雷小浪1 王世泽2
1.湖北杉树垭矿业有限公司，湖北 宜昌 443000
2.中蓝连海设计研究院有限公司，江苏 连云港 222000
摘要：随着我国经济的不断增长，对于矿资源的需求量也越来越多，采矿事业已经成为推动我国经济增长的重要组成部分。采矿工程作为矿业中的重要部分，在经济快速增长的时代，如何更加有效的更加高效的发展成为当今研究的重要课题。在高效利用的同时，我们更需要关注的是未来的发展策略，以一种创新有效的机制使传统采矿工程发挥成更大的成就。
关键词：采矿工程；采矿方法；创新
引言
矿产资源一直是人们赖以生存和发展的根本，在国民经济及社会的快速发展中占据着十分重要的地位，随着工业化和城市化进程的不断加快，人们对于矿产资源的需求呈现出持续上升的状态，供求矛盾的不断激化，大量铜、铁、铝、铅。同时矿产资源开发的可持续发展还受到粗放开采、环境污染、生态破坏等问题的限制。当前传统的采矿方法十分落后，使得到阿玲的矿产资源得不到有效地开采和利用。研究学者们得出的采矿理论也没有随着矿山开采的具体情况得到推陈出新，造成了大量的矿产资源在开采的过程中被浪费，开采过程不重视对环境的保护，也造成了谁提的破坏、水源的污染以及水土流失等问题产生，对此，本文对采矿工程中采矿方法进行深入的研究，并对其进行创新与实践。
1、采矿工艺方法介绍
矿产资源属于地球持续演变而出现的天然产物，伴随地球环境的改变，自然条件也将随之出现变化。伴随国内社会工业化日益发展，矿产资源变成了社会发展所需的重点资源，市场经济水平的日益提升，可用矿产资源数量不断削减。矿产资源数量并非是无穷无尽的，而是在持续降低，因此在开采时要保证开采的连续性。当前，矿产资源数量日益减少，采矿难度越来越大，所以需要利用现代化新科技科学提高采矿效率，这是许多矿产开发企业最紧迫的要求。但是，采矿条件的持续改变也影响到周围自然环境与采矿效率，所以，结合不同采矿阶段和采矿条件要调换开采技术，例如采取采油填水方法，油、天然气脱离工艺等。我国现有的矿产形式主要包括矿石、油与煤炭等，因为中国领土很大，所以资源储量较多，但布局不均，因此国内矿产单位布局也不均匀。矿产资源大都埋藏于地底，所以有较强的隐蔽性，有的资源必须借助最先进的探测方法才能够发现。整体而言，国内的矿产资源西多东少，所以不同地方的工业发展局面都较为固定。由于资源布局不能改变，因此工业发展促使不同地方的矿产资源需要采取不同的采矿工艺，若财务相同的办法会影响工业地区。不同的工业过程所要的开采方法也不一样，所以开采矿产资源时需要根据不同的区域条件与自然条件，因地制宜选择合适的采矿技术。
2、传统采矿工艺的不足
2.1、技术水平低
随着我国经济的增长和科技的进步，传统采矿工艺已不能满足采矿工程的要求，出现了采矿工艺技术水平不足的问题。一是矿产资源开采之前的储量探测技术精准程度不够，地下定位技术水平不足，不利于后续矿产资源的开采；二是粗放式的开采模式，存在开采设备自动化程度较低、人员投入较多、矿产资源浪费严重、工程管理水平差、工作效率不高等问题，阻碍了采矿工程的技术进步。
2.2、安全问题
在我国煤矿开采过程中，可能会由于地质条件过于复杂，或是地下环境过于恶劣。再加上，在开掘过程中工作场地主要在道路以及山体内部，甚至大多在地下完成。也因此在采矿过程中，因为受到地质条件的制约及影响，并且考虑到地质开采范围中的矿物埋藏量以及相应的地质工作人员必须充分的开采。而虽然说矿业在采矿过程中投入了大量的财力去购买安全设备，但是仍然会存在一些安全问题，严重的威胁到了采矿工作人员的生命财产安全，一旦出现安全事故对于矿业企业及正常运行及对外声誉将会造成极大打击，使得矿业企业在矿产资源开采领域不能够占据更高地位，影响到该企业的可持续长远发展。
