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摘要:近些年,我国采矿技术取得了较大的发展,而一些新型自动化设备及大型采矿设备的投入使得采矿效率及自动化程度有了明显的提升。经过近些年的发现与实践,科学合理的采矿技术能够提高井下采矿效率,对提升我国矿产企业的采矿能力将具有积极作用。但相对于一些发达国家而言,我国井下采矿技术的发展还待进一步深化。本文将从现有企业采矿技术发展的情况进行研究,提出其存在的问题,并对其后期的发展方向进行说明,为后期矿产企业的发展提供参考及建议。基于此,本篇文章对浅谈井下采矿技术及井下采矿发展形势进行研究,以供相关人士参考。
关键词:井下采矿、技术、发展形势
引言
近年来,随着自然资源的不断消耗,矿产行业的工作压力持续增加,特别是对于井下采矿工作而言,其必须制定针对化的工作方案,使技术与管理满足实际施工需求,以此来提高矿产资源的开采质量,为我国经济稳定发展提供保障。但是从实际矿产开发层面来讲,整体井下采矿面临复杂的地质环境和不确定因素,增加采矿工作的危险性。为此,必须制定出合理的采矿方案,通过技术与管理理念的更新,保证采矿工作开展的完整性。
一、井下采矿的特点及分析
对于井下采矿而言,其有其特殊性,如相对于露天煤矿,井下的采矿环境较为复杂,且存在较多的不可控因素,如采矿难度大及技术要求高,安全风险大及采矿效率也低。因此,在进行采矿时应对采矿技术进行深层次的开发,以保证人员、设备及矿产资源的安全。而对于井下采煤而言,由于井下环境存在较大的差异,所使用的采矿技术也有所不同,应结合实际情况,选择合适的采矿技术实现安全有效的开采。对于部分煤矿而言,采煤过程中存在较多困难,如矿区上面存在较多的建筑物,采取常规的方式实施开采,必将造成较为严重的上部建筑塌陷问题,对其开采造成较大影响。如对于一些老矿区而言,采煤工作的不断进行导致煤矿资源枯竭,而一旦枯竭则会导致矿井的服务年限降低,矿区开采中的企业运行成本增加。对于此,在对矿井开采中应采取有效的手段,如选用合适的开采技术、完善的开采设备及其他配套工艺等,以保证矿井开采的安全及合理,并加强矿区资源的有效利用。
二、井下采矿技术体系的发展趋势
2.1井下充填技术
对于煤矿资源而言,为防止井下开采之后产生的结构不稳定特性,必须采取填充的形式对原有资源所占用的空间结构进行补充,保持整体地质结构的稳定性。但随着采矿技术的不断更新,传统井下充填技术已经无法满足实际施工需求。为此,必须保证井下充填技术具备相应的应用性能,例如,尾砂胶结材料的填充则可向高浓度、高密度方向所发展,以降低整体材料的用量,降低采矿企业的成本。
2.2深井开采技术
目前,深井开采技术(或称井下深部开采技术)是一项应用最多的井下采矿技术,在深井开采中,矿层、岩层的压力将会随着开采深度的增加而增大,所以要求开采人员准确计算不同矿层的垂直距离、岩层的承压力,准确定位巷道的位置,并利用专业的泄压设备泄压,从而保障深井安全生产目标的实现。在深井开采中,用水量一般会随着开采深度的增加而增多,要求采矿人员在整个开采作业中合理抽水,以维持井下环境的安全。另外,矿井深部温度不高,要求采矿人员运用HEMS降温换热系统合理控制温度,以改善采矿人员的工作环境。
2.3井下支护技术
井下支护技术是保证地下开采工作顺利进行的基准,通过对地下结构的稳固,令开采工作有序执行。为进一步贴合开采新技术、新工艺,必须对支护体系进行更新与优化,在原有的锚杆桁架基础上,进行高强度加固,以提高实际支护效果。
2.4掘锚一体化技术
掘锚一体化技术作为一种保证矿井开采安全的有效措施,可为后期矿井开采发挥积极的作用。
具体来讲,如使用掘锚一体化技术的掘锚机实现了行走、切割机运煤的作用,且使用过程中具有操作简单及人员使用少等特点,在防止巷道围岩应力环境恶化及巷道控制中具有现实意义。同时,对于该种情况,掘锚机增加了一些倾斜锚杆、探测瓦斯及水的作用效果,在实际实施中则具有安全性高与自动化程度强等特点,可对改善工作环境等发挥积极的作用。
三、井下采矿技术的发展趋势
3.1采矿技术智能化
数据显示,我国超过75%的煤矿实现了机械化采矿,其中大型煤矿机械化程度高达95%。随着物联网、虚拟现实和人工智能技术的发展,将新型技术引入煤炭开采中是一种不可逆的趋势,且随着计算机技术、传感技术的突破式发展,将会出现一种煤矿智能化无人开采理念——智能自适应开采技术模式,这都表明了我国井下采矿技术正在朝向智能化方向发展,也就是说井下采矿技术从机械化、自动化到智能化是一种必然的趋势。
3.2设备先进化
结合现有采煤设备的使用而言,常规的采煤设备对在一些大断面、顶帮稳定的巷道项目开采中存在一定的问题,对于此,现有掘锚机的使用可有效解决上述问题。如掘锚机组在保证巷道空顶距围岩暴露后及时安装锚杆支护顶板及两帮,大大提高锚杆的支护质量,改善围岩的控制效果,发挥积极作用,有利于保障巷道支护的结构强度及施工难度。
3.3开采绿色化
地球是人类赖以生存的母亲,环境一旦遭受破坏,人类将会遭遇灭顶之灾,所以环保是人类社会永恒不变的主题。在矿产资源开采中,环境破坏问题一直都很突出,且尚未从根本上扭转局势。在这种情况下,如何减轻井下采矿造成的环境问题备受关注,这就表明了实现井下开采的绿色化是时代的要求,即以环保、绿色、低碳、高效作为井下采矿技术发展的标杆。目前,瓦斯与煤共采技术和煤炭地下气化技术等都属于绿色的井下采矿工艺,其有助于降低井下采矿贫化率,提高采矿效率和保障井下作业安全。
3.4开采信息化
对于井下矿产的开采,实施有效监控可为后期矿产的开采奠定坚实的基础。如现有煤矿安全物联网监控系统井下传感网络设计矿井下移动设备、人员及矿山灾害的分布式监测均需要无线网络,这包括无线语音、无线数据、无线视频等信息的传输。其用途包括:设备工况监测监控、灾害环境信息监测、人员定位、机车管理、语音通信、工业电视等,形成一个完善的无线感知平台。再如,井下传感网络的数据信息传入服务器实现与井上管理分支的信息共享,进而实现了整个系统中信息的处理及应用。而这些技术的应用加强了信息的有效沟通,保证了开采过程的顺利进行及确保了开采安全。
结束语
综上所述,对于矿产企业而言,加强对采矿技术的研究及发展将对现有企业的发展起到积极的作用。而应对现有企业存在的采矿技术落后及日常开采中所存在的问题,相关单位应采取积极的措施加以应对,以保证采矿技术更好的应用及促进企业发展。本文结合实际情况,对现有井下采矿技术的特点及相关技术的应用情况进行讨论,并提出了相关的问题及应对措施,并对现有一些新技术在井下采矿中的应用进行说明,为后期企业的发展及促使采矿技术更好的应用提供参考。
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