矿山井下开采采矿方法分析

邓卫新 开滦（集团）有限责任公司荆各庄矿业分公司

1.井下采矿技术的特点

1.1 针对性强

不同的矿产资源自身的特性不同。因此,在进行开采工作时,需要因地制宜,采用与之相适合的开采技术和工艺,保障开采工作的质量。例如最为常见的井下长壁开采技术,它的使用范围一般在煤矿的开采中,并且具有非常好的开采效果。但如果在金属矿产的开采中,却并不能很好的使用。这与两者的结构构成及矿产的厚度都有很大关系。因此,在选择具体的开采技术时做好事前分析,确保开采技术的针对性。

1.2 创新发展

随着矿产资源在经济社会中发挥的作用越来越大,我国对井下采矿技术和工艺有了更多的研究,并取得了显著的成效。采矿单位要及时跟上时代发展步伐,把握市场导向,获取第一手的信息资料,不断更新换代采矿技术,引进先进的采矿设备和技术工艺,提高采矿的综合经济效益。

2.矿山开采存在的问题

2.1 优质矿源日益减少

由于我国矿业生产历史悠久,加之开采的规模大、范围广,国内大型优质富矿矿山基本被采尽。现在国内已经找不到资源丰富的大型矿山,剩下的只有数量多、品位低(铁矿原矿品位已经低于30%)、地理位置分散的小型金属矿产。矿山属于不可再生资源,因此优质矿源减少的趋势将一直持续下去。而矿业生产的难度也将随之增大,资金投入与技术投入亦水涨船高。

2.2 采矿技术落后

虽然近些年来,国有大型矿山企业初步实现了井下作业的自动化、连续化、机械化,但从总体上来看,我国采矿技术依然落后,仍然以劳动力密集型模式为主,集约化程度不高,经营粗放,与发达国家存在着巨大的差距。采矿技术落后,不仅造成了大量的资源、能源浪费,而且对矿山附近环境造成了较大的破坏与污染。

3.矿山常用井下开采方法

3.1 充填采矿

充填采矿,指的是在矿房中,随着回采工作面的推进,向采空区送入充填材料,以进行地压管理、控制围岩崩落、地表移动,并在充填体上方或下方进行回采。这种方法适用于开采围岩不稳定的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体;其优点是适应性强,回采率高,贫化率低,作业安全,能有效利用工业废料;缺点是工艺复杂,成本高,生产率低

3.2 井下深部开采技术

近几年,我国经济发展迅猛,对矿产资源的需求量大幅增加,从而导致矿产资源的数量逐渐减少,我国井下采矿技术遇到严峻挑战。井下深部开采技术作为井下采矿技术的重要组成部分,是当前矿产开采不可或缺的技术。井下深部开采技术在满足矿产资源日益减少的基础上,也为我国采矿企业获取了高额的经济利益,是我国井下采矿事业发展与升级的重要举措。但从本质上而言,我国井下深部开采技术起步较晚,发展速度缓慢,仍处于初级阶段。

3.3 崩落采矿

崩落采矿,指的是在回采过程中,不分矿房与矿柱,随着回采工作面的推进,以自然崩落或人工崩落的围岩充填采空区,以实现地压管理。这种方法适用于上盘围岩能呈块状自然崩落,矿石品位中等以上的稳固、急倾斜原矿体,而不适用于开采高价值、高品位的矿床;其优点是贫化率低,回采率高,其缺点是工序复杂,生产率低,成本高。

3.4 井下支护技术

矿产资源的开产工作一般有两种形式:露天开采和地下开采。前者危险性不高,后者的危险性相对较高,需要在开采的过程中做好各项预防措施。井下支护技术的应用可以很好的提高井下采矿工作的安全性,减少危险因素的存在。在进行井下采矿工作时,要有一定的计划性和层次性,有秩序的进行。采矿工艺和技术的创新也带动了采矿支护技术的发展。当前所使用的锚杆桁架就是新型的井下支护技术,它主要是由高强度的钢杆和两个涨壳式锚杆组合而成。它在实际工作中应用广泛,应用效果较好。创新后的井下支护技术可以有效降低井下采矿工作的事故发生率。从经济角度来看,它提高了采矿企业的综合经济效益。

4.采矿技术发展趋势

4.1 采矿技术绿色化

随着人们环保意识的提升,未来的井下开采需要注重其环保效益。在提升其环保效益的同时,需要注意对开采效率也要有提升作用,对工人的安全也要能够进行保障。这些因素是共同作用的,也都是现今井下开采面临的主要问题。就目前来看,已经有一些技术展现出了它的环保潜力。它提升了井下环境的稳定性,对矿工的安全有所提升,也增强了开采的连续性,提升了开采效率。首先,它避免了塌陷带来的人员伤亡和某矿资源的损失;另外,将这些废弃物进行利用减小了它们对环境的污染。这是一项环保效益较高的开采技术,其发展应该被人们重视,未来对它的优化改进能够减小某矿开采带来的环境污染。

4.2 采矿工作面将会实现智能化

因为智能化技术快速的发展,井下工作面信息井下定位技术、自动化的技术、通讯技术与智能化的技术进行有机结合。采矿调度系统和主流技术、卫星定位技术、数据通讯技术联合加强,完成了整个井下采矿工作向着无人化的方向转型。另外,我们还需积极借鉴国外发达国家经验,利用卫星导航的技术、实时处理监控技术、地下通讯技术的全面干预,实现了井下工作面中的各机械设备无人驾驶与运行。

4.3 设备大型化

传统的井下开采设备受环境限制,体积较小,功能不强,对人力需求较大。在未来的发展中,对设备的拆分组合技术会越来越强,设备的共同点会越来越多,其规范化的进程会加快。这样,就可以实现在井下对较大的设备进行调度,提升设备的功能。

5.结论

总而言之,矿产行业正在不断地发展,井下采矿技术也不断的得到普及,各种先进的采矿技术不断地被应用于井下采矿工作,尤其是最近几年来科学技术不断地进步以及智能化的不断发展,井下采矿技术为了满足矿场行业发展的需要而不断地与智能化技术融合,促进了井下采矿的安全性。同时矿产企业位的提高自身的竞争力,也不断的引进新技术以及专业的人才,加大了对井下采矿技术的研究,并实践相结合,促进了井下采矿技术的发展,提高了企业自身的经济效益。