現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用初探

蔣繼山

摘 要 經濟的快速發展推動了采礦業的發展，也給采礦企業帶來了更多的挑戰，不僅要求采礦企業能夠創新采礦技術，提高采礦效率，還要求采礦企業在開采過程中能夠遵循生態環保原則。而現代化采礦工藝技術的應用，能夠借助信息技術優勢，實現采礦企業生產現代化，滿足社會可持續發展要求。基于此，本文對現代化采礦工藝技術在采礦工程中的具體應用進行了探討，并對現代化采礦工藝技術的發展趨勢進行了簡要的分析。

關鍵詞 采礦工藝技術 采礦工程 空場采礦技術 充填采礦技術 自然崩落采礦技術

中圖分類號：TD861 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）03-0013-03

礦產資源在人們生產和生活中的重要性不言而喻，其需求量也越來越大，而由于采礦工程的特殊性，其危險性、污染性更高。因此，面對礦產資源需求量的大幅度增加，采礦企業應積極創新現代化采礦工藝技術，一方面提高采礦企業的開采效率，另一方面提高采礦過程的安全性，再一方面提高采礦工程的生態環保性。[1]

1 采礦工程中應用現代化采礦工藝技術的必要性

1.1 有利于提高礦產資源的開采效率

基于礦產資源的不可再生性，在采礦作業過程中，對找礦要求較高，并且在開采過程中需要具備較高的精確性，才能避免對礦產資源的破壞，減少對礦產資源的浪費。現代采礦工藝技術的應用，能夠結合信息技術、通信技術、智能化技術，充分了解礦產資源的分布情況，并對開采路線進行精密勘測，以確保開采作業的精確性，提高礦產資源的開采效率，解決采礦企業成本增加難題，最終提高采礦企業的經濟效益、社會效益和生態效益。

1.2 有利于提高礦產資源的開采安全性

由于大部分開采作業需要在地下進行，其危險系數較大，傳統開采工藝技術無法及時預測井下情況，存在著很大的安全隱患，極易發生坍塌、滲水、爆炸等安全事故。[2]而現代化采礦工藝技術的應用，能夠利用其自動化、智能化特性，運用現代采礦設備，實現采礦作業的高效安全開采。

1.3 有利于提高礦產資源開采的環保性

采礦企業作為重點污染源，在現今社會步入了發展困境。采礦企業必須深入改革，不斷更新生產模式，創新采礦工藝技術，減少污染危害，才能在激烈的競爭中脫穎而出，推動采礦企業的進一步發展。現代化采礦工藝技術的應用，提高了采礦設備的智能化和自動化水平，其環保性更強，能夠降低對周邊環境的影響，從而實現礦產企業的生態環保生產。

2 影響現代化采礦技術應用效果的主要因素

2.1 不同的開采技術條件對現代化采礦技術的影響

由于我國礦產資源種類繁多，并且我國的礦產資源分布具有區域性特點，不同區域之間在氣候方面、地質環境方面、水文方面等存在著明顯的差異性。因此，對現代化采礦工藝技術的要求也不盡相同。采礦企業在開展地下作業之前，必須對采礦區域的開采技術條件進行勘測，對其地下水類型、地表水、地下水的變化情況、地質災害孕育情況等進行動態監測，需要依據監測結果以及開采區域的礦產資源類型來選擇使用哪種現代化采礦技術。

2.2 作業人員的專業素質對現代化采礦技術的影響

無論哪種采礦技術，都需要由專業技術人員來操作，對于現代化采礦技術來說，其自動化、信息化、智能化程度更高，要求采礦作業人員不僅能夠熟練掌握各種現代化采礦技術的應用方法，還要能夠根據開采環境來選擇最適合的開采技術。如果采礦作業人員對現代化采礦技術的應用能力較差，將會直接影響采礦作業的順利進行，降低采礦效率，同時還會增加采礦作業的安全隱患。[3]因此，采礦企業應加強對采礦作業人員專業技能的培訓，不斷提升其對新技術的掌握能力和運用能力，進而提高現代采礦企業的生產效率。

