我國采礦工程學科發展現狀及其深層次發展問題的探討

張德朝

（山東魯泰控股集團有限公司鹿洼煤礦，山東 濟寧 272350）

在采礦的過程中，需要從地殼中將礦產資源進行大規模的提取，這就造成了地殼結構的變化，從而導致礦井周圍的圍巖發生變形的現象，影響礦區周圍生態環境、地下水、地面建筑、支護結構等。因此，在采礦的過程中，盡可能地使用自動化、半自動化、智能化的開采方式，提高礦產的質量、加快采礦的速度、減少礦產資源的浪費，同時減少采礦災害的發生。而隨著我國采礦工程學科的發展，各種采礦設備也愈加的先進。綜合機械化采礦設備、安全管理信息系統的出現，也大大地提升了采礦的效率，以及增加了采礦作業的安全性。在采礦工程學科的發展與應用中，有效地將采礦風險因素進行預控，并切斷了事故發生的因果關系，使采礦工程更具安全性、有效性、科學性、系統性、合理性。但是隨著開采越來越深部化、環境復雜化，使事故的發生概率依舊頻繁，這也就需要采礦工程學科進行更深層次的探究，以面對采礦工程學科發展的新挑戰。

1 我國采礦工程學科發展現狀[1]

采礦工程學科是為了適應我國礦場行業的發展，滿足我國生產對礦產的需求而衍生的一門新學科。采礦工程學科主要是研究采礦工程系統，加快我國采礦速度與質量，增加采礦工藝安全性的一門科學性較強的學科，它對我國采礦業的發展有著實質性的作用與意義。但是因為采礦工程的內容復雜、工作量大、涉及面廣泛，就需要借助采礦系統工程來協調與完善采礦工作。隨著我國采礦工程學科近些年來對采礦技術的探索與實踐，使采礦系統工程在采礦中得到了廣泛地應用，并取得了較好的效果。并使我國的各項采礦技術、理論、機械設備都逐漸地趨于完善。盡管在計算機的使用以及自動化程度上還是比不上西方礦業發達的國家，還處于發展的過程中。但部分采礦技術已經達到世界領先地位。

1.1 綜合機械化開采技術的突破性進展

隨著我國采礦工程學科的發展，我國成功地制造出世界上最高的液壓支架，同時也將其實際的應用到我國的采礦行業中。在使用的過程中，最大機采高度達到8m，并達到了400m的綜合工作面長度。我國煤礦開采業在它的作用的下，突破年產量1500萬噸，是歐美等發達國家的1.5～2倍，并且在綜合機械化開采技術的應用下，使我國的百萬噸降低到1%以下。在綜合機械化開采技術的應用下，使我國的礦產質量、產量、效益、安全等方面都居于世界礦業發展水平的領先地位。

1.2 綜放開采技術裝備體系的日趨完善

大同塔山煤礦在采礦工程學科的技術、理念的影響與實踐下，開發了3.5m～5m的機采高度，它可以開采14m～20m的特厚煤層大采高綜放開采技術。并且將其與3000t/h的運輸機進行結合使用，使其年產量達到1000萬噸以上。在新型運輸機和放頂煤高端自移支架的結合應用下，使工作面長度達到300m，使礦產量1500萬噸目標，予以實現。這項技術仍然趨于世界的領先地位[2]。

1.3 綜合充填開采技術日趨成熟與完善

隨著我國綜合充填開采技術的日趨成熟與完善，將采礦業的綠色生產變成了可能。在淮煤集團的矸石條帶充填護巷綜放開采、煤與瓦斯共采成套技術的應用下，有效地降低了瓦斯爆炸、沖擊地壓、煤與瓦斯突出、頂板事故的威脅。而冀中能源集團的控制地表沉陷、地下水害等災害的理論、成套技術裝備及充填材料的研究和實踐方面，取得了國際領先的創新成果，并在全國礦區得到了推廣應用。

1.4 首創無煤柱自成巷開采工藝

我國首創的無煤柱自成巷開采工藝，提升了煤礦開采業的最大采值。并且在采礦系統工程技術與理論的支持下，神華、陜煤等集團創造出采用“100、NOO工法”斷頂留巷技術，實現了無煤柱開采技術的重大突破。隨著其在煤礦開采過程的使用中，有效地解決了資源損失、浪費、回采巷道變形的實質性問題。而在龍煤集團的采礦工程學科的實踐中，使我國采礦工藝的腳步向海洋開采邁進，并實現了海下2000M的三軟煤層綜放開采成套技術的突破，使我國海下采煤技術走在了世界領先的地位。

