论文部分内容阅读
[摘 要]我国幅员辽阔，资源丰富，拥有种类丰富且储量巨大的矿产资源。但随着我国社会经济迅猛发展，对矿产资源的市场需求越来越大，在一定程度上加速了矿产资源开采行业的发展速度。井下采矿是一项高危险系数的工程，存在诸多不安全因素，对采矿作业的安全与质量有着很大的影响。本文主要分析了井下采矿技术及井下采矿的发展趋势。
[关键词]井下采矿；技术；发展趋势
中图分类号：TD803 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0056-01
我国地大物博矿产丰富，因此相对来说国内的矿产资源采掘技术的发展也相对较快，但是过分开采与肆意索取不仅会造成资源、能源短缺，还会因为开采过程中不小心破坏了生态平衡而引起环境问题，进而反噬到人类身上对人类的生存造成影响。因此，探讨井下采矿工程，不断优化井下采矿技术，做好井下采矿作业具有不容忽视的现实意义。当下井下采矿的技术和方法有井下充填采矿技术、井下深部开采技术、深井采矿的“三下”技术等等，笔者结合实际经验，对井下采矿发展趋势提出了几点思考。抛砖引玉，以期为采矿行业的发展尽上绵薄之力。
1 井下采矿的技术和方法
井下采矿工程与露天采矿在生产效益和安全性方面都有着较大的差异，井下采矿工作效率较低，安全保障的投入成本也较大。因此，应在确保工程安全性的前提下，通过改善与创新采矿技术以及加强科学管理，来尽可能地提高井下采矿的效益。目前井下采矿技术主要有井下填充技术、深部开采技术和井下支护技术等，目前这些技术还有一些不足，需要我们分析其未来的发展趋势，以进行合理改善。
1.1 井下充填采矿技术
充填采矿技术是目前世界上较为先进的、最常见的井下采矿技术，它源自于英国矿产工业在1970年发明的，并在全球广泛推广的水固结重填技术，但由于材料、性能以及价格方面的问题，其发展前景并不乐观。之后，随着时代和科技的进步，这种充填技术在全球范圍内不断得到改善和发展。传统的充填技术开始朝着高尾砂与高浓度方向发展，大大减少了胶结材料使用量。目前的胶结充填技术已经从传统的分级尾砂转向全尾砂与高浓度的充填方式，形成了不浓缩、不脱水的井下胶结充填开采技术。充填技术的进步改善了井下作业的环境，也降低了生产成本，尤其是减小了生产对环境的污染与破坏。目前，一系列先进的充填采矿技术广泛应用于井下采矿工程，比如泵压输送的充填技术、膏体泵送的充填技术、粗粒级水砂充填以及全尾砂高浓度自流的输送技术。充填采矿技术成为目前最常见的井下采矿技术，并且使采矿事业朝着大型化、机械化的方向发展。
1.2 井下深部开采技术
随着我国社会经济的快速发展，市场对矿产资源的需求不断增加，而矿产储量在日益减少，因此，深部开采技术成为提高生产量的重要举措。然而，深井采矿由于其特殊的环境，对采矿设备、技术以及操作有着更加严格的要求。目前在深部开采技术的研究与应用上，我国还处于初级阶段。在开采时，如何控制好对矿层的压力、冲击力，如何管理瓦斯等危险气体，都是深部开采技术面临的严峻挑战。另外，对井下的地理和地质环境及其变化，深井围岩的状态都要监测到位，并采取应急防治措施。我国矿产企业在深部矿井开采技术上的研究与应用必须进一步加强，以逐步解决我国在矿产事业的升级和转型中所遇到的困难。
1.3 深井采矿的“三下”技术
深井岩层有严重的不稳定性，因此在应用井下深部开采技术时，需要采用“三下”技术。首先对深井岩层的状况以及井上的水土、环境、建筑等进行全面、深入的研究，制定科学合理的方案，加强技术的应用；其次，填补深井岩层的空缺以防止地表塌陷，同时也要加固或重建周围受到牵连的房屋建筑，以保障其安全；第三，深井采矿会和附近的水体互相影响，因此，合理处理附近的水体也是井下采矿技术的重点研究部分，需要工作人员制定有效的开采方案，防止水体对开采过程造成影响，以及矿产开采造成水资源的流失和污染。
