井下采礦技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：近年來，我國井下采礦技術(shù)得到了快速發(fā)展，大量新技術(shù)、新設(shè)備被廣泛應(yīng)用到采礦工作中，對(duì)提高開采效率、開采質(zhì)量起到了很大的促進(jìn)作用。本文主要探討當(dāng)前井下采礦現(xiàn)狀與問題，對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，希望能為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：井下采礦；技術(shù)；發(fā)展

井下采礦技術(shù)是影響井下安全的重要因素，必須引起高度的重視，做好采礦技術(shù)的更新與完善，提升井下采礦工作的安全性，并且還能夠有效的提高生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。因此，做好井下采礦技術(shù)的研究對(duì)保證采礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展意義重大。

一、井下礦產(chǎn)資源開發(fā)的現(xiàn)狀和問題

（一）井下采礦技術(shù)的顯著特點(diǎn)

井下采礦技術(shù)的更新與發(fā)展有利于提高我國礦產(chǎn)資源有效開發(fā)率，促進(jìn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)應(yīng)用，對(duì)我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用。目前我國井下采礦技術(shù)主要有以下顯著特點(diǎn)：

1、井下采礦技術(shù)復(fù)雜

井下采礦技術(shù)比露天采礦技術(shù)更為復(fù)雜。因而，其工作效率和安全性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于露天采礦技術(shù)。為了確保井下開采的安全性，提高井下采礦技術(shù)水平，需要投入大量人力、財(cái)力、物力進(jìn)行井下采礦技術(shù)的研究與開發(fā)，不斷提高和完善復(fù)雜的井下采礦技術(shù)。

2、井下采礦技術(shù)更新快

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈。采礦企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中謀求生存和發(fā)展，必須投入足夠的資金，大量引進(jìn)現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)備和人才。同時(shí)，把先進(jìn)的科技融入井下采礦技術(shù)的研發(fā)過程中，促進(jìn)井下采礦技術(shù)的更新與發(fā)展，從而提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3、井下采礦技術(shù)種類豐富

目前，我國井下采礦技術(shù)種類較多。如：放頂煤技術(shù)、傾斜分層采煤技術(shù)、傾斜長壁采煤技術(shù)、炮采技術(shù)、普采技術(shù)、綜合采技術(shù)等。這就要求我們?cè)诰虏傻V時(shí)充分結(jié)合礦產(chǎn)種類、礦產(chǎn)數(shù)量、地質(zhì)環(huán)境等因素，選擇最佳的井下采礦技術(shù)。

（二）井下采礦的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)水平日益提高，井下采礦技術(shù)也取得了快速發(fā)展。由于地質(zhì)環(huán)境、礦物屬性等因素影響，開采技術(shù)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(shù)有以下幾種：

1、放頂煤技術(shù)

放頂煤技術(shù)廣泛適用于傾斜角相對(duì)比較小的采煤作業(yè)面。該技術(shù)要求作業(yè)面支護(hù)體系和圍巖均具有較強(qiáng)的堅(jiān)固性。放頂煤技術(shù)的應(yīng)用有利于節(jié)約采礦相關(guān)成本，提高采礦工作效率。

2、傾斜分層采煤技術(shù)

傾斜分層采煤技術(shù)廣泛適用于地下煤層走向復(fù)雜的采礦工程中。該技術(shù)可以結(jié)合煤層周邊相關(guān)地質(zhì)狀況和煤層傾斜度，選擇最佳方案進(jìn)行采煤作業(yè)，從而提高工作效率，確保工程安全、順利的進(jìn)行。

3、炮采

炮采技術(shù)歷史悠久，是一種相當(dāng)成熟的地下采礦技術(shù)。它主要應(yīng)用于走向相對(duì)單一的長壁采煤作業(yè)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(yùn)出去。目前，炮采技術(shù)運(yùn)煤環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和現(xiàn)代化。

4、普采

普采技術(shù)也是單一長壁采煤作業(yè)面的常用技術(shù)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(shí)把煤塊成功裝入運(yùn)煤相關(guān)工具中。因而，普采與炮采相比，機(jī)械化程度與工作效率均有顯著提高。

5、綜采技術(shù)

綜采技術(shù)是目前我國最為先進(jìn)的井下采礦技術(shù)。其開采效率和機(jī)械化程度均高于其他井下采礦技術(shù)，在我國井下采礦領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的重要作用。

6、傾斜長壁采煤技術(shù)

