井下采礦技術及井下采礦的發展趨勢

高文哲

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

井下環境復雜，不安全因素眾多，以此井下采礦存在著較高的危險系數，不僅會給采礦工作的安全性帶來較大的威脅，而且還會嚴重影響采礦的質量和效率。因此，在采礦過程中，應結合礦區的實際情況合理選用井下采礦技術，提升井下采礦技術的合理性，保障采礦工作的安全性和采礦的效率。

1 我國礦產行業的發展現狀

我國不僅幅員遼闊，而且在礦產資源方面也十分豐富，不僅種類多樣，而且儲量龐大。但是由于我國也是礦產資源消耗大國，因此對礦產資源的需求較大，為了更好的滿足礦產開采的需求，對井下采礦技術的研發越來越受人們的關注，促進了井下采礦技術的發展。同時，為了滿足市場對礦產資源的需求，也出現了礦產資源過分開采的問題，不僅會對生態環境帶來十分不利的影響，而且也不符合我國可持續發展戰略的要求。隨著人們環保意識的提升，節能環保理念深入人心，在此背景下，節能、綠色、環保逐漸滲透到礦產開采行業之中，促使井下開采技術不斷完善，提升了礦產資源開采的合理性，同時降低了對生態環境造成的不利影響。在國家層面，相繼出臺了一系列的礦產資源開發保護政策，以法律的形式對礦產資源開采進行約束與規范，極大的提升了礦產行業的規范性，使礦產資源得到更加有效的開發利用。

2 井下采礦技術分析

井下采礦技術種類較多，目前比較常見的井下采礦技術主要包括以下幾種類型：首先，放頂煤技術。該技術在傾斜角較小的采煤作業中的應用比較廣泛，應用該技術，還需要作業面具有一定的牢固性與穩定性，為確保采礦工作的安全性，還需要構建完善的支護體系和圍巖。應用放頂煤技術，既有助于提升采礦的效率，也能在很大程度上降低采礦的成本。其次，炮采技術。炮采技術的應用時間起步較早，因此該技術的發展相對更加成熟，應用范圍也更加廣泛。該技術也存在一定的局限性，通常只能應用于走向相對單一的長壁采礦作業面之中。該技術的工作原理為通過爆破的方式炸開富含煤礦的區域，然后將煤礦裝運。再次，傾斜分層采礦技術。該技術主要應用于地下煤層走向比較復雜的煤礦開采中，該技術可以結合煤礦周圍的環境以及煤層的傾斜度等方面的因素，通過相應的方案進行作業，有助于提升采礦作業的效率。最后，綜合采礦技術。相較于其他井下采礦技術，綜合采礦技術更為先進，科技含量更高，因此更有助于提升礦產的開采效率。同時，綜合采礦技術的機械化程度更高，有助于節省人力以及降低成本。該技術的這些優勢使其在井下采礦中的應用十分廣泛，并且有著十分廣闊的發展前景。

3 井下采礦技術的特點分析

3.1 井下采礦技術的復雜性和難度系數高

相較于露天采礦，井下采礦作業無疑會面臨更大的挑戰，井下的環境更加復雜、更加惡劣，因此所應用的技術也必將更加復雜，其難度系數也會更高。由于井下環境復雜，井下采礦難度系數高，因此相較于露天采礦，井下采礦的效率更低，安全風險更高。這就要求井下采礦技術更加完善，因此其復雜性也會更高。井下采礦技術復雜性高，決定了技術的應用難度更大。

3.2 井下采礦技術的更新速度快

井下采礦技術更新速度快，一方面是由于現代科技的融入，促進了井下采礦技術的更新換代，使其更加完善。另一方面是因為企業所面臨的市場競爭壓力越來越大，導致更多的企業希望通過技術更新的方式來提升自身的競爭力。技術上的創新能夠幫助企業在生產環節上占據極大的優勢，進而領先于同行業，這是促使企業健康發展的關鍵所在。同時，只有技術更新，才能使其更好的滿足井下采礦作業的需求。

3.3 井下采礦技術具有多樣性

井下采礦技術的概念相對比較寬泛，因此該技術具有多樣化的特點。另外，由于井下環境不同，所需開采的礦產也不相同，這些都決定了采礦技術也應具有針對性，在不同的環境下以及采集不同類型的礦物質都需要不同的技術。比如在煤礦的開采過程中，可以選擇應用放頂煤技術以及綜合采礦技術等。不同的井下采礦技術有著不同的優勢，同時有的井下采礦技術自身也存在一定的不足，這便需要在實際的采礦作業過程中，結合礦采區的實際情況，合理選用井下采礦技術。保障采礦作業的安全性和效率。