1.4 井下支护技术及起爆系统的分析
井下采矿工程必须是在保障安全的前提下进行的，而保证井下开采的安全要依靠井下支护技术，目前我国的支护技术已经比较成熟。锚杆析架是支护技术中使用的新型构造工艺，安全性更高，它主要由高强度钢杆和涨壳式锚杆以及拧紧配制构成。在井下底车场和采场以及各种硐室中，这种支护技术已得到广泛应用，也取得了良好效果。另外，应用全新的起爆系统，能有效避免发生井下采矿安全事故，提高经济利益的同时，也能提升社会利益。
2 井下采矿技术的发展趋势
2.1 井下充填技术的发展趋势
井下采矿技术众多包括干式填充技术、尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶结技术等。随着矿产行业的不断发展，以上这些井下采矿技术已经无法在满足矿产行业发展需求，所以，更先进的采矿技术应运而生并得到广泛应用。随着井下采矿技术的不断革新，传统的井下充填技术也逐渐向高浓、高尾砂方面发展，不仅降低了胶结材料的用量，节省了生产成本，还有效的改善了井下采矿环境，对于机械化、大型化实现起着非常重要的意义。
2.2 井下深部开采技术发展趋势
社会的发展，导致矿产资源需求量在不断加大，使得矿产资源存储量在迅速减少，同时这也就对井下开采技术提出了更高的要求。井下深部开采技术的应用，不仅很好地满足了上述情况的要求，还有效提高了采矿企业的经济效益，同时这也是促进我国井下采矿事业升级和转型的重要举措。由于我国深部开采技术起步较晚，当前在应用和研究方面仍处在初级阶段，加上井下深部开采技术所具有的特性，在实际应用中难免会产生各种问题，例如出现矿震灾害和爆破事故等问题。所以，作为新形势下的采矿企业重视井下深部开采技术的研究与应用，以此提高企业的经济效益，促进企业的发展。
2.3 井下支护技术发展趋势
井下采矿作业是一项高危险性的工作，所以，井下支护技术的重要性不言而喻。井下采矿时，应是有计划、按顺次进行开采，以此确保井下采矿安全。井下采矿技术的发展，使得井下支护技术也在不断革新，当前锚杆桁架就是全新的井下支护技术。锚杆桁架主要由高强度钢杆和两个涨壳式锚杆结合形成，该支护技术在井下采矿作业中被广泛应用并取得了不俗的绩效。新型的井下支护技术不仅能有效避免井下采矿作业安全事故的发生，还能进一步提高采矿企业的经济利益与社会利益。
2.4 深海采矿技术的发展趋势
深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心，包括深海矿产的采集、海底软管输送系统、海底矿物制备装载和输配电、从深海将矿物输送到洋面的提升、海面支持以及采矿船动力定位和采矿及输送过程的监测控制。其核心技术是适应海底作业环境回采率高的智能化采集设备，回采过程形态复杂多变的软管输送技术，高效、安全可靠的多相流提升技术和设备，深海开采水下设备吊放回收技术及悬吊采矿系统的起伏摇摆补偿装置，开采过程采矿船、提升管道、采集设备随动定位及作业过程的监测控制，水下大功率高压输配电技术。以上核心技术的开发和完善才能建立完整的深海金属矿产的工业开采系统，使我国成为拥有这一高新技术的国家。
参考文献
[1] 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探究[J].赵廷龙.科技展望.2017（24）.
[2] 浅析煤矿井下采矿顶板管理的要点[J].丁国强.能源与节能.2017（09）.
[3] 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探析[J].廉贵龙.世界有色金属.2017（11）.
