關于井下采礦技術和井下采礦的發展趨勢研究

楊茂春

摘 要：本文分析了我國礦產資源的現狀，闡述了井下采礦技術的主要特點及目前使用的集中主要的采礦技術，最后提出了井下采礦業未來的發展趨勢，旨在利用先進的采礦技術，提高資源的利用率，促進我國采礦行業的可持續發展。

關鍵詞：井下采礦技術;井下采礦技術的發展趨勢

一、我國礦產資源現狀及井下采礦技術的特點

（一）我國礦產資源現狀

我國的礦產資源豐富，儲量大，種類繁多，但由于技術水平及人口因素的影響，礦產資源開發利用中存在諸多的問題。我國是世界上主要的資源消耗大國。工業及生活實踐中礦產資源的需求量大，隨著市場需求的不斷膨脹，礦產資源開采行業的技術水平不斷的提升。隨著資源短缺及現代社會環境問題的不斷惡化，節能理念及環保理念逐漸發展起來，現代人們在強調滿足自身發展需求的基礎上，開始注重資源的節約與環境的保護，礦物開采行業資源開采的技術不斷的提高，有效的減輕了資源開發利用環節造成的環境污染問題，改善了礦產資源短缺的現狀。為規范礦產資源的合理利用，相關資源開發保護法等逐漸的出臺，法律法規的規范下人們的環保意識不斷的增強，我國礦產資源開發利用呈現出可持續發展的趨勢。

（二）井下采礦技術的特點

1.技術類型具有多樣性

我國地域廣闊，礦產資源豐富，隨著技術的不斷革新，礦產資源采掘的技術發展較快，在采礦業發展的過程中，肆意索取及過分開采的方式造成了嚴重的資源、能源短缺問題，破壞了生態平衡，引起了環境問題。現代采礦技術的完善使得礦產企業建立了自身完善的礦產生產鏈，傳統企業有單純的采礦實現了發展綜合業務的轉變，井下開采包括多方面的內容，開采技術的多樣化發展降低了采掘企業的局限性，提高了資源的利用率。井下開采中的長壁開采技術是一項較為完善的技術，該向項技術操作簡便，被廣泛的應用于煤炭資源的井下開采，有效的提高了開采效率，提高了施工作業的安全性。目前，我國金屬礦的開采一般也采用長壁開采的技術。

2.技術更新具有快速化的特征，井下作業復雜多變

井下采礦作業與露天采礦相比具有更高的復雜性，危險系數較高，存在諸多的安全隱患，對作業人員的安全防護意識要求更高。井下采礦技術的施工內容廣泛，施工企業的人力、物力及資金投入較大。在具體的施工環節，相關人員必須進行全面的安全檢查，對井下機器設備等運行狀態等進行確定，避免設備故障引發的井下坍塌及保障事故發生，降低施工單位的經濟損失，保證作業人員生命安全。隨著現代技術的不斷進步及人們安全意識的提高，井下開采技術更新換代的速度逐漸的加快，采礦企業技術的更新是采礦業滿足現代市場發展需求的重要措施，提高了采礦企業的競爭力。

二、井下采礦技術及井下采礦的發展趨勢

（一）主要的井下采礦技術

1.井下充填采礦技術

在井下采礦作業中，井下充填采礦技術利用砂、水泥等填充材料對采空去進行全部或部分填充，有效的降低了 井下坍塌事故的發生幾率。該技術是井下采礦中最常見的一種技術，發源于英國，隨著現代技術的不斷進步，填充材料在性能及技術等方面不斷的完善，傳統的填充技術實現了不斷的優化。膠結材料的使用量不斷的降低，該技術具有高尾砂及高濃度的發展趨勢。

井下膠結充填技術具有不脫水、不濃縮的優勢，改善了井下作業的環境，降低了采礦企業的作業成本，保證了安全施工，同時降低了作業環節對周圍環境的影響。泵壓輸送的填充技術、全尾砂高濃度自流輸送技術、膏體泵送的填充技術及粗粒級水砂充填技術等井下充填采礦技術不斷的發展，促進了采礦事業的機械化、大型化發展。充填采礦法技術分類如圖1所示。

