現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探索

王青 潘大偉

摘要：現代化采礦工藝是煤礦開采生產的必然要求，在實際發展過程中能夠進一步滿足人們的需要。現代化采礦工藝的研究和應用在如今煤炭行業競爭日趨激烈的今天，所發揮的作用也越來越重要。對此進行科學分析具有重要的現實意義。本文主要針對現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用進行簡要分析。

關鍵詞：采礦工藝技術;采礦工程;應用

隨著社會的發展，對自然能源的需求只增不減。然而目前我國采礦業的工藝技術以及相關設備與國外相比差距較大，許多采礦工程中仍然采用舊式采礦工藝技術，自然能源的開采率以及利用率難以滿足社會發展的需求。而且在實際作業中，由于操作程序復雜，環境多變，很容易發生采礦安全事故，造成嚴重的經濟損失。引進現代化采礦工藝技術不僅可以有效地提高采礦工程的開采率和利用率，還可以大大提高采礦作業的安全性，更好地促進社會的發展。

1采礦工藝技術在采礦工程中應用的現狀

1.1 采礦工藝技術方面存在的技術問題

我國采礦工程所應用的采礦工藝技術水平與國外相比較為落后，所采掘的資源在數量及質量上都難以滿足我國社會發展的需求，導致了資源的浪費。采礦工藝技術的落后主要表現在四個方面，第一，我國在資源定位以及儲量探測技術較為落后，直接導致采礦的工作效率較低;第二，采礦工程中使用的機械設備較為落后，機械使用率較低，采礦過程中多為人工粗放式開采，不僅工作效率低，而且會導致資源開采率低，浪費現象嚴重;第三，選取礦料時所使用的技術較為落后，會導致不能有效選取資源，發生棄礦現象，使資源得不到有效開發利用，很難進行二次采礦;第四，由于技術落后而導致開發難度高的礦區廢棄，使資源不能有效利用形成閑置。

1.2采礦工藝技術方面存在的安全問題

采礦工程中安全是生產的第一要務，由于安全問題而造成的經濟損失是難以估量的，安全生產不僅是促使企業長遠發展的重要因素，也是我國政府對采礦企業的首要要求。采礦工程中所需要注意的安全問題主要體現在兩方面，第一，采礦作業主要是地下作業，在地下作業時會搭建礦道，這是工作人員通行以及采礦資源運輸的途徑，一旦發生坍塌或者滲水現象就會造成重大人員傷亡以及財產損失，這是最常發生的安全事故;第二，采礦施工人員的地下作業環境惡劣，空間較為狹窄，存在空氣難以流通，如果操作不慎容易引發礦井瓦斯爆炸和火災事故，造成重大經濟損失。

2現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用

在長期的實踐和經驗總結過程中，采礦工藝也在隨著科技水平的發展而不斷提升。先進的技術和采礦工藝也被逐步普及應用，有效提升了煤礦開采的效率和施工安全性。

2.1 露天采礦工藝技術

露天采礦技術是近年來得到了較廣泛使用和推廣的礦山開采方式之一。相關數據表明，過去幾年中，我國通過露天開采方式完成的礦山開采總量為地下礦山開采量的6倍以上。在同一時期內，露天開采礦石量與地下傳統方式的開采礦石量占比分別為85%和15%。這種現象的成因很大程度上是由于地下的傳統煤礦開采容易受到技術限制，且施工環境較為惡劣。相比之下，露天的煤礦開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，大量的露天礦石開采也對地表和淺表層的礦石資源造成了嚴重的消耗。從長期能源發展的角度看，必須均衡地進行露天礦山和地下礦山的開采，實現資源的均衡分配與利用。