[4] 井下采矿技术和井下采矿的发展趋势[J].郑锋玉.科学技术创新.2017（24）.
[5] 煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施特点探讨[J].赵鑫.科技风.2017（19）.
[关键词]井下采矿；技术；发展趋势
中图分类号：TD803 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0056-01
我国地大物博矿产丰富，因此相对来说国内的矿产资源采掘技术的发展也相对较快，但是过分开采与肆意索取不仅会造成资源、能源短缺，还会因为开采过程中不小心破坏了生态平衡而引起环境问题，进而反噬到人类身上对人类的生存造成影响。因此，探讨井下采矿工程，不断优化井下采矿技术，做好井下采矿作业具有不容忽视的现实意义。当下井下采矿的技术和方法有井下充填采矿技术、井下深部开采技术、深井采矿的“三下”技术等等，笔者结合实际经验，对井下采矿发展趋势提出了几点思考。抛砖引玉，以期为采矿行业的发展尽上绵薄之力。
1 井下采矿的技术和方法
井下采矿工程与露天采矿在生产效益和安全性方面都有着较大的差异，井下采矿工作效率较低，安全保障的投入成本也较大。因此，应在确保工程安全性的前提下，通过改善与创新采矿技术以及加强科学管理，来尽可能地提高井下采矿的效益。目前井下采矿技术主要有井下填充技术、深部开采技术和井下支护技术等，目前这些技术还有一些不足，需要我们分析其未来的发展趋势，以进行合理改善。
1.1 井下充填采矿技术
充填采矿技术是目前世界上较为先进的、最常见的井下采矿技术，它源自于英国矿产工业在1970年发明的，并在全球广泛推广的水固结重填技术，但由于材料、性能以及价格方面的问题，其发展前景并不乐观。之后，随着时代和科技的进步，这种充填技术在全球范圍内不断得到改善和发展。传统的充填技术开始朝着高尾砂与高浓度方向发展，大大减少了胶结材料使用量。目前的胶结充填技术已经从传统的分级尾砂转向全尾砂与高浓度的充填方式，形成了不浓缩、不脱水的井下胶结充填开采技术。充填技术的进步改善了井下作业的环境，也降低了生产成本，尤其是减小了生产对环境的污染与破坏。目前，一系列先进的充填采矿技术广泛应用于井下采矿工程，比如泵压输送的充填技术、膏体泵送的充填技术、粗粒级水砂充填以及全尾砂高浓度自流的输送技术。充填采矿技术成为目前最常见的井下采矿技术，并且使采矿事业朝着大型化、机械化的方向发展。
1.2 井下深部开采技术
随着我国社会经济的快速发展，市场对矿产资源的需求不断增加，而矿产储量在日益减少，因此，深部开采技术成为提高生产量的重要举措。然而，深井采矿由于其特殊的环境，对采矿设备、技术以及操作有着更加严格的要求。目前在深部开采技术的研究与应用上，我国还处于初级阶段。在开采时，如何控制好对矿层的压力、冲击力，如何管理瓦斯等危险气体，都是深部开采技术面临的严峻挑战。另外，对井下的地理和地质环境及其变化，深井围岩的状态都要监测到位，并采取应急防治措施。我国矿产企业在深部矿井开采技术上的研究与应用必须进一步加强，以逐步解决我国在矿产事业的升级和转型中所遇到的困难。
1.3 深井采矿的“三下”技术
深井岩层有严重的不稳定性，因此在应用井下深部开采技术时，需要采用“三下”技术。首先对深井岩层的状况以及井上的水土、环境、建筑等进行全面、深入的研究，制定科学合理的方案，加强技术的应用；其次，填补深井岩层的空缺以防止地表塌陷，同时也要加固或重建周围受到牵连的房屋建筑，以保障其安全；第三，深井采矿会和附近的水体互相影响，因此，合理处理附近的水体也是井下采矿技术的重点研究部分，需要工作人员制定有效的开采方案，防止水体对开采过程造成影响，以及矿产开采造成水资源的流失和污染。
1.4 井下支护技术及起爆系统的分析