2.3 礦物分布情況對現代化采礦技術的影響

礦物分布情況對于現代化采礦技術的選擇有著重要的影響，如果選用了不合適的采礦技術，不僅會增加采礦作業成本，還會破壞礦石的原有價值和礦山環境。因此，在進行礦石開采之前，要對礦山礦物的分布情況進行詳細的勘察，看其分布情況是否均勻，礦體賦存深度如何，再根據實際情況來選擇具體的現代化采礦技術。[4]例如，礦物在礦體中分布比較均勻時，可以選用空場采礦技術和崩落技術開展作業。

3 現代化采礦工藝技術在采礦工程中的具體應用

現階段，采礦工程中常用的現代化采礦工藝技術主要有空場采礦技術、充填采礦技術、崩落采礦技術等，每一種采礦工藝技術都有著其優劣勢，應根據礦山實際情況，選擇最佳采礦工藝技術。

3.1 空場采礦技術

空場采礦技術主要依靠其周圍巖石和圍巖的自身支撐力，來確保回采過程的穩固性和安全性。而在采用空場采礦技術時，采空區作業需要重點關注。在采礦作業過程中，如果遇到采空區，開采人員極有可能落入采空區內，引起安全事故。再加上采空區具有隱蔽性、分布無規律等特性，開采作業人員無法及時預測其存在位置以及范圍，進而引發坍塌、冒落等現象，危及作業人員的生命安全。尤其是對于地下轉露天開采的采礦工程來說，其影響性更大，如果地下開采所殘留的巷道等沒有及時進行處理，將會帶來嚴重的安全隱患。因此，在采用空場采礦作業時應首先利用高密度電法等技術，來對采空區的分布范圍、冒落情況等進行科學探測，根據實際情況對其周邊圍巖和礦石進行穩固，確保空場采礦作業的安全性。[5]空場采礦技術根據開采方法不同，可以分為留礦采礦、房柱采礦、全面采礦、分段采礦、階段礦房采礦等技術，每種采礦技術的應用條件不同（如表1），需根據礦山實際情況來選擇。

3.2 充填采礦技術

顧名思義，充填采礦技術即用充填料的方式來對采空區進行充填，以達到支護采空區的目的。采用充填采礦技術，能夠有效控制采礦作業過程中由于劇烈作業所引起的巷道坍塌等現象，進而實現采礦工程的綠色生態開采。然而，充填采礦技術所耗費的成本較高，大多數礦山工程在開采過程中并沒有選擇它，而是直接選擇其它采礦工藝技術以節約成本。隨著時代的不斷發展，充填采礦技術的優勢逐漸突顯出來，相關企業開始不斷創新充填材料，一方面降低充填材料成本，另一方面提高充填材料質量，例如全尾砂膏體充填，抗壓程度高，成本較傳統充填料低，使采空區處理效果更加高效。[6]

3.3 自然崩落采礦技術

自然崩落采礦技術在我國的應用時間較短，但效果較為顯著。隨著科學技術的快速發展，自然崩落采礦技術的應用得到了很大的提高，有效提高了礦山開采的安全性和高效性，并能夠實現礦山的大規模連續出礦。需要注意的是，在采用自然崩落采礦技術時，需要對礦巖體狀況、崩落地表等進行詳細勘察，在其滿足自然崩落技術的應用條件后才可使用。目前，隨著智慧化礦山建設的推進，自然崩落采礦技術的應用范圍也更加廣泛，能夠結合數字化信息系統，實現自然崩落采礦技術的可視化、智能化發展。

3.4 溶浸采礦技術

溶浸采礦技術是主要利用礦石特性，通過化學反應來進行開采的一種現代化采礦工藝技術，其對地層結構破壞性小，符合社會可持續發展要求。在應用溶浸采礦技術時，需要注意的是對礦山地質情況的勘測和溶浸液的選擇，首先，利用3S勘測技術對礦山地質情況進行詳細勘測，查明礦山資源類型，并對主要礦山資源成分進行測試，為溶浸采礦技術的應用做好基礎測試。其次，根據礦山資源主要成分，選擇合適的溶浸液，將其注入礦層中，使其與之發生化學反應，從固態轉化為液態，進而達到礦產資源開采目的。

