淺談井下采礦技術及井下采礦的發展趨勢

趙文海

摘 要： 隨著我國經濟發展水平的不斷提高，各行業不斷穩步發展，特別是采礦業發展相對較快，采礦技術也更加完善。通過將新技術、新工藝和新機械設備應用于井下采礦，使得采礦質量、生產力、安全性能和經濟效益都大大提高。要做到這一點，掌握井下開采的發展趨勢就顯得尤為重要。本文分析了礦產資源的現狀，并闡述了井下采礦技術的特點，在此基礎上總結其發展趨勢。

關鍵詞： 井下采礦技術;現狀;特點;發展趨勢

【中圖分類號】TD853.36 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.275

1 礦產資源的現狀

我國是一個礦產資源相對豐富的國家，日常生產資源儲量巨大。但我國人口眾多，對礦產資源的需求也很大，這也間接促進了我國礦產資源生產技術的進一步改進。礦產資源消耗量不斷的增加，這直接導致過度開采，造成嚴重的資源短缺情況，在某些開采階段還會影響到周圍環境，這也嚴重影響到人類社會的和諧與穩定發展。如今，自然環境的破壞程度逐漸增加，自然災害頻發，使得人們認識到保護環境的重要性，所以能源的使用開始追求更節能、更高效的東西，這使得礦業企業必須盡快提高采礦工藝水平。此外，為了保護礦產資源，要提高礦產資源的利用率，盡可能的實現完全利用，避免資源開發對環境的破壞，國家出臺了許多礦產資源開發現代化理論和政策，為我國礦產資源開發的可持續健康發展做好充分準備。

2 井下采礦技術的特點

金屬礦床井下采礦方法大致有三類，分別是空場法、崩落法和充填法;空場法適用條件要求礦體上盤圍巖中等穩固以上，適宜開采薄礦脈和中厚礦體，任意礦體傾角均可，利用常規錨網噴或液壓柱支護技術能保證采場頂板安全，通常采礦效率受采場頂板穩定性和出礦設備的影響較大，一般大型設備難以投入使用;崩落法適宜開采急傾斜的任意工業厚度礦體，其特點是采空區大，暴露時間長，容易引起采場周圍地壓變化和頂板冒落，近地表采場容易造成地面塌陷，所以對地面構筑物保護要求較高，在使用前要確保地面允許塌陷，采場布置時要將地面重要構筑物劃在移動范圍以外，該方法鑿巖、出礦設備均可采用現代先進設備，采礦效率高，特別對厚大礦體的開采效果更加顯著;充填采礦法是成本較高的采礦方法，其工藝要求對采空區進行充填，按照充填先后分為生產交叉充填和嗣后充填，充填方式按充填料的種類分為：廢石充填、全尾砂充填、全尾砂膠結充填及尾砂骨料膠結充填等，較其它采礦方法而言，礦山企業需要建設充填系統，需要建設充填站和管道系統，并組建專業隊伍進行充填作業和系統維護，噸礦采礦成本自然較高，所以更加適用于開采品位較高或價值可觀的礦產，目前在國家大政策趨勢下，環保是礦業企業必須考慮的，環保不達標的礦山一律停產，充填采礦是國家鼓勵使用的工藝，因為其具有污染小，無需建設排土場或尾礦庫，對土地和地表水體起到很好的保護作用。綜上所述金屬礦床地下開采采礦方法的選擇要結合礦山實際情況綜合考慮礦體的產狀、圍巖情況、礦石價值、環保要求等，并做好充分的經濟效果評價后再進行生產投資。

3 井下采礦的發展趨勢

3.1 井下充填技術的發展趨勢

尾砂膠結充填技術、碎石水泥膠結充填技術等地下開采技術的出現，使我國礦山工業得到了長遠的發展。但是這些技術已經面臨淘汰的局面，從我國礦業發展的現狀來看，許多采礦技術已經無法滿足礦業的需要。因此，隨著采礦技術的不斷發展和科學化，井下采礦技術不斷完善，傳統的井下充填技術正朝著高濃度和高尾方向發展，技術進步不僅大大減少了膠體材料的使用，而且對提高工程效率有很大的幫助，有效的改善了地下采礦環境，實現機械化和大規模采礦。

3.2 深部開采的發展趨勢

隨著人民生活水平的不斷提高和時代的不斷發展，對人類礦產資源供應的要求越來越高，人民對礦產資源的需求越來越大，要求礦業企業擁有更高的技術水平。只有提高企業的采礦水平，才能取得較高的經濟效益，為企業健康穩定的發展奠定基礎。受到技術限制，我國深部開采的發展較緩慢，目前在實際應用和理論研究方面還有很大的提升空間。另外，從深部開采的特點出發，影響深部開采技術應用的因素有很多。例如，礦井地震災害分布、斷裂巖層等。因此，對采礦企業和礦業開采研究機構來說，當前的任務之一是開展深部采礦技術的分析和研究，使企業不斷提高技術水平，促進采礦企業健康穩定的發展，為采礦企業創造更好的經濟效益。

3.3 支護技術的發展趨勢

由于井下支護技術可以有效的減少井下采礦過程中安全事故的發生，所以要尤其的重視支護技術。在井下開采中，為了保證井下開采的安全，需要建立專門的組織和制定規劃。隨著深部開采技術的發展，深部支護技術得到了廣泛的應用?，F代錨網噴、注漿錨索、超前管棚與鋼支架聯合支護技術是井下使用的常規支護方式，是一種全面取代木支護的地下支護技術，跟以往的傳統支護技術相比，新技術的支護能力更強，能夠最大限度的提高采礦技術的安全性，并在實際應用中取得了良好的效果。一種新型的井下支護技術不僅有效的防止井下事故的發生，還會促進我國企業經濟效益和社會效益的不斷提高。

3.4 深海采礦技術的發展趨勢

深海采礦技術對于我國開發海洋資源有著重要作用，深海采礦技術是開發深海金屬礦物資源方面最重要的技術，能夠幫助我國獲得深海中的稀有資源，緩解我國資源短缺的問題，此外，屬于我國的海洋面積較大，開發深海資源能夠提高我國的競爭力，對于深海采礦技術的重視使深海資源得到安全高效開采成為可能。

3.5 采礦工藝綠色化的發展趨勢

隨著采礦技術的進步，我國礦業應朝著高效、綠色、環保、低碳的方向發展。地下采礦過程的綠色化有助于改進采礦技術和規范采礦作業。煤與天然氣聯合開采技術和煤炭地下氣化技術是目前典型的綠色開采技術。煤與天然氣聯合開采技術可以同時開發天然氣和煤炭。充分利用巖石運動的規律和特點，開展有效的煤炭開采，提高煤炭資源的清潔度。綠色化的采礦工藝符合我國對于工業發展的要求，并且逐漸成為主流。

結束語：由于各種因素的影響，礦產資源的科學合理開發對保障人類的和諧穩定發展起著重要作用。由于人類對礦產資源的需求日益增加，隨著地表礦產資源量的減少，人們必須開發地表以下的礦產資源。因此，并聯開采技術已逐漸得到廣泛應用，其地位日益突出。本文簡要論述了我國礦產資源的開發現狀和地下開采技術的未來發展趨勢，希望能為有關人員提供一些參考。

參考文獻

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