矿井开采技术及采矿工艺的选择研究

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摘要：合理选择采矿地点和采矿技术对矿业公司的整体发展具有重要意义，可以很大程度上提高采矿的效率和采矿质量进一步实现整个矿业的整体发展。本文介绍了我国矿产开采的现状和我国矿业中存在的问题，以期为我国的矿业崛起做出贡献。

关键词：井下；矿井；开采技术；采矿工艺；选择

矿井开采是一项相对复杂、技术性较强的任务。开采时，首先必须要保证安全，才能实现增产增效开采技术的好坏直接影响着矿产的生产和安全，只有增强整体技术能力，才能保证开采质量。如果该技术操作不合理，存在着巨大的安全风险，一般情况下导致采矿故障，不可能顺利进行开采，如果重则会造成矿井坍塌事故，危及工人生命。随着矿产资源需求的增加，现代矿井的开采规模也随之增加，一些矿产企业需要采用良好的技术格式，进行科学开采，为经济建设提供更好的服务，以确保安全和质量，大量的矿场鲁莽开采、过度开采等，生产过程中造成许多安全隐患。矿井开采生产技术和开采方法必须根据实际情况进行选择，才能最大限度地实现安全高效的生产目标。以下主要围绕着我国矿业开采之中存在的问题展开简单分析与探讨。

1目前国内矿业开采现状以及存在的问题

1.1我国矿产开采业发展现状。中国目前的矿产开发技术还比较前卫，但目前地下采矿问题，仍需要对现状进行综合分析，据此找到解决方案。尽管大型设备生产过程已经投入开采，并且开采速度不断提高，但供需矛盾仍然存在。我国目前矿产资源整合的程度还不是很高，矿产资源利用率需要不断提高，才能有效地在节省资源的情况下，谋取最大利益[1]。1.2我国矿业开采存在的问题。矿产品开采过程中，由于我国整体机械化程度不高，导致矿产品生产和运输存在一些问题。井下工作是一个尤其危险的职业，是高度集中的开采，由于恐惧或者疾病而导致井下工人无法正常施工，甚至发生危险。这也是中小企业急需解决的事情。由于非法操作而导致安全生产的问题，这也是中小企业的诟病[2]。

2现有矿井开采技术

2.1传统开采技术。传统的采矿将简单的机械运输和大量的劳动结合起来。基于这一点，企业已被证明能够降低成本并追求最大的利益。简单的机械化在一定程度上缩短了开采时间，但仍然需要进行大量劳动，劳动的消耗也是传统采矿技术的一大特点。2.1.1连续开采技术和爆破开采技术。连续开采技术对地下矿山有着非常严格的要求。连续开采技术在常规开采与现代综合机械化开采的过渡时期得到了广泛的应用。它也广泛用于现代小作坊和小企业，因为此类矿业具有低成本，高收益的特点。连续开采过程中，需要穿梭车和运输机来运输矿产资源，在地下使用叉车来组织地表工作。整个生产过程都是机械化生产，但仍然存在着明显的缺陷。费力，收益却不高，整个生产过程中存在不平衡，回报率低，安全性低，费力大；爆破技术是指在生产过程中进行爆破作业，运输过程采用半机械半人工的方式进行。这种生产方法相对简单、暴力，但由于其独立性高，可以在工作面复杂的情况下使用爆破方法，但一定要注意使用的安全性，这种爆破威力大，极大地增加了矿井塌落的风险[3]。2.1.2机械化开采技术。全程机械化开采技术是现有大中型企业常用的开采技术，在具体的开采过程中，每个生产阶段都采用高度集中的机械化生产模式，最大程度上机器对人力的替代，只需少量的动力就可以控制机器，最大程度地节省人力支出，但这种先进的节约型生产模式对企业的初始成本要求高，设备成本高，这对小商家、小匠人来说较难，这也是现代矿产开采的终极发展方向。机械化生产的一个好处就是减少了传统采矿生产的时间和安全生产问题，公司根据需要不同地区可以采取不同的工艺，购买高端设备后，减少了人力。为企业的长期可持续发展，降低人力成本，增强企业实力[4]。2.2深井采矿技术。随着开采率和开采速度的提高和数量的增加，两层厚度加深，如果不进行仔细研究，随意开采，就会造成很大的浪费。要想通过技术完全开发深层的矿产资源，则必须提高深部矿山开采技术，掌握技术核心要点，运用重要技术来理解核心要点。矿物压力控制、冲击防震、气体对策、深井通风、井端防治等改进，每项技术都必须发挥作用。开展技术创新时，针对优先问题执行难点捕捉主题，有效实现技术多产，全面强化深部岩石状态，应力场分布特征，车间变化，勘探软岩钻进，设备悬挂，冲击监测测量等，确保矿产资源的多产[5]。2.2.1三下开采技术。矿井开采主要是在地下进行的，可以说，对于复杂的地下矿层基本情况，不仅要在技术上进行改进，更重要的是要保证安全。为了保证矿山的质量和安全，有必要对井下情况进行全面调查，进行现场调查，确保生产过程中人员设备的安全。重点研究地下矿层规则，通过两种技术：数值模拟和相似材料模拟。通过对涂覆岩运动和地面沉降的模拟，无需实际操作，就可暴露出问题所在，并且有效地解决模拟中出现的问题。只有安全生产，才能有效地实现对生态环境的把握。只有重视地表和地下条件的开采，充分保护各种资源，才能实现高效生产[6]。2.2.2减少排放开采技术。要从整体上提高开采技术，就必须根据实际情况进行技术创新和技术改革，并对现有的采矿方法和开采安排进行系统分析，提高开采效率，通过改进开采的技术来提高矿井的生产效率。提高生产能力的办法是通过改善矿井地质开挖通道，布置技术研究，确保矿井开采技术、矿层状况各要素的正常状态，不需要运矿井，保证技术应用与开采现场情况相适应，降低生产过程中不必要的消耗，尽量减少不必要的运输。