2.3、破坏周围环境
第一方面，因为采矿工程进行过程中造成环境破坏问题，对于水资源以及土壤资源遭到影响。其主要原因在于采矿大多都在地下进行，因此在采矿之间需要先对地下水进行疏干排放，因此长时间，会导致水位不断下降，导致地表上所种植的绿色植物及农作物可能会由于长期缺水而无法正常生长，从而降低了粮食生产的幅度，甚至会大量的废弃该土壤，使得该土壤因为不具备良好的抗逆性，而出现了荒漠化以及废弃化等严重生态问题，此外在对于开采出来的煤矿进行加工过程中，也会由于开采及加工而排除大量的废水，如果这些废水没有经过严重的处理，达到零排放标准之后，直接的进行排放。这些废水流入到地下水或是地表当中，就会对周围居民的正常生活及生产用水都会造成不良影响；第二方面，由于一部分矿产企业在开采过程中，由于过度开采或是开采不到位，而导致出现了地表沉降等一些问题，就会严重的破坏采矿区周围的土地、草地、林地及周边的基础设施。此外开采出来的矿石在地表上大量堆积占用大量的土地资源，并且对于采矿地区周围的土壤及生态环境造成不利影响[1]。（如下图1所示）
图1过度采矿危害
2.4、采矿人员基本素质较低
随着时代的发展，在如今采矿工程中的人员构成比例当中老年人占绝大多数比例，年轻人占的比例相对较小。而这些年长的工人大多都为农民工从事体力工作多年，其中留存量较小的年轻人可能会由于刚刚毕业没有积累较为丰富的工作经验，也不具备有较高的安全常识。此外。一部分采矿企业为了获取更高经济效益，在这些新员工进入到工作过程中，没有及时对工作人员进行安全常识及工作实践的培训，从而导致这些员工在采矿工作进行过程中不具备有良好的实践能力以及动手能力，从而在实际工作进行过程中，对于采矿的工作效率及采矿质量造成不良影响。总体来说，如今我国采矿工程整体人员的综合素质不高，从而严重的制约了我国采矿工程的可持续性发展。
3、采矿工程中采矿方法的创新
由于当前矿区表面的矿产资源量较少，因此采矿工程中的创新采矿方法应逐渐转向纵向发展的模式，增加对较深矿井的采矿技术，引入传统露天开采技术的优势，结合新兴技术，提高对深部矿井的开采效率。在较深的矿井中开采要考虑到随着深度的增加，其温度和压力也会随之增加的问题，因此对于采矿工程而言提出了更加严格的要求。结合深井采矿的工艺技术，例如充填技术、满管流输送技术等，对深井进行充填处理，通过充填材料和充填质量的控制，实现对深井的开采。在保证开采工人人身安全的前提下，进一步加快对深井采矿技术的应用，从而提高对矿产资源的开采数量和质量。对于结构较为简单、无需建立矿床和矿柱的矿区表面的矿产资源开采，要注重对矿产资源的利用率，减少不必要的浪费，可采用崩落采矿的方法进行。崩落采矿方法的原理是利用崩落的矿区围岩对矿区地压进行管理。在采矿工程进行的过程中，将地表上的矿体顶部围岩实施有计划、有目的的崩落，再对崩落的岩石进行采空区填充，完成对矿产资源的开采。这种采矿方法存在的弊端在于会受到矿区周围环境的限制，当矿区矿体围岩上出现流沙或水体的情况下，无法使用崩落方法采矿。而有点在于，这种方法不需要回采矿柱，防止对开采工人的安全造成威胁。同时，不会存在被遗留损失的矿体出现，提高对矿产资源的开采效率，也降低了采矿工程的成本[2]。
5、采矿方法的选择
采矿方法的选择：在进行矿资源开采的时候，需要结合地理条件，即矿床赋存要素和与它形成的物理学性质等因素。其次需要考虑的是当地的经济条件，选择最佳开采的方式。