2 我國采礦工程學科的深層次發展思考

2.1 向規模性發展

隨著我國采礦工程學科的發展，各種先進的新型采礦工藝、采礦技術、采礦機械都還是實驗的階段，并沒有正式的投入使用。還有部分從國外所引進的先進技術與機械設備，還沒有與我國的采礦工程相匹配，使還不能更好的應用到我國的礦產資源開采中。但是隨著對這些技術、工藝、機械設備的實踐與使用，我國的采礦系統工程也必然會向規模性發展[3]。我國新時期的采礦工程學科的發展，只有立足于我國采礦系統工程的現狀，并結合采礦工程學科的知識，充分地考慮到我國的國情發展，從多角度出發，加強采礦系統工程的規模性，才能促進我國采礦業的可持續性發展。

2.2 向技術性發展

因為采礦工程是一項內容復雜、工作量大、涉及面廣泛的綜合型系統學科。因此，它的發展就離不開各種信息技術的支持，這也就促使我國的采礦工程向技術性發展。隨著信息化時代的到來，人們越來越意識到信息技術帶給人們生產、生活的重要性。并且隨著信息技術在采礦的廣泛應用，也極大地推動了我多采礦工程的發展。在我國當下的采礦工程中，三維模型構建、數學動畫、定位監控、實時監測、地質勘探等技術已經得到了充分的應用。而在我國采礦工程科學地發展中，需要以我國信息技術發展與采礦實情結合為方向，不斷地加強對信息技術的應用、研究、實踐，使其向技術性發展，從而促進我國采礦業的發展[4]。例如，將采礦工程學科與信息技術、各學科知識進行結合使用，在采礦工程系統中應用地質勘查技術、地質學知識、數字信息處理技術、定位技術相結合。在礦山生產監測中應用多媒體成象技術、多媒體監測技術、成套檢測儀器相結合，構建具有我國特色的采礦生產監測系統，使采礦向技術性發展。在信息技術的使用中增加采礦工作人員的生命安全，保證礦產資源的開采速度與質量。

2.3 向多層次性發展

因為采礦工程本身具有的復雜性，所以就要求采礦工程系統的發展必須適應與符合我國采礦工程的發展需求，要求其向多層次性發展。在進行采礦工程的設計過程中，需要考慮眾多因素，并且在設計結構中會具有很多的環節與層次，這些環節與層次又是緊緊相扣、緊密相連的。所以在進行設計的過程中一定要充分地考慮各項環節與層次，讓其層層相扣、層層合理，未開采的質量、速度、安全性奠定基礎[5]。但是因為開采中所遇到的實際情況，要對設計方案進行修改與設計，這也就造成了時間與資源的浪費。因此，采礦工程學科向多層次性發展也成了必然的趨勢。而隨著采礦行業對信息技術的廣泛應用，并對采礦業帶來了巨大好處的同時，我們也要充分的挖掘各種信息技術的功能，使其在采礦工程的設計環節中也能發揮出優秀的作用。例如，將物探方法與信息技術相結合，形成新的采礦技術手段，使采礦工程系統向多層次性發展。一旦一種綜合性、高技術水平的采礦工程系統被投入使用，那么會為我國采礦工程的發展帶來質的飛躍，使我國的采礦技術穩居世界先進水平，在滿足我國對礦產資源生產需求的過程中，也減少了礦產資源的浪費，為我國的可持續性發展奠定了良好的基礎。

2.4 向實用化發展

采礦工程學科的發展，其實最主要的就是向實用化發展，因為提升我國礦場的開采量，才是采礦工程學科的存在目的。所以在采礦工程學科的發展中，首先要對我國的采礦業發展進行實際的了解，構建適合我國采礦行業發展到理論、技術。并且要加強采礦工程系統的優化設計，使采礦工程系統更接近現實，實現采礦的全面發展。對礦區采用實用化的優化設計，可可以開拓市場前景，有利于礦區的發展，使其占據更多的市場份額，增加其自身過的競爭力。同時運用各種信息技術實現采礦技術上的實用化，可以使采礦工藝從傳統的方式轉變的更具先進性，使其更符合時代的需求。例如，在CAD技術的應用下，實現人機相互作用，人機的決策性也得到了優化，實現了采礦作業的自動化發展[6]。

3 結束語

隨著我國信息技術的不斷發展，采礦工程也會隨之向技術性發展，不斷的促進采礦業的進步與發展。而加強新信息技術的應用，使采礦工程向人工智能的方向發展，可以快速的推動我國采礦業的發展，使采礦業登上一個全新的臺階。