2.井下深部開采技術

現代社會對礦產資源的需求不斷的增加，隨著我國礦產儲量的不斷減少，深部開采技術在保證資源開采量方面發揮了重要的作用，深井開采的環境危險系數更高，開采環節對技術設備及操作要求更高，我國的深部開采技術處于初步發展的階段，礦層壓力、沖擊力的控制及瓦斯等危險氣體的管理等是深井開采應重點解決的難題，深井圍巖監測應對井下的地質條件及地理環境變化等進項詳細的檢測，制定科學合理的應急方案，保證開采作業的安全開展。

3.深井采礦的“三下”技術

深井巖層極不穩定，“三下”技術是實現深井安全開采的技術保障，作業人員應率先對井上的建筑、水土、環境及深井巖層狀況等進行全面的檢查，為防止地表坍塌應及時的填補深井巖層中的空缺處，最好周圍建筑物的加固工作，考慮開采環節對周圍水體的影響，采取相應的措施降低開采對周圍區域水質的破壞，避免水資源的流失與污染，將礦產資源開采帶來的負面影響降至最低。

4.井下起爆系統及支護技術分析

為保證井下開采作業的安全順利開展，作業人員在施工中應采取必要的井下支護技術，避免井下坍塌事故的發生。我國的井下支護技術發展較為成熟，其中，錨桿析架支護技術作為一種新型的支護工藝，其安全性較高，在井下作業中發揮著重要的作用。深井作業中全新起爆系統的使用，減少了井下安全事故發生的幾率，保障了開礦企業的利益。

（二）井下采礦的發展趨勢

目前，我國井下采礦技術的整體水平不斷的提高，建立起了完善的采礦技術理念體系，隨著創新理念及新技術、設備的不斷引用，我國采礦事業朝著可持續發展的目標不斷的前進。

1.井下采礦設備的發展趨勢

隨著技術的不斷進步，未來采礦設備在性能及功能上不斷的提升，我國采礦工程機械設備呈現數字化、智能化、精密化及生態化的發展趨勢，井下采礦的安全性及效率將不斷的提高。隨著環保理念的不斷深化，采礦機械設備的可持續性發展特征逐漸明顯，采礦作業對環境及生態的影響會越來越小。在采礦作業中，現代鉆進機械設備的大型化特征明顯，現代井下資源開采的規模化發展要求機械設備也實現規模化，同時，井下作業的爆破穿孔設備應實現高效化發展。通過微機自動控制技術及采礦設備的不斷完善，深井采礦可實現大型鏟運機與微機控制技術的有效結合，促進采礦行業的快速發展。

2.井下采礦技術的發展趨勢

現代井下采礦工藝朝著綠色化、低碳化就高科技化的特征不斷的發展，隨著開采技術的不斷發展，技術流程及規范也更加的成熟，面對當今資源短缺問題的凸顯，綠色化、高科技化的開采技術有效的提高了資源開采率。我國深海礦井開采處于初級階段，深海礦井開采是未來我國金屬礦產開采的重點技術，是實現礦產采集、海底礦物運輸的關鍵技術，相關技術人員在深海礦物的提升、采礦船的定位及礦物的輸送控制等方面進行研究，積極建設完善的深海礦產開采系統。現代礦產事業強調高效化、可持續化的發展，井下采礦技術應以礦產事業的發展目標及現代高科技的發展為依據，在不斷的探索中實現自動化、智能化的發展。

三、總結

綜上所述，井下采礦工程危險系數高，存在諸多的不穩定因素，井下充填開采及深井開采技術的不斷完善，是現代科技不斷進步的重要體現。隨著可持續發展理念的不斷深化，未來井下采礦的發展呈現書智能化、自動化、環保化及可持續化的趨勢，采礦技術的進步是實現采礦企業可持續發展的基礎，提高了礦產資源的開采率。

參考文獻：

[1]王亞龍.當代采礦技術發展趨勢及未來采礦技術探討[J].中國高新技術企業，2015，09：165-166.

[2]周劍.試論井下采礦技術的發展趨勢[J].能源與節能，2015，07：17-18.