我国地大物博，我国的地形条件也各不相同，正事因为不同的地理条件也决定了在进行矿产资源开采时所采用的方法也各不相同。在开采时应该考虑多方面的因素进行有效的方式方法[3]。
采矿方法的选择流程：在进行矿资源开采之前，首先需要做的就是总结开采条件，这需要结合地理和人文的影响；其次对比不同的开采条件，进行筛选，择优选择。总结开采条件是在开采之前对选择的地点进行实地考察，充分考虑当地的实际条件以及综合因素。并且，在考虑问题时不应该只看到眼前的片刻利益，还应该与本地未来的发展进行深刻考虑[4]。
6、采矿项目中现代化采矿工艺方法的使用分析
6.1、空场开采
即把矿块分成若干个不同的矿柱和矿房，再根据其特征及方式展开科学开采。回采矿房过程中，需要重视采空区的矿体、围岩等保护情况。从原来的开采经验可以发现，其方法包括房柱法、阶段法和分段法等，具有明显的优势，推广作用较大，能够不断提高采矿技术含量。接着就是充填开采，从这个角度来讲，充填顺序通常被视为回填的关键一环，充填物必须可以有效管理整个开采地压，有效支撑围岩，便于尽量防止坍塌事故的出现。最后就是崩落开采，采取该种方式，对矿、岩物理性质具有较高要求，因此在实际使用中需要保证各种技术条件满足标准要求。值得注意的是，该种采矿工艺尽管成本不高，但是要求却较高，看似简单，但科技含量充足，要求具有十分先进的技术[5]。
6.2、溶浸采矿工艺
溶浸采矿工艺运用化学反应原理使矿产资源自动分离分块，该工艺使用之前需要对矿产资源进行检测，确定其所含的具体化学成分，之后确定与之能够发生溶解反应的化学试剂作为溶浸采矿工艺的原料。溶浸采矿工艺使用过程中将原料注入矿产资源的矿层中，矿石就会与其发生溶解反应。该方法能够安全简便的完成矿产资源的开采，不需要高超的操作技能，不涉及高技术水平的机械设备，不用过多的投资，不破坏环境，因此具有很好的应用前景[6]。
6.3、充填采矿法
充填采矿法的使用能够较好控制围岩地压，当开采结束后，按照国家相关规定充填空区，缓解地面压力。充填采矿工艺实施关键性因素是控制空区空间、设计充填面积，利用充填废石、尾砂等方法缓解地面压力，避免空区出现塌陷。矿产开采中经常性出现塌方、塌陷等问题，究其原因是采空区处理不当所致，填充开采可以有效避免此类问题，提升开采效率。
6.4、岩体加固方法
采矿阶段，由于地质、气候等外部因素的限制，造成采矿时常常产生岩体不稳定等现象，为保证工作可以稳定正常进行，需要现场开采者利用锚索工具固定一些不稳定位置，其最终目的在于保证岩体稳定性。而且，在采矿阶段，还要借助空场法、充填法等，科学用于采矿项目中，如此有利于提高整个采矿过程的安全性。另外，还要重视岩体加固，可采用支护法、注浆法等处理。采取这些方法，势必可以有效提高采矿作业的安全性，为矿山企业的长远发展提供保障[7]。
7、采矿工程解决方法
7.1、不断改进以及完善采矿工程技术水平
想要尽可能的规避在煤矿开采过程中所存在的一系列问题，保证煤炭开采质量，同时提高采矿工程进行过程中，工作人员所使用的开采技术水平，则必须不断的提高采矿工作人员的基本素质。此时就能够通过建立企业比较合理的采矿培训，通过培训以及定期培训的方式，及时要求采矿工作人员进行学习，并对于其技术知识以及采矿思路进行更新，同时还能够在企业内部建立起激励机制以及绩效考核机制，使得工人具备有更高的积极性，并积极掌握采矿技术有关的知识以及技能。此外，企业还必须大量的招纳人才吸收新鲜血液，并且引入国外先进的技术，不断的对于企业内应用到的产品技术及基础设施进行创新以及完善，以提供更为良好的空间，促进采矿工程技术的发展，减少矿业企业在发展过程中所承受的负担。此外，地方政府还必须建立起较为严格的管理核准采矿项目，并且给予一些创新型企业以适度的补贴，从而从多个层面上，督促采矿工程技术不断取得新的突破[8]。
