基于大數據背景的井下采礦技術發展趨勢探究

曲展鵬++張碩

摘 要：隨著現代科技的發展和互聯網技術的進步，再加上計算機和互聯網信息數據量的提升，為傳統采礦技術的發展帶來了新的機遇。從大數據背景下礦產資源開采的現狀和其中存在的問題入手，闡述了當下井下采礦技術的特點及其未來的發展趨勢，進而為井下礦產資源開采工藝的革新提供一定的參考依據和技術支撐。

關鍵詞：大數據；采礦工藝技術；綠色生態發展；井下礦產資源

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.143

隨著物聯網、現代信息處理技術的崛起，以多源傳感器、數據實時傳輸和處理分析為特征的技術手段為傳統工業生產、礦山開采等提供了革命性的變革和創新的時代主線。作為大數據背景下的礦山企業，在資源開采中，應堅持生態綠色發展理念，從開采手段、設備升級到工藝技術方面，都要力爭低碳、綠色開采，減小對周邊環境的影響，并針對前期存在或引發的環境問題，利用現代技術手段予以科學治理。同時，還要引入數據挖掘理念，分析和預測不同地質條件下礦產資源開采的結構優化、質量提升等內容，以促進采礦行業的健康、綠色、可持續發展。

1 大數據時代背景

以物聯網、云計算為主要依托，利用多源數據分析手段，探究對象中所隱含的變化規律和發展趨勢，這對優化傳統產業結構、提升產業發展內涵有非常重要的意義。而在大數據時代背景下，在信息獲取、傳輸、存儲處理的過程中表現出了數據量龐大、形式多樣化、處理速度快等特征。圖片、聲音、文本和視頻等多類型的數據表現方式為現代礦山資源開采技術的更新提供了數據與信息平臺基礎，同時，在其中融入云計算分析，能夠推動礦山資源信息數據庫匹配、龐雜的空間數據分析方式的創新和轉型升級，有助于礦產資源開采結構的優化。

2 井下開采的現狀與問題

從地質構造條件、礦物結構屬性等客觀要素來分析，不同環境與礦產類別開采的技術手段和工藝必然存在差異性，但從宏觀角度分析，其主要呈現以下特征。

2.1 井下采礦工藝相對復雜

相對于露天開采而言，因為地下水分布、地質構造環境有差異，所以，井下采礦比露天采礦的開采效率低，穩定性差。為了保障井下開采安全，礦產開采主體經常要革新井下開采工藝、優化作業手段，豐富與發展井下采礦技術。

2.2 井下采礦工藝方式多樣

以煤炭開采為例，當前，井下采礦工藝主要有放頂煤技術、傾斜分層采煤技術、傾斜長壁采煤技術、炮采技術、普采技術和綜合采技術等，技術種類多樣復雜。鑒于此，相關人員必須要利用現代數據采集與處理手段，客觀地分析礦產資源的類別及其所處的環境，選擇適宜的采掘工藝技術，并制訂科學的開采計劃和方案，以確保資源開采的經濟性、安全性和生態性。

2.3 技術手段更新快

隨著當前國家產業結構轉型和優化調整步伐的加快，傳統礦山開采企業之間的競爭越來越激烈。因此，要依托技術創新與管理創新來優化礦產開采環節，融入數字化技術，不斷加大對采礦技術的研發力度，提升自身的競爭力，促進傳統礦山開采工藝的變革和更新。

目前，我國井下采礦存在的主要問題有以下幾個：①生產效率相對低下；②采礦質量不高；③生產成本比較高；④安全性能低，安全事故頻發；⑤機械化水平有待提高。因此，基于大數據時代背景下，不斷研究、發展和更新井下采礦技術，促進采礦行業的健康可持續發展是目前相關工作者的首要任務。

由井下采礦的工藝水平、經濟成本和生態安全性分析可知，國內井下采礦行業普遍的問題是：勞動力與資本投入較高，礦產資源開采質量參差不齊，機械化作業水平相對比較低，生產安全事故率相對于國際平均水平較高。因此，基于大數據時代的背景，優化發展與更新井下采掘技術，提升礦產原開采行業的整體水平，有助于推動采礦行業的可持續發展。

3 大數據背景下井下采礦技術的發展趨勢

在大數據海量數據處理的背景下，傳統礦山開采信息的快速處理方式產生了新的變革，借助多源傳感器、數據傳輸網絡能夠有效管理和控制礦山開采中的實施環節，監督次生物質的排放，有助于井下采礦技術工作效率的提升，保障施工安全。

3.1 井下采礦充填技術變革

傳統井下開采的填充工藝是以干式填充、碎石混凝土砂漿膠結和尾砂膠結技術為主。在實際應用的過程中，或多或少的會存在環境次生問題。隨著現代采礦技術的發展，逐漸衍生出了膏體泵送充填、高水全尾砂速凝固膠結充填等新型采空區充填工藝，大大降低了膠結材料的消耗數量。同時，借助現代傳感器手段可以實時監管充填過程。

3.2 開采機械化設備日益提升

利用現代化數據獲取和處理分析手段，優化國內井下采礦行業的信息化程度，提升開采工藝水平，加大對技術設備的投入力度，比如采用硬頂板控制手段，結合采掘設備工藝，能夠在確保施工安全的前提下快速、高效地提升礦產開采的作業效率。

3.3 采礦工藝的綠色化進程

隨著我國對生態環境關注程度的加大和當前采礦工藝水平的逐步提升，我國的采礦行業逐步朝著高效、綠色、環保、低碳的方向發展。利用數據分析技術，在提升礦產資源建模監管的同時，可以輔助進行礦山開采的方案編制、可行性分析。這樣做，有助于降低采礦貧化率。另外，還要借助遙感、生化監測手段實時掌握對周邊環境的影響，不斷調整礦產開采手段和施工工藝。