淺析我國采礦工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展

李文軍 張?jiān)品?周 楊

（1.浙江省有色金屬地質(zhì)勘查局，浙江 紹興 312000；2.神華神東上榆泉煤礦管理處，山西 河曲 036504；3.中國平煤神馬集團(tuán)平頂山天安煤業(yè)股份有限公司計(jì)財(cái)處，河南 平頂山 467000）

0 引言

根據(jù)我國目前礦產(chǎn)開采工業(yè)的現(xiàn)狀，對(duì)于礦產(chǎn)開采工程，一方面要更新礦產(chǎn)開采技術(shù)和模式，使更多先進(jìn)、安全、環(huán)保的礦產(chǎn)開采方法與技術(shù)得到更好的推廣與運(yùn)用，創(chuàng)新采礦工程模式，提高礦產(chǎn)開采企業(yè)的開采能力與能源利用率。另一方面，要將節(jié)約的原則貫徹到礦產(chǎn)開采的過程中去，避免在礦產(chǎn)開采過程中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。此外，要重視在礦產(chǎn)開采過程中的安全問題，將采礦過程中的安全問題放在首位，以對(duì)人民群眾高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度做好采礦安全工作。

1 我國現(xiàn)階段常用的采礦技術(shù)

1.1 穿爆技術(shù)

我國露天礦目前主要采用潛鉆和牙輪鉆鉆鑿炮孔進(jìn)行爆破。應(yīng)用擠壓爆破、微差爆破、孔內(nèi)微差爆破、大爆區(qū)微差爆破等技術(shù)，解決了難爆礦巖的破碎塊度問題和爆破減振問題。

1.2 高臺(tái)階采礦

隨著露天開采設(shè)備大型化，國外一些礦山研究并采用高臺(tái)階開采工藝。我國對(duì)高臺(tái)階開采技術(shù)的研究起步較晚，采用高臺(tái)階開采的露天礦不多，臺(tái)階高度最大也只有14～15m。近幾年來我國大型露天鐵礦裝備水平有了很大提高，采用10m3以上的大型挖掘設(shè)備逐漸增多，為高臺(tái)階開采新工藝的實(shí)施提供了有利的技術(shù)保證。

1.3 間斷-連續(xù)開采

這種采礦工藝是在工作面用電鏟裝載礦石，經(jīng)汽車運(yùn)輸和破碎機(jī)破碎后，用膠帶運(yùn)輸機(jī)將礦石運(yùn)出采場(chǎng)。這種工藝有利于發(fā)揮汽車和膠帶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，適合于深凹露天礦開采。

1.4 露天轉(zhuǎn)地下開采和露天-地下聯(lián)合開采技術(shù)

隨著一批露天礦開采結(jié)束，相繼轉(zhuǎn)人地下開采或露天-地下聯(lián)合開采，露天轉(zhuǎn)地下開采或露天-地下聯(lián)合開采技術(shù)已落后于生產(chǎn)實(shí)際。露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)研究牽涉多方面的技術(shù)問題，尤其是存在露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡問題、隔離層的開采問題和露天轉(zhuǎn)地下開采或露天-地下聯(lián)合開采的巖石力學(xué)問題。在未來幾年，露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)將獲得突破。

1.5 無廢開采技術(shù)

所謂無廢害采礦，就是最大限度地減少廢料的產(chǎn)出、排放，提高資源綜合利用率，減輕或杜絕礦產(chǎn)資源開發(fā)的負(fù)面影響的工藝技術(shù)。采礦無廢料工藝技術(shù)在前蘇聯(lián)、德國、加拿大、美國等國家均得以應(yīng)用。例如前蘇聯(lián)亞美尼亞黃金生產(chǎn)聯(lián)合公司在井下硐室中建設(shè)選礦站，原礦直接運(yùn)到井下選礦站的礦倉貯存候選，選礦廠的尾礦經(jīng)脫水和借助化學(xué)材料混合后直接用管道輸送到采空區(qū)充填，一步驟礦房的充填體為膠結(jié)充填，二步驟礦房的充填料不固結(jié)。節(jié)約了大量的礦石運(yùn)輸費(fèi)用和尾礦返回到井下采空區(qū)的充填費(fèi)用，凈化了地表的環(huán)境。

2 選擇采礦方法需考慮的主要因素

2.1 采礦技術(shù)條件

環(huán)境條件：如地表是否允許塌陷，若允許可以選擇崩落法，若不允許可以選擇空?qǐng)龇ɑ虺涮畈傻V方法；技術(shù)設(shè)備和材料供應(yīng)情況：開采技術(shù)設(shè)備條件和材料供應(yīng)情況必然直接制約采礦方法的各個(gè)過程，影響采礦工藝過程的實(shí)施和采礦設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此開采設(shè)計(jì)中必須根據(jù)實(shí)際的技術(shù)裝備條件和材料供應(yīng)情況做出合理可行的開采設(shè)計(jì)方案；技術(shù)管理水平條件：現(xiàn)有的技術(shù)管理水平對(duì)能否達(dá)到采礦方法所規(guī)定目標(biāo)關(guān)系極大。如對(duì)于中小型礦山、地方礦山應(yīng)力求采用技術(shù)簡單、管理方便的采礦方法。

