淺談壓力對(duì)礦石采集的影響

摘 要：礦山壓力對(duì)礦石采集有著較大的影響，及時(shí)觀測(cè)處理好壓力的問題可以避免塌方造成大規(guī)模的山體崩塌，引起人員傷亡。本文通過對(duì)礦石采集的關(guān)鍵技術(shù)與壓力對(duì)礦石采集的影響分析，為礦山安全開采指明了方向。

關(guān)鍵詞：壓力；礦石采集；安全開采

1 礦石采集的關(guān)鍵技術(shù)

礦石的采集是一個(gè)復(fù)雜的理論和技術(shù)問題，涉及巖石斷層形狀氣藏保存開采條件和巖石力學(xué)的工程地質(zhì)。針對(duì)這些困難，需要將理論研究與實(shí)際結(jié)合，進(jìn)行礦石采集設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)研究。采礦技術(shù)可以分為兩種常見的挖掘類型：地表采礦和地下采礦。

今天，表面開采更為常見，目標(biāo)分為兩大類材料：沉積物，由河砂礫中含有的有價(jià)值礦物、沙灘砂和其他未固結(jié)材料組成，其中有價(jià)值的礦物存在于靜止礦區(qū)中，分層或通常分布在整塊實(shí)際巖石中的礦物顆粒中。通過表面和地下方法開采兩種類型的礦床，砂巖或礦石。大多數(shù)稀土元素和鈾采礦，是通過原位浸出這種技術(shù)，既不在地表也不在地下。通過這種技術(shù)提取目標(biāo)礦物質(zhì)，需要它們是可溶的，例如溶解在水中的鉀堿、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉。

1.1 表面開采

地表開采地表開采是通過去除地表植被、泥土以及必要時(shí)的基巖層以達(dá)到埋藏的礦床而完成的。地表開采技術(shù)包括：露天采礦、帶材開采，其包括剝離表層以露出下方的礦石。山頂開采，通常與煤礦開采相關(guān)，其涉及到將山頂取出以深入到達(dá)礦石沉積物。大多數(shù)沉積物，由于其淺埋的性質(zhì)，通過表面方法開采，填埋場(chǎng)開采涉及填埋場(chǎng)被挖掘和加工的場(chǎng)所。

1.2 地下開采

地下采礦用于在地下礦中運(yùn)輸，地下采礦包括挖掘隧道到達(dá)埋藏礦床。用于處理的礦石和用于處理的廢石通過隧道和井被帶到地面。地下采礦可以根據(jù)所使用的進(jìn)出井的類型、提取方法或用于到達(dá)礦床的技術(shù)來分類。漂移開采利用水平進(jìn)入隧道，邊坡開采利用對(duì)角傾斜的進(jìn)入井，豎井開采利用垂直進(jìn)入井。在硬和軟巖層中開采需要不同的技術(shù)，其他方法包括收縮采礦、向上采礦形成傾斜的地下室、長(zhǎng)壁開采研磨地下的長(zhǎng)礦石表面以及支柱開采從房間移除礦石，同時(shí)留下柱支撐在適當(dāng)位置屋頂?shù)姆块g。支柱開采通常導(dǎo)致采礦撤退，其中隨著礦工撤退支撐柱被移除，允許陷入從而松散更多的礦石。地下采礦方法還包括硬巖開采，其是硬巖材料的開采、鉆孔開采、漂移和填充開采、長(zhǎng)孔邊坡開采、亞級(jí)開采和塊狀開采。在海邊采礦中，煤層被由液壓推力傳遞機(jī)構(gòu)（PTM）推動(dòng)的連續(xù)采礦機(jī)穿透，防止開采煤在運(yùn)輸過程中被巖石碎屑污染。使用諸如煤巖界面檢測(cè)傳感器（CID）的視頻成像和伽馬射線傳感器或其它地理雷達(dá)系統(tǒng)，操作者可以向前看到縫隙 巖石界面的投影并指導(dǎo)礦工的進(jìn)度。

2 礦石開采的機(jī)械設(shè)備

重型機(jī)械在采礦中用于勘探和開發(fā)場(chǎng)地、去除和堆積覆蓋層、打破和去除各種硬度和韌性的巖石，處理礦石并在礦山關(guān)閉后進(jìn)行回收工程。推土機(jī)、鉆機(jī)、炸藥和卡車都是挖掘土地所必需的。在放置開采的情況下，將未固結(jié)的礫石或沖積礦送入由漏斗和搖動(dòng)篩或轉(zhuǎn)篩機(jī)組成的機(jī)器中，所述搖篩或轉(zhuǎn)篩機(jī)從廢礫石中釋放所需的礦物質(zhì)，然后使用閘門或夾具濃縮礦物質(zhì)。升加工廠利用大型破碎機(jī)、研磨機(jī)、反應(yīng)器、焙燒爐和其他設(shè)備來固結(jié)富含礦物質(zhì)的材料并從礦石中提取所需的化合物和金屬。