2.2 充填采礦工藝技術

為了加快煤礦采空區的恢復作業進度所采用的充填式采礦工藝，能夠有效緩解煤礦采空區周圍的地質條件變化。通過在回采工作面，利用充填材料逐一進行空缺位置的填充，保證采礦區域的圍巖整體支撐強度不變，同時能夠加強鄰近區域的煤礦開采作業安全系數。在一些具有特殊地質條件和施工環境要求的煤礦開采區域中，為了能進一步提升周圍圍巖的整體強度，避免圍巖脫落對施工人員造成安全隱患，可在充填材料的選擇上有所側重。可有針對性的選用強度更高，充填效果更好的材料，配合支架進行圍巖加固。以向下分層填充等方式對采空區域進行回填，這種工藝和技術的應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采區域的地質結構穩定性，保障施工人員的安全。

2.3巖體加固技術

在采礦進行過程中，受到地質條件、氣候變化、機械設備運轉產生的振動以及人員操作方式等因素的影響，經常會遇到礦區巷道中圍巖體不穩定的情況。為了避免巖石崩落對施工人員和設備造成損傷，必須事先通過專用錨索對采礦區的頂板、圍巖等部位進行有效地支護和加固。巖體加固技術在實際操作過程中，常選取充填法和空場法或多種方法的綜合運用。為了進一步保證采礦工作區域的安全和穩定，在巖體加固過程中還可使用注漿法及錨索固定支護法進行加固，使設備與巖體緊密固定。防止破碎的巖體和流砂等不穩定因素對施工造成影響。

2.4崩落采礦工藝技術

在煤礦作業開始的前期準備階段，需要對礦洞中存在的各類安全隱患進行徹底排查和排除。對具有崩落隱患的巖石進行妥善處理，包括具有松動跡象和可能產生崩落的圍巖需統一進行底柱分段崩落處理和無底柱分段崩落處理。底柱分段崩落需考慮橫斷面的詳細尺寸，并設定分段高度，底柱高度和漏斗間距等。無底柱分段崩落則通常采取效率更高，全機械化的操作方式，有效節省人工成本并提供更高的施工安全保障。

3采礦工藝技術發展前景展望

我國正處于社會發展的重要上升時期，對于各類自然資源的需求量非常大。但是相對于歐美其他發達國家而言，我國的采礦工藝設備相對落后，對于礦產資源的利用率及開采率均較低，難以適應社會的實際需求。井下的環境復雜多變，因此會發生很多突發情況，目前在我國有很多小的礦井依舊采用非常落后的炮采工藝，這樣的生產方法非常容易引發安全生產的問題。因此，提高礦產資源開采率、促進采礦工程的現代化進程、改善開采環境對于促進社會經濟水平的提高尤為重要。鑒于目前的地下采礦作業極易誘發各類安全問題，為了更加有效地保證礦區的生產作業安全性，需設立功能完備的警報系統。在近年來的實際應用中，3s技術在井下煤礦開采報警系統中的應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合各類環境感應器對地表和井下環境中的各類參數指標的數據進行實時收集與分析的功能，將檢測數據導入監控系統。在礦難發生前提前發出警報，避免生產安全事故造成直接的人身財產損失。同時，異常數據指標也能為煤礦企業提供更加明確的開采工藝和技術優化方向信息。

另一方面，為了提升煤礦開采中的資源利用率，針對傳統開采產生的大量廢石，應制定更為合理有效的處理方式。在保證煤礦開采效率和產出速度的基礎上，優化工程布置方式，盡量減少廢石的產出量，實現更低人力物力成本的環保化煤礦開采。

結語

通過該文的分析可知，煤礦資源的開采過程通常由于各種施工技術的局限性和施工安全問題，造成開采效率低，安全性差等問題。為了在保證開采效率的同時有效提升煤礦開采的質量及作業安全性，就需要進一步強化采礦工藝和技術的先進性和應用效率，應加大技術創新力度并結合實際應用中采礦技術的應用形式分析和總結，善于發現技術和工藝中的不足與局限性。從而有針對性地提出相應的解決和改善對策。為我國的采礦工程發展和采礦技術的進步創造更大的空間。

參考文獻

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