礦山采礦新技術(shù)與開采方法的分析與探討

摘 要：礦山領(lǐng)域是安全事故頻發(fā)的領(lǐng)域之一，為了改善礦山企業(yè)作業(yè)環(huán)境，提高企業(yè)效益并切實保障采礦工人的安全，礦山開采新技術(shù)與方法的研究迫在眉睫，許多新技術(shù)的應(yīng)用范圍與實施環(huán)境需要結(jié)合現(xiàn)實進一步發(fā)展，文章將針對開采的幾種新技術(shù)進行介紹并分析討論現(xiàn)今開采的新技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦山開采;采礦：新技術(shù)

1 采礦新技術(shù)的重要性

1.1 規(guī)范礦山開采

在我國經(jīng)濟發(fā)展中采礦經(jīng)濟起到了莫大的推進作用，礦產(chǎn)資源在生活中廣泛被利用，尤其是電力生產(chǎn)等行業(yè)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國煤炭資源數(shù)量約有5.9萬億t，它占我國能源總量的九成還多，但由于國內(nèi)的資源布局較為分散，礦山所處的位置的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢又參差不齊，開采技術(shù)也有很大差別。在這樣的情況下，經(jīng)濟落后地區(qū)的開采技術(shù)相對落后，而且開采效率與開采質(zhì)量十分的低。因此，推廣采礦新技術(shù)很有必要。對于礦產(chǎn)這些不可再生資源，一般都被深埋底下，而且鑒于煤炭自身的化學(xué)屬性，在開采過程中容易生成易燃氣體，在密閉狹小的空間中極易爆炸。同時在開采過程中，塌方與滲水的情況也時長發(fā)生，傳統(tǒng)落后的開采技術(shù)無法有效避免這些問題。尤其是面對地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度高的礦山，傳統(tǒng)技術(shù)更是難以實施。因此，礦山開采新技術(shù)亟需傳播與推廣，它可以幫助礦山規(guī)范開采，降低事故發(fā)生率，確保開采工人的人身安全。

1.2 提高企業(yè)核心競爭力

新的開采技術(shù)與方法可以帶來更高的礦山開采效率，雖然需要企業(yè)淘汰老舊設(shè)備，重新投資開采設(shè)備，但是新的開采技術(shù)與開采設(shè)備可以為企業(yè)帶來長久的利潤，同時也是企業(yè)提升自身競爭力的途徑。在礦產(chǎn)開采的行業(yè)市場中，應(yīng)用新開采技術(shù)與方法的企業(yè)開采效果更加穩(wěn)定安全，開采質(zhì)量也有所提高，企業(yè)經(jīng)濟效益可以得到發(fā)展，同時這對于社會效益也起到了促進作用。

2 采礦的新型技術(shù)分析

2.1 炮采放頂煤開采技術(shù)

這項技術(shù)結(jié)合了滑移支架與二型鋼梁放頂煤開采技術(shù)，它們具備如下的特點：首先，滑移支架技術(shù)就是將在前梁與頂梁位置通過安裝溝槽或者彈簧鋼與采礦層支出的三個液體單體柱通過銷軸進行連接。此外，這項技術(shù)還要求技術(shù)工人分別為前梁與后梁安裝時挑梁與尾梁。這樣的新技術(shù)可以實現(xiàn)靈活開采，材料與安裝都不是很復(fù)雜，性價比很高并且對應(yīng)用環(huán)境沒有很高的要求，非常適合礦山開采工程。這樣，滑移支架放頂技術(shù)可以幫助采礦工人采到較高礦層，同時也很容易實施，但是這些技術(shù)仍然有一些缺點，比如支架的支撐穩(wěn)定性不強等。

其次，二型鋼梁放頂技術(shù)指技術(shù)工人在頂層架的二型鋼梁與液壓單體柱上進行支護工作，并且單獨進行采礦與放頂，之后再通過人工爆破進行開采。這種技術(shù)廣泛使用于礦層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的區(qū)間，并且該項技術(shù)設(shè)備要求較低，在現(xiàn)實過程中運用便捷，其缺點是工作流程復(fù)雜，需要較為專業(yè)的技術(shù)人員進行實施，專業(yè)性要求過強等。

2.2 偽傾斜柔性掩護支架技術(shù)

在開采中如果使用這項開采技術(shù)，可以獲得一個較長的工作區(qū)間，同時產(chǎn)生的傾角可以適當(dāng)被放緩，這為開采提供了一個較為舒適與寬松的開采空間，同時開采安全性可以得到很高的提升，這樣采礦的效率與質(zhì)量都可以得到保障。另外，這項技術(shù)在使用時可以令工作面炭的自溜，這也非常有效的減少了人工工作量。在該技術(shù)進行回采工作時，需要拆除進風(fēng)巷，將回風(fēng)巷長度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行相應(yīng)的延長，當(dāng)工作面接近開采區(qū)時，相關(guān)技術(shù)人員需要把所有的支架進行回收。

2.3 刨礦機開采技術(shù)

這項技術(shù)通常應(yīng)用于淺中層礦層的開采，它能夠一次性幫助開采至25m處的礦層，在這樣高強度的機械能力下，人工勞動有效減少，人力成本有所降低，可以幫助企業(yè)提高開采的利潤。而隨著開采需求，刨礦機在不斷的被改造與完善，逐步實現(xiàn)全自動、人工智能等現(xiàn)代需求。此外，技術(shù)人員為了保證機器的使用壽命與工作效果，會周期性的對它進行檢查與維修，保障刨礦機可以正常被運用到礦山開采過程。

