淺析采礦工程中開采方法的有效選擇

張忠

貴州興源煤礦科技有限責(zé)任公司 貴州省550008

摘要：本文主要介紹我國(guó)中國(guó)采礦工程開采技術(shù)存在的不足之處，同時(shí)對(duì)影響采礦方法選擇的制約因素進(jìn)行詳細(xì)的研究，從而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行采礦工程中開采方法的有效選擇。

關(guān)鍵詞：采礦工程；開采方法；有效選擇

1.中國(guó)采礦工程常見技術(shù)問題

中國(guó)的礦產(chǎn)資源雖然總量比較多，但是由于采礦技術(shù)落后，直接促使中國(guó)眾多礦產(chǎn)資源得不到有效開采與利用，最終造成大量資源浪費(fèi)。近年來，隨著中國(guó)對(duì)科學(xué)技術(shù)的日益重視與逐漸發(fā)展，采礦技術(shù)也有了明顯進(jìn)步，然而，在采礦工程實(shí)踐中，其相關(guān)理論的實(shí)施并沒有隨著中國(guó)采礦現(xiàn)狀而進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新，人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的采集手段普遍還是應(yīng)用一些比較傳統(tǒng)的開采技術(shù)，從而使中國(guó)的采礦工程仍處于一個(gè)比較粗放的發(fā)展階段。而這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)中國(guó)礦產(chǎn)工程的長(zhǎng)期發(fā)展、中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高，并逐漸壯大中國(guó)的發(fā)展力量都將造成極大的影響。

2合理選擇采礦方法的影響因素

科學(xué)、合理地選擇采礦方法主要是指在采礦過程中，根據(jù)地質(zhì)條件，加強(qiáng)對(duì)開采實(shí)踐工作中的安全管理，最大限度地減少施工人員的安全事故。同時(shí)，對(duì)采礦方法的合理選擇，并確定有效的工藝流程，也需要針對(duì)礦產(chǎn)的實(shí)際規(guī)模、價(jià)值及賦存條件等情況進(jìn)行具體分析與研究，從而系統(tǒng)地掌握采礦技術(shù)條件。

2.1地質(zhì)因素

地質(zhì)因素是指每個(gè)礦床本身的條件，主要包括了礦山及圍巖的物理學(xué)性質(zhì)，并綜合反映了礦巖體的穩(wěn)定性，直接影響到采場(chǎng)地壓的管理方法等。同時(shí)還包括了礦體的產(chǎn)狀，如礦體傾角、厚度及形狀等，可用礦物在礦體及其圍巖中的具體分布、礦石的實(shí)際品味與價(jià)值、礦體的賦存深度及礦石同圍巖之間的自燃性與結(jié)構(gòu)性等，這些地質(zhì)因素都對(duì)采礦場(chǎng)的布置、構(gòu)成要素、低壓管理及礦石搬運(yùn)方法、采礦方法的選擇等有著重大的影響

2.2技術(shù)因素

在技術(shù)因素中，主要包括了施工人員對(duì)礦體勘探的程度、施工裝備的水平、采裝機(jī)的機(jī)械化發(fā)展程度及礦山的技術(shù)操作與管理水平、地表陷落的程度、相關(guān)加工部門對(duì)礦石提出的要求等。如開采技術(shù)設(shè)備的條件與材料的供應(yīng)情況就直接影響到采礦方法的選擇與實(shí)施及采礦方法優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況。而現(xiàn)行的技術(shù)管理水平是否能符合采礦方法所規(guī)定的技術(shù)管理水平，也對(duì)是否能夠?qū)崿F(xiàn)采礦方所要求的目標(biāo)有著極大的關(guān)系。如對(duì)于一些中小型礦山或地方礦山，其采礦方法可以選擇那些技術(shù)較簡(jiǎn)單、操作便捷且管理方便的開采方法。

