井下采礦技術(shù)和井下采礦的發(fā)展形勢

王沖 馬寧 曹立濤

1.遼寧省鐵法能源公司大隆礦 遼寧調(diào)兵山 112700

2.遼寧省鐵法能源公司曉明礦 遼寧調(diào)兵山 112700

3.遼寧省鐵法能源公司大隆礦 遼寧調(diào)兵山 112700

1 井下采礦技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 技術(shù)種類多

井下采礦技術(shù)有多種類型，在應(yīng)用過程中必須將實(shí)際環(huán)境與技術(shù)應(yīng)用范圍相結(jié)合。常用的井下采礦技術(shù)是長壁采礦技術(shù)，其應(yīng)用范圍廣，但也存在一些缺點(diǎn)：不適合金屬礦產(chǎn)資源的開采。井下采礦技術(shù)很多，只有根據(jù)礦產(chǎn)資源的實(shí)際情況選擇合適的開采工藝，才能保證采礦質(zhì)量。

1.2 工藝技術(shù)復(fù)雜

與露天開采技術(shù)相比，其安全性和生產(chǎn)效率存在較大差異。井下采礦技術(shù)的應(yīng)用通常需要更多的投資來保證采礦的安全，且由于場地的限制，其工作效率低于露天開采。因此，企業(yè)必須在井下采礦技術(shù)應(yīng)用前做好充分的準(zhǔn)備，在保證安全的前提下，通過改進(jìn)技術(shù)、加強(qiáng)科學(xué)管理等手段提高井下采礦的安全性和效率。

1.3 井下采礦的復(fù)雜性和技術(shù)更新的快速

井下采礦工程施工復(fù)雜性高，安全性一般較低，容易產(chǎn)生安全隱患。井下采礦技術(shù)的應(yīng)用涉及到施工內(nèi)容的多個方面，在施工過程中需要投入更多的人力、物力和財力，以保證井下施工人員的安全。同時，在施工前，工作人員需進(jìn)入井下礦井。因此，施工前必須做好各種安全工作的準(zhǔn)備，在保證人員安全的前提下確認(rèn)施工設(shè)備運(yùn)行良好與安全高效，這樣能有效避免因設(shè)備故障引起的火災(zāi)或坍塌等礦山事故的發(fā)生。

2 井下采礦技術(shù)應(yīng)用

2.1 井下填充技術(shù)

在井下采礦作業(yè)中，井下填充技術(shù)是重要內(nèi)容，尤其是近年來，井下填充技術(shù)更是在井下礦產(chǎn)開采作業(yè)中得到了重要應(yīng)用。目前，井下填充技術(shù)主要包括干式填充、碎石水泥漿膠結(jié)等技術(shù)。但是隨著市場環(huán)境的不斷發(fā)展，這些技術(shù)也有了一定的落后性，在具體的礦產(chǎn)開采作業(yè)中，應(yīng)加大對現(xiàn)代材料的整合應(yīng)用，以此優(yōu)化井下采礦技術(shù)環(huán)境，保障人員、設(shè)備與礦產(chǎn)資源安全[1]。

2.2 深井開采技術(shù)

合理應(yīng)用深井開采技術(shù)，可有效促進(jìn)礦產(chǎn)開采深度增加，提高礦產(chǎn)開采量。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與露天采礦作業(yè)相比，井下采礦需要面臨壓力、溫度、濕度等各項條件的復(fù)雜變化，不可控因素較多，開采難度也更大。為有效克服各項外在條件限制，消除環(huán)境對礦產(chǎn)開采過程、開采結(jié)果的影響，礦產(chǎn)開采人員可將HEMS技術(shù)合理應(yīng)用于深井開采作業(yè)中，以此保障人員設(shè)備安全，提高礦產(chǎn)開采質(zhì)量與開采效率。所謂的HEMS技術(shù)指的是一種降溫?fù)Q熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效控制深井開采中的熱害，在實(shí)際開采過程中，利用該系統(tǒng)提取礦井涌水中的冷量，并促進(jìn)冷量與礦產(chǎn)開采面上的高溫空氣進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到深井降溫的目的，為礦產(chǎn)開采作業(yè)創(chuàng)造出一個有利的溫度條件。

