基于礦井施工的井下礦層開采工藝選擇分析

蔣明府

（云南能源職業技術學院 資源與環境工程學院，云南 曲靖 655000）

以我國能源消費情況來看，一次能源占總礦產資源的比重一般在75%左右，近年來，隨著社會對礦產資源需求的不斷增加，礦產產量也逐年增加，礦井開采量和深度不斷增加，同時，安全技術管理要求也越來越高，雖然近年來我國由于地質條件的差異，在礦井開采技術上取得了長足的進步，在我國礦產資源收入中，厚礦層和特厚礦層所占比例高達40%[1]。在拆除這類礦層時，要結合地質結構具體條件，選擇合理的開采方法和技術，這也是安全高效采礦的核心[2]。

結合當前我國迪克采礦的現狀進行分析，對其技術的選擇性原則，研究該技術的優缺點，以及采礦工藝的優化方法，并提出以下方法。

1 國內厚礦層開采的現狀

由于我國幅員遼闊，雖然礦產地質條件反映差異較大，但與薄礦層相比，厚礦層所占比例較大，礦產資源豐富，在進行礦層開采時，其工作范圍較廣，便于工程機械的布置，及人員的操作工作。經過多年對采礦設備的科學研究，厚礦層開采技術已基本形成[3]。

2 厚礦層開采工藝選擇的原則

應選擇一種較為適合的開采技術，可提高礦山的開采效率。它不僅對安全生產和管理礦物具有重要意義，而且提高礦物的經濟效益和社會效益，因此，選擇適合的方法和技術條件，合理開采技術的關鍵是礦產安全生產第一個條件，應該遵守的原則最大的回收率，安全的去除原理和先進的種植技術[4]。

2.1 最大采出率原則

雖然我國的礦產資源儲備量較大，但是這種不可再生資源礦產仍然是有限的，這就要對其進行合理利用，盡量減少礦產的開采工程，取得比開采要求更好的經濟效益和社會效益的原因。它為礦井開采劃定了明確界限，力求采用先進的開采方法和技術，確保開采安全[5]。近年來，一些礦井工程為了提高礦產資源的回收率，開始回收邊角的殘礦廢礦，雖然效益相對不明顯，但在一定程度上鼓勵了廢礦的回收和利用，在進行早期礦井開采時，必須要按照最大的回收率原則，選擇一種適應當地地質的采礦技術，可使礦產資源的出產率最大化。

2.2 安全開采原則

礦產工程的安全開采，是黨與政府高度重視的工程項目。總書記對于安全生產重要理論，明確了“人命關天，發展決不能以犧牲人的生命為代價”。鑒于生產環境符合安全生產條件的要求，這也是礦井開采的首要原則；而在開采方法和方法的選擇上，必須以安全開采原則為重；鑒于必須確保生產系統各連接件和工序的安全；特別是在發生井下氣體濃度過高的情況下，必須適用安全拆除原則；確保有效杜絕爆炸事故的發生[6]。

2.3 裝備技術先進性原則

近年來，隨著礦產科學研究水平的提高和發展，采用了一套適合井下生產條件的先進機械操作方法、工藝和設備，隨后出現了創新的改進。采礦方法和方法，提高了生產效率，降低了工人的強度，實現了安全生產。井下機械設備的先進技術特點有助于礦井開采工藝的發展，提高礦產資源生產條件的安全性，提高工作場所生產的安全性和效率[7]。隨著采礦技術向自動化經營轉變，先進的設備技術是礦井開采方法和工藝的選擇原則。

3 各類厚礦層開采工藝的優缺點

所謂厚礦層，是指地下開采大于3.5m的礦層，是我國最重要的礦層。它們的產量約占總產量的45%。就礦產資源而言，根據礦產資源的厚度，選擇合適的提取方法是十分必要的。隨著礦產市場的擴大和礦產儲量的減少，這已成為業內的共識。為了保證礦產資源的合理有效的拆解，必須根據具體情況選擇合適的拆解方法[8]。我國是一個大型礦產資源開采國，開采了更多的礦產資源，經過長期研究和實踐，主要分為三類分層礦產開采。下面描述了利用厚礦層的各種技術。

3.1 分層開采工藝

礦井開采是將礦層劃分為兩層或兩層以上的一種開采技術。20世紀80年代以前，我國礦井開采的主要方法是不同機械化程度的人工頂板施工[9]。為防止頂層開采后從頂板通過混入下層開采，應先放人工假頂板，對于直接頂厚礦層，采用覆層開采工藝具有以下特點：①工作面具有較高的礦產資源回收率，一般厚礦層回收率達到近95%。②工作面開采工藝復雜，且與其他兩種開采方法相比效率較低、成本較高。③工作面需要多次移動，多挖幾條隧道，巷道工程總量大，工作面開采在底層開采中難度較大[10]。

