摘要:我国是资源紧缺的国家,矿产资源是工业发展不可或缺的一部分,在开采过程中,倾斜厚重矿体是十分难以开采的一种矿产,传统开采技术的难度高、效率低,因此机械采矿技术在倾斜厚重矿体的开采中得以运用,并且得了不错的效果,本文对机械采矿的原理和在倾斜厚重矿体中的运用做出了一些讨论。
关键词:机械采矿;倾斜厚重矿体;矿产切割
引言:近年来,我国经济不断发展,采矿技术也有了改善,采矿业出现了新的发展趋势,但倾斜厚重矿体由于其自身结构的问题,开采技术还不成熟,目前我国采矿业开始逐渐使用机械采矿技术来开采倾斜厚重矿体,随着行业不断发展,这种机械采矿技术将成为常态,因此对机械采矿技术做出探讨非常重要。
一、机械采矿技术简述
在采矿行业中,机械采矿技术已经被得到广泛的使用,既保证了安全又节省了时间,可以有效提高采矿效率,增加了企业利润。根据开采模式不同,机械采矿主要分为露天开采技术和地下开采技术。露天开采技术是在开采前,先对矿体表层进行剥离,采用从上到下的方式对矿产资源进行合理开采。一些矿山中的矿产会自己暴露出来,位于地表之上,这种矿产最适合用露天开采技术。在开采过程中,使用露天开采技术可以让工作效率显著提高,让整个开采工作变得更加安全,同时也可以减少矿石浪费,提高矿产企业的经济效益。地下开采技术针对的是土层难以剥离的矿产,这些矿产深埋于地下,拥有很高的存储深度,开采难度大,开采过程中将会消耗大量的人力物理,倾斜厚重矿体就这种矿产。
二、机械采矿技术在矿山倾斜厚重矿体应用的理论基础
倾斜厚重矿体是一种开采难度的极高的矿体,在开采过程中,随着不断深入,采空区顶板的面积将会不断增加,大型采矿设备无法进入到采空区,也无法在周围进行开采工作[1]。由于倾斜厚重矿体的角度并不固定,有很大的随机性,导致倾斜角度较小的矿体无法自行掉落,只能利用机械设备将这些矿石搬运出来,对倾斜厚重矿体的开采效率有很大影响。因此,在各矿区将矿区顶板优化为长条形,缩小矿区顶板的跨度,从而达到稳定的目的。为了保护矿区中机械设备和施工人员的安全,在施工过程中,对采空区可以用废矿石进行适当的填充,通过机械集中搬运的方式,提高工作效率。这种机械技术降低了矿山崩塌的风险,提高了采矿过程中的灵活性,保护了矿区中人员和设备的安全。
三、机械采矿技术在矿山倾斜厚重矿体应用中的具体作业流程
(一)分割矿体
在矿山倾斜厚重矿体的开采过程中,第一步就是对矿体岩石、斜坡等矿产进行合理切割。与其他矿体相比,倾斜厚重矿体的角度范围很大,倾斜范围在50度到300度之间,要分离这种矿体有一定的危险性。传统开采技术只能使用人工加小型工具的开采方式,采矿工人要在阴暗的环境下施工,而且要将倾斜厚重矿体的厚度控制在20米以内,如果超过这个厚度,容易导致分割仪器损坏,延长开采时间,仅仅这一个步骤就需要大量的时间,这种开采方式效率低,难度大,而且采矿工人的安全难以保证。
机械采矿技术在这个步骤得到了广泛的使用,这种技术非常灵活,机械的效率远远超过人工,只需少量工人在一旁操控即可,另外可以根据实际情况设计运输路线,省去了人工运输的麻烦,运输轨道设备也十分完善,可以适应各种复杂的地理结构,将石渣轻易运出,并且保证运输过程高效、安全。
(二)矿房分割
矿房分割是指对厚度较大的倾斜厚重矿体进行爆破分割,具体操作过程中要先进行人员隔离,然后使用炸药合理爆破。爆破作业时,爆破孔间的距离应当控制在1.3mm之内,过大会导致倾斜厚重矿体分离不均。爆孔的深度应当控制在25mm以内,半径不得超过39mm,这是为了保证整个矿体的安全,控制爆破威力,避免造成滑坡或者坍塌等情况。爆破时,应该注意在倾斜厚重矿体的两侧分别设置弧形炮孔,为工作人员进行爆破作业提供足够的空间,确保矿石开采的顺利进行。矿区内部结构复杂或者爆破空间不够时,可以由两侧向中间分3次进行爆破。比如,某矿房实际长度为85m,要分3个阶段完成爆破,3次爆破间距分别为24m,30m和31m,其中第一爆破时要考虑空间的限制,仅为24m,两侧分别为11m和13m。剩下两次分别为30m和31m,两者之间的空区为15m和15.5m[2]。这这个步骤中,机械采矿技术让矿房分割变得更加精细,也更加安全,极大的减少了浪费。
(二)崩裂矿体
崩裂矿体是为了改变矿山结构,方便后续的开采,崩裂矿体的顺序一般是从两侧向中心靠拢,并留出足够的空间,在这片空间内进行崩裂。如果矿体过长或者过大,可以进行分段式崩解,这个过程中,只要能提高机械设备的工作效率,就能提高矿产的开采效率,机械开采技术由于其智能化、自动化的特点被矿产企业广泛使用,并且取得了良好的效果。例如,某国际大型企业研发出了以电力为核心的铲运机,在工作工程中可以做到无烟排放,还拥有产热小、满载率高等特点,并能在各种复杂环境下使用,非常适合倾斜厚重矿体的开采工作。在实际应用上,这种电力核心铲运机的效率能达到210t/h,针对一些大型矿石的开采和运输,效率比其他类型的机械提高了3.8%,使倾斜厚重矿体的开采效率得到了显著提升。
(三)矿井通风及处理采空区
在倾斜厚重矿体的开采过程中,根据具体的运输路线,在矿井中挖掘通风井是非常必要的。通风井的作用是使矿井内外的空气可以保持一个相对流通的状态,从而改善矿井内的空气环境,让矿井工人可以保持呼吸通畅。矿井中一些有害气体也可以经由通风井流通到外界,保护了工人的身体健康。如果采用机械采矿技术,可以利用其灵活快捷的运输系统,通过废石完成相应的建筑工作,减小工程量。另外,已经开采完毕的采空区也可以利用废石进行填充,应用机械采矿技术不仅能降低企业在开采过程中的成本,还能减小对周围环境的污染。
结论:矿山倾斜厚重矿体的开采是一项难度很大的工程,倾斜厚重矿体的形状复杂,结构坚硬,使得这种矿产在开采中有一定的危险性,机械采矿技术的应用无疑降低了开采工作中的风险,保护了工人的安全,在切割矿体、矿房分割、崩裂矿体、矿井通风、处理采空区等各项工作中也都取得了良好的效果。
参考文献:
[1]王建新.机械采矿技术在矿山倾斜厚重矿体中的运用[J].当代化工研究,2019(11):65-66.
[1]徐宝,陈晓玲.机械采矿技术在矿山倾斜厚重矿体中的应用[J].世界有色金属,2018(03):50-51.