現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用探究

李文超 徐帆 張志鵬 初兆陽

山東煙臺招遠(yuǎn)市招金礦業(yè)股份有限公司夏甸金礦 山東煙臺 265400

隨著時(shí)代和科技的迅速發(fā)展，人們對各種自然資源的需求也逐漸增加。然而，當(dāng)下我國采礦業(yè)的工藝技術(shù)、設(shè)備條件等都與先進(jìn)國家存在比較大的現(xiàn)實(shí)差距，部分采礦工程中所使用的工藝技術(shù)相對較為落后，實(shí)際的開采能力和的利用率難以達(dá)到建設(shè)和發(fā)展的需求，引進(jìn)現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)志在必行[1]。

1 采礦工程中采礦技術(shù)具備的重要性

目前在開采行業(yè)當(dāng)中，很多施工采用的安全措施，對于工作人員的人身安全并不能提供充分地保障，尤其是開采環(huán)境較為復(fù)雜，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的開采區(qū)域，會由于地質(zhì)原因，造成人身安全威脅進(jìn)一步增大，如果沒有合適的開采工藝和技術(shù)，很容易誘發(fā)開采事故。因此，在開采過程中，針對開采環(huán)境調(diào)整開采工藝和技術(shù)，是十分必要的，并且，需要管理人員對采礦工藝和技術(shù)有全面的了解，才能在選擇過程中做出最好的選擇，保障開采工作的安全性。

2 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

2.1 分臺階開采

采取自上而下的分臺階開采方式，必須修筑上山公路，公路要開拓到運(yùn)輸?shù)钠脚_，在運(yùn)輸平臺上的采裝設(shè)備進(jìn)行鏟裝，適合大規(guī)模的礦場，對挖掘設(shè)備的要求較高，必須分多個(gè)工作面進(jìn)行工作，相互之間要錯(cuò)開一定的距離。實(shí)施中深孔爆破時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖層的硬度系數(shù)來定，一般來說高度最多不能超過挖掘機(jī)舉高的1.5倍。臺階高度和巖體穩(wěn)定性還有設(shè)備的開采能力緊密關(guān)聯(lián)。一般的終了平臺為3m，清掃平臺為6m。

2.2 充填技術(shù)

對于充填技術(shù)的研究有著國內(nèi)外豐富的研究資料，使充填技術(shù)具有更為豐富的技術(shù)可能性。比如在研究資料中，根據(jù)充填體的基礎(chǔ)支護(hù)作用，延伸出表面支護(hù)、局部支護(hù)和總體支護(hù)作用；在充填體和圍巖相互作用的基礎(chǔ)之上，通過時(shí)間和空間尺度進(jìn)行階段性的力學(xué)作用機(jī)理分析，也就是在圍巖產(chǎn)生位移的情況下，當(dāng)與充填體接觸形成支撐關(guān)系后，充填體會隨著圍巖位移程度的加重表現(xiàn)出更高的擠密性，從而促進(jìn)支撐作用的強(qiáng)化，能夠?qū)鷰r的位移情況進(jìn)行抑制，當(dāng)圍巖離層受到破壞時(shí)，與充填體產(chǎn)生的支撐關(guān)系能夠促進(jìn)圍巖新壓力拱的形成。通過對充填技術(shù)研究成果的總結(jié)能夠概括出相互產(chǎn)生的力學(xué)作用機(jī)理，也就是充填體的密度和剛度更低于圍巖、孔隙率更大于圍巖，能夠?qū)?yīng)力形成更加強(qiáng)勁的吸收和轉(zhuǎn)移作用，并對應(yīng)力進(jìn)行隔離，保持穩(wěn)定的共同支撐關(guān)系。所以采用充填技術(shù)時(shí)，也就是通過充填體和圍巖之間的力學(xué)作用，能夠在抑制圍巖變形和位移的同時(shí)不造成應(yīng)力分布的改變，并提供圍巖穩(wěn)定的支撐作用力，使圍巖的受力狀態(tài)和承載能力都得到提高，避免發(fā)生巖體剝落的問題[2]。