3 壓力對(duì)礦石采集的影響

從巖體的整體性來看，人類在沒有開采礦體之前，巖體處于一個(gè)平衡狀態(tài)；但在人類開采礦體后，在地面下層形成了一定的地下空間，這個(gè)空間直接破壞了巖體的原始應(yīng)力，而巖體在保持自身穩(wěn)定性的過程中，需要重新分布巖體應(yīng)力，直到巖體內(nèi)形成新的平衡為止。大型鉆頭用于下沉軸，挖掘停止點(diǎn)并獲取樣品進(jìn)行分析。電車用于運(yùn)輸?shù)V工、礦物和廢料。然后與之前巖體應(yīng)力不同的是，在后期應(yīng)力分布的過程中，會(huì)對(duì)周圍的巖石產(chǎn)生變形、移動(dòng)、破壞，從而對(duì)采礦的工作面、巷道及周圍的巖石產(chǎn)生壓力，而所謂的礦山壓力，就是指人們?cè)陂_采過程中引起的巖移運(yùn)動(dòng)對(duì)支架周圍巖石產(chǎn)生的作用力。降機(jī)使礦工進(jìn)出礦山并將巖石和礦石以及地下礦山的機(jī)械進(jìn)出。巨大的卡車、鏟子和起重機(jī)被用于地表采礦以移動(dòng)大量的上覆巖層和礦石。在我國近幾年的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)中，發(fā)生了大量的塌方事件，事故原因在于工作人員沒有對(duì)礦山壓力進(jìn)行及時(shí)的觀測(cè)與處理，導(dǎo)致施工人員在后續(xù)作業(yè)中，破壞了巖體的應(yīng)力平衡引發(fā)了安全事故。巖體的破壞將會(huì)對(duì)整個(gè)礦山的安全性、可持續(xù)性發(fā)展造成嚴(yán)重的威脅。在影響礦山企業(yè)正常生產(chǎn)的同時(shí)，還對(duì)礦工的生命安全造成了嚴(yán)重的威脅。由此可見，在礦山資源日常生產(chǎn)中，開展礦山壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，對(duì)礦山生產(chǎn)安全與預(yù)防采礦事故的發(fā)生有著極其重要的作用。

4 總結(jié)與展望

礦山開采的環(huán)境特別危險(xiǎn)，如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和收集各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息，如何掌握礦工的位置和環(huán)境，這是礦山企業(yè)的一個(gè)難題，需要科學(xué)有效地解決。現(xiàn)代礦山開采憑借著現(xiàn)代的自動(dòng)控制理論與管理手段，在礦山故障處理、設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)、礦山建設(shè)成本降低等方面都有著較為客觀的發(fā)展，這其中綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。礦山壓力的監(jiān)測(cè)是其順利建設(shè)和正常運(yùn)作的一項(xiàng)極為關(guān)鍵的組成部分，在確保且提升總體礦山機(jī)械的運(yùn)作效果與工作效能方面，具備極為重要的推動(dòng)作用。通過開展礦山機(jī)械的自動(dòng)化建設(shè)，同步加強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)、故障排除技術(shù)，分析用戶的需求與先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用成果，將礦山開采水平提升，最后滿足總體平臺(tái)的智能化與自動(dòng)控制等效果。采用現(xiàn)代化設(shè)備確認(rèn)礦工的位置和監(jiān)測(cè)地下礦山的壓力，這將提高監(jiān)測(cè)生產(chǎn)安全水平，減少礦區(qū)事故。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃慶享，劉文崗，田銀素.近淺埋煤層大采高礦壓顯現(xiàn)規(guī)律實(shí)測(cè)研究[J].礦山壓力與頂板管理，2003，03.

[2] 胡炳南，馬永亮.基于避免采動(dòng)損害的高效開采設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].煤礦開采，2003，03.

[3] 李俊斌，施祖龍，馮正堯.4.0m左右煤層大采高傾斜長(zhǎng)壁綜采高產(chǎn)高效技術(shù)[J].煤礦開采，2004，01.

[4] 彭學(xué)東.大采高工作面頂板冒落性分析與預(yù)防[J].煤礦開采，2004，01.

作者簡(jiǎn)介：劉少鵬（1985-），男，漢族，陜西寶雞人，大專。