現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用分析

李耀東 夏雷 王福岐

摘要：當(dāng)前我國的采礦業(yè)與歐美其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的采礦工藝設(shè)備相對落后，對于礦產(chǎn)資源的利用率及開采率均較低，難以適應(yīng)社會的實際需求。因此，提高礦產(chǎn)資源開采率、促進(jìn)采礦工程的現(xiàn)代化進(jìn)程、改善開采環(huán)境對于促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)水平的提高尤為重要。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化、采礦工藝技術(shù)、采礦工程、應(yīng)用

1采礦工程操作特征

第一，開采困難程度大。因為采礦操作活動很多都是在地下開展，因此所出現(xiàn)的風(fēng)險因素很多，井下操作很難達(dá)到完全機(jī)械化和自動化，并且所造成的危險系數(shù)很高。

第二，礦產(chǎn)資源具有一定的固定性。由于礦產(chǎn)資源在世界上的存在屬于一種固定資源，可再生性非常小，自然環(huán)境中對礦產(chǎn)進(jìn)行采礦的地點屬于固定，因此，對礦產(chǎn)資源地址進(jìn)行選擇時需要嚴(yán)謹(jǐn)。

第三，采礦操作人員的流動性比較大，國內(nèi)很多礦產(chǎn)資源都屬于中小型，因為企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模并不是很大，沒有非常強(qiáng)的生產(chǎn)力，并且礦產(chǎn)資源開采區(qū)域的環(huán)境差，同時工作人員薪酬也不是很高，導(dǎo)致礦產(chǎn)工作人員流動性越來越大。

2現(xiàn)代化金屬礦山采礦工藝技術(shù)分析

2.1支護(hù)技術(shù)

（1）錨桿頂面支護(hù)技術(shù)。該技術(shù)最大的特點就是通過利用錨桿的支撐作用來對于礦頂面起到良好的加固作用。在開展錨桿頂面施工技術(shù)時，需要對于錨桿的支護(hù)形式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)置，對于一般的金屬礦，常常使用的方法如下：首先將錨桿的一端放在巖層中，然后為了進(jìn)一步對于頂面起到固定支護(hù)需要將錨桿的另一端向巖層進(jìn)行插進(jìn)，需要根據(jù)不同的地質(zhì)的特點來決定插進(jìn)的深度，通過這種方式能夠顯著增加錨桿的預(yù)應(yīng)力。從而有效增加支護(hù)的安全性和穩(wěn)定性，如果在支護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)錨桿的支護(hù)強(qiáng)度不夠，可以對于錨桿的角度和深度進(jìn)行合理的微調(diào)，從而增加錨桿的支護(hù)，從而更好保障整個支護(hù)體系的穩(wěn)定性和牢固性。（2）U型可縮性鋼支架支護(hù)技術(shù)。U型可縮性鋼支架支護(hù)技術(shù)與錨桿支護(hù)技術(shù)在井下支護(hù)技術(shù)發(fā)展上被認(rèn)為是兩次重大突破。它具有支撐力大，支護(hù)強(qiáng)度高，可以反復(fù)使用的優(yōu)點。因此被廣泛的應(yīng)用于地下礦山巷道支護(hù)，特別是較深的礦井以及松軟巖層的支護(hù)。U型可縮性鋼支架最開始是由德國引進(jìn)國內(nèi)的，經(jīng)過多年的發(fā)展，鋼截面的形狀與尺寸取得了不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，進(jìn)一步避免了壓力過大時，型鋼搭接處由于擠壓產(chǎn)生拉斷破壞的現(xiàn)象。采用此種支護(hù)技術(shù)，鋼材質(zhì)量的要求是非常重要的，例如鋼材在不同受力狀態(tài)時的整體穩(wěn)定性，還有高壓下的強(qiáng)度和高壓形變延伸率等等。只有這些條件下鋼材質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，U型鋼的特點才能得到充分發(fā)揮。此外，壁后充填也是支護(hù)過程中非常關(guān)鍵的一道工序，壁后充填的作用主要是用于改善巷道支架的受力狀態(tài)，通過充填物保證支架可以對圍巖產(chǎn)生良好的支撐作用，因此，在使用該技術(shù)時要重視壁后充填。

2.2充填采礦工藝

該工藝對于圍巖穩(wěn)定性差、開采條件復(fù)雜、涉及到深度開采等問題的采礦環(huán)境具備良好的適用價值，應(yīng)用該工藝可有效實現(xiàn)對地壓的控制、預(yù)防礦井內(nèi)因火災(zāi)，并且為礦柱回采、水下開采作業(yè)創(chuàng)設(shè)便捷條件。通常依據(jù)充填材料、運(yùn)輸形式的差異可將充填采礦工藝分為干式、水力、膠結(jié)充填法三種類型，依據(jù)礦井結(jié)構(gòu)、回采方向的差異可將其劃分為上向分層、下向分層、壁式、削壁、方框支架充填法等不同類型。在采用充填采礦工藝時，要求采礦作業(yè)人員結(jié)合作業(yè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)特征與實際情況進(jìn)行支撐技術(shù)的設(shè)計，保障為回采作業(yè)創(chuàng)設(shè)安全的作業(yè)空間與施工環(huán)境，降低圍巖崩落等事故的風(fēng)險性。

