探讨矿井井下开采技术存在问题及优化措施

摘 要：我国矿产资源丰富，矿井开采时间相对较长，矿井井下开采技术也日趋成熟。但是由于矿井下开采的环境相对恶劣，在开采过程中由于开采技术不当，很容易出现矿井自燃、瓦斯爆炸等问题，不仅会影响开采技术，还会给开采人员带来生命威胁。因此优化开采技术尤为重要。本文主要基于现有的工作经验，从矿井开采技术的概述出发，简述矿井开采技术存在的问题，并提出优化措施，以期为其他学者的研究提供新的视角。

关键词：矿井;井下开采技术;问题;措施

0 引言

矿产是不可再生资源，但是随着社会经济的发展，对矿产资源的需求度越来越大，对矿产资源开采质量的要求也越来越高。虽然我国的矿井开采设备和开采技术逐渐成熟，但是在实际开采过程中由于涉及到的开采程序比较复杂，对开采技术要求比较高，再加上矿井开采的地质构造比较复杂，在不同的地质构造下要采用不同的开采技术，一个小的细节出现问题，就会导致整个开采工作的失败。比如，在开采过程中没有控制到开采环境的热量，就很容易引发瓦斯事故。所以要想提高开采质量，就必须要明确开采技术存在的问题，然后再寻求解决对策。

1 矿井下开采技术概述

1.1 井下采矿机械化技术

随着井下开采技术的日趋成熟，当前我国矿井下开采不再完全依托于人力开采，而是引入先进的采矿机械化技术，目前我国的开采技术主要有浅埋深、高产高效采矿成套技术等。技术相对成熟，在开采过程中能够保证安全开采。但是在应用采矿机械化技术时，受到外部环境和人为操作的影响，对开采环境的破坏度较大，容易引发安全事故。

1.2 地下气化技术

地下气化技术是矿井下开采中比较常用的技术，其主要是通过控制矿井燃烧过程中所产生的热化学作用，进而实现对整个燃烧过程进行有效控制，最终实现矿井地下气化。地下气化技术从国外引进的矿井井下开采技术，其投资成本比较低，操作相对简单，并且对地质构造的要求比较低。很多地质构造比较差、矿井品质比较低的地方都可以运用地下气化技术。一方面是该技术能够大幅度的提高矿井开采效率，另一方面由于开采成本比较低，能够有效的提高矿井开采企业的利润空间。

1.3 深矿井开采技术

首先，开采人员在应用深矿井开采技术时，不仅要考虑到地质环境，同时还要考虑矿井的压强、承载力、通风、降温等问题。通风降温对矿井开采尤为重要，通过增加矿井内部的风量，能够降低矿井内的温度，能够有效的避免瓦斯爆炸事故。其次，瓦斯爆炸事故相对常见，深层矿井中的瓦斯含量又比较多，所以在开采过程中开采人员还会向矿井内注入一定的水分，采掘内部解放层，让瓦斯的浓度保持在安全、可控的范围内。但是当前我国深矿井开采技术并不是很成熟，因此要想在复杂的矿井开采环境下保证开采质量，就必须要深入探究开采技术，解决当前矿井下开采技术存在的不足。

2 矿井下开采技术存在的问题

2.1 瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸是矿井井下开采比较常见的开采事故，其破坏范围较大，爆炸本身还会引起矿井坍塌，威胁开采人员的生命安全。瓦斯是存于矿井之中，尤其是在褶皱的地构造中，存留的瓦斯量比较大，瓦斯的浓度也相对较高，瓦斯与矿是共生的，所以在开采过程中很容易触碰到出现瓦斯泄露问题。瓦斯遇到明火会发生爆炸，同时瓦斯泄露到空气中也也会产生温室效应，破坏周边的生态环境。

2.2 矿井自燃事故

在矿井井下开采过程中会出现矿井自燃问题。首先，矿井自燃就是在开采过程中矿井会氧化放热，如果热量不能及时排除，导致矿井开采环境中的热量堆积，达到矿井的燃点，最终就会导致矿井自燃。

