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[摘 要]随着我国科学技术发展加快,许多传统工艺因技术、产量等各种原因而逐渐遭到淘汰,进而被各种具有技术及产量优势现代化技术取代,例如现代化的采矿技术与传统采矿技术相对比,现代化采矿技术以其技术优势及产品产量及质量利益而取代了传统采矿。本文就现代化采矿工艺在采矿工程中的应用进行探讨,并对现代化采矿工艺技术未来的发展趋势进行了探讨。
[关键词]现代化采矿工艺;发展趋势;采矿工程;技术特点
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)02-0022-02
我国目前正处于发展中国家阶段,对各种资源需求量巨大,我国以重工业发展为主,对矿产资源需求量巨大,再加上进口的矿产资源价格昂贵,而恰巧我国矿产资源较为丰富,于是提高采矿技术,减少开采成本,提高开采质量也成为了保持我国经济可持续发展的重要的支持之一。加快矿产资源开发,提高开采质量,不仅可以为我国减少矿产资源需求压力,在矿产富裕时甚至可以进行出口外贸交易,一次加大对我国经济支持。相对于俄罗斯等矿产丰富的国家,我国矿产资源明显较少,相对于德国等工艺先进国家而言,我国的采矿工艺相对落后,因此提高矿产开采效率、加快采矿工程的现代化进程对我国矿业行业而言具有划时代的意义。
一、现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用
在任何行业中首先值得注意的问题就是安全问题,更遑论采矿行业,因此在采矿工程中安全总是作为第一生产要素以保证矿产开采正常开采。因此,当先进的采矿技术被掌握时,工人的安全也就得到了保障。
1.1应用范围最广:空场采矿
工厂采矿将矿区分为矿房和矿柱两个部分,因其实用性及具有较高的资源开采率而成为在我国应用范围最为广泛的开采技术。在实际生产过程中先确定矿柱支撑点的牢固性,再对矿房中的资源进行发掘,在矿房中用敞空的形式对资源进行开发;最后再对矿柱进行矿产资源开采,在这一过程中,为确保在开采过程中整个采矿环境没有大幅度的变形和坍塌,需要借助到其他技术设备及工艺。
1.2降低风险因素:崩落采矿
崩落采矿工艺所指的是以降低开采过程中的风险因素为目的,在开采前对矿洞开采地点内具有危险性的矿洞围岩进行崩落处理,以此来为矿业发掘工程提供相对安全的生产环境。崩落采矿工艺可以划分为两大类,一类是底柱分段崩落攻击,另一类则是无底柱分段崩落工艺。前者在应用过程中应当注意四个方面:①阶段的高度②横断面尺寸③漏斗间距④及底柱的高度等进行合理的设计。其中底柱的高度需考虑该矿业工程中所开采的矿石的稳定性以及工程中所应用的形式进行设计。如果采用漏斗底结构,每一个阶段上的分段底柱高度控制在5-7m之间名下分段的高度在 11-13m 之间。采用无底柱分段崩落工艺需要在具有较高的机械化水平的前提下,此工艺能够很大程度上节省人力资源,正因此优势,该工艺在实际采矿过程中的应用较多。
1.3化学开采:溶浸采矿
溶浸采矿工艺技术属于化学开采方式,在发掘前期先对当地的地质环境进行勘查,结合矿产资源的化学与物理特性深入分析,选择合适的溶浸液注入到矿层中,与目标对象发生一系列的化学反应,把将要开采的矿产资源液化。溶浸采矿工艺技术提高了采矿工程中的安全系数、开采和利用率,是非常具有发展应用前景的工艺技术。
1.4充填采矿
