試探究井下采礦技術及其發展趨勢

摘要：改革開放以來，我國社會經濟不斷發展，科學技術日新月異，采礦業迅猛發展。大量新技術，新設備被有效應到井下采礦中，促進了井下采礦效率和質量的顯著提升。本文立足于我國井下礦產資源開發現狀和存在問題，結合筆者多年井下采礦相關工作經驗，詳細分析了我國井下采礦技術的特點和發展趨勢。希望能為探索、研究井下采礦技術及其發展趨勢提供一定理論支持。

關鍵詞：探究；井下采礦技術；發展趨勢

井下采礦技術是影響井下采礦安全最為主要的因素。因此，采礦企業必須高度重視采礦技術選擇與更新，盡可能減少井下采礦中的不安全因素，提升井下采礦安全性。同時，先進的采礦技術還有利于提高井下采礦的效率和質量，提升采礦企業的經濟效益，促進采礦行業健康可持續發展。

一、礦產資源開發的現狀

雖然我國礦產資源種類豐富、儲存量位居世界前茅，但人口眾多、資源消耗量大導致對礦產資源的需求與日俱增。因此，必須高度重視礦產資源技術的開發與研究。目前，過度開采、資源短缺的問題大量存在，對礦區周邊環也境造成了一定程度的影響與破壞，不利于人類社會的生存與發展，也阻礙了人與自然的和諧發展。近年來，環保、綠色、節能、低碳的理念逐步深入人心，對礦物開采行業也產生了一定影響。國家相關政策明確規定必須實現礦產資源的合理開發和利用，并且要求盡量減少和避免對自然環境的破壞，為我國礦產資源的合理開發和利用提供了堅實的法律基礎。

二、井下礦產資源開發的現狀和問題

（一）井下采礦技術的顯著特點

井下采礦技術的更新與發展有利于提高我國礦產資源有效開發率，促進礦產資源可持續應用，對我國社會和經濟發展起著十分重要的作用。目前我國井下采礦技術主要有以下顯著特點：

1、井下采礦技術復雜

井下采礦技術比露天采礦技術更為復雜。因而，其工作效率和安全性也遠遠低于露天采礦技術。為了確保井下開采的安全性，提高井下采礦技術水平，需要投入大量人力、財力、物力進行井下采礦技術的研究與開發，不斷提高和完善復雜的井下采礦技術。

2、井下采礦技術更新快

隨著經濟的不斷發展，市場競爭也愈發激烈。采礦企業要想在激烈的競爭中謀求生存和發展，必須投入足夠的資金，大量引進現代化的工業設備和人才。同時，把先進的科技融入井下采礦技術的研發過程中，促進井下采礦技術的更新與發展，從而提高自身的市場競爭力。

3、井下采礦技術種類豐富

目前，我國井下采礦技術種類較多。如：放頂煤技術、傾斜分層采煤技術、傾斜長壁采煤技術、炮采技術、普采技術、綜合采技術等。這就要求我們在井下采礦時充分結合礦產種類、礦產數量、地質環境等因素，選擇最佳的井下采礦技術。比如，雖然長壁開采技術是目前應用最為廣泛的井下采礦技術之一，但它在井下金屬礦開采中的適用性并不高。

（二）井下采礦的現狀

隨著科學技術不斷發展，工業技術水平日益提高，井下采礦技術也取得了快速發展。由于地質環境、礦物屬性等因素影響，開采技術的選擇上也存在一定差異。目前我國主要采用的井下開采技術有以下幾種：

1、放頂煤技術

放頂煤技術廣泛適用于傾斜角相對比較小的采煤作業面。該技術要求作業面支護體系和圍巖均具有較強的堅固性。放頂煤技術的應用有利于節約采礦相關成本，提高采礦工作效率。

2、傾斜分層采煤技術

傾斜分層采煤技術廣泛適用于地下煤層走向復雜的采礦工程中。該技術可以結合煤層周邊相關地質狀況和煤層傾斜度，選擇最佳方案進行采煤作業，從而提高工作效率，確保工程安全、順利的進行。

3、炮采

炮采技術歷史悠久，是一種相當成熟的地下采礦技術。它主要應用于走向相對單一的長壁采煤作業面。其主要工作原理是利用爆破的方法炸開煤層，然后通過開采人員把炸開的煤塊裝運出去。目前，炮采技術運煤環節已經實現了機械化和現代化。

4、普采

普采技術也是單一長壁采煤作業面的常用技術之一。普采的采煤工藝與炮采大致相同，但是它不需要開采人員裝煤塊的過程，而是在煤塊散落的同時把煤塊成功裝入運煤相關工具中。因而，普采與炮采相比，機械化程度與工作效率均有顯著提高。

5、綜采技術

綜采技術是目前我國最為先進的井下采礦技術。其開采效率和機械化程度均高于其他井下采礦技術，在我國井下采礦領域發揮著不可替代的重要作用。

6、傾斜長壁采煤技術

傾斜長壁采煤技術主要應用于采礦區周邊地下水位比較高的井下采礦工作中。該技術可以有效防止周邊地下水流入礦區，促進采礦作業順利開展。另外，在相同的采煤作業面和地質條件下，傾斜長壁采煤技術比傾斜分層采煤技術更加安全可靠。

