现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用分析

王辉

（太原华润煤业有限公司原相煤矿，山西太原 030000）

0 引言

随着我国科学技术的全面发展，各个行业都开始应用新技术来提高工作效率，当前的科技在采矿行业起到了非常重要的推动作用，新技术工艺的应用保证了顺利、安全、低碳进行采矿工作，在选择采矿工艺技术的时候需要结合矿产的分布和相应的采矿技术，根据具体的采矿工艺技术进行优化，当前随着时代的发展，采矿工艺技术不断更新与发展，出现了一系列新型的采矿工艺，给采矿工作带来更多的便利，主要表现在溶浸采矿工艺、充填采矿工艺、空场采矿工艺和崩落采矿工艺等上面，本文就当前采矿工艺技术存在的问题和改进措施进行阐述。

1 传统采矿工艺技术的现状

1.1 采矿业的发展

由于矿产资源是不可再生的资源，对矿产资源的过度开采会造成后续矿山资源的枯竭和剩余的矿产资源质量变差等问题。由于矿产资源总量减少，价格逐渐升高，而开采的成本也慢慢增加，开采出来的矿产质量越来越差，也导致矿产贫化，对采矿的效率和效益形成严重的影响，因此必须开发新的开采方法。另外在矿产开采之前，就必须确定矿产储存的范围、储存量，然后根据采矿工作的不断进行迁移设备与工作人员，减小回采矿产的难度，只有做好这些工作才能保证采矿工作的顺利进行，如果没有做好互相协调也会导致矿山资源的减少和采矿失调，影响经济效益。

1.2 采矿工艺中存在的技术问题

矿山资源开采中存在的数量与质量问题都决定于开采工艺是否先进，采矿工程中存在的技术问题主要表现在下面几点：首先是对待开采矿产资源的定位以及定量不够准确，所以投入的设备和工期不能满足开采的需求，其次是当前很多企业仍然采用人工开采等落后的开采方法，在效率上难以满足开采的需求，机械化程度不高，阻碍了采矿行业的进一步发展。再次，采矿之后的剩余矿料在技术上难以进行利用，所以会被遗弃，这样会造成资源的浪费。最后，一些地形和条件比较复杂的地区，由于开采条件苛刻，一些企业放弃开采，造成资源开采量不足。

1.3 采矿工艺存在的安全问题

安全生产是国家相关部门对矿山企业的强制要求，只有保证安全，才能够保证矿产企业的高速发展。当前在采矿工程中存在两点安全问题：①由于矿产企业仍然依赖人工开采，人员通过的矿井、矿道等部位如果存在渗水或者坍塌情况，可能会造成人员伤亡，造成安全问题；②地下开采的空间小，空气流动不畅，容易发生瓦斯爆炸或者矿井火灾等问题。

2 现代采矿工艺技术的类别

2.1 特殊采矿工艺技术的应用

不同的开采条件和工程地质对应着不同的开采方法，只有对应的方法才能够提高开采的效率和质量，因此在一些地质条件比较特殊的区域，应当采用特殊的采矿方法，比如海洋采矿以及化学物理采矿方法。当前正在发展的海洋采矿针对海洋丰富的矿产以及恶劣的工作环境所研究，已经取得一定的效果。

2.2 机械化采矿工艺技术的应用

当前我国的矿产资源开采方法主要分为露天开采和地下开采两种，露天开采是剥落矿产资源表面所覆盖的岩石，然后从上至下进行开采，采用机械化的开采方法能够减少矿石的损失，降低矿产资源的开采成本，提高开采的安全系数。地下开采当前的机械化程度并不高，主要是矿产资源埋深较大，矿产的储量也不大，因此是否机械化还需要考虑到开采的经济效益，当前需要更多地开发轻型开采设备。

2.3 溶浸采矿工艺技术的应用

这种采矿技术来源于比较先进的化学采矿技术，能够结合矿产的物理和化学特性，在采矿作业中将溶浸液注射到矿产资源当中，在矿层中进行化学反应，然后就能将矿石中的有效有用成分提取出来并回收，这种方法属于现代化程度较高的采矿技术。溶浸采矿结合了地勘，能够进一步探究开采矿山的物理化学性能，根据开采对象的化学特性对溶浸液进行选择，再灌注到矿层之中，与目标物产生化学反应，这个过程能够促使矿物从固体转化为液体，进而更有效地开发矿山资源，这种方法有着更高的安全性和开采率，而且也符合当前的节能环保，有着理想的发展前景。

