谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势 马志浩

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:马志浩
[导读] 摘要:要想提高对矿产资源的开采效率和开采质量,就必须不断提高相关的采矿技术水平。
        首钢集团有限公司矿业公司  河北省迁安市  064400
        摘要:要想提高对矿产资源的开采效率和开采质量,就必须不断提高相关的采矿技术水平。矿产资源开采企业需要意识到井下采矿技术的重要性,加大对井下采矿技术研究的资金投入,对井下采矿技术进行完善和创新,切实提高井下采矿技术的应用水平。本文对井下采矿技术及井下采矿的发展趋势进行探讨。
        关键词:井下采矿;技术发展;采矿技术
        1铁矿资源开采的工艺技术研究
        1.1新型地下矿产开采工艺技术
        在地下矿产资源开采中,矿产的回采率、劳动生产率、成本、安全和生态环境等方面,是在地下矿产开采中的考虑因素,所以,在进行地下矿产开采技术选择时,也要以满足以上生产问题作为创新方法和选择方法的前提,并且也要不断结合矿产地的地质条件,气候环境等因素,“因地制宜”的进行开采。比如,钻孔水利采矿技术是地下采矿工作中常用到的采矿方法,钻孔水利采矿主要是用高压水射流通过矿层的钻孔,对矿层进行破碎,然后再利用提升设备将矿浆输送到地面完成开采工作。钻孔水利采矿技术的应用,不仅让采矿人员无需进入到矿井下操作,并且开采的深度也得到了提升,相较于传统的地下矿井开采技术,钻孔水利开采减少了前期建设的投资、时间、成本,大大地提升了安全度,降低了劳动强度和对环境的污染,在瓦斯富集、地下水丰富的矿区尤为适用钻孔水力采矿技术。钻孔水利采矿技术不仅适用于地下铁矿的开采,对于钛锆、海兰柱石、褐煤、含金砂、建筑砂、磷灰岩、黏土铀等矿产开采也同样适用。
        1.2充填采矿法
        我国现阶段地下矿山开采工作中除了会使用钻孔水利采矿技术,还会使用充填采矿法,这也是现代矿采工艺中使用较为普遍的一种方法。充填技术的应用能够有效地减少对土地资源的破坏,并解决固体矿山垃圾随意堆放的问题,充填技术在现代矿山开采中具有重要作用。将固定废料进行回填不仅能够消除地表下沉的问题,还能够在一定程度上降低固体废料的排放率,改善矿区环境。在进行铁矿开采的过程中,利用回填技术在一定程度上还能扩大铁矿的开采范围。除了将开采废料进行回填,胶结充填在现代采矿技术中的应用也较为广泛,它能够有效地矿体的稳固性,尤其适用于复合矿体,能够最大限度的保护矿区综合环境,提高出矿品位。比如,新疆哈密的阿拉塔格铁矿因为其地质条件复杂,含硫量高,并且随着开采矿体的坡角逐渐变缓,矿山的厚度也渐渐变薄,传统的合采矿块浅孔硫矿法已经不适用于铁矿的开采,技术人员根据阿拉塔格铁矿的实际情况和矿产环境,选择了爆力运搬后一次充填法进行后续的开采。爆力运搬后一次充填法是适用于坡度较小,坡体厚度较薄的矿山开采方法,通过爆力运搬后一次充填法能够有效地降低采切比和采矿的成本,并且缩短采矿作业的时间,提高采矿单位的经济效益和工作效率。对于采场矿床较深,处于水下、建筑物下或者是构筑物下的矿床,甚至是有自燃倾向的矿床都可以利用充填法进行开采。
        1.3空场采矿法,崩落采矿法
        空场采矿法通常分为两种形式,一种是VCR法,另一种是连续开采法。VCR法是通过将采场的局部面积进行切割分槽,然后装入大直径深孔炸药进行爆破,爆破后的矿石在有采场的下部运出矿场的方法进行作业。而连续开采法是通过对矿房、矿体连续开采,并对矿石进行连续续运送,使得整个矿产采矿工艺过程更为连续化的工作方法。崩落采矿法分为无底柱分段崩落法和自然崩落法。在选择无底柱分段崩落法时,要注意增大进路间距,才能取得良好的采矿效果。自然崩落法具有生产能力大,采矿成本低的优点,在现代采矿工艺中应用较为广泛。


        1.4溶浸采矿技术