充填采矿工艺技术也是可以为工人安全及环境安全提供保障的一个工艺技术,充填采矿是指在采矿工程进行的过程中,以合适的材料对采集完成后的空洞区域進行填充补足,以此来支撑矿洞,防止坍塌,来达到安全采矿的目的。在特殊的开采环境下,还可以加上支架进行支撑,以此来增大采空区的支撑强度。该工艺技术有效增大了采矿工程中的安全性,减小了事故发生比例,增大了采矿效率,推动了公司企业的利益发展。
二、现代化采矿工艺技术的发展前景
在未来,现代化采矿工艺技术会变为安全性与开采效率并重的一门重要技术,重点也将会更偏向于废弃物处理与环境安全及灾害情况方面。综合我国的实际情况,未来采矿工艺技术将侧重点于发掘方式、环境安全、灾害控制。
2.1采矿环境安全
将采空区使用废石及尾矿进行填补,不但能够提高采矿工程中的安全性,还有助于提高生产效率。例如应对地理地质环境进行具体分析,分析实际地址中的不稳定因素,结合实验室的模拟实验来进行顶板的破坏情况的预测,从而策划出更好的方案,确保矿山的稳定性。
2.2废石处理
通常情况下,采矿过程中需要用到搬运、爆破等方法,虽然能够获得一定的经济利益,但是因需要投入大量的人力资源与资金,甚至会降低到整个团体的工作效率。所以如何对废石料进行处理,吸引力广泛的关注,考虑到种种安全因素及采矿也所遇到的问题是,地下矿山无废开采技术的重点被确定为:优化开采工程配置。合理对采矿流程进行设计,不要将全部的废石料弄出坑口,以此减少对环境的破坏。
2.3事故预警
今后采矿技术工艺将会应用到更多的现代化信息技术,例如GPS。通过对定位系统、地理信息系统及遥感技术等的应用,对矿区塌陷的程度进行分析,加强对地质环境的监测并随时记录下具体情况以便于随时对后期工程进行调整,使用分析系统对矿区安全环境进行测定,以此来避免事故的发生。
三、采矿作业中采矿工艺技术的特点
3.1 主要原料:矿体
虽然我国拥有丰富的矿产资源,但是矿产资源是不可再生的有限的资源,随着不断地发掘,矿产资源逐渐减少,就当前来说,这是我们必须面对的十分严重的困境。归根结底是由于我国采矿工艺技术的落后,为改变此困境,我们应摒弃传统采矿工艺,着力于提升现代化采矿技术,尽量节省矿产资源利用,保持矿产资源的可持续性;其次在不同条件的开采情况下,要尽力改进采矿技术,减少资源浪费,要视具体情况而定,不能因采某一项矿产,就浪费与之同时存在的其他资源,破坏相应的资源环境。 由于矿产只存在于自然界中,同时也是人们在采矿过程中需求的主要物质,这就意味着人们无法选择性地进行矿产资源的开采。考虑到矿体作为不可再生资源,应重视矿山中矿储量与社会经济存在着密切的联系。
3.2 针对不同开采对象进行的调整方案
在矿物开采期间,随着开采进度的不同,所需要发掘的对象也会有所变化,因此相关的技术人员与开采设备也需要进行较大调整。在开采期间,必须进行一系列的准备工作后才能进行回掘,例如,在开采前需要掘进部分准备巷道,方便挖掘时进入。为保证发掘工作的顺利进行,必须保证掘进、采准与回采三方面相互协调。当三者间的作用不能实现协调发展时,就会产生不良效应,如矿产减产,挖掘比例失调等现象。
3.3 采矿业的逆境
矿体作为不可再生资源,由于人类在前期不加克制地发掘,导致矿产业遇到了许多问题,例如:矿产资源减少、矿产采集环境顽劣、成本增大、高品质矿物近乎于无。对劣质矿产进行发掘时,矿产混入岩石导致了矿石的贫化,使得矿石质量、发掘效率变低,减少了经济收益。开采过程中遇到不可开采的矿产也是由劣质矿产导致的,这也为公司企业带来了较大经济损失。由于矿产资源总量与矿石品质已经无法改变,人们必须另找道路,找到降低成本的方法。采矿工艺技术是人们可以控制的且可以改善的因素,因此提高采矿工艺技术将能较好地改善此现象。此外,公司企业可以研发相关技术及时止损并降低矿产贫化率,再加上严格的质量监管,就能帮公司助企业提高所获得的利益。
