采礦工程中的現代化采礦工藝技術應用研究

劉海濱

（青海省能源發展（集團）有限責任公司團魚山露天煤礦，青海 西寧 816200）

1 采礦工程的作業特點

1.1 開采難度較大

地下礦產帶分布環境比較復雜，存在著斷層、節理、地下水等問題，同時相較于地面開采工作，地下開采環境的空間相對較窄，很難實現完全的自動化生產。同時在開采過程中，還存在著許多的不確定因素，這樣也進一步提高開采過程的開采難度，影響到開采活動的有序進行。

1.2 礦產資源固定

目前所使用到的礦產資源都歸類為不可再生資源，其再生周期非常長，如煤炭資源是植物經過兩億年演變后形成，因此，礦產資源在地球上的存量相對固定，其開采地點也比較固定，這樣在選擇礦產開采地點時需要考慮許多的動態因素，包括礦脈蔓延情況、礦層厚度、地質條件等，以滿足順利開采的基礎性要求。

1.3 人員流動性大

從目前的應用的情況來看，我國采礦企業主要都是以中小企業為主，這類企業的共性特征在于，中小企業的生產規模相對較小，而且生產力比較中等，這樣也限制了企業經濟效益的提升速度。經濟效益決定了作業人員的薪資，這些企業的薪資相對較低，加上作業環境較差，因此人員的流動性相對較強，影響到企業發展的穩定性。

1.4 安全風險較大

①采礦工程的作業環境主要集中在地下，由于礦產開采位置和地下水位置相鄰，因此在開采過程中，經常涌水或滲水問題，增加作業環境的安全性。②地下開采環境相對密閉，需要借助壓縮機來確保地下開采過程的空氣循環，若空氣壓縮機出現問題，那么很容易引起缺氧的問題。另外，礦產中還留有一些衍生氣體，如瓦斯、二氧化硫等，這也容易引起爆炸和中毒事故，影響到作業環境的安全性。

2 現代化采礦工藝技術應用分析

2.1 空場采礦工藝技術

該工藝作為現代化采礦工藝技術體系中的常見類型，在該工藝應用過程中，也需要注意以下幾部分內容：

（1）該工藝在應用過程中，所需要的施工場地面積相對較大，需要在前期開采中提前做好場地種類的劃分，便于后續開采活動的順利進行。

（2）明確具體的開采順序，總結以往工藝應用經驗，在工藝應用期間存在礦柱和礦房兩種開采方式，一般會先進行礦柱區域的施工，隨后再進行礦房區域作業，借助礦柱的支撐作用來穩定作業區域環境，以確保開采活動的順利進行。該工藝在應用中具備開采效率高、開采質量高等特點，在很多采礦工程中得到了良好的應用。

2.2 充填采礦工藝技術

礦產開采環境的復雜程度較高，為了提升開采后礦洞環境的安全性，需要在開采后對于空曠區域進行充填，以滿足后續開采活動的穩定性。應注意以下幾點：

（1）做好充填材料的選擇，這也是確保礦洞穩定性的基礎條件，目前所使用到的填充料比較特殊，如開采后的廢棄料，添加一些其他添加劑，使其具備更好的穩定性。

（2）針對一些面積相對較大的礦洞，在對其進行填充時，需要加強臨時支護，避免作業期間出現礦洞塌陷的問題。該工藝在應用過程中，能夠很好地提升后續作業環境的安全性，提高采礦工程的工作效率。

2.3 崩落采礦工藝技術

在礦產資源的開采過程中，其深度會隨著活動的進行不斷深入，機械設備在開采期間會對周圍巖層帶來振動影響，在持續影響下如果礦洞的高度相對較大，增加礦洞塌落的風險。崩落采礦工藝技術也屬于現代化采礦工藝技術體系中的常見類型，在該工藝應用過程中，也需要注意以下幾部分內容：

（1）該工藝在應用過程中，主要采用有底柱和無底柱分段崩落法來對結構進行處理，無論哪一類處理方法，在前期擬定施工計劃的階段，都需要對基礎作業環境的相關參數進行了解，從而確定分段高度，以確保工程的順利推進。

（2）做好破碎物的清理工作，使其可以營造出更好的采礦環境。該技術在應用中具備較強的經濟性，以滿足企業經濟的穩定發展。

2.4 巖體加固技術

由于采礦工程作業環境的特殊性，因此在應用開采過程中，也會受到許多應用因素的影響，如機械設備振動頻率、作業環境復雜程度、礦脈深度等，其巖體的穩定性也會受到一定影響，對此會采用巖體加固技術對其進行處理，已提升開采環境的可靠性。在該技術的具體應用中也需要注意以下幾點：

