探讨采矿工程中现代化采矿工艺技术的应用

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:高红顺
[导读] 摘要:矿产资源是我国工业长期发展过程中不可或缺的重要自然资源,随着近些年采矿技术的提升,不仅采矿效率显著提高,而且采矿行业的发展速度也变得更为迅速。
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        摘要:矿产资源是我国工业长期发展过程中不可或缺的重要自然资源,随着近些年采矿技术的提升,不仅采矿效率显著提高,而且采矿行业的发展速度也变得更为迅速。采矿工作是我国特殊的学科领域之一,其对社会经济的持续发展具有重要的保障作用,而现代化采矿工艺技术具有生态化与智能化等特点,采矿人员在采矿工程中灵活应用该项技术,可在一定程度上提高开采效率与开采安全性。基于此,文章就现代化采矿工艺技术在采矿工程中的具体应用进行探究。
        关键词:采矿工程;现代化采矿工艺技术;应用
        前言
        露天采矿是开采人员应用一定的开采工艺,并依据开采顺序对岩石进行剥离,最后采出矿石。相对于其他国家而言,我国矿产资源较为丰富,且矿产资源的开发、应用均促进了我国社会经济的发展[1]。然而,采矿工艺技术具有难度系数高与涉及内容广等特点,故需要开采人员持续提升采矿工艺技术,在采矿作业中应用现代采矿工艺技术,例如空场采矿工艺技术、充填采矿工艺技术等,同时需要对矿产分布、开采范围等情况进行分析,结合实际合理选择现代化采矿工艺技术,为矿产资源的开采提供帮助,以促进采矿企业的稳定发展。
        一、采矿工程中现代化采矿工艺技术的作用
        (1)提高采矿生产效率
        现代化工艺技术的应用使采矿工程的发展具有更为广阔的前景,尤其是开采人员在采矿作业中应用先进的设备与方法,可优化采矿流程,改善作业条件。同时,在采矿作业过程中,搬运开采的矿产资源可导致资源浪费,应用现代化采矿工艺技术不仅能够大批量便捷运输矿产资源,减少能源消耗,而且开采人员在开采、运输阶段进行分工合作,也有利于促进采矿生产效率的提高,实现绿色开采的过程,保证资源的可持续发展。
        (2)保证采矿安全性
        矿产资源的开展具有一定的危险性,加之矿产资源周边环境复杂,岩体的破除可能会引发大型事故,对开采人员的生命安全构成威胁。在采矿工程中应用现代化采矿工艺技术,可让开采人员在开采前对开采区危险源进行预测,并提前制定处理方案。同时,应用科技手段实施监控矿区情况,一旦发现矿区异常或地面沉陷,系统短时间内便会通过感应器分析周边环境,向监控系统传送分析的数据,并发出警报提醒开采人员注意,从而减轻开采的风险,提高开采安全性。
        二、采矿工程中现代化采矿工艺技术的应用
        (1)空场采矿工艺技术
        空场采矿技术是目前使用频率最高的采矿技术,该技术适用于工厂开采,并且包括两方面的内容:矿房、矿柱。在具体操作时,首先需要开采矿房中的矿产,同时在矿柱的支撑下,基于开放空间对资源进行开发,紧接着应用工具开采矿柱,避免矿房在开采的整个过程中出现较大的变动,或是大幅度变形。需注意的是,空场采矿工艺技术对矿区自然条件的依赖性相对较高,故矿石、围岩的稳定性是实施该技术的前提。
        (2)充填采矿工艺技术
        充填采矿工艺技术在西周时期便已开始得到应用,其操作原理是通过对特殊材料的填充构建出采空区,以促进开采安全性的全面提高。因此,若开采情况较为特殊,工作人员通常会应用填充材料、支撑材料做充填处理,以实现地压管理,控制地表沉降的目标[2],有效保证采矿作业的安全。相对于其他工艺技术而言,充填采矿工艺技术的特点是借助充填体控制采场压力,为围岩提供支撑作用,避免或减少围岩的运动与破坏。充填采矿工艺技术的特点使其在实施过程中具备诸多优势,例如:提升矿石环境;提高减少尾矿坝面;减轻地下矿难发生的风险,促进开采效率的提升等。


        (3)崩落采矿工艺技术