3.4 采矿作业的特点
采矿作业需要很大的劳动力资源,并且具有缺乏安全保障、工作环境恶劣特点,尤其是公开采矿作业,工作难度更是加大,再加上全机械化与全自动化的实现更是难上加难,因此,采矿企业必须充分重视劳动力的安全与适当作息和以保护环境为己任。
3.5采矿的进行要考虑地形环境及矿产分布式
我国是世界上少数的、矿产资源较丰富的、种类较多的、矿产自给程度相对较高的国家之一,化石资源储备也非常丰富。但是我国的矿产资源分布十分不匀称,分布特点为东少西多、南少北多,虽然我国矿产资源量很多、但是我国人口也很多,所以导致人均矿产资源获得量较少。像化石能源,主要在我国的西、北部产出,如果东部经济想快速发展,那就需要大量矿产资源作为经济发展基础,但如果采用上述常用技术,会严重破坏我国东部工业区的结构和环境,并且因矿产资源大多埋在地下的,十分具有隐匿性,所以需要先进的勘探及发掘技术,所以在矿产资源开采的过程中要结合具体情况进行具体分析,要根据矿产的分布特点和开采地域特点及环境的安全性进行开采。
3.6工作人员素质
开采技术是发掘工作的重点,工作人员是技术应用的先驱,要想确保开采工作顺利进行,确保周围开采环境安全,提高矿产开采率,就需要提升采矿工作者的综合素质。首先要根据不同的矿产情况、环境特点采用不同的发掘技术,这就需要相关的工作人员掌握多种开采技术。不同的开采技术对应应用不同的开采设备,随着现代化开采技术的发展及应用,开采设备日新月异,下矿人员要知道设备如何操作,明白如何正确使用设备,才能够获批下矿。这不仅是对工人安全的保障,也是矿产质量提高的重要方法。采礦工作的每一步都对下矿如何操作人员的综合素质有着非常高的要求,下矿人员并非只掌握一种技术就足够,采矿工作是一个繁杂琐碎而又具有技术性的工作,因此要对工作人员进行全方面的技能培训,掌握各个步骤所需要的各种技能,提高工作人员的综合能力,最后才可进入矿洞,进行开采。
四、采矿的现状
4.1 采矿业的发展趋势
矿产资源的发掘出必然会造成矿产资源减少、矿产资源质量变次,使得开采条件及优势越来越差,而矿产资源减少,矿产价格也会上涨,开采的成本也会提高,但开采出的矿产质量变次造成的所开采的矿产品贫化,影响了采矿的效率、矿产质量和经济效益,因此其会严重影响到采矿业的发展,及采矿工程的进行。
4.2 采矿设备、工作人员和路线确定
在采矿作业中工作人员和采矿设备会根据采矿工作的进度和地点环境变化进行迁徙。在发掘矿产时要进行对发掘开采的道路安全性的确定,并且要做好采矿前的各种突发状况应对对策,只有这样才能在保障安全的前提下进行开采工作。这三者的关系必须结合考虑,以便更好地保证采矿工作的顺利进行。如果没有做到相互协调、综合考虑,那么将会导致矿产资源减少和采矿失调等现象。
五、结束语
在现代化采矿在采矿工业中占有巨大优势,提高了采矿业环境的安全性,为采矿工程中的工人安全提供了最大限度的保障,增加了采矿业矿物开采方法的多样性,提高了开采效率,矿石质量,减少了采矿工程所带来的后续环境及安全问题。总而言之,现代化采矿技术在采矿工程中具有很大的实用性,大大推动了采矿业的发展,为我国经济可持续发展做出了很大的贡献。
参考文献:
[1]于凯.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探索[J].山东工业技术 ,2016.