2.3 空場采礦工藝技術(shù)

空場采礦工藝的技術(shù)方法是用礦房和礦柱來對整個(gè)礦塊進(jìn)行劃分，先對前者進(jìn)行采集，接著再采集后者，或者不采集后者，然后兩個(gè)步驟進(jìn)行回采。在對礦房進(jìn)行回采的過程中，依照礦石的周圍巖石的穩(wěn)固性來對采空區(qū)進(jìn)行日常維護(hù)，在結(jié)束礦房的回采任務(wù)后，對采礦柱和采空區(qū)進(jìn)行有計(jì)劃的處理。選用這種采礦方式的基本環(huán)境要求是圍巖和礦石的穩(wěn)定及堅(jiān)固，空場采礦的方法中留礦采礦法、階段采礦法、全年采礦法等受到了較為廣泛的應(yīng)用，這些方法的優(yōu)點(diǎn)都比較顯著，近些年的使用范圍也逐步擴(kuò)大。

2.4 深部開采與原地溶浸采礦技術(shù)

對于超過地下600m深度的礦產(chǎn)資源需要采用深部開采技術(shù)進(jìn)行開采，隨著深部開采技術(shù)的不斷研究和加強(qiáng)，開采深度也在不斷加深，如今已經(jīng)能夠?qū)Φ叵?50m以下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采，使過去無法開采的礦產(chǎn)資源等到更加充分的利用。原地溶浸采礦技術(shù)中包含了采礦、選礦、冶煉等多種技術(shù)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的礦產(chǎn)資源開采模式改進(jìn)為直接提取的開采模式。還具有較為廣泛的應(yīng)用性，能夠?qū)Χ喾N礦山進(jìn)行開采，包括銅礦和金礦在內(nèi)的二十多種礦山。通過對原地溶浸采礦技術(shù)的分析能夠?qū)⑵鋬?yōu)勢總結(jié)為以下四點(diǎn)：第一點(diǎn)是能夠減少開采礦石的工作量，也減少了尾砂和廢石的產(chǎn)生，對于礦山周圍生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有著突出的優(yōu)勢；第二點(diǎn)是減少了開采礦石后的提出過程，能夠使整個(gè)開采過程得以縮短，減少開采作業(yè)的成本，進(jìn)而具有促進(jìn)經(jīng)濟(jì)收益提高的優(yōu)勢；第三點(diǎn)是能夠在常規(guī)開采技術(shù)無法開采的礦山中進(jìn)行開采，具有更高的適應(yīng)性優(yōu)勢；第四點(diǎn)是能夠有效改善惡劣的開采環(huán)境，對于開采的安全性有著較大的保護(hù)優(yōu)勢[3]。

2.5 崩落采礦工藝技術(shù)

利用自然崩落的方法對礦石進(jìn)行開采時(shí)，對礦石的物理性質(zhì)有比較高的要求，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還對開采的技術(shù)條件有比較高的要求標(biāo)準(zhǔn)。總而言之，自然崩落的礦產(chǎn)開采方法是一種成本較低、需求能力比較高的開采方法，其所需要的技術(shù)含量較高，也需要較高的生產(chǎn)工藝，效益較高，因此，這種方法逐漸受到了比較多的應(yīng)用。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代礦業(yè)發(fā)展的背景下，將新型采礦和采礦業(yè)技術(shù)與環(huán)境保護(hù)概念以及可持續(xù)和可再生概念相結(jié)合，可以有效改善采礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，現(xiàn)代化采礦技術(shù)的開發(fā)和使用，為我國勘察礦產(chǎn)資源提供了堅(jiān)實(shí)的科技基礎(chǔ)，同時(shí)還利用科技手段達(dá)到低碳環(huán)保的開采方式，保障生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)該是實(shí)踐與理論并行，為我國礦產(chǎn)資源的發(fā)展起到更大的作用。