3.5 整體加固采礦技術

在礦山開采過程中，由于受多種因素的影響，礦區巖體穩定性存在著不確定性，給開采工作的進行帶來了安全問題。整體加固采礦技術的應用，則能夠有效解決這一問題，通過錨桿、錨索等支護設施，對穩固性差的巖層進行加固處理，以提高圍巖的自身支撐力，有效維護開采空間的穩定性。[7]例如，在巷道支護中，可以采用噴射混凝土支護技術，根據巷道圍巖的穩定程度，選擇噴錨網聯合支護方式，利用遙控混凝土噴射機對巷道進行混凝土加固，提高巷道巖層的支護效果。

4 現代化采礦工藝技術的發展趨勢

4.1 現代化采礦工藝技術的自動化、智能化發展

隨著采礦工程規模的擴大以及信息化技術的廣泛應用，在采礦工藝技術方面，也逐漸向著自動化、智能化方向發展。目前，部分采礦工程已經實現了現代化采礦工藝技術與信息化技術的結合，將大型開采機械設備和智能遙控系統應用到開采作業當中，例如連續開采、機械化開采等技術的應用，通過礦山信息化管理系統，實現了礦山開采的高度自動化和智能化，而隨著5G等通信技術的廣泛使用，采礦工藝技術的數字化和智能化程度將會更高，逐漸實現遠程操控、協同作業、智能巡檢等多種功能，不僅提高了其生產效率，還極大地提升了其安全性。[8]

4.2 現代化采礦工藝技術的綠色環保發展

隨著人們生態環保意識的不斷提高，在未來的發展過程中，現代化采礦工藝技術將會向著更加綠色環保的方向發展，在礦山開采過程中充分利用現代信息技術手段，對礦山周邊區域進行實地勘測，制定最佳采選方案，采用科學合理的采選方法，同時對采礦工藝進行創新，并對其可行性進行反復論證，結合礦山廢石廢水資源化利用技術、廢棄礦山修復技術、金屬礦物回收技術等的應用，達到資源利用最大化、節能減排等目的，最大限度地減少對礦山周邊生態環境的破壞。例如，無廢開采技術的研究。無廢開采技術是實現現代化采礦生態環保的重要手段，能夠最大限度地減少廢料的產生，提高資源的使用效率。因此，在未來的發展過程中，無廢開采技術將成為采礦企業的主要研究對象。

4.3 現代化采礦工藝技術的精密化發展

隨著礦山開采的推進，礦產資源不斷減少，采礦深度也越來越深，給開采工作帶來了新的挑戰，無論是支護、通風還是地表壓力、巖層溫度，都成為了地下開采所面臨的難題，深井、深海開采技術研究也成為我國礦山行業未來發展的主要技術之一，有利于提升我國礦產行業的國際競爭力。而深井、深海開采技術的應用，必然會用到更為微型、精密的開采設備，才能在不破壞地層結構的前提下進行開采作業。因此，在未來的發展過程中，采礦工藝技術將會朝著更加微型、更加精密的方向發展。[9]

5 結語

綜上所述，無論是時代發展要求，還是采礦企業發展需求，對現代化采礦工藝技術的應用都很有必要。采礦企業應充分認識到現代化采礦工藝技術應用的重要性，熟練把握每種現代化采礦工藝技術的優劣勢，結合礦山具體情況和現代信息技術方式，選擇最佳開采工藝技術，來提高開采作業的高效性和安全性，推動采礦企業的持續健康發展。

參考文獻：

[1] 陳志永，劉寧.現代化采礦工藝技術在采礦工程中的運用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2021（05）：59-60.

[2] 鄭強英.關于現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用初探[J].當代化工研究，2021（09）：156-157.

[3] 鄭永勝.現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探究[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（12）：240-241.

[4] 仲張川.關于現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探討[J].冶金管理，2020（11）：13，15.

[5] 王新雙.關于采礦作業中采礦工藝技術應用問題的探討[J].當代化工研究，2020（06）：136-137.

[6] 王大川，周密林.采礦中充填采礦技術的應用及存在的問題[J].當代化工研究，2020（19）：46-47.

[7] 趙士磊，鹿聯合，苗紅杰.現代化工藝技術在采礦工程中的應用分析[J].技術與市場，2019，26（07）：140，142.

[8] 田文，孫建軍，格桑頓珠.現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探索[J].世界有色金屬，2019（03）：44-45.

[9] 田利紅.現代化工藝技術在采礦工程中的運用[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（20）：221-222.

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