井下采矿技术及井下采矿的发展趋势解析

发表时间:2021/7/20   来源:《工程管理前沿》2021年第8期   作者:王涛
[导读] 井下环境复杂,不安全因素众多,
        
        王涛
        普安县工业和科学技术局  贵州省黔西南州普安县  561500
        摘要:井下环境复杂,不安全因素众多,以此井下采矿存在着较高的危险系数,不仅会给采矿工作的安全性带来较大的威胁,而且还会严重影响采矿的质量和效率。因此,在采矿过程中,应结合矿区的实际情况合理选用井下采矿技术,提升井下采矿技术的合理性,保障采矿工作的安全性和采矿的效率。基于此,本文将对井下采矿技术及井下采矿的发展趋势进行分析。
        关键词:井下采矿技术;发展趋势;研究

1 井下采矿技术特点
1.1 种类较多
        我国不仅幅员辽阔,而且在矿产资源方面也十分丰富,不仅种类多样,而且储量庞大。在井下采矿的过程中,一些采矿技术的种类呈现出多样性的特征,井下采矿技术主要是为了保证矿产资源能够得到有效的开发,推动矿产资源的可持续性发展,因此需要满足矿产资源当前的应用要求和标准。在近几年来我国加强了对井下采矿技术的有效研究,并且还融入了国外先进的井下采矿技术来起到补充和优化的效果,从中可以看出我国当前的井下采矿技术逐渐朝着多样性的方向而不断的发展,在不同的矿产开采过程中相对应的采矿技术以及使用方法都存在着较大的差异性。
1.2 工艺复杂
        由于井下采矿的环境具有复杂性和多样性的特征,因此为了保证实际采矿工作的有序进行,一些采矿工艺在运用过程中的环节是非常复杂的,并且各个环节之间还要进行有效的连接,这样一来才可以保证实际生产工作的有序进行。在不同矿产开采的过程中,采矿技术和应用方式具有较大的差异性,比如一些井下采矿属于露天开采矿,在实际开采的过程中所出现的影响因素比较多,需要相关技术人员更多地兼顾井下采矿环境以及周边的气候条件,这样一来才可以保证实际采矿工作的有序进行。井下采矿的安全性和生产效率与自然环境有着较为广泛的联系,因此在进行井下采矿技术实施的过程中,需要加强对实际施工工艺的有效研究以及了解,结合不同环节的特点以及主要的注意事项来制定相对应的技术方案,从而保证整个开采过程能更加的顺利以及安全。
1.3 更新过快
        井下采矿技术的实施是非常重要的,并且我国也加强了对井下采矿技术的研发力度,我国井下采矿技术的更新速度是非常快的,另外一些企业为了在当前激烈的市场竞争中赢得一席之地,结合了井下开采技术的特点以及功能,加强资金和设备的投入力度,并且还要融入新型的技术和与之匹配的专业性人才,从而使得这些井下开采技术能够在实际中发挥其应有的价值以及效果。一些企业纷纷认识到了井下开采技术的功能以及优势,也适当的借鉴了国外在井下开采技术实施过程中的一些经验,从而使得实际井下开采的工作效率和经济效率能够得到有效提升,推动企业在当前时代下的稳定性发展。
2 井下采矿技术介绍
2.1 空场采矿法
        空场法是指回采以后采场暴露不作处理,适用于矿体上盘围岩中等稳固以上矿山,其中又可细分为多种方式,一是全面采矿法,适宜开采倾斜薄矿体及极薄矿体,需要在采矿现场设定矿柱当作支撑来减少矿石贫化率,产量和质量难以保证,但是以人工操作为主,采矿便利,分采分运,二是留矿采矿法,主要应用于二次回采过程中,在全面采矿法的基础上进行了技术改良,施工操作变得复杂,工作强度高,但是可有效减少金矿采矿不必要的损失,为了弥补其在安全性上的缺失,留矿全面组合采矿法结合了两种方式的优点,采用人工混凝土柱方式当作支撑,降低了损耗率,也保证了开采安全,具体应用时要根据实际情况合理选择。