傾斜長壁采煤技術(shù)主要應(yīng)用于采礦區(qū)周邊地下水位比較高的井下采礦工作中。該技術(shù)可以有效防止周邊地下水流入礦區(qū)，促進(jìn)采礦作業(yè)順利開展。另外，在相同的采煤作業(yè)面和地質(zhì)條件下，傾斜長壁采煤技術(shù)比傾斜分層采煤技術(shù)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(diǎn)：第一，生產(chǎn)效率相對(duì)低下。第二，采礦質(zhì)量不高。第三，生產(chǎn)成本較高。第四，安全性能低，安全事故頻發(fā)。第五，機(jī)械化水平有待提高。

三、目前我國井下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）深部開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也日益增大，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源總量不斷減少，對(duì)井下開采技術(shù)的要求也逐漸變高。在這種情況下，井下深部開采技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。井下深部開采技術(shù)技既能滿足人們對(duì)開采技術(shù)的要求，還能大大提高井下開采的效率，有利于采礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的全面提升和我國采礦行業(yè)的成功轉(zhuǎn)型與健康發(fā)展。與發(fā)達(dá)國家相比，我國井下深部開采技術(shù)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(fù)雜性和多變性，在具體應(yīng)用該過程中還存在一些問題。如：礦井壓力增大、煤巖破壞程度高、瓦斯壓力增大、礦井溫度升高等。這就要求采礦企業(yè)高度重視深部開采技術(shù)的研究、發(fā)展與應(yīng)用，從而提高井下開采的效率和質(zhì)量，進(jìn)而提升采礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）充填技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)的井下采礦充填技術(shù)有碎石水泥漿膠結(jié)技術(shù)、干式充填技術(shù)、尾砂膠結(jié)技術(shù)等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)充填技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)井下充填技術(shù)日益增高的要求，更為先進(jìn)的充填技術(shù)相繼出現(xiàn)。比如，膏體泵送充填技術(shù)、泵壓輸送充填技術(shù)、高水全尾砂速凝固膠結(jié)充填技術(shù)等。這些先進(jìn)充填技術(shù)的成功應(yīng)用有效減少采礦相關(guān)膠結(jié)材料的損耗，顯著節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時(shí)，在一定程度上改善了井下采礦工作環(huán)境，有利于提高井下采礦的效率，為采礦企業(yè)帶來更多經(jīng)濟(jì)利益。

（三）海洋采礦相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

海洋開采技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：第一，深海軟管輸送技術(shù)。第二，深海礦產(chǎn)采集技術(shù)。第三，深海礦物制備和裝載技術(shù)。第四，礦物傳輸技術(shù)。第五，深海輸配電技術(shù)。第六，礦物輸送監(jiān)控技術(shù)等。因此，采礦企業(yè)必須高度重視以上技術(shù)的開發(fā)與研究，不斷提高和發(fā)展海洋采礦技術(shù)，促進(jìn)海洋采礦工作高效、安全的進(jìn)行。

（四）生產(chǎn)技術(shù)的機(jī)械化發(fā)展趨勢(shì)

全面提高井下采礦的機(jī)械化水平是目前我國井下采礦技術(shù)發(fā)展的又一重要趨勢(shì)。因此，井下采礦相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化和發(fā)展不同礦井相關(guān)開采技術(shù)，依據(jù)具體情況，采取與之相適應(yīng)的開采工藝、技術(shù)和設(shè)備，全面提高我國我國采礦行業(yè)的機(jī)械化水平。比如，硬頂版控制技術(shù)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(jìn)行。

（五）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(yè)應(yīng)定會(huì)朝著高效、綠色、環(huán)保、低碳的方向發(fā)展。井下采礦工藝綠色化有助于提高采礦技術(shù)含量，規(guī)范采礦工作流程。煤與瓦斯共采技術(shù)和煤炭地下氣化技術(shù)是目前綠色采礦工藝的杰出代表。煤與瓦斯共采技術(shù)能夠?qū)ν咚购兔禾窟M(jìn)行同步開展。它充分利用巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特征，對(duì)煤層進(jìn)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(shù)主要利用熱化反應(yīng)將地下的煤炭原位轉(zhuǎn)化成可以燃燒的氣體。上述綠色采礦技術(shù)的廣泛應(yīng)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(yè)的安全性。

四、結(jié)束語

綜上所述，井下采礦技術(shù)對(duì)提高井下采礦的效率和質(zhì)量、確保下采礦安全、提升采礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)采礦行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。這就要求相關(guān)工作者認(rèn)清目前我國井下礦產(chǎn)資源開發(fā)的現(xiàn)狀和問題，了解目前我國井下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合工程具體情況，選擇最佳井下采礦技術(shù)，促進(jìn)井下采礦工作的順利進(jìn)行。

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