2.3 三下技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用過程中，施工人員需根據(jù)深井巖層、深井土質(zhì)等實(shí)際環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計制定完善的礦采開采方案，同時針對深井巖層中存在的空缺，利用填補(bǔ)法將其填平，防止在開采過程中出現(xiàn)塌陷事故。為保障工程安全，需組織礦產(chǎn)開采人員對深井巖層表面進(jìn)行加固與重建，以保證井上建筑物的安全性與穩(wěn)定性。另外，在進(jìn)行井下采礦作業(yè)時，地下水、巖層結(jié)構(gòu)等都會影響采礦作業(yè)的安全性，因此在進(jìn)行礦產(chǎn)開采時需對開采作業(yè)面一定范圍內(nèi)的水體進(jìn)行處理，避免的開采過程中造成水體流失問題[2]。

2.4 井下支護(hù)技術(shù)

就礦產(chǎn)資源井下開采作業(yè)而言，支護(hù)工程是不可少的。因?yàn)榫颅h(huán)境復(fù)雜、不可控因素多，同時巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，所以施工人員需合理應(yīng)用井下支護(hù)技術(shù)保障礦產(chǎn)開采的安全性。而為保障技術(shù)應(yīng)用效果，在應(yīng)用井下支護(hù)技術(shù)時，施工人員首先需通過全面的地質(zhì)勘查，掌握開采區(qū)域及周邊環(huán)境的水文地質(zhì)情況，在此基礎(chǔ)上合理選擇支護(hù)技術(shù)開展井下支護(hù)施工。在井下礦產(chǎn)開采作業(yè)中，常用的井下支護(hù)技術(shù)為錨桿桁架，該項技術(shù)中包含了兩個漲殼式錨桿與鋼桿，安全性較高且適用范圍較廣。

3 井下采礦發(fā)展趨勢

3.1 向著大型化創(chuàng)新

以礦山設(shè)備為例，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)注重礦山設(shè)備的創(chuàng)新，推動礦山設(shè)備向大型化發(fā)展創(chuàng)新，只有這樣才能滿足實(shí)際工作的需要，促進(jìn)井下資源開發(fā)的規(guī)模化發(fā)展，使其更加規(guī)范和完善。因此，在新的發(fā)展時代背景下，鉆井機(jī)械設(shè)備應(yīng)滿足規(guī)?；囊?，而鑿巖機(jī)更應(yīng)從液壓等方面入手創(chuàng)新。了解井下采礦工作狀況可知，設(shè)備的工作效率和速度直接影響到整個采礦工作，所以工作人員可將現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于施工中[3]。以激光側(cè)位為例，在計算機(jī)自動控制技術(shù)的指導(dǎo)下，能有效處理車廂的粘著物，使車輛連續(xù)裝卸，以達(dá)到預(yù)期的工作目標(biāo)。

3.2 向著智能化創(chuàng)新

隨著智能技術(shù)的飛速發(fā)展，井下定位技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)和井下工作面信息智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合。采礦調(diào)度系統(tǒng)與主流技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)共同加強(qiáng)，使整個井下采礦工作向無人化方向轉(zhuǎn)變。此外，要積極借鑒國外發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，充分利用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、實(shí)時處理監(jiān)測技術(shù)和地下通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下工作面各機(jī)械設(shè)備的無人駕駛操作。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段井下采礦工作操作起來依舊非常繁瑣，且難度系數(shù)很高，因此為了更好應(yīng)對多變的市場環(huán)境，滿足行業(yè)發(fā)展要求，企業(yè)要控制資源開采工作，持續(xù)優(yōu)化資源開采效率和質(zhì)量，避免資源減少對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，井下采礦工作也在持續(xù)優(yōu)化，此時只有保障井下采礦工作的有效性，控制安全事故的出現(xiàn)，才能為礦業(yè)持續(xù)發(fā)展提供有效依據(jù)。