[2]王国金.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探讨[J].黑龙江科技信息 ,2016.
[3]周瑞龙.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析[J].世界有色金属 ,2016.
[4]高锋,吕玺男.采矿工程中现代化采矿工艺技术的应用探微[J].建材与装饰 ,2016.
[关键词]现代化采矿工艺;发展趋势;采矿工程;技术特点
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)02-0022-02
我国目前正处于发展中国家阶段,对各种资源需求量巨大,我国以重工业发展为主,对矿产资源需求量巨大,再加上进口的矿产资源价格昂贵,而恰巧我国矿产资源较为丰富,于是提高采矿技术,减少开采成本,提高开采质量也成为了保持我国经济可持续发展的重要的支持之一。加快矿产资源开发,提高开采质量,不仅可以为我国减少矿产资源需求压力,在矿产富裕时甚至可以进行出口外贸交易,一次加大对我国经济支持。相对于俄罗斯等矿产丰富的国家,我国矿产资源明显较少,相对于德国等工艺先进国家而言,我国的采矿工艺相对落后,因此提高矿产开采效率、加快采矿工程的现代化进程对我国矿业行业而言具有划时代的意义。
一、现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用
在任何行业中首先值得注意的问题就是安全问题,更遑论采矿行业,因此在采矿工程中安全总是作为第一生产要素以保证矿产开采正常开采。因此,当先进的采矿技术被掌握时,工人的安全也就得到了保障。
1.1应用范围最广:空场采矿
工厂采矿将矿区分为矿房和矿柱两个部分,因其实用性及具有较高的资源开采率而成为在我国应用范围最为广泛的开采技术。在实际生产过程中先确定矿柱支撑点的牢固性,再对矿房中的资源进行发掘,在矿房中用敞空的形式对资源进行开发;最后再对矿柱进行矿产资源开采,在这一过程中,为确保在开采过程中整个采矿环境没有大幅度的变形和坍塌,需要借助到其他技术设备及工艺。
1.2降低风险因素:崩落采矿
崩落采矿工艺所指的是以降低开采过程中的风险因素为目的,在开采前对矿洞开采地点内具有危险性的矿洞围岩进行崩落处理,以此来为矿业发掘工程提供相对安全的生产环境。崩落采矿工艺可以划分为两大类,一类是底柱分段崩落攻击,另一类则是无底柱分段崩落工艺。前者在应用过程中应当注意四个方面:①阶段的高度②横断面尺寸③漏斗间距④及底柱的高度等进行合理的设计。其中底柱的高度需考虑该矿业工程中所开采的矿石的稳定性以及工程中所应用的形式进行设计。如果采用漏斗底结构,每一个阶段上的分段底柱高度控制在5-7m之间名下分段的高度在 11-13m 之间。采用无底柱分段崩落工艺需要在具有较高的机械化水平的前提下,此工艺能够很大程度上节省人力资源,正因此优势,该工艺在实际采矿过程中的应用较多。
1.3化学开采:溶浸采矿
溶浸采矿工艺技术属于化学开采方式,在发掘前期先对当地的地质环境进行勘查,结合矿产资源的化学与物理特性深入分析,选择合适的溶浸液注入到矿层中,与目标对象发生一系列的化学反应,把将要开采的矿产资源液化。溶浸采矿工艺技术提高了采矿工程中的安全系数、开采和利用率,是非常具有发展应用前景的工艺技术。
1.4充填采矿
充填采矿工艺技术也是可以为工人安全及环境安全提供保障的一个工艺技术,充填采矿是指在采矿工程进行的过程中,以合适的材料对采集完成后的空洞区域進行填充补足,以此来支撑矿洞,防止坍塌,来达到安全采矿的目的。在特殊的开采环境下,还可以加上支架进行支撑,以此来增大采空区的支撑强度。该工艺技术有效增大了采矿工程中的安全性,减小了事故发生比例,增大了采矿效率,推动了公司企业的利益发展。