3 矿井井下开采技术优化措施

3.1 选用合适的开采技术

不同的开采技术针对不同的矿井井下开采情况，所以要根据地质构造、开采难度等诸多因素选择合适的开采技术。首先，选择易操作、低成本的岩石控制技术。岩石控制技术主要是针对矿井井下开采过程中出现的顶板破碎或者顶板坚硬的开采情况。通过高压注水、深孔预烈爆破处理或者化学技术也能够解决顶板破碎和顶板坚硬的情况，但是对工艺要求较高，成本也比较高，因此在矿井开采过程中要采用易操作、低成本的岩石控制技术。其次，运用计算机模拟技术。计算机模拟技术主要是用于研究冲击性矿压所展现的机理。通过模拟可以提前了解现场情况以及存在的问题，进而能够更好的优化冲击性矿压综合防治措施。最后，合理顶板动态监测技术。通过顶板动态监测技术矿井开采人员能够及时了解顶板情况，确保顶板的承载力，避免顶板出现倾斜、坍塌问题。

3.2 明确开采过程中的注意事项

矿井井下开采工作难度较大，虽然已经运用了现代开采技术保障开采人员的人身安全，但是井下工作相对复杂，不可控因素较多，因此在矿井井下开采过程中还需要重申注意事项。首先，要让开采人员配置齐全的开采设备。在下井之前要佩戴自救设备，禁止穿化纤衣服。同时要带好照明装置、安全帽，工具袋。工具袋中要包括钻、锯条等采矿工具。其次，要严格遵守开采规范。在下井开采前要进行安全培训工作，比如，在井下行走时，要按照顺序排队行走，不能嬉戏打闹。在路过斜井时，要遵循“行车不行人”的原则。同时在通过风门时，要关闭风门，如果井下有两个风门，关闭一个即可。最后，要让每一个开采人员都明确逃生路线，一旦发生矿井事故后要有序逃生。如果在井下工作遇到问题，要联系机组人员，不可擅自行动。

3.3 做好地热控制工作

做好地热控制工作主要是为了避免发生瓦斯爆炸问题。首先，矿井井下的环境是多变的，且不可控的，在矿井开采过程中地热也会随着开采工作的不断推进温度逐渐升高，因此简单的通风已经无法控制温度，还需要做好安装空调辅助降温。其次，当前矿井开采企业主要安装分散式空调和集中式空调。集中式空调一般安装在地面或者井底车场，其占地面积小，给工作人员能够提供充足的活动空间。分散式空调主要安装在工作区，与集中式空调相比，分散式空调虽然成本低、安装步骤比较简单，但是制冷效果相对较差，并且从长期使用情况来看，分散式空调的运行成本会更高。因此现阶段很多矿井开采企业都采用集中式空调。最后，随着控制地热的技术日益成熟，矿井开采企业不仅借助空调进行制冷，还运用了隔绝热源、优化通风系统等技术，有效的控制矿井温度。控制好矿井内温度不仅能够给开采人员提供相对舒适的工作环境，同时还能够有效的避免瓦斯爆炸问题。

3.4 优化巷道布置

首先，在巷道布置过程中要做好通风工作，提高巷道的通风性能。其次，在巷道布置时要选择合适的掘进位置，选择合适的掘进工具，尽可能的减少巷道布置的工程量。最后，在巷道布置过程中要将现代矿井开采技术与综合掘进技术相结合，提高巷道布置的质量。巷道布置是矿井井下开采比较常见的工作，良好的巷道布置不仅能够提高矿井开采效率，还能够保证矿井开采的安全性。

4 结束语

虽然我国矿井井下开采技术日趋成熟，但是矿井开采环境日益復杂，并且深层开采的比例逐渐上升，所以对矿井开采技术提出了更高的要求。为了保证矿井开采质量，降低矿井井下的事故率，矿井开采企业可以从选择合适的开采技术、重申开采注意事项、做好地热控制工作以及优化巷道布置者四个部分出发，优化升级现有的开采技术，提升矿井开采的品质。

参考文献：

[1]刘勤，欧阳思萍.矿井通风技术及通风系统优化设计的探讨[J].建筑工程技术与设计，2018，000（024）：944-944.

[2]赵天野，刘爽.井下采矿技术存在问题及优化措施探讨[J].世界有色金属，2017，000（019）：85-86.

[3]姚乐.井下作业修井技术现状及新工艺的优化[J].化工设计通讯，2019，45（03）：252-263.

作者简介：

胡鑫鑫（1990- ），籍贯：山西文水，学历：大学本科，职称：采矿助理工程师，研究方向：煤矿井下巷道工程。