2.3經(jīng)濟(jì)因素

在實(shí)際采礦工程中，采礦方法的選用主要有兩種：

a）直接法。即根據(jù)所開采礦山的實(shí)際地質(zhì)條件與開采的技術(shù)條件，在眾多采礦方法中直接選用幾種比較有效的采礦方法。

B）剔除法。即根據(jù)所開采礦山的實(shí)際地質(zhì)條件與開采的技術(shù)條件，對(duì)所有的采礦方法進(jìn)行綜合考慮，從而剔除出大多數(shù)不適合開采條件與相關(guān)要求的采礦方法，并選擇剩下的幾種采礦方法實(shí)施開采。

此外，在合理選擇合適采礦方法的同時(shí)，還需要注意一個(gè)問題：

a）在選擇合適的采礦方法之前，需要對(duì)采礦區(qū)的實(shí)際地質(zhì)與相關(guān)技術(shù)條件等情況進(jìn)行全面了解，并帶著問題進(jìn)行實(shí)證的調(diào)查與研究；

b）在合理選擇采礦方法時(shí)，施工人員需要秉著實(shí)事求是的原則，對(duì)各種采礦方法的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)、有效的評(píng)定，并且在評(píng)定時(shí)，也需適當(dāng)?shù)亓粲幸欢ㄓ嗟?，將技術(shù)管理水平、設(shè)備的機(jī)械化程度等多重因素考慮進(jìn)去，而且也需要對(duì)礦房及礦柱的回采方法與采準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一考量，從而選擇出科學(xué)、合理的采礦方法。采礦方法的選擇，不僅要求技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，而且需要對(duì)所選擇的采礦方法進(jìn)行具體分析研究，從而制作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙與說明書，且必要時(shí)還需要對(duì)采礦方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

3采礦方法的有效選擇

在上述敘述中，我們對(duì)目前中國(guó)礦產(chǎn)工程的現(xiàn)狀與技術(shù)方法存在的問題，及影響采礦方法合理選擇的幾個(gè)制約因素進(jìn)行了具體分析，發(fā)現(xiàn)為全面提高中國(guó)礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用，就必須對(duì)中國(guó)目前采礦工程實(shí)施必要的創(chuàng)新與改進(jìn)，如在采礦過程中，積極運(yùn)用自動(dòng)化、智能化及大型化的采掘設(shè)備，以全面實(shí)現(xiàn)采礦工藝的連續(xù)化，并在礦產(chǎn)生產(chǎn)與管理過程中，全面普及計(jì)算機(jī)技術(shù)，以從整體上改變中國(guó)的礦產(chǎn)及工程的發(fā)展現(xiàn)狀。而在這些革新措施中，最重要的還是對(duì)采礦方法試試全面的改革與普及。如在眾多礦產(chǎn)工程實(shí)踐中積極推廣并應(yīng)用現(xiàn)行的空?qǐng)霾傻V方法、崩落采礦方法及充填采礦法，并在傳統(tǒng)開采方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的創(chuàng)新，如在實(shí)際開采工作中，有效運(yùn)用深井采礦技術(shù)及機(jī)械化連續(xù)采礦技術(shù)等，通過不斷地提高中國(guó)采礦方法的機(jī)械化程度，推動(dòng)中國(guó)的采礦工程實(shí)踐朝著更加智能化的方向發(fā)展。