2.2 充填體含水率

充填體的主要成份是粗骨料，其含水率、級(jí)配等指標(biāo)的變化，對(duì)充填體質(zhì)量的影響也是非常明顯的，根據(jù)多年觀測(cè)，雨季粗骨料的含水率為10%～14%，其它季節(jié)粗骨料的含水率為7%～8%。通過研究發(fā)現(xiàn)，充填體的水份主要來自以下幾個(gè)方面：骨料自身的含水、制漿前為保證攪拌罐液位加入的水、為達(dá)到制漿濃度的水、砂石井井壁滲水、耙道頂板涌水。選擇采礦方法時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整料場(chǎng)和電鏟的吃料深淺，將制漿多余的水通過加管路閥放出；對(duì)砂石井井壁的涌水要通過注漿封閉、襯井、開鑿環(huán)行繞道瀉水幾種方式解決；耙道的水集中的通過接水盒接，不集中的分別進(jìn)行堵和硫。總體來講，要將含水率控制在5%～7%，以保證充填料的和易性，降低水泥單耗，保證充填體質(zhì)量。

2.3 礦體的外在環(huán)境條件

礦體外在環(huán)境條件主要是指礦體與周圍圍巖的接觸情況、圍巖的穩(wěn)定性狀態(tài)以及埋藏深度。礦體埋藏深度與礦體賦存條件的關(guān)系很大，一般情況下，隨著埋藏深度的增加，礦體和圍巖會(huì)變得越來越破碎，穩(wěn)定性越來越差。加上深部地應(yīng)力增加，溫度升高，通風(fēng)和工作面條件的惡化，這些都對(duì)深部開采設(shè)計(jì)的地壓控制、通風(fēng)降溫等方面提出特殊要求。

2.4 整體指標(biāo)的優(yōu)化

指標(biāo)優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下5 個(gè)方面：1）礦塊生產(chǎn)能力大大提高，基本上滿足供礦要求；2）生產(chǎn)工藝比較簡單；3）采場(chǎng)通風(fēng)條件好；4）出礦人員不需進(jìn)入采場(chǎng)，作業(yè)安全可靠；5）礦石損失貧化比較小。

3 國內(nèi)采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 高效集約化采礦技術(shù)的開發(fā)

煤礦開采的最大特點(diǎn)是地下作業(yè)，在采礦技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，涉及到較多的項(xiàng)目、內(nèi)容與環(huán)節(jié)。隨著各種新型采礦機(jī)械與設(shè)備的應(yīng)用，開發(fā)高效集約化采礦技術(shù)已經(jīng)成為必然發(fā)展趨勢(shì)，這樣不但可以減少人力作業(yè)，而且提高了生產(chǎn)的效率與安全性。開采方法的改進(jìn)。在采礦技術(shù)的發(fā)展中，煤炭開采方法的合理、科學(xué)選擇是極為重要的。在煤礦開采中，應(yīng)以安全、經(jīng)濟(jì)、高回采率作為開采方法改進(jìn)的基本原則，根據(jù)不同煤層的地質(zhì)條件與周邊環(huán)境，采取最為適宜的開采方法，這對(duì)于提高采礦技術(shù)的應(yīng)用效果具有重要的意義。

3.2 環(huán)保型采礦技術(shù)的開發(fā)。

在煤炭行業(yè)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也帶了較大的環(huán)境污染與生態(tài)破壞問題，所以，在今后的采礦技術(shù)研究中，必須注重環(huán)保性采礦技術(shù)的開發(fā)，利用現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)環(huán)境保護(hù)相關(guān)的法律、法規(guī)，對(duì)于現(xiàn)階段使用的采礦技術(shù)進(jìn)行有效的改進(jìn)。

3.3 發(fā)展數(shù)字化、智能化礦山

我們不得不承認(rèn)信息技術(shù)為采礦工藝技術(shù)帶來的革命性的突破，其在采礦工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度、系統(tǒng)監(jiān)控及災(zāi)害預(yù)報(bào)等方面的應(yīng)用潛力還有待深度的挖掘，得到長足發(fā)展。數(shù)字化礦山是對(duì)于整個(gè)礦山整體的數(shù)字化再現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，以礦山各個(gè)應(yīng)用技術(shù)軟件為工具，以高效、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為手段，最終實(shí)現(xiàn)高度信息化、自動(dòng)化、高效率，以至實(shí)現(xiàn)無人采礦和智能采礦。礦山高速信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了采礦現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)工序的實(shí)際采集數(shù)據(jù)并實(shí)施監(jiān)控，使各種采礦工序融為一體，對(duì)于各工作環(huán)境可以做出靈敏的反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)可靠和準(zhǔn)確的智能化實(shí)時(shí)管理。這是一項(xiàng)涉及許多技術(shù)領(lǐng)域和組織生產(chǎn)部門的復(fù)雜而龐大的工程。雖然這項(xiàng)工程還有點(diǎn)遙遠(yuǎn)，但那是只要我們肯實(shí)踐、肯鉆研，抓住機(jī)遇，迎難而上，就可以有步驟、有計(jì)劃地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化礦山的開采和建設(shè)，從而使得我國的采礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為一條真正的可持續(xù)發(fā)展道路，采礦信息技術(shù)也將是國內(nèi)外金屬礦山的共同發(fā)展方向。

4 結(jié)語

通過對(duì)我國采礦工業(yè)的研究與探討，有利于激發(fā)我國采礦技術(shù)的研發(fā)和提高，從而使我國采礦技術(shù)名列世界采礦技術(shù)前沿，從而推動(dòng)我國采礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。

［1］黃禮富.當(dāng)代采礦技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及未來采礦技術(shù)的探討[J].金屬礦山，2007.

［2］賀媛.淺談我國金屬礦山采礦技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].科技信息，2012.