4 井下采礦技術的發展趨勢

4.1 井下填充技術的發展趨勢

隨著井下采礦技術的發展，傳統的碎石水泥漿膠結技術、干式填充技術等已經難以滿足采礦行業的發展需求，因此更多的新型技術得到了廣泛的應用，其中井下填充技術便是具有代表性的技術之一。原有的填充技術正在朝著高濃度的方向發展，這種發展趨勢，一方面能夠在很大程度上降低膠結材料的用量，另一方面也有助于改善井下環境，同時還有助于降低采礦成本。未來，填充技術將會朝著大型化以及機械化的方向發展。以霍州煤電集團為例，其在黃土填充機械化采煤技術的研究方面走在了行業的前列，不僅加強了對相關機械設備的研發，而且還著重對礦井設施進行了全優化潤滑管理的工程建設。這有力的推動了填充技術的發展，使得填充技術的作用更加凸顯，有助于提升采礦的質量和效率。對傳統填充技術的改善，也促使了膠結填充技術朝著高濃度以及全尾砂的方向發展。

4.2 深部開采技術的發展趨勢

加強對深部開采技術的研發，有助于提升井下采礦的效率和質量，為社會的發展提供充足的資源供應。在此背景下，深部開采技術目前的應用比較廣泛，并且該技術還具有較大的提升空間，隨著該技術的發展與完善，可以有力的推動我國采礦行業的轉型，使其從傳統的能源消耗型產業轉變為能源節約型產業，有助于采礦行業的可持續發展。相較于國際上的先進水平，我國在深部開采技術方面并不占優勢，在該技術的應用過程中，很容易引發礦震或者爆破事故等，這些問題的解決成為了深部開采技術發展的主要趨勢。在該技術的發展與完善過程中，需要結合該技術存在的不足加以完善，提升深部開采技術應用的安全性。

4.3 深海采礦技術的發展趨勢

深海采礦技術是一個綜合性概念，其主要包括深海礦產的采集、海底礦物制備裝載、海底軟管輸送系統、采礦船的動力定位、海面的支持以及對礦產輸送過程的監控等。提升軟管輸送技術水平，完善智能化采集設備是深海采礦技術未來的主要發展趨勢。除此之外，深海采礦技術的發展，還要不斷提升機械化水平，要結合井下開采作業的需求，設計與研發高性能的開采設備。這既有助于提升井下采礦的效率，同時也能保障井下采礦的安全性。

4.4 井下支護技術的發展趨勢

井下環境復雜，影響井下采礦安全性的因素較多，因此，井下采礦屬于高危工作，做好井下支護是保障井下采礦作業安全性的重要措施。由此可見，井下支護技術的發展具有十分重要的意義。近年來，隨著井下采礦技術的發展，使得井下支護技術也越來越完善。以錨桿桁架技術為例，錨桿桁架由兩個漲殼式錨桿以及高強度鋼桿構成，極大的提升了支護效果，對于保障井下采礦作業的安全具有十分重要的意義。再比如，針對高復合泥巖頂板煤巷桁架錨索組合支護技術的研究，進一步提升了支護的效果，能夠更好的保障巷道的穩定性，并且還有助于改善高軟圍巖的環境，既能有效降低采礦作業過程中安全事故的發生幾率，也能更好的保障企業的社會效益與經濟利益。

4.5 井下采礦技術的綠色生態化發展趨勢

在我國可持續發展戰略要求下，井下采礦技術也將朝著綠色以及生態化的方向發展，低碳環保將成為井下采礦技術的主題，因此，在井下采礦技術中應加強對綠色工藝的應用，應建立綠色化的規范，對井下采礦工藝以及工序等進行約束，促進井下采礦技術的綠色生態化發展。目前主要的井下采礦綠色工藝有煤炭地下氣化技術以及瓦斯與煤共采技術等，應用井下采礦綠色工藝，能夠在很大程度上提升煤炭的清潔程度。比如，應用煤炭地下氣化技術，可以實現對煤炭的化學反應，使其轉化為氣體，氣體的運輸與儲存更加節能，也更加清潔，并且使用過程中所產生的污染物更少，有助于環境的保護，降低會生態的破壞。與此同時，對綠色采礦工藝的應用，可以有效降低井下采礦的貧化率，促進井下礦產使用率的提升，并且還可以有效提升井下采礦作業的安全性。企業要加強環境保護設施的建設，加強對新型環保社會的研發與應用，逐漸淘汰那些能耗較高的開采設備。同時針對礦山環境的治理要給予高度的重視，并加大資金投入力度，保障礦區生態環境的健康發展。

5 結束語

礦產資源的開采，直接關乎著我國社會經濟的發展以及人們的生產生活，這在很大程度上推動了井下采礦技術的發展與完善。加大對井下采礦技術的研發，并合理應用井下采礦技術，有助于提升采礦作業的安全性與工作效率。未來，井下采礦技術的發展，應朝著更加高效、更加節能、更加環保的方向發展，綠色采礦技術的應用將會更加廣泛，在確保開礦作業安全性的基礎上，不斷提升采礦作業的效率。