，最大程度降低井下采礦對生態環境造成的污染與破壞，減少井下采礦作業成本。在整個井下采礦的工作中，加強井下采礦技術的創新，優化井下采礦技術效果，逐步制定一套科學合理的井下采礦方法，進一步創新井下采礦技術措施，促進采礦企業經濟效益的增加。井下采礦作業普遍是按照由遠及近與由上到下的順序進行開采作業，需要根據井下采礦工作的具體需求，靈活運用錨桿桁架等先進的頂板支護工藝進行井下支護，充分考慮采礦企業的技術與經濟條件，選用高強度的鋼桿與漲殼式錨桿等搭建支護，為井下采礦作業的順利推進提供安全防護，從而維護井下采礦作業的安全。

3 結語

當前各類企業對礦產資源的需求不斷增加，以及現階段我國井下采礦作業存在的諸多不足之處，推動采礦行業的發展與轉型，促進井下采礦技術的創新。結合生態環保的生產理念，充分認識當下井下深部采礦技術與井下充填采礦技術等相關技術的實際情況與水平，積極引進先進的技術手段，優化井下采礦作業效果，不斷更新井下采礦技術，增加采礦企業的市場競爭力，提升整個井下采礦技術的質量。