探討礦井井下開采技術存在問題及優化措施

摘 要：我國礦產資源豐富，礦井開采時間相對較長，礦井井下開采技術也日趨成熟。但是由于礦井下開采的環境相對惡劣，在開采過程中由于開采技術不當，很容易出現礦井自燃、瓦斯爆炸等問題，不僅會影響開采技術，還會給開采人員帶來生命威脅。因此優化開采技術尤為重要。本文主要基于現有的工作經驗，從礦井開采技術的概述出發，簡述礦井開采技術存在的問題，并提出優化措施，以期為其他學者的研究提供新的視角。

關鍵詞：礦井;井下開采技術;問題;措施

0 引言

礦產是不可再生資源，但是隨著社會經濟的發展，對礦產資源的需求度越來越大，對礦產資源開采質量的要求也越來越高。雖然我國的礦井開采設備和開采技術逐漸成熟，但是在實際開采過程中由于涉及到的開采程序比較復雜，對開采技術要求比較高，再加上礦井開采的地質構造比較復雜，在不同的地質構造下要采用不同的開采技術，一個小的細節出現問題，就會導致整個開采工作的失敗。比如，在開采過程中沒有控制到開采環境的熱量，就很容易引發瓦斯事故。所以要想提高開采質量，就必須要明確開采技術存在的問題，然后再尋求解決對策。

1 礦井下開采技術概述

1.1 井下采礦機械化技術

隨著井下開采技術的日趨成熟，當前我國礦井下開采不再完全依托于人力開采，而是引入先進的采礦機械化技術，目前我國的開采技術主要有淺埋深、高產高效采礦成套技術等。技術相對成熟，在開采過程中能夠保證安全開采。但是在應用采礦機械化技術時，受到外部環境和人為操作的影響，對開采環境的破壞度較大，容易引發安全事故。

1.2 地下氣化技術

地下氣化技術是礦井下開采中比較常用的技術，其主要是通過控制礦井燃燒過程中所產生的熱化學作用，進而實現對整個燃燒過程進行有效控制，最終實現礦井地下氣化。地下氣化技術從國外引進的礦井井下開采技術，其投資成本比較低，操作相對簡單，并且對地質構造的要求比較低。很多地質構造比較差、礦井品質比較低的地方都可以運用地下氣化技術。一方面是該技術能夠大幅度的提高礦井開采效率，另一方面由于開采成本比較低，能夠有效的提高礦井開采企業的利潤空間。

1.3 深礦井開采技術

首先，開采人員在應用深礦井開采技術時，不僅要考慮到地質環境，同時還要考慮礦井的壓強、承載力、通風、降溫等問題。通風降溫對礦井開采尤為重要，通過增加礦井內部的風量，能夠降低礦井內的溫度，能夠有效的避免瓦斯爆炸事故。其次，瓦斯爆炸事故相對常見，深層礦井中的瓦斯含量又比較多，所以在開采過程中開采人員還會向礦井內注入一定的水分，采掘內部解放層，讓瓦斯的濃度保持在安全、可控的范圍內。但是當前我國深礦井開采技術并不是很成熟，因此要想在復雜的礦井開采環境下保證開采質量，就必須要深入探究開采技術，解決當前礦井下開采技術存在的不足。

2 礦井下開采技術存在的問題

2.1 瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸是礦井井下開采比較常見的開采事故，其破壞范圍較大，爆炸本身還會引起礦井坍塌，威脅開采人員的生命安全。瓦斯是存于礦井之中，尤其是在褶皺的地構造中，存留的瓦斯量比較大，瓦斯的濃度也相對較高，瓦斯與礦是共生的，所以在開采過程中很容易觸碰到出現瓦斯泄露問題。瓦斯遇到明火會發生爆炸，同時瓦斯泄露到空氣中也也會產生溫室效應，破壞周邊的生態環境。

2.2 礦井自燃事故

在礦井井下開采過程中會出現礦井自燃問題。首先，礦井自燃就是在開采過程中礦井會氧化放熱，如果熱量不能及時排除，導致礦井開采環境中的熱量堆積，達到礦井的燃點，最終就會導致礦井自燃。