        矿洞中岩石崩落是开采过程中最常出现的一种现象,岩石崩落甚至会导致塌方,严重威胁开采人员的生命安全。针对岩石崩落等现象,大部分采矿企业会实施崩落采矿工艺技术减轻采矿的风险,即通过人工崩落的方式管理地压,其中有底柱分段崩落、无底柱分段崩溃均是常用的方式,后者的使用频率高于前者,这是因为前者对横截面尺寸、操作高度的要求相对较高,而后者具有自动化程度高的特点,对控制人员的数量无严格要求。虽然,崩落采矿技术弥补了传统开采技术存在的不足,并且能够为在相对封闭矿区环境中作业人员的身心安全提供保障,但该技术不适用于开采贵重金属以及稀有金属,并且在采矿工程中应用崩落采矿工艺技术,需要保证矿区地表与岩石允许崩落,才能够充分发挥其具备的作用。
        (4)岩体加固技术
        岩体加固技术的应用目的在于保证采矿工作顺利完成开采作业,尤其是矿产资源具有分布广泛的特点,再加上矿山的自然条件与地质环境有所不同,机械设备在使用过程中产生的剧烈振动极易对薄弱地质造成影响,导致坍塌事故发生。因此,采矿人员在开采前应用岩体加固技术对薄弱地质做加固处理,有利于提高稳定性,为采矿人员打造安全的作业环境。岩体加固技术的手段包括锚杆支护与锚索加固,前者是对岩石表层进行加固,通常是加固2~3cm,后者是将锚索深入岩体内部,深度通常为10~20cm之上,以便加固更大范围的岩体。除去以上两种手段,注浆加固也是岩体加固技术的一种代表性手段,其主要是加固破碎岩体及流砂,使井巷通过的难度显著降低。
        (5)溶浸采矿工艺技术
        溶浸采矿工艺技术是基于化学、物理原理上进行操作的一种技术,其操作方式是以地质勘探结果为依据,深入分析开采矿井的化学、物理性质,并结合化学性质对合适的溶浸液进行选择,紧接着在矿层中灌注溶浸液,使其与目标物产生化学反应,将固体形式的矿物转化为液体形式,实现开采矿产资源的目标。因液态溶液运输方便,且采集难度小于固态矿石,对环境不会造成严重的影响。与此同时,危险的崩落环境以及恶劣的封闭环境均是溶浸采矿工艺技术的适用范围[3],能够体现出现代节能环保理念,故具有一定的环保价值与广阔的发展前景。
        (6)深井开采技术
        深井开采技术的操作原理是再次延伸原有的立井深度,通过这一措施提高底层金属矿山的开采强度。因金属矿山资源具有不可再生的特点,加之传统采矿技术仅是挖掘浅层的金属矿山资源,故应用深井开采技术于采矿工程中显得尤为重要,有助于减少金属矿山资源的消耗,并加快金属矿山行业的发展速度。同时,深井开采技术的应用可基于原有的井巷实施再次开采作业,一方面能够减少深部作业与井巷施工的成本[4],另一方面也能够促进地下深层金属矿山资源开采频率的提升,增加金属矿山企业的利润。
        结语
        综上所述,相对于传统开采工艺而言,现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用更具优势,例如提高开采质量、效率与采矿工作的安全性,对采矿工程的发展提供推动作用。因此,在采矿行业今后的发展过程中,需要采矿人员加大现代化采矿工艺技术的使用力度,对采矿工艺技术与流程进行更新,以促进开采环境安全性的提高,并减轻开采矿产资源对周围环境造成的影响与破坏。
        参考文献
        [1]王海峰.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析[J].南方农机,2018,049(007):142-143.
        [2]向品倪.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究[J].现代盐化工,2019,046(002):82-83.
        [3]马飞.采矿工程中现代化工艺技术的应用研究[J].石化技术,2019,026 (004):51.
        [4]张其堂.探讨煤矿采矿工程中的采矿工艺技术[J].甘肃科技纵横,2018, 047(004):11-14.
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