3.1空?qǐng)霾傻V方法

該種采礦方法是中國(guó)開采史以來，應(yīng)用最早且技術(shù)較為成熟的一種方法。在眾多文獻(xiàn)中，對(duì)于這種方法的介紹不盡相同，有的認(rèn)為是除了留礦采礦法之外的自然支護(hù)采礦方法中的所有方法，也有的認(rèn)為它包括了自然支護(hù)采礦方法中的所有采礦方法，甚至是有些文獻(xiàn)中認(rèn)為，它僅僅只是代表了階段礦房采礦方法與橫撐支柱采礦方法，或僅指代全面法采礦及房柱采礦方法田。雖然人們對(duì)于這種采礦方法的定義有所差異，但是，這種采礦方法的實(shí)施主要就是靠圍巖本身的穩(wěn)定性與礦柱的支撐能力，以維護(hù)在回采過程中可能形成的采空區(qū)，一般都是用支架或開采出來的礦石作為輔助與臨時(shí)支護(hù)，因此，這種采礦方法的有效運(yùn)用對(duì)圍巖與礦石的穩(wěn)固性要求較高，在中國(guó)的有色金屬、化工礦石中應(yīng)用比較廣泛。

同時(shí)，空?qǐng)霾傻V方法最明顯的優(yōu)點(diǎn)是其使用成本很低，生產(chǎn)能力卻很高，且采準(zhǔn)時(shí)間也比較短，因此施工人員在有效運(yùn)用這種采礦方法的同時(shí)，也對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母镄?，從而使其在一些礦巖較破碎的礦體中也能得到有效運(yùn)用，拓寬了其應(yīng)用范圍。如在中國(guó)云南鶴慶有一個(gè)錳礦，屬于那種緩傾斜中的厚礦體且采場(chǎng)頂板也不夠穩(wěn)固的礦山，從而增加了錳礦資源的開采難度。因此，該地為了有效提高錳礦資源的開采率，以推動(dòng)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)過三年研究與探討，在礦區(qū)實(shí)施了人工柱錨桿房柱法的試驗(yàn)研究。在這種采礦方法中，采用片石砌筑的人工礦柱取代了礦石礦柱，而在回采過程中，則用超硬的普通水泥卷錨桿加掛10 m ～20 m的鐵絲網(wǎng)對(duì)采場(chǎng)頂板進(jìn)行固定，從而大大地改善了采場(chǎng)的作用條件與安全性能，并將礦塊的回踩率提升至92.74%，極大地提高了礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，空?qǐng)霾傻V法在實(shí)踐中的創(chuàng)新發(fā)展，不僅提高了支護(hù)手段，擴(kuò)大了與充填法同時(shí)使用的范圍，而且從整體上提高了礦產(chǎn)工程的生產(chǎn)效率。

3.2深井采礦技術(shù)

如今，人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的開采力度日益加劇，表層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被開發(fā)殆盡，從而致使礦產(chǎn)工程逐漸朝著縱深的方向發(fā)展，并對(duì)深井采礦技術(shù)提出了更高的要求。在中國(guó)，一般將垂直深度超過了800 m的低下開采定位深部開采，相較于地面開采來說，其開采難度要大得多。首先，低下開采的環(huán)境惡劣，隨著開采深度的增加，其低壓與溫度也逐漸地增加；其次，在開采技術(shù)方面所面臨的困難較多，如礦山排水、通風(fēng)、開采設(shè)備的選擇等。然而，由于中國(guó)深井開采技術(shù)的發(fā)展與研究起步都比較晚，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此，在“九五”期間，中國(guó)就將有效解決深井開采所面臨的困境作為了國(guó)家的攻關(guān)課題，并開展了專題研究。

4結(jié)語

不斷加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)資源的保護(hù)，以有效緩解資源的稀缺問題已經(jīng)成為了各國(guó)政府函待解決的問題。因此，對(duì)于中國(guó)礦產(chǎn)工程的長(zhǎng)期發(fā)展，就需要在保護(hù)自然資源的基礎(chǔ)上，逐漸加大對(duì)開采技術(shù)的投資力度，以全面地提高中國(guó)礦產(chǎn)資源的利用率。如在采礦方法的選擇方面，需要根據(jù)采礦區(qū)的實(shí)際情況，并對(duì)每種采礦方法的可行性進(jìn)行全面分析，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上對(duì)礦產(chǎn)工程中的采礦方法進(jìn)行必要的創(chuàng)新，從整體上提高中國(guó)礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用。

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