試論井下采礦技術及井下采礦的發展趨勢

摘要：現如今，伴隨經濟全球化與現代人生活水平的提升，其對礦產資源的需求也在不斷增加，然而地球資源有限，人類需求無限，要想確保人類的長期生存與有序發展，科學開采并利用礦產資源就顯得很有必要了。文章從分析井下采礦技術入手，對其當前的應用與今后發展趨勢展開相應分析。

關鍵詞：井下采礦技術；發展趨勢；填充技術；礦產資源；煤礦開采 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD823 文章編號：1009-2374（2015）11-0158-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.078

從某種意義上來說，我國可謂是一個煤炭資源強國，全國多處儲存著豐富的煤炭資源，被看成是社會發展的基礎資源。而關于煤礦資源的開采，早在古代就已經開展，并于長期實踐中形成了眾多采礦技術。然而，因井下采礦本身就有著極為復雜的作業環境，大大加大了采礦的難度，基于此，目前我國雖已形成了一些比較完善的開采技術與工藝，但仍需在實際開采情況的基礎上，不斷對其技術進行革新完善，以確保井下作業的安全與有效。

1 井下采礦技術的特點

因井下采礦需面臨特殊作業環境，故不同作業中均有著各自所特有的開采技術。比如，長壁開采技術，雖然屬于一種適用性比較廣泛的技術類型，且有著較好的安全性，但其卻無法應用于金屬礦層開采作業，而更多地應用于煤炭資源開采中，效率更高，因金屬礦同煤炭礦層相比，其厚度、存儲量與分布的深度均有所不同，故可以說，該項技術其實也有著專項性的特征。

同時，井下開采作業在安全性方面也有著極高的要求，故實際開采中需投入大量的人力、財力與物力，以確保人員的安全。比如在進入礦井之前，采礦人員必須做好充足準備，并配套好相關防護設備，而后在正式作業之前，還需由相關人員進井對其各項施工設施進行檢查，以此來確保開采的有序進行，最大限度避免安全事故的發生。此外，同露天開采相比較，井下開采，其所涉及的因素更多，也更復雜，安全系數也更低，故為獲得有力的安全保障與高額經濟效益，必須對其開采技術進行不斷革新與完善，通過技術的不斷創新與人才的積極引進，來從整體上為企業占據有利市場地位奠定堅實的基礎。

2 井下采礦技術的應用與發展趨勢

2.1 井下填充技術

在井下開采作業中，先后出現并應用了“干式填充技術、分級尾砂膠結技術與砂石水泥膠結技術”等，然而伴隨時代的進步與發展，上述這些開采技術儼然已經無法迎合當前，乃至今后井下開采作業的發展規模與需求，基于此，眾多先進開采技術陸續出現，并被廣泛應用于實際開采作業中。比如“泵壓輸送充填采礦技術、膏體泵送充填技術”等充填井下采礦技術的出現與發展，就使得充填采礦法日漸成為今后采礦作業中最為多見且技術比較成熟的一種采礦技術。

從1970年英國研發出“高水固結重填井下采礦技術”以來，該技術就被廣泛應用于世界各角落，其研究者們紛紛對其展開更深入的研究，并取得了一定成果，然而，在該技術的價格與所用材料性能兩方面仍存在著一些爭議，從而為該技術的進一步普及發展造成一定影響。但是，現如今，緊隨時代腳步，傳統填充技術儼然已經朝著走向了高濃度與高尾砂，以此來最大限度減少膠結材料的投入使用，而這些，無論是在改善井下作業環境方面，還是在降低生產的成本方面，都發揮著極大的作用，特別是實現了對環境破壞與污染的最低化，并引領著填充技術朝著更加大型化與機械化的方向發展。同時，就膠結填充技術而言，其已從分級砂尾式填充方式發展成為了高濃度與全砂尾式且無需脫水與濃縮的填充開采技術，而就回采技術而言，也已經從提高分層高度轉變成了大孔落礦，并且實現了礦場在結構參數上的優化設計，基本實現了機械化開采，甚至是在一些比較大型的礦場中，更是對填充系統實施了升級處理，使之同現代化的計算機技術有機結合在一起，進而逐步實現由半自動動化朝著全自動化的進一步轉變發展。

2.2 深部開采技術

眾所周知，隨著人們對礦產資源需求的日益增加與開采力度的加大，資源儲量必將越來越少，而這時，深部開采技術的發展與應用，在滿足人們對礦產資源日益增長的需求上，還需為企業帶來更多經濟效益，進而推動我國礦產行業的進一步發展與轉型。然而，現階段，我國在深部開采技術方面，仍處在發展初期，加之該技術本身所具備的不確定性、復雜性與特殊性，更是使得實際開采過程中極易出現這樣或那些的問題。比如，在深井開采作業中，極易受到礦震或是地壓的強大沖擊，嚴重時甚至會出現爆炸等安全事故。面對如此形勢，在今后礦井開采發展中，必須加大對深部開采技術的大力重視與革新研究，以此來推動我國礦產行業的進一步發展，最終實現礦產企業的整體升級。

2.3 深海采礦技術

就深海采礦技術而言，其多在深海金屬礦開采中被廣泛應用，即將大量金屬資源自海底深部提取并運往海面，并實現對船舶動力的有效定位與各環境的動態監控，故該技術的應用核心就是形成一套滿足海底開采作業的智能化采礦設備與技術，以實現采礦作業的高效安全發展。現如今，深海采礦技術的發展與應用，為我國金屬礦業的發展奠定了有力的基礎，但是，在實際應用中，該技術仍存在一些缺陷，需要技術人員進一步更新突破。

3 井下采礦事業的發展趨勢

3.1 設備大型化

就井下采礦的設備而言，為迎合當前我國采礦行業中井下作業規模化的發展需求，今后采礦設備必將朝著更加大型化的方向發展。比如，目前在作業穿孔爆破中使用的設備，應該以逐步提升其工作效率為其發展目標，而鉆進機械設施應以逐步實現規模化為其發展目標等，因為只有這樣，才能在各設備的綜合利用基礎上迎合今后井下采礦作業對設備在自動化與高效化等方面的要求。

3.2 技術智能化

在采礦技術方面，伴隨現階段智能化技術的逐步發展，必須逐漸強化井下定位技術與自動化技術以及信息通訊技術與其的有機結合，從而通過實現調度優化技術、衛星定位技術與數據通訊技術同采礦調度系統間的有機聯合，來更好地推動井下采礦作業朝著無人化方向發展。

3.3 工藝綠色化

緊隨低碳化與綠色化采礦工作的發展與應用，今后我國井下采礦作業必將朝著更加高效、綠色與環保的方向發展，進而從整體上提升采礦技術水平，優化采礦工藝程序。比如，在今后的井下采礦作業中，在綜合應用煤炭地下氣化與煤瓦斯共采等技術的基礎上，最大限度減少采礦作業的貧化率水平，從整體上確保采礦作業的安全有效性。

4 結語

總而言之，井下開采作業，屬于一項極具系統性與復雜性的工程類型，在追求高產高效益的同時，還要求相關企業能夠具體結合開采區域地質結構與礦區的條件，來靈活選用相應的開采技術，同時秉著技術、效益與成本與設計優化配置的原則，引領開采技術朝著更加機械化、自動化與安全化的方向發展。

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作者簡介：劉建國（1972-），男，云南富源人，麒麟區煤炭工業局獨木煤管所工程師，研究方向：采礦工程。

（責任編輯：蔣建華）