2.4 空场采矿工艺技术的应用

空场采矿技术是将矿区进行划分，分为矿柱和矿房，然后先对矿房进行开采，再对矿柱进行开采，开采矿房的时候更多地将矿柱当做支撑作用，回采的时候，利用矿石以及围岩的稳定性进行维护，最后回填采空区后再开采矿柱，这种方法要求岩层稳定性较好。矿柱的开采需要其他工具的支撑，来保证整个开采的过程中矿房不会出现比较大的变形，这种方法从整体上来说是可以实现较高开采率的。

2.5 充填采矿工艺技术的应用

在回采工作面不断前进的时候，需要借助其他的材料来对采空的部位进行回填，煤矿应当保证回填之后的采空区支撑强度能够满足安全生产的需要，充填所使用的材料和支架还应当和回填区完美结合，在充填采矿技术当中向下分层充填是比较常用的充填技术，这种技术能够大大提高回采的有效性，降低矿产开采安全事故的发生率，提高企业的经济效益。由于开采过程中的制约，采矿区的岩体可能会发生一些不稳定的现象，借助锚索工具能够对采矿区不稳定的围岩进行处理和加固，提高岩体的稳定性。在开采的实际工作过程中，充填采矿技术常常跟空场采矿技术和岩体加固技术一起使用来保证矿区的安全性，充填比较广泛地应用支柱和注浆法，能够有效加固破碎的岩石和流沙。

2.6 崩落采矿工艺技术的应用

崩落采矿技术指的是在开采之前就将矿洞中危险的岩石崩落，降低开采过程中岩体崩塌风险的采矿技术，这种技术能够为矿产开采创造比较安全的施工环境。崩落采矿技术主要分为两种：有底柱的分段崩落采矿法和无底柱的分段崩落采矿法。有底柱的分段崩落需要对漏斗的间距、分段水平断面的尺寸、柱底的高度、阶段的高度和分段高度等进行设计与分析。底柱的高度主要受到的影响是矿巷道的形式和矿石的稳定性，由于设计的漏斗形构造，每个阶段的下分段底柱高度为10m 左右，上分段的底柱高度为6m 左右，所以可以使阶段输送和靶矿之间的影响消除，无底柱的分段崩落采矿技术机械化水平较高，因此能够节约大量的人力，回采巷道上面的分段也能够临时取消，这种方法的应用范围比较普遍。

3 当前现代化采矿工艺的发展

3.1 矿山地面沉降灾害预警

在现代化采矿技术中，危险发生的概率仍然比较高，当前的警报系统灵敏度已经较高，很多企业都采用3S 技术进行监控，能够直接感应出现地表沉陷或者其他异常情况，并分析周边的地表以及环境，将分析的数据传入到监控系统中，发出警报进行处理，该措施能够较好地起到预防矿难的效果，有效避免矿区从业人员生命安全受到威胁。

3.2 将安全当做采矿过程中的第一指标

无论在当前的开采工作中采用哪一种工艺，都必须保证将安全放在第一位，再先进的开采技术如果不能够第一时间解决开采人员的安全问题，那么其价值都会大打折扣，所以采矿业的发展必须以安全为前提条件，积极解决安全问题，并以安全为基础。应用新型采矿工艺技术的时候不能够急躁处理，而是对需要稳定的围岩和矿石进行分析。

3.3 技术应用要点

不同的开采方法需要针对不同的关键点，比如崩落采矿工艺技术通常应用在允许塌陷的地表矿体和比较容易崩落的围岩当中，需要结合实际目标来实施回采。在充填采矿技术的应用中，需要根据回采工作面的推进方法和矿山的构造来应用。溶浸采矿技术的应用则需要关注不同浸出的地点和浸出的方式，确定是采用地表浸出的方式还是原地或者原地破碎的方法，无论哪种方法都应当遵循生态绿色的理念和低碳环保的意识，重视对环境的影响，不断提高采矿的工作质量。

4 结语

当前随着社会的不断进步与发展，传统的煤矿开采技术得到发展，从依赖人到机械化，从经常发生事故到减少事故的发生，从效率低下、很多工作无法开展到提高效率，能够解决很多复杂地形开采的难题，煤矿企业不断科技化、现代化，不断提高产量，但是在现代化工艺不断应用的同时，企业也应当将安全放在第一位，在保证安全的前提下发展技术，实现社会的需求，提高社会效益。