2.2 填充采矿法
        填充采矿法在我国的金属矿山具体开采实践中利用也较为广泛,一般是在回采结束后,在采空区域内利用废石或者尾砂进行回填施工,其中削壁充填采矿法操作强度较大、操作繁琐,但是采矿效率高、废石利用率高,而向上分层干式充填采矿法多应用在采矿厚度超过80cm的矿体中,这两种采矿方式都需要建设充填系统和管道系统,建设成本和维护成本较高,比较适用于金矿质量好且产量丰富,能创造较大经济效益的矿体。充填采矿是国家鼓励使用的环保型采矿技术,对土地和地表水体起到很好的保护作用,而且一直在进行研究创新,目前开发应用了高水全尾砂速凝固化胶结充填和高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺,极大地提高了矿山开采的有效性和安全性。
2.3 崩落采矿法
        该方式广泛运用于金矿井下采矿中,特别对厚大矿体的开采效果更加显著,主要是在回采结束后,利用崩落的围岩填充采场,降低对采矿的影响,适宜开采急倾斜的任意工业厚度矿体。根据落矿的不同,可以利用侧向崩矿法或者无二次破碎法实施采矿工作,还可以由上至下分层崩落、由高至低有底柱分段崩落、无底柱分段崩落,其中无底柱分段崩落技术的机械化水平更高,无需进行底柱设计,资源浪费较少因而更受欢迎。但崩落法也有安全隐患,由于采空区大,暴露时间长,地表容易塌陷,对采场周围的安全防护要求较高,布置也要合理,还要进行严格的安全管理。
3 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势
3.1 深部开采技术的发展趋势
        加强对深部开采技术的研发,有助于提升井下采矿的效率和质量,为社会的发展提供充足的资源供应。在此背景下,深部开采技术目前的应用比较广泛,并且该技术还具有较大的提升空间,随着该技术的发展与完善,可以有力的推动我国采矿行业的转型,使其从传统的能源消耗型产业转变为能源节约型产业,有助于采矿行业的可持续发展。相较于国际上的先进水平,我国在深部开采技术方面并不占优势,在该技术的应用过程中,很容易引发矿震或者爆破事故等,这些问题的解决成为了深部开采技术发展的主要趋势。在该技术的发展与完善过程中,需要结合该技术存在的不足加以完善,提升深部开采技术应用的安全性。
3.2 井下采矿技术的绿色生态化发展趋势
        在我国可持续发展战略要求下,井下采矿技术也将朝着绿色以及生态化的方向发展,低碳环保将成为井下采矿技术的主题,因此,在井下采矿技术中应加强对绿色工艺的应用,应建立绿色化的规范,对井下采矿工艺以及工序等进行约束,促进井下采矿技术的绿色生态化发展。目前主要的井下采矿绿色工艺有煤炭地下气化技术以及瓦斯与煤共采技术等,应用井下采矿绿色工艺,能够在很大程度上提升煤炭的清洁程度。比如,应用煤炭地下气化技术,可以实现对煤炭的化学反应,使其转化为气体,气体的运输与储存更加节能,也更加清洁,并且使用过程中所产生的污染物更少,有助于环境的保护,降低会生态的破坏。与此同时,对绿色采矿工艺的应用,可以有效降低井下采矿的贫化率,促进井下矿产使用率的提升,并且还可以有效提升井下采矿作业的安全性。企业要加强环境保护设施的建设,加强对新型环保社会的研发与应用,逐渐淘汰那些能耗较高的开采设备。同时针对矿山环境的治理要给予高度的重视,并加大资金投入力度,保障矿区生态环境的健康发展。
4 结束语
        矿产资源的开采,直接关乎着我国社会经济的发展以及人们的生产生活,这在很大程度上推动了井下采矿技术的发展与完善。加大对井下采矿技术的研发,并合理应用井下采矿技术,有助于提升采矿作业的安全性与工作效率。未来,井下采矿技术的发展,应朝着更加高效、更加节能、更加环保的方向发展,绿色采矿技术的应用将会更加广泛,在确保开矿作业安全性的基础上,不断提升采矿作业的效率。
参考文献:
[1]文皓亮.井下采矿技术及井下采矿的发展趋势分析[J].中国金属通报,2021(02):16-17.
[2]高文哲.井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].世界有色金属,2021(03):32-33.
[3]刘振.井下采矿技术及井下采矿的发展趋势解析[J].世界有色金属,2020(20):48-49.
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