7.2、加强环境保护力度
在采矿过程进行过程中，为了减少因为开采不合理不规范，而对周围环境所造成的损害，则必须将环境保护纳入到项目管理过程中，重视起环境保护这项工作。同时通过培训、听讲座的多种方式，提高工作人员环境保护意识，必须，还必须将这项工作实际的落实到实际采矿工程过程中。同时，重点的防控一部分容易破坏环境，对周围环境造成污染的节点，比如说在采矿过程中必须保护水资源，同时在开采之后，还必须及时的做好开采坑洞的回填以及植树造林工作。开采之后，投入资金及资源进入到研究资源处理技术以及土地复原技术工作领域内。因为在煤矿资源开发过程中，往往会因为各项不合理不科学的操作，而污染了周围的水资源，而一旦水资源受到污染，会直接的影响到周围居民的正常生活乃至生命财产安全，因此在煤炭开采的全过程中，都需要有专业科研技术人员参与到其中，从而有效的预防甚至解决水资源污染等问题，防止水资源污染现象进一步的扩散，威胁周围居民正常生活。
7.3、提高采矿过程的安全性
采矿工程作业环境复杂多变，安全隐患众多，安全事故不可避免。传统采矿工艺技术水平较低，安全防护性能较差，一旦采矿工程出现塌方事故，不仅会威胁采矿工人的人身安全，还会给采矿企业带来不可估量的损失。而现代采矿工艺不仅能够极大的提高采矿工程的效率，而且充分考虑了采矿工程的安全防护措施，减少采矿工人的投入，同时提高了采矿作业的安全性，降低了事故发生率，为采矿企业带来了巨大的经济效益[9]。
8、采矿方法的实践
采矿方法一般来说有两种方法，一种是直接法，主要根据矿山的基本地质条件、开采的技术条件以及经济条件，三者结合后选择的有效的方法。另一种是剔除法，这种方法也是在考虑了上面三个主要影响因素之后去除那些最不符合条件要求的开采方法，剩下的几种开采方法即为可行方法。针对我国目前的情况来看，我们可以对采矿的方式及过程进行一定的创新改革，首先是人才的培养，我们所说的人才并不是指传统的挖矿工，而是新时代下的高科技人才，在未来我们完全可以以人才制造机器人，以机器人代替人工，提高效率。其次我们可以实现的是对于开掘机器的创新，对于一些笨重低效的机器进行变革，以更加先进的仪器代替。虽然可能前期的资金投入会大一点，但是从长远来看这是最好的解决方法。利用先进的管理方式突破传统采矿业的局限，创新煤矿开采，使得开采过程更加科学更加有效。常见的方法主要有空场采矿法、深井采矿法等[10]。
结束语
在矿产开采过程中，需要对于区域内的资源、地质结构等进行详细的分析，了解不同区域矿产资源的含量与分布情况。在整合了相关的信息之后，根据矿产资源的具体特征研究其客观规律，选择适宜的开采形式，确保开采工作顺利进行。诚然，现代化采矿工艺的研发实践并不是停滞不前的，而是随着市场需求和经济水平逐渐推进的，在此期间更应合理规划、密切部署，为我国矿产资源的合理利用保驾护航。
参考文献：
[1]蒲勇,邓代兴.采矿工程釆矿方法的实践建议[J].世界有色金属,2019(12):58-59.
[2]李文相,李斌,吴红云,常吕奎.采矿工程中采矿方法的创新与实践探析[J].世界有色金属,2019(04):246+248.
[3]郭家能.采矿工程中采矿方法的实践初探[J].世界有色金属,2019(03):46+48.
[4]魏文亮.台车中深孔采矿中的测量方法研究[J].世界有色金属,2018(19):60+62.
[5]张守宝,何富连,谢生荣,吴仁伦.采矿工程专业岩土力学课程开设的必要性与实施方法[J].课程教育研究,2018(34):237-238.