2.4 填充開采技術(shù)

這種新技術(shù)分為五種，分別為膠結(jié)式、高壓注漿式、矸石填充式、矸石注漿式、黃土填充式。膠結(jié)式充填方法是運用充填骨料與膠結(jié)劑，將他們與水泥等成分充分混合，控制巖層移動，保障采礦安全，它主要被運用在復(fù)雜礦層的開采過程中。高壓注漿式充填技術(shù)指覆巖離層注漿，這種技術(shù)用高壓泵將充填材料壓入上層巖層裂縫中，通過占據(jù)離層空間幫助降低開采空間與礦山巖層的變形與彎曲，可以避免地表事故的發(fā)生。矸石充填式是利用矸石與膠結(jié)劑，與膠結(jié)式填充法材料不同，但功能大同小異。矸石空隙注技術(shù)則是運用膠結(jié)法來固定冒落區(qū)域的巖石。

黃土充填技術(shù)是一種新型充填技術(shù)，它運用黃土進行填充，這種方法可以有效發(fā)揮煤矸石的數(shù)量優(yōu)勢與結(jié)構(gòu)作用，可以方便地面矸石山的治理，減少對環(huán)境的破壞?？梢娺@種方法對環(huán)境與企業(yè)收益都十分有利，值得進行推廣與宣傳。

3 礦山開采方法分析

3.1 結(jié)合信息技術(shù)進行開采

隨著時代的發(fā)展，信息科技應(yīng)該被廣泛運用到各個領(lǐng)域當(dāng)中，這種人工操作環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域也必然需要運用到信息科技。在開采之前，礦產(chǎn)企業(yè)可以先對開采現(xiàn)場進行信息采集與分析，充分利用數(shù)據(jù)模擬與仿真等信息手段保障開采過程的穩(wěn)定與安全，同時要與技術(shù)人員進行溝通，通過運用模擬等技術(shù)及時掌握地理信息，對預(yù)警情況進行模擬演示，針對性的制定出防止事故發(fā)生的對策，如果仍有事故發(fā)生，應(yīng)當(dāng)立即與技術(shù)人員聯(lián)系，了解事故狀態(tài)，輔助解決事故。這樣，開采人員的生命安全得以提高，事故發(fā)生率也相應(yīng)降低。這樣的智能化開采將隨著時間推移被廣泛運用。

3.2 刨礦開采自動化

刨礦機的產(chǎn)生推動了自動刨礦機的研發(fā)，為實現(xiàn)自動化提供了新的方向，而且采礦效率有效提升。自動刨礦機具有快速穿破礦層的功能，在1m厚的礦層中每小時采礦量高達1500t。自動刨礦機的自動化程度仍在不斷提升，它代表著礦產(chǎn)企業(yè)的自動化發(fā)展，同時，隨著礦山開采更深更廣，它對礦層的沖擊力有效減弱了開采難度，保障了開采質(zhì)量。當(dāng)前該項技術(shù)唯一的要求就是需要操作者具有較強的專業(yè)性。

3.3 大采高綜放技術(shù)革新

這項技術(shù)在發(fā)展中逐漸得到改善，現(xiàn)今形成了一種新的采礦技術(shù)，它的主要特點有：提高了開采高度、技術(shù)可靠性高、工作效率高、降低開采安全隱患等。在運用這項技術(shù)時，也需要做一些安全工作，比如進行液壓支架防滑等，它目前面臨著穩(wěn)定性低，工作面管理難度大等問題。

3.4 開采環(huán)?；?/p>

眾所周知，近年來礦山開采對環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的污染與影響，為了響應(yīng)時代需求，政府和企業(yè)提出了綠色開采的新理念。礦產(chǎn)企業(yè)為了實現(xiàn)這一理念不斷研發(fā)開采新技術(shù)，其中有煤炭地下氣化技術(shù)、井下填充技術(shù)等。煤炭地下氣化，顧名思義就是直接在地下將固態(tài)燃料變?yōu)闅鈶B(tài)，通過管道運輸，這種技術(shù)成本不高，而且初步達成環(huán)保的目的，同時可以保護地面，防止其沉降。而井下填充主要是針對矸石，將其在地下廢棄巷道進行。主要處理方法是直接充填采空區(qū)，但是由于整個過程對機械設(shè)備要求較高，整體難度較大。除此以外，還有一些綠色開采技術(shù)正在研發(fā)，比如保水開采等，它們的發(fā)展與推廣將為我國的可持續(xù)發(fā)展助力。

4 結(jié)語

目前礦山開采作業(yè)仍然處于一個半傳統(tǒng)的狀態(tài)，希望新的開采技術(shù)與開采方法推出后可以同時保障企業(yè)的財產(chǎn)安全與人身安全，實現(xiàn)雙贏，也希望在未來發(fā)展中，礦山開采自動化與智能化范圍能夠深度擴大，提高人民生活的物質(zhì)水平。

參考文獻：

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[2]李東紅.關(guān)于煤礦采礦新技術(shù)與開采方法的分析探討[J].石化技術(shù)，2019，26（08）：151+155.

作者簡介：

牛艷斌（1986- ），男，山西呂梁人，現(xiàn)就職于陽泉煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司一礦，研究方向：主要從事礦井采礦工作。