3采场围岩控制技术

3.1完善采场围岩控制理论。要不断学习理论，从理论基础支撑采矿技术的进步。基于基坑开挖理论和围岩控制技术，坚持理论研究、技术支撑、现代分析，形成新经验、新突破、新理论。不断提高地质勘探技术水平，通过理论研究、理论集成、技术支撑、现代分析与有机交流等理论与技术手段，全面掌握矿产资源矿层的整体布局。3.2使用高技术低成本岩层控制技术。随着技术的进步，各种新技术和新工艺得到实际的推广，与传统深孔爆炸硬顶板技术等领域的技术相比，实际操作过程中，技术冗杂、操作难度高，实际操作应用低，应用成本也比较低，与能源淘汰和高端能源生产的需求不匹配，完全进行技术创新。能够基于原有的技术形式，开发出新器械、新理论、新材料，充分解决矿井开采问题，保证整个开采的有效性和连贯性。3.3设立顶层矿井开采和支架围岩。若想开采顶层矿井，一定要进行一系列的分析，采用软件进行有限元处理，建立合适的力学模型，研究破碎机理、基本顶等矿层关系，在拥有理论支撑之后，全面发挥技术手段，实现技术转化，最大限度提高回收效率。

4开采方式的选择

对于不同的情境，不同的井下作业环境，应该采取不同的采矿技巧，以谋取最大利益。进行矿物开采要根据当前环境，做出最合理的反应，主要目的是为了最大化公司的利益。同时，企业是基于减少非理性生产排放的原则，提高井下的安全工作效率。采矿是必要的，同时要结合不同的情况和现有的生产条件、公司的管理水平和公司目前的设备水平，做出完整的分析决策，并做出不同的工艺选择。由于现阶段中国的许多矿物质分布在复杂地质环境中，工厂有必要进行多层次的挖掘，需要根据具体的情况，选择不同的技术，在挖掘的过程中不断分析具体情况，并进行改善选择。4.1成本至上的选择。传统采矿技术的最大优势是价格领先战略，低成本是主要优势，价格越低，公司的成本就越低。然而，这种生产模式的生产并不乐观，总量只有四分之一用于开采，采矿量只有约三分之一水平。在整体采矿、价格竞争的策略基础上，传统的采矿技术应用于短途地表采矿生产，操作技术容易使用，而且可以忽略员工的培训成本。4.2高难度矿层处理。爆破采矿法和重定向采矿法广泛应用于高难度采矿层的有序掘进，当矿台不能有序开采时，这两种工艺被大量使用，地形结构在复原层和急倾斜地层中常采用爆破掘进法。在浅层、近水层开采时，常采用连续采矿法。然而，与其他生产工艺相比，劳动力的生产环境较差，生产效率低，而且这两种生产工艺存在着不可避免的生产弊端，但爆破开采工艺操作简单。连续收集过程最大的缺点就是连续收集过程的资源回收率低，员工工作的通风环境差。4.3发展历史趋势。综合历史来看，全程开采是机械化生产发展的必然趋势，该生产过程具有能耗低、安全、产量多的特点，但对工人的要求较高。机器操作难度大，但对于传统的欠发达工人来说，劳动强度大大降低，改善了工作条件，这种工艺可以促进公司整体的可持续发展，能够有效地制定一个完整的生产系统，有效地提高企业的管理运营水平，但这样的综合开采模式适合于简易、资源高效的开采。

5结语

目前，在我国采矿业的发展中，机械化开采已经成为当今大时代下的必然趋势，其安全程度和生产高效率都是其他采矿方式无法比较的，能最大限度地节约成本，解放人力。然而在现阶段，矿物开采工作不能采用单一的生产模式，需要结合自身，采用综合利用各种方法进行开采。公司必须制定发展蓝图，并考虑到企业的地位和整个行业的发展，最终实现可持续发展。

参考文献:

[1]靳海华.采矿工程中的采矿技术与施工安全[J].山东工业技术,2019,04:95-95.

[2]史瑞.煤矿无人工作面开采技术[J].中国石油和化工标准与质量,2019,3903:224-225.

[3]魏建平.采矿工程的采矿技术与施工安全的研究与探讨[J].冶金管理,2019,09:25-25.

[4]王檑.矿山采矿工艺与技术研究[J].世界有色金属,2019,09:58+60.

[5]时坦,孙成岱,李鹏.煤矿无人工作面开采技术分析[J].山东工业技术,2018,05:77-77.

[6]李军军.浅议矿产开采中井下采矿技术及采矿工艺选择[J].世界有色金属,2018,05:73-74.

作者:王守波 单位:呼伦贝尔蒙西煤业有限公司