        溶浸采矿技术的出现能够有效地减少低品位矿床的开采成本,提高采矿单位的经济效益,溶浸采矿技术的发明对于地下矿区的开采有着重大的推动作用,它不仅能够减少和免去采矿工程中的开拓、剥离、采掘、搬运等工作内容,还能够让选冶工艺更加简单、高效、便捷。溶浸采矿技术的核心是运用化学手段实现低成本开采矿床的目的,它通过将化学剂注入矿层内使得地下矿床内的有用矿物由固态转为液态或气态,然后采矿人员再进行有效的回收完成对地下矿床的开采工作。溶浸采矿技术也分为许多种方法,比如,地表堆浸法,原地浸出法,细菌化学采矿法等,地表堆浸法主要适用于地下残留矿石、矿体、矿柱又或者是化学成分较为复杂,并且含有有害物质的低品位矿区的处理,必要时还可将松动爆破与之进行结合,加强地表堆浸法的实施效果。原地浸出法主要包含两种方式,一种是地下就地破碎进出法,另一种是地下原地钻孔进出法。地下就地破碎进出法主要是通过爆破的方式形成矿堆,然后再将溶浸液均匀的布撒在矿堆上,从而实现金属物质的开采,而原地钻孔溶浸采矿方法主要是通过对矿区内的矿层进行钻孔并注入溶浸液达到开采的目的。细菌化学采矿法主要是利用微生物及微生物的代谢产物对金属矿区内的矿物进行氧化、还原、溶解、吸附、吸收等工作达到开采的目的。在实际应用中,溶浸采矿技术不仅可以对铁矿进行开采和处理,还能够对铜矿、铀矿、金矿、银矿、锰矿、铅矿、锌矿、镍矿、铬矿、汞矿、砷矿等20多种金属矿进行有效的开采和处理,大大加强了我国采矿业的发展。
        1.5无人化采矿技术
        无人化采矿技术是目前采矿行业内正在研发的技术,也是未来采矿行业的发展方向。无人化采矿技术的应用能够大大的降低人力的需要,并且能够为地下采矿的大型设备提供智能化、遥控化和自动化的发展需求。因为矿业开采深度的加大,地压、高温、提升、回采、排水、通风、环境保护等工作内容都将面临严峻的考验,这也为我国的矿业开采技术带来了难题。为了能够有效地应对这些技术情况、生产工具就需要不断的革新,加大了企业的资金投入。而采用无人化采矿技术不仅能够大大降低生产工具的更新周期,而且也为采矿单位减少了资金投入有利于提高企业效益。无人化采矿技术虽然是正在形成的技术,但在现在矿区部分作业中也得到了广泛地应用,比如,地下矿钻机的钻头定位、钻头的钻进速度控制、压力控制、钻孔深度的控制等工作内容均是应用了无人化采矿技术。未来在无人化采矿技术的研究中,还将会继续扩大无人化技术的应用范围,不断提升地下矿井开采的质量和经济效益,加大采矿行业的发展和市场前景,争取实现全自动化矿井作业的目标。
        2井下采矿技术发展方向
        在当今时代,井下采矿行业的技术不断更新,智能化是未来井下采矿技术的发展方向,甚至有些矿区无人运行,节省大量人力,还有远程监控采矿流程。井下采矿业更加智能、规划、自动,且有良好的发展前景。井下开采时,采用先进的井下通讯和信息技术,使井下开采有序进行,使开采更加精细化,有效解决开采中的各种问题。我国矿产行业有绿色政策要求,为实现可持续发展,绿色也是未来井下开采发展方向,在采矿过程中,可以避免对四周的生态环境破坏,并且朝着绿色、低碳方向发展。
        结束语
        综上所述,随着矿产资源的持续降低,提高资源开率迫在眉睫。由于井下采矿非常复杂,需要有针对性的井下采矿技术,比如深井技术、缓倾斜技术等,在实际开采中得到了广泛应用。通过展望井下采矿技术和行业前景来看,未来的采矿设备更加大型化,开采技术也朝着智能化方向发展。随着采矿技术的不断优化,降低了井下采矿难度。
        参考文献
        [1]陶伟.井下采矿技术和井下采矿的发展趋势刍议[J].世界有色金属,2018(21):34+36.
        [2]杨建飞.井下无人采矿技术装备导航与控制关键技术分析[J].中国设备工程,2018(20):105-106.
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