井下采矿工程必须是在保障安全的前提下进行的，而保证井下开采的安全要依靠井下支护技术，目前我国的支护技术已经比较成熟。锚杆析架是支护技术中使用的新型构造工艺，安全性更高，它主要由高强度钢杆和涨壳式锚杆以及拧紧配制构成。在井下底车场和采场以及各种硐室中，这种支护技术已得到广泛应用，也取得了良好效果。另外，应用全新的起爆系统，能有效避免发生井下采矿安全事故，提高经济利益的同时，也能提升社会利益。
2 井下采矿技术的发展趋势
2.1 井下充填技术的发展趋势
井下采矿技术众多包括干式填充技术、尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶结技术等。随着矿产行业的不断发展，以上这些井下采矿技术已经无法在满足矿产行业发展需求，所以，更先进的采矿技术应运而生并得到广泛应用。随着井下采矿技术的不断革新，传统的井下充填技术也逐渐向高浓、高尾砂方面发展，不仅降低了胶结材料的用量，节省了生产成本，还有效的改善了井下采矿环境，对于机械化、大型化实现起着非常重要的意义。
2.2 井下深部开采技术发展趋势
社会的发展，导致矿产资源需求量在不断加大，使得矿产资源存储量在迅速减少，同时这也就对井下开采技术提出了更高的要求。井下深部开采技术的应用，不仅很好地满足了上述情况的要求，还有效提高了采矿企业的经济效益，同时这也是促进我国井下采矿事业升级和转型的重要举措。由于我国深部开采技术起步较晚，当前在应用和研究方面仍处在初级阶段，加上井下深部开采技术所具有的特性，在实际应用中难免会产生各种问题，例如出现矿震灾害和爆破事故等问题。所以，作为新形势下的采矿企业重视井下深部开采技术的研究与应用，以此提高企业的经济效益，促进企业的发展。
2.3 井下支护技术发展趋势
井下采矿作业是一项高危险性的工作，所以，井下支护技术的重要性不言而喻。井下采矿时，应是有计划、按顺次进行开采，以此确保井下采矿安全。井下采矿技术的发展，使得井下支护技术也在不断革新，当前锚杆桁架就是全新的井下支护技术。锚杆桁架主要由高强度钢杆和两个涨壳式锚杆结合形成，该支护技术在井下采矿作业中被广泛应用并取得了不俗的绩效。新型的井下支护技术不仅能有效避免井下采矿作业安全事故的发生，还能进一步提高采矿企业的经济利益与社会利益。
2.4 深海采矿技术的发展趋势
深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心，包括深海矿产的采集、海底软管输送系统、海底矿物制备装载和输配电、从深海将矿物输送到洋面的提升、海面支持以及采矿船动力定位和采矿及输送过程的监测控制。其核心技术是适应海底作业环境回采率高的智能化采集设备，回采过程形态复杂多变的软管输送技术，高效、安全可靠的多相流提升技术和设备，深海开采水下设备吊放回收技术及悬吊采矿系统的起伏摇摆补偿装置，开采过程采矿船、提升管道、采集设备随动定位及作业过程的监测控制，水下大功率高压输配电技术。以上核心技术的开发和完善才能建立完整的深海金属矿产的工业开采系统，使我国成为拥有这一高新技术的国家。
参考文献
[1] 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探究[J].赵廷龙.科技展望.2017（24）.
[2] 浅析煤矿井下采矿顶板管理的要点[J].丁国强.能源与节能.2017（09）.
[3] 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探析[J].廉贵龙.世界有色金属.2017（11）.
[4] 井下采矿技术和井下采矿的发展趋势[J].郑锋玉.科学技术创新.2017（24）.
[5] 煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施特点探讨[J].赵鑫.科技风.2017（19）.