二、现代化采矿工艺技术的发展前景
在未来,现代化采矿工艺技术会变为安全性与开采效率并重的一门重要技术,重点也将会更偏向于废弃物处理与环境安全及灾害情况方面。综合我国的实际情况,未来采矿工艺技术将侧重点于发掘方式、环境安全、灾害控制。
2.1采矿环境安全
将采空区使用废石及尾矿进行填补,不但能够提高采矿工程中的安全性,还有助于提高生产效率。例如应对地理地质环境进行具体分析,分析实际地址中的不稳定因素,结合实验室的模拟实验来进行顶板的破坏情况的预测,从而策划出更好的方案,确保矿山的稳定性。
2.2废石处理
通常情况下,采矿过程中需要用到搬运、爆破等方法,虽然能够获得一定的经济利益,但是因需要投入大量的人力资源与资金,甚至会降低到整个团体的工作效率。所以如何对废石料进行处理,吸引力广泛的关注,考虑到种种安全因素及采矿也所遇到的问题是,地下矿山无废开采技术的重点被确定为:优化开采工程配置。合理对采矿流程进行设计,不要将全部的废石料弄出坑口,以此减少对环境的破坏。
2.3事故预警
今后采矿技术工艺将会应用到更多的现代化信息技术,例如GPS。通过对定位系统、地理信息系统及遥感技术等的应用,对矿区塌陷的程度进行分析,加强对地质环境的监测并随时记录下具体情况以便于随时对后期工程进行调整,使用分析系统对矿区安全环境进行测定,以此来避免事故的发生。
三、采矿作业中采矿工艺技术的特点
3.1 主要原料:矿体
虽然我国拥有丰富的矿产资源,但是矿产资源是不可再生的有限的资源,随着不断地发掘,矿产资源逐渐减少,就当前来说,这是我们必须面对的十分严重的困境。归根结底是由于我国采矿工艺技术的落后,为改变此困境,我们应摒弃传统采矿工艺,着力于提升现代化采矿技术,尽量节省矿产资源利用,保持矿产资源的可持续性;其次在不同条件的开采情况下,要尽力改进采矿技术,减少资源浪费,要视具体情况而定,不能因采某一项矿产,就浪费与之同时存在的其他资源,破坏相应的资源环境。 由于矿产只存在于自然界中,同时也是人们在采矿过程中需求的主要物质,这就意味着人们无法选择性地进行矿产资源的开采。考虑到矿体作为不可再生资源,应重视矿山中矿储量与社会经济存在着密切的联系。
3.2 针对不同开采对象进行的调整方案
在矿物开采期间,随着开采进度的不同,所需要发掘的对象也会有所变化,因此相关的技术人员与开采设备也需要进行较大调整。在开采期间,必须进行一系列的准备工作后才能进行回掘,例如,在开采前需要掘进部分准备巷道,方便挖掘时进入。为保证发掘工作的顺利进行,必须保证掘进、采准与回采三方面相互协调。当三者间的作用不能实现协调发展时,就会产生不良效应,如矿产减产,挖掘比例失调等现象。
3.3 采矿业的逆境
矿体作为不可再生资源,由于人类在前期不加克制地发掘,导致矿产业遇到了许多问题,例如:矿产资源减少、矿产采集环境顽劣、成本增大、高品质矿物近乎于无。对劣质矿产进行发掘时,矿产混入岩石导致了矿石的贫化,使得矿石质量、发掘效率变低,减少了经济收益。开采过程中遇到不可开采的矿产也是由劣质矿产导致的,这也为公司企业带来了较大经济损失。由于矿产资源总量与矿石品质已经无法改变,人们必须另找道路,找到降低成本的方法。采矿工艺技术是人们可以控制的且可以改善的因素,因此提高采矿工艺技术将能较好地改善此现象。此外,公司企业可以研发相关技术及时止损并降低矿产贫化率,再加上严格的质量监管,就能帮公司助企业提高所获得的利益。
3.4 采矿作业的特点