3.2 大采高一次采全厚工藝

隨著礦井開采技術裝備的發展，1984年緩傾斜特厚礦層一次采全厚開采工藝與裝備，首先，在沈陽浦河礦進行了井下工業試驗。目前，全厚度開采方法已廣泛應用于某一礦山。由于技術設備的不斷發展，大采高成套設備已具備[11]。大采高一次采全厚工藝具有下特點：①與其他兩種開采方法相比，大采高一次開采全厚技術開采程序少，礦產資源回收率高。②由于采用大采高、一次采全厚工藝，工作面礦壓規律明顯，對地質巖層結構造成嚴重破壞。③大采高，全厚開采技術，配套的開采設備和液壓支架體積大，運輸安裝不方便。

3.3 放頂礦井開采工藝

放頂礦井開采工藝技術是一個拆卸過程，礦區位于厚礦層底部，上部礦層受開采壓力吹碎后運至后部液壓支架上部或刮板輸送機，1985年至1986年為省窯街礦務局二礦甘肅對特厚礦層的全機械化開采方法進行了試驗，全國礦產企業相繼應用了該項開采技術[12]。一般來說，采礦技術具有以下特點：①礦井開采效果好，人工成本低，但矸石含量高。②與分層開采技術相比，放頂礦井開采技術移動次數少，生產濃度高。③為保證礦產質滿足用戶要求，應根據頂礦井性質控制放頂礦產量[13]。

3.4 綜合機械化固體充填采礦技術要點

實現大面積機械化采礦的技術難點在于泥炭充填室、充填通道和充填過程中產生的動態問題的解決，通過對大量活動的分析，發現采用綜合機械化充填技術可以有效地解決大面積機械化采礦的技術難題綜合采礦可采用多種方法來處理負面現象：

（1）將屏蔽梁從常規綜采象限中拆除。此時用我們通常使用的水平短梁代替。將填充材料放在保護區域，而不是像我們通常那樣放置填充材料。從而合理地處理該工藝在生產中經常出現的灌裝范圍受限的負面現象[14]。

（2）比例填料直接輸送至懸浮在填料短梁下的煙機填料機，使泥炭中的填料體始終處于連續的輸送通道中。其目的是解決無法合理地保持填充區域的問題，確保填充區域不被堵塞，并確保進展順利。

（3）由于填料本身重量較大，直接落入盾構防護室，在開啟刮板式填料機前：在壓力作用下加入壓縮機的輔機，填料在泥炭中完全壓實，使礦井閘門等固體填料具有很好的壓實，改善充填后井下采礦的良好工作環境。

（4）通過對崗威充填采礦技術經濟效益的分析，不僅解決了礦井開采中存在的崗務等大量固體廢棄物的問題，而且將綜合采礦技術與礦山充填開采結合起來實施。此外，它還可以有效地提高資源開采效率，為機組實現適當的經濟特性，通過對眾多實際內容的分析，我們確定：該工藝為各應用單位帶來了很高的利潤，通過對眾多具體內容的分析，發現膏體充填技術的總成本最高。

4 開采工藝與操作作業的優化

雖然我國礦山采礦技術已取得了很大的成就，但對于不同的厚度層，可以選擇適當的方法和程序。但是，為了保證安全高效開采，保證礦山安全生產，進一步提高礦產資源的利用率，采礦技術仍有優化的空間：

（1）靈活選擇采礦方法。礦井應采用科學方法，在傳統采礦方法所規定的限度之外，根據礦層的地質保存條件，選擇靈活的采礦方法。合理而有效，打破傳統觀念，努力安全地使用采礦工藝，并采取措施提高礦井生產效率和效率。

（2）合理控制礦井開采作業.合理控制每次開采作業，對主要運行點進行仔細監測，防止因過量礦物造成的壓力滑坡失靈和系統故障等零售問題，采取有效的安全措施。在工作中，有必要制定符合實際地質條件的健全的操作規程，提高工作人員的安全意識，提高他們的事故管理技能，并獲得工作許可證，以確保所有人的生產安全。

5 結語

在礦產施工安全管理中，只有100%的嚴格度才能防止這一現象的發生。”為了確保安全性不會比起始點好，偶爾也不會有終點，過去的成績已經達到零，保持每一級的工作狀態是一個新的起始點，提高礦產的開采效率，因此，我們堅信，隨著經濟的迅速發展和進步，我國的礦井技術無疑將取得顯著的成果，使整個國家能夠更迅速地朝著有效的經濟和社會發展邁進。