（三）井下采礦存在的主要問題

目前，我國井下采礦存在的主要問題有以下幾點：第一，生產效率相對低下。第二，采礦質量不高。第三，生產成本較高。第四，安全性能低，安全事故頻發。第五，機械化水平有待提高。因此，不斷研究、發展和更新井下采礦技術，促進采礦行業健康可持續發展是目前采礦行業相關工作者的首要任務。

三、目前我國井下采礦技術的發展趨勢

（一）深部開采技術的發展趨勢

隨著社會經濟的不斷發展，人們對礦產資源的需求量也日益增大，導致礦產資源總量不斷減少，對井下開采技術的要求也逐漸變高。在這種情況下，井下深部開采技術應運而生。井下深部開采技術技既能滿足人們對開采技術的要求，還能大大提高井下開采的效率，有利于采礦企業經濟效益的全面提升和我國采礦行業的成功轉型與健康發展。與發達國家相比，我國井下深部開采技術起步比較晚，仍處于起步階段，再加上井下深部開采工作的復雜性和多變性，在具體應用該過程中還存在一些問題。如：爆破事故、礦震災害等。這就要求采礦企業高度重視深部開采技術的研究、發展與應用，從而提高井下開采的效率和質量，進而提升采礦企業的經濟效益。

（二）充填技術發展趨勢

傳統的井下采礦充填技術有碎石水泥漿膠結技術、干式充填技術、尾砂膠結技術等。隨著社會經濟的不斷發展，傳統充填技術已經不能滿足人們對井下充填技術日益增高的要求，更為先進的充填技術相繼出現。比如，膏體泵送充填技術、泵壓輸送充填技術、高水全尾砂速凝固膠結充填技術等。這些先進充填技術的成功應用有效減少采礦相關膠結材料的損耗，顯著節約了生產成本。同時，在一定程度上改善了井下采礦工作環境，有利于提高井下采礦的效率，為采礦企業帶來更多經濟利益。

（三）海洋采礦相關技術發展趨勢

海洋開采技術主要包括以下幾個方面：第一，深海軟管輸送技術。第二，深海礦產采集技術。第三，深海礦物制備和裝載技術。第四，礦物傳輸技術。第五，深海輸配電技術。第六，礦物輸送監控技術等。因此，采礦企業必須高度重視以上技術的開發與研究，不斷提高和發展海洋采礦技術，促進海洋采礦工作高效、安全的進行。

（四）生產技術的機械化發展趨勢

全面提高井下采礦的機械化水平是目前我國井下采礦技術發展的又一重要趨勢。因此，井下采礦相關工作者應當不斷優化和發展不同礦井相關開采技術，依據具體情況，采取與之相適應的開采工藝、技術和設備，全面提高我國我國采礦行業的機械化水平。比如，硬頂版控制技術的使用既可以提高頂煤破碎效率，又可以確保工程安全、順利進行。

（五）井下支護相關技術的發展趨勢

井下采礦工作具有復雜性、多變性和高危性等明顯特征。因此，井下支護相關技術對井下采礦工程至關重要。這就要求在具體施工過程中強調計劃性和有序性，確保井下采礦作業的安全和效率。隨著井下采礦技術的不斷發展與完善，井下支護技術也逐漸提高，出現了錨桿桁架這一新興的井下支護技術。錨桿桁架的主要組成部分是錨桿和高強度鋼桿。該技術既能減少井下采礦安全事故的發生率，又能提高采礦企業的經濟效益，是未來井下采礦技術發展的重要方向。

（六）井下采礦工藝綠色化

隨著采礦工藝的不斷提高，未來我國采礦業應定會朝著高效、綠色、環保、低碳的方向發展。井下采礦工藝綠色化有助于提高采礦技術含量，規范采礦工作流程。煤與瓦斯共采技術和煤炭地下氣化技術是目前綠色采礦工藝的杰出代表。煤與瓦斯共采技術能夠對瓦斯和煤炭進行同步開展。它充分利用巖層運動規律和特征，對煤層進行有效開采，有利于提高所開采煤炭資源的清潔性。煤炭地下氣化技術主要利用熱化反應將地下的煤炭原位轉化成可以燃燒的氣體。上述綠色采礦技術的廣泛應用，能夠大幅度降低井下采礦貧化率，全面提升井下采礦作業的安全性。

四、井下采礦作業注意事項

井下采礦施工受眾多因素影響，極易發生安全事故。因此，井下采礦施工過程中必須注意以下幾點：第一，下井之前，采礦人員應當有足夠的思想準備。第二，采礦人員必須正確佩戴安全防護相關裝備。第三，采礦人員應當定期參加體檢，確保良好的身體素質。第四，管理人員應當對各種相關設施進行周密詳細的檢查，盡量排除一切安全隱患，從而有效減少安全事故的發生。

結束語：

綜上所述，井下采礦技術對提高井下采礦的效率和質量、確保下采礦安全、提升采礦企業的經濟效益、促進采礦行業的健康可持續發展起著至關重要的作用。這就要求相關工作者認清目前我國井下礦產資源開發的現狀和問題，了解目前我國井下采礦技術的發展趨勢，結合工程具體情況，選擇最佳井下采礦技術，促進井下采礦工作的順利進行。

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作者簡介：劉紅偉（1968-），男，漢族，山西平遙人，在職研究生，采礦工程，霍州煤電集團紫晟煤業有限責任公司，副礦長，礦建工程師