浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势

赵文海

摘 要： 随着我国经济发展水平的不断提高，各行业不断稳步发展，特别是采矿业发展相对较快，采矿技术也更加完善。通过将新技术、新工艺和新机械设备应用于井下采矿，使得采矿质量、生产力、安全性能和经济效益都大大提高。要做到这一点，掌握井下开采的发展趋势就显得尤为重要。本文分析了矿产资源的现状，并阐述了井下采矿技术的特点，在此基础上总结其发展趋势。

关键词： 井下采矿技术;现状;特点;发展趋势

【中图分类号】TD853.36 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.275

1 矿产资源的现状

我国是一个矿产资源相对丰富的国家，日常生产资源储量巨大。但我国人口众多，对矿产资源的需求也很大，这也间接促进了我国矿产资源生产技术的进一步改进。矿产资源消耗量不断的增加，这直接导致过度开采，造成严重的资源短缺情况，在某些开采阶段还会影响到周围环境，这也严重影响到人类社会的和谐与稳定发展。如今，自然环境的破坏程度逐渐增加，自然灾害频发，使得人们认识到保护环境的重要性，所以能源的使用开始追求更节能、更高效的东西，这使得矿业企业必须尽快提高采矿工艺水平。此外，为了保护矿产资源，要提高矿产资源的利用率，尽可能的实现完全利用，避免资源开发对环境的破坏，国家出台了许多矿产资源开发现代化理论和政策，为我国矿产资源开发的可持续健康发展做好充分准备。

2 井下采矿技术的特点

金属矿床井下采矿方法大致有三类，分别是空场法、崩落法和充填法;空场法适用条件要求矿体上盘围岩中等稳固以上，适宜开采薄矿脉和中厚矿体，任意矿体倾角均可，利用常规锚网喷或液压柱支护技术能保证采场顶板安全，通常采矿效率受采场顶板稳定性和出矿设备的影响较大，一般大型设备难以投入使用;崩落法适宜开采急倾斜的任意工业厚度矿体，其特点是采空区大，暴露时间长，容易引起采场周围地压变化和顶板冒落，近地表采场容易造成地面塌陷，所以对地面构筑物保护要求较高，在使用前要确保地面允许塌陷，采场布置时要将地面重要构筑物划在移动范围以外，该方法凿岩、出矿设备均可采用现代先进设备，采矿效率高，特别对厚大矿体的开采效果更加显著;充填采矿法是成本较高的采矿方法，其工艺要求对采空区进行充填，按照充填先后分为生产交叉充填和嗣后充填，充填方式按充填料的种类分为：废石充填、全尾砂充填、全尾砂胶结充填及尾砂骨料胶结充填等，较其它采矿方法而言，矿山企业需要建设充填系统，需要建设充填站和管道系统，并组建专业队伍进行充填作业和系统维护，吨矿采矿成本自然较高，所以更加适用于开采品位较高或价值可观的矿产，目前在国家大政策趋势下，环保是矿业企业必须考虑的，环保不达标的矿山一律停产，充填采矿是国家鼓励使用的工艺，因为其具有污染小，无需建设排土场或尾矿库，对土地和地表水体起到很好的保护作用。综上所述金属矿床地下开采采矿方法的选择要结合矿山实际情况综合考虑矿体的产状、围岩情况、矿石价值、环保要求等，并做好充分的经济效果评价后再进行生产投资。

3 井下采矿的发展趋势

3.1 井下充填技术的发展趋势

尾砂胶结充填技术、碎石水泥胶结充填技术等地下开采技术的出现，使我国矿山工业得到了长远的发展。但是这些技术已经面临淘汰的局面，从我国矿业发展的现状来看，许多采矿技术已经无法满足矿业的需要。因此，随着采矿技术的不断发展和科学化，井下采矿技术不断完善，传统的井下充填技术正朝着高浓度和高尾方向发展，技术进步不仅大大减少了胶体材料的使用，而且对提高工程效率有很大的帮助，有效的改善了地下采矿环境，实现机械化和大规模采矿。

3.2 深部开采的发展趋势

随着人民生活水平的不断提高和时代的不断发展，对人类矿产资源供应的要求越来越高，人民对矿产资源的需求越来越大，要求矿业企业拥有更高的技术水平。只有提高企业的采矿水平，才能取得较高的经济效益，为企业健康稳定的发展奠定基础。受到技术限制，我国深部开采的发展较缓慢，目前在实际应用和理论研究方面还有很大的提升空间。另外，从深部开采的特点出发，影响深部开采技术应用的因素有很多。例如，矿井地震灾害分布、断裂岩层等。因此，对采矿企业和矿业开采研究机构来说，当前的任务之一是开展深部采矿技术的分析和研究，使企业不断提高技术水平，促进采矿企业健康稳定的发展，为采矿企业创造更好的经济效益。

3.3 支护技术的发展趋势

由于井下支护技术可以有效的减少井下采矿过程中安全事故的发生，所以要尤其的重视支护技术。在井下开采中，为了保证井下开采的安全，需要建立专门的组织和制定规划。随着深部开采技术的发展，深部支护技术得到了广泛的应用。现代锚网喷、注浆锚索、超前管棚与钢支架联合支护技术是井下使用的常规支护方式，是一种全面取代木支护的地下支护技术，跟以往的传统支护技术相比，新技术的支护能力更强，能够最大限度的提高采矿技术的安全性，并在实际应用中取得了良好的效果。一种新型的井下支护技术不仅有效的防止井下事故的发生，还会促进我国企业经济效益和社会效益的不断提高。

3.4 深海采矿技术的发展趋势

深海采矿技术对于我国开发海洋资源有着重要作用，深海采矿技术是开发深海金属矿物资源方面最重要的技术，能够帮助我国获得深海中的稀有资源，缓解我国资源短缺的问题，此外，属于我国的海洋面积较大，开发深海资源能够提高我国的竞争力，对于深海采矿技术的重视使深海资源得到安全高效开采成为可能。

3.5 采矿工艺绿色化的发展趋势

随着采矿技术的进步，我国矿业应朝着高效、绿色、环保、低碳的方向发展。地下采矿过程的绿色化有助于改进采矿技术和规范采矿作业。煤与天然气联合开采技术和煤炭地下气化技术是目前典型的绿色開采技术。煤与天然气联合开采技术可以同时开发天然气和煤炭。充分利用岩石运动的规律和特点，开展有效的煤炭开采，提高煤炭资源的清洁度。绿色化的采矿工艺符合我国对于工业发展的要求，并且逐渐成为主流。

结束语：由于各种因素的影响，矿产资源的科学合理开发对保障人类的和谐稳定发展起着重要作用。由于人类对矿产资源的需求日益增加，随着地表矿产资源量的减少，人们必须开发地表以下的矿产资源。因此，并联开采技术已逐渐得到广泛应用，其地位日益突出。本文简要论述了我国矿产资源的开发现状和地下开采技术的未来发展趋势，希望能为有关人员提供一些参考。

参考文献

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