3礦山現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

3.1空場采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用

這種采礦方法是通過對進(jìn)行回采過程中的采空區(qū)使用暫時性留存或者永久留存的礦柱，并對其進(jìn)行技術(shù)性的支撐加固，使采空區(qū)保持著一種空場狀態(tài)的采礦方法。空場采礦法根據(jù)礦壁和礦塊所存在的實際結(jié)構(gòu)差異以及相關(guān)回采作業(yè)進(jìn)行時的特點，又可將其分為全面采礦方法、階段性采礦方法和房柱采礦方法。崩落采礦法：這種采礦方法是通過采用強(qiáng)制的或自然的方法將圍巖崩落，使采空區(qū)得到填充，以此來實現(xiàn)對地壓的控制和管理的采礦方法。常在礦體圍巖狀態(tài)較不穩(wěn)定、地表情況可以承受陷落時采用這種采礦方法，通過對礦體中的上下盤巖石、礦體的覆蓋巖層和礦石利用有計劃、有步驟的方法進(jìn)行崩落，采下礦石則經(jīng)溜井運(yùn)出采場，崩落的廢石則填充采空區(qū)，使采空區(qū)能夠得到填充，對地壓進(jìn)行有效的控制和管理，對圍巖進(jìn)行支撐并作為回采的工作平臺。根據(jù)崩落圍巖方法的不同又可分為單層崩落法、分層崩落法、分段崩落法和階段性崩落法。

3.2充填采礦法

這種采礦方法是在回采工作平臺進(jìn)行逐步推進(jìn)的過程中，對采空區(qū)使用填充料進(jìn)行填充的采礦方法。常在礦石價值較高、礦石回收率要求較高、填充料獲取較為容易、地表情況不能承受陷落以及礦體的地質(zhì)條件比較復(fù)雜時采用這種采礦方法，在進(jìn)行回采作業(yè)過程中，利用填充料和支柱兩者之間的配合使用，對采空區(qū)進(jìn)行支撐。

3.3深井開采技術(shù)

該技術(shù)是將原有的立井深度進(jìn)行再次延伸，從而提高底層金屬礦山開采強(qiáng)度，由于金屬礦山資源是一種不可再生資源。傳統(tǒng)的采礦技術(shù)只挖掘淺層地下金屬礦山資源，使得我國淺層金屬礦山資源日益缺乏，因此，進(jìn)一步開采深部煤炭資源勢在必行，也是金屬礦山開采行業(yè)發(fā)展的必然要求。通過深井開采技術(shù)能夠有效提高地下深層金屬礦山資源的開采與利用效率，能夠降低傳統(tǒng)技術(shù)深部作業(yè)帶來的高成本問題，并且深井開采技術(shù)能夠在原有的井巷基礎(chǔ)上進(jìn)行再次開采、施工，能夠極大降低井巷施工的成本，從而保障金屬礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4智能機(jī)器人與數(shù)字化集成技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，如今的智能機(jī)器人、遙感技術(shù)等應(yīng)用愈加廣泛。越來越多的行業(yè)都已經(jīng)涉及到了智能機(jī)器人與遙感技術(shù)，其中也包括金屬礦山行業(yè)。通過這兩種新技術(shù)能夠使傳統(tǒng)的采礦工程朝向智能化、機(jī)械化發(fā)展，同時也提高了金屬礦山工程開采質(zhì)量與效率，大大降低采礦工程的人力消耗，并且通過機(jī)械采礦能夠保障采礦人員的人身安全。與此同時，由于我國在智能機(jī)器人以及遙感技術(shù)并未普及，其造價也非常昂貴，使得這兩種技術(shù)在金屬礦山行業(yè)的推廣應(yīng)用不盡人意。并且，新技術(shù)、新設(shè)備需要專業(yè)的人才才能夠充分發(fā)揮其效果，這一點也是影響采礦自動化發(fā)展的一大因素。但自動化生產(chǎn)模式已然成為各行各業(yè)發(fā)展的一大趨勢，金屬礦山行業(yè)作為能源相關(guān)行業(yè)，實現(xiàn)真正的自動化也只是時間問題。

結(jié)束語：總之，因為現(xiàn)在采礦工藝技術(shù)的這些特征，所以礦產(chǎn)資源開采過程中需要需要科學(xué)使用，這樣會對國內(nèi)采礦工程產(chǎn)生很大推動作用，使工程具有很高的安全性，并且還能將采礦工程的生產(chǎn)和效率不斷提升，更好確保操作期間的質(zhì)量，促進(jìn)國內(nèi)礦產(chǎn)的前進(jìn)步伐。除此之外，采購工程還要不斷進(jìn)行革新，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，需要不斷對采礦技術(shù)進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新，從綠色環(huán)保理念著手，大力倡導(dǎo)綠色技術(shù)，企業(yè)發(fā)展期間須不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，這樣更有利于在行業(yè)競爭當(dāng)中獲得一席之地。

參考文獻(xiàn)：

[1]段永維.現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2018（19）：46-47.

[2]張殿賢.采礦工程中現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用分析[J].科學(xué)與信息化，2019，000（017）：115，118.

[3]齊小虎，拓郁杰.采礦工程中現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，000（019）：161.

[4]李明宇.現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用分析[J].黑龍江冶金，2019，039（001）：53-54.

1130501705311