采矿作业需要很大的劳动力资源,并且具有缺乏安全保障、工作环境恶劣特点,尤其是公开采矿作业,工作难度更是加大,再加上全机械化与全自动化的实现更是难上加难,因此,采矿企业必须充分重视劳动力的安全与适当作息和以保护环境为己任。
3.5采矿的进行要考虑地形环境及矿产分布式
我国是世界上少数的、矿产资源较丰富的、种类较多的、矿产自给程度相对较高的国家之一,化石资源储备也非常丰富。但是我国的矿产资源分布十分不匀称,分布特点为东少西多、南少北多,虽然我国矿产资源量很多、但是我国人口也很多,所以导致人均矿产资源获得量较少。像化石能源,主要在我国的西、北部产出,如果东部经济想快速发展,那就需要大量矿产资源作为经济发展基础,但如果采用上述常用技术,会严重破坏我国东部工业区的结构和环境,并且因矿产资源大多埋在地下的,十分具有隐匿性,所以需要先进的勘探及发掘技术,所以在矿产资源开采的过程中要结合具体情况进行具体分析,要根据矿产的分布特点和开采地域特点及环境的安全性进行开采。
3.6工作人员素质
开采技术是发掘工作的重点,工作人员是技术应用的先驱,要想确保开采工作顺利进行,确保周围开采环境安全,提高矿产开采率,就需要提升采矿工作者的综合素质。首先要根据不同的矿产情况、环境特点采用不同的发掘技术,这就需要相关的工作人员掌握多种开采技术。不同的开采技术对应应用不同的开采设备,随着现代化开采技术的发展及应用,开采设备日新月异,下矿人员要知道设备如何操作,明白如何正确使用设备,才能够获批下矿。这不仅是对工人安全的保障,也是矿产质量提高的重要方法。采礦工作的每一步都对下矿如何操作人员的综合素质有着非常高的要求,下矿人员并非只掌握一种技术就足够,采矿工作是一个繁杂琐碎而又具有技术性的工作,因此要对工作人员进行全方面的技能培训,掌握各个步骤所需要的各种技能,提高工作人员的综合能力,最后才可进入矿洞,进行开采。
四、采矿的现状
4.1 采矿业的发展趋势
矿产资源的发掘出必然会造成矿产资源减少、矿产资源质量变次,使得开采条件及优势越来越差,而矿产资源减少,矿产价格也会上涨,开采的成本也会提高,但开采出的矿产质量变次造成的所开采的矿产品贫化,影响了采矿的效率、矿产质量和经济效益,因此其会严重影响到采矿业的发展,及采矿工程的进行。
4.2 采矿设备、工作人员和路线确定
在采矿作业中工作人员和采矿设备会根据采矿工作的进度和地点环境变化进行迁徙。在发掘矿产时要进行对发掘开采的道路安全性的确定,并且要做好采矿前的各种突发状况应对对策,只有这样才能在保障安全的前提下进行开采工作。这三者的关系必须结合考虑,以便更好地保证采矿工作的顺利进行。如果没有做到相互协调、综合考虑,那么将会导致矿产资源减少和采矿失调等现象。
五、结束语
在现代化采矿在采矿工业中占有巨大优势,提高了采矿业环境的安全性,为采矿工程中的工人安全提供了最大限度的保障,增加了采矿业矿物开采方法的多样性,提高了开采效率,矿石质量,减少了采矿工程所带来的后续环境及安全问题。总而言之,现代化采矿技术在采矿工程中具有很大的实用性,大大推动了采矿业的发展,为我国经济可持续发展做出了很大的贡献。
参考文献:
[1]于凯.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探索[J].山东工业技术 ,2016.
[2]王国金.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探讨[J].黑龙江科技信息 ,2016.
[3]周瑞龙.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析[J].世界有色金属 ,2016.
[4]高锋,吕玺男.采矿工程中现代化采矿工艺技术的应用探微[J].建材与装饰 ,2016.