3 礦井井下開采技術優化措施

3.1 選用合適的開采技術

不同的開采技術針對不同的礦井井下開采情況，所以要根據地質構造、開采難度等諸多因素選擇合適的開采技術。首先，選擇易操作、低成本的巖石控制技術。巖石控制技術主要是針對礦井井下開采過程中出現的頂板破碎或者頂板堅硬的開采情況。通過高壓注水、深孔預烈爆破處理或者化學技術也能夠解決頂板破碎和頂板堅硬的情況，但是對工藝要求較高，成本也比較高，因此在礦井開采過程中要采用易操作、低成本的巖石控制技術。其次，運用計算機模擬技術。計算機模擬技術主要是用于研究沖擊性礦壓所展現的機理。通過模擬可以提前了解現場情況以及存在的問題，進而能夠更好的優化沖擊性礦壓綜合防治措施。最后，合理頂板動態監測技術。通過頂板動態監測技術礦井開采人員能夠及時了解頂板情況，確保頂板的承載力，避免頂板出現傾斜、坍塌問題。

3.2 明確開采過程中的注意事項

礦井井下開采工作難度較大，雖然已經運用了現代開采技術保障開采人員的人身安全，但是井下工作相對復雜，不可控因素較多，因此在礦井井下開采過程中還需要重申注意事項。首先，要讓開采人員配置齊全的開采設備。在下井之前要佩戴自救設備，禁止穿化纖衣服。同時要帶好照明裝置、安全帽，工具袋。工具袋中要包括鉆、鋸條等采礦工具。其次，要嚴格遵守開采規范。在下井開采前要進行安全培訓工作，比如，在井下行走時，要按照順序排隊行走，不能嬉戲打鬧。在路過斜井時，要遵循“行車不行人”的原則。同時在通過風門時，要關閉風門，如果井下有兩個風門，關閉一個即可。最后，要讓每一個開采人員都明確逃生路線，一旦發生礦井事故后要有序逃生。如果在井下工作遇到問題，要聯系機組人員，不可擅自行動。

3.3 做好地熱控制工作

做好地熱控制工作主要是為了避免發生瓦斯爆炸問題。首先，礦井井下的環境是多變的，且不可控的，在礦井開采過程中地熱也會隨著開采工作的不斷推進溫度逐漸升高，因此簡單的通風已經無法控制溫度，還需要做好安裝空調輔助降溫。其次，當前礦井開采企業主要安裝分散式空調和集中式空調。集中式空調一般安裝在地面或者井底車場，其占地面積小，給工作人員能夠提供充足的活動空間。分散式空調主要安裝在工作區，與集中式空調相比，分散式空調雖然成本低、安裝步驟比較簡單，但是制冷效果相對較差，并且從長期使用情況來看，分散式空調的運行成本會更高。因此現階段很多礦井開采企業都采用集中式空調。最后，隨著控制地熱的技術日益成熟，礦井開采企業不僅借助空調進行制冷，還運用了隔絕熱源、優化通風系統等技術，有效的控制礦井溫度。控制好礦井內溫度不僅能夠給開采人員提供相對舒適的工作環境，同時還能夠有效的避免瓦斯爆炸問題。

3.4 優化巷道布置

首先，在巷道布置過程中要做好通風工作，提高巷道的通風性能。其次，在巷道布置時要選擇合適的掘進位置，選擇合適的掘進工具，盡可能的減少巷道布置的工程量。最后，在巷道布置過程中要將現代礦井開采技術與綜合掘進技術相結合，提高巷道布置的質量。巷道布置是礦井井下開采比較常見的工作，良好的巷道布置不僅能夠提高礦井開采效率，還能夠保證礦井開采的安全性。

4 結束語

雖然我國礦井井下開采技術日趨成熟，但是礦井開采環境日益復雜，并且深層開采的比例逐漸上升，所以對礦井開采技術提出了更高的要求。為了保證礦井開采質量，降低礦井井下的事故率，礦井開采企業可以從選擇合適的開采技術、重申開采注意事項、做好地熱控制工作以及優化巷道布置者四個部分出發，優化升級現有的開采技術，提升礦井開采的品質。

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作者簡介：

胡鑫鑫（1990- ），籍貫：山西文水，學歷：大學本科，職稱：采礦助理工程師，研究方向：煤礦井下巷道工程。