（1）做好巖層監測任務，對于巖層在開采過程中的形變量進行監督，以此為基礎來擬定相應的處理措施，從而提高結構的穩固性。

（2）采用錨固、注漿等加固技術時，也需要做好加固點的選擇工作，控制好加固過程中的細節，從而提升加固效果，滿足具體地應用需求。

2.5 溶浸采礦工藝技術

該工藝作為現代化采礦工藝技術體系中的常見類型，主要是利用化學工藝來完成礦產開采，以提升開采過程的穩定性。

（1）對于區域的礦石性質進行研究，明確礦石的理化性質，在明確其應用性質后匹配恰當的溶浸液，以確保相互之間能夠順利完成化學反應，確保開采活動的順利進行。

（2）控制好浸潤液的具體用量，同時做好廢棄料的處理工作，使礦區可以沿著更好地方向進行發展。該技術在實際應用中，具備非常強的應用前景，可以營造良好的礦產作業環境，帶來更多地經濟效益。

2.6 拉斗鏟無運輸倒堆工藝

該工藝在應用過程中，集中了多項應用工藝，包括裁決、運輸、排土工藝等，其主要應用原理在于礦產開采過程中所產生的剝離物可以直接利用倒堆的方式對其進行清理，提升作業空間的富足性。在該技術應用過程中，也需要注意以下幾點：

（1）合理選擇機械設備規模，例如在進行采空區處理時，一般都需要選擇體積較大的機械設備，以滿足相應的開采要求。

（2）對于礦洞內的積水需要及時對其進行排出，通常情況下，需要在礦洞作業期間做好排水系統的設置工作，將積水集中排出，降低作業環境的風險性。

2.7 采空區填充施工工藝

除了上述提到的新施工工藝外，采空區填充施工工藝也屬于非常重要的工作內容。

（1）在具體的作業過程中，需要采用合理的勘察技術對于礦洞的基本情況進行了解，以此為基礎來選擇恰當的填充材料，提升應用后的治理效果。通常情況下，會充分開采過程中的剩余礦石，搭配其他廢棄物來作為填充主材料，以提高資源的利用率[1]。

（2）在開采過程中也需要做好開采點合理分布管理，穩定整個采掘工程的作業過程，提升作業結果的可靠性。

3 現代化采礦工藝技術發展趨勢

3.1 綠色開采體系不斷完善

基于目前已經應用的開采技術參數，在技術未來發展過程中會沿著綠色開采方向推進，這也是提升開采效率和質量的重要保障。在具體發展中，需要借助具體實踐數據來明確綠色開采期間需要遵循的應用原則，為綠色開采活動的順利實施提供保障。而且在發展過程中，生態學的應用頻率也會著增加，借助生態學體系來明確機械設備開采期間，對周圍巖體帶來的負面影響，從而不斷完善開采體系中的相應內容，提升系統本身的完善度。而且在下階段發展過程中，也會探討“無損開采”模式，將開采資源利用率提升到最大，從而為社會經濟的可持續發展提供持續動力[2]。

3.2 智能化手段的不斷融入

采礦工程在開采過程中，具備較高的風險性，隨著淺層礦產資源存量的不斷減少，后續開采方向也會向深層礦產資源進行。這也意味著礦產開采深度也會更大，風險性也更高。為了確保人員開采環境的安全性，也需要注意智能化手段地不斷融入，建立“智慧礦山”體系，提升開采過程的安全性。目前很多采礦企業已經基本實現了自動化開采，但是開采參數依舊需要人為進行調整。而智能化開技術的融入，可以賦予機械設備一定的自主能力，可以根據開采環境的變化，調整掘進深度、掘進角度等內容，以此降低開采參數對于環境的影響性。另外，在未來發展過程中，也需要優化智能化手段的應用條件，使其可以有序融入到開采體系當中，提升智能化應用手段的使用價值。

3.3 動態預警體系的建立

采礦工程的作業環境主要集中在地下，其開采環境相對密閉，需要借助壓縮機來確保地下開采過程的空氣循環，并且礦產中還留有一些衍生氣體，如瓦斯、二氧化硫等，這也容易引起爆炸和中毒事故，影響到作業環境的安全性。因此，在未來發展過程中，也需要做好動態預警體系的建立，對于開采環境的基礎情況做好監督，在出現潛在威脅時，如頂板過大、瓦斯濃度過大、地質斷層等，系統會及時發出預警信息，在快速疏散人群的同時，也會對危險問題采取措施進行處理，以提升作業環境的安全性，穩定采礦工程的作業環境。

4 結語

綜上所述，采礦工藝技術還在不斷地豐富和發展，采礦工程促進了我國經濟的發展，使我國礦產資源得到了更好的開發和利用，采用現代化技術和設備有效地改善了以前開采工藝中的不足之處。礦產工程也要朝著綠色生產發展，這樣才符合社會的發展要求，從而提高礦產開發的經濟效益。