李 巖

（河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司化工分公司，河北 唐山 064201）

礦產(chǎn)資源在現(xiàn)代是極其重要的能源，它支撐起世界各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是以煤礦和金屬礦為代表的礦產(chǎn)，對電力供應(yīng)和金屬冶煉行業(yè)具有重要作用。因此需要充分利用現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源，利用先進的采礦工藝技術(shù)來提高礦產(chǎn)資源的利用率，降低采礦過程中的環(huán)境污染，只有這樣才能確保礦產(chǎn)資源能夠細水長流。因此要注重采礦工藝技術(shù)的研發(fā)，不斷研發(fā)新的采礦工藝技術(shù)，不斷提高礦產(chǎn)資源利用效率。

1 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)簡介

隨著我國城市化進程的不斷加快，各個行業(yè)的發(fā)展都需要能源支持，這就導(dǎo)致我國能源消耗不斷增加。礦產(chǎn)資源是我國能源的重要組成部分，是我國城市化進程和經(jīng)濟不斷發(fā)展的動力保障。雖然我國采礦工藝技術(shù)也不斷發(fā)展，但和西方發(fā)達國家相比，我國采礦工藝技術(shù)依然有不足之處，例如采礦工藝技術(shù)落后，安全隱患較多，采礦效率低，礦產(chǎn)資源開采率較低。采礦工程以安全為主，我國每年因礦難而死亡的人數(shù)都數(shù)以百計，一次大礦難就可能造成幾十人死亡，而造成礦難發(fā)生的原因無非是操作不當(dāng)和技術(shù)落后。傳統(tǒng)采礦工藝技術(shù)具有高污染、高耗能、低產(chǎn)出的缺點，為了彌補這些缺陷，我國在采礦工藝技術(shù)上不斷研究，最大限度提高采礦工藝的效率、安全，確保其環(huán)保低污染和低能耗，并且能夠適應(yīng)各類不同的地質(zhì)環(huán)境。

2 采礦工程中現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的重要性

2.1 提高采礦的安全性

采礦作業(yè)的安全問題是采礦工程最常見的問題，也是制約采礦工業(yè)發(fā)展的主要因素，如果采礦過程中技術(shù)應(yīng)用不規(guī)范或者技術(shù)落后，就會導(dǎo)致礦井崩塌等安全事故，不僅威脅采礦人員的人身安全也會給采礦企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失。因此需要通過先進且規(guī)范的采礦工藝技術(shù)來確保采礦作業(yè)的安全，保證采礦人員的人身安全，促進采礦工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 符合綠色發(fā)展理念

在采礦過程中會產(chǎn)生一些污染物來污染環(huán)境，同時采礦也會造成山體崩塌和地面沉降等環(huán)境問題，破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境，造成水土流失或環(huán)境污染。利用現(xiàn)代采礦工藝技術(shù)就能夠大幅降低采礦過程中污染物的排放，也可以降低礦產(chǎn)資源的浪費，減輕環(huán)境污染，符合綠色發(fā)展理念。

3 采礦工程中現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 機械化采礦工藝技術(shù)

機械化采礦工藝技術(shù)是我國最常見的采礦工藝技術(shù)，分為露天采礦工藝技術(shù)和地下采礦工藝技術(shù)兩種。露天采礦工藝技術(shù)是從上到下開采，適用于礦產(chǎn)資源在地表的情況，應(yīng)用此法開采需要先將地表巖石清除，然后利用開采機械進行開采，此方法對環(huán)境破壞小，安全性高，開采效率高。地下采礦工藝技術(shù)主要是應(yīng)用于礦產(chǎn)資源埋深較深的情況，這種采礦工藝技術(shù)危險性高，對環(huán)境污染較大，且開采利用率和效益較低。

3.2 空場采礦技術(shù)

目前應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)代采礦工藝技術(shù)就是空場采礦技術(shù)，空場采礦技術(shù)在作業(yè)時將采礦現(xiàn)場分為礦柱和礦房兩個區(qū)域，在采礦作業(yè)中，工作人員先要對礦房內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，并利用礦柱作為支撐來使得礦房體積不斷增大。利用空場采礦技術(shù)可以突破地質(zhì)環(huán)境的局限性，能夠在狹小的空間內(nèi)開采礦產(chǎn)，也可以在大空間內(nèi)開采礦產(chǎn)，利用礦柱作為支撐體系能夠確保整個采礦工程的安全性，并不斷擴大采礦范圍，開挖一部分礦產(chǎn)就留一部分礦產(chǎn)做礦柱，然后繼續(xù)向更深更遠的礦穴內(nèi)挖掘，最后將整個礦山挖掘完畢后，再從遠到近地將礦柱推倒將礦柱資源運出來，這樣整個礦山就不會殘留礦產(chǎn)資源，做到物盡其用，大幅提高礦產(chǎn)資源的利用率。

3.3 填充采礦技術(shù)

填充采礦技術(shù)主要應(yīng)用于回采作業(yè)中。當(dāng)一個礦山開采完畢后，里面會中空，極容易出現(xiàn)坍塌和地面沉降事故，為了避免此類事故發(fā)生，就需要利用填充采礦技術(shù)對采空區(qū)進行回填，例如設(shè)置支撐、回填水、泥漿護壁等等都可以加固礦坑的強度，確保礦坑不會因采空失去應(yīng)力而坍塌。還有在一些大型礦山開采過程中，也會應(yīng)用填充采礦技術(shù)，開采完一部分區(qū)域就將此區(qū)域進行回填加固，然后再向深處開挖，避免開采區(qū)坍塌造成安全事故。填充采礦技術(shù)可以有效提高礦山的回采效率和礦產(chǎn)資源的利用率，降低采礦作業(yè)安全風(fēng)險發(fā)生概率。

3.4 崩落采礦技術(shù)

崩落采礦技術(shù)主要應(yīng)用在地質(zhì)復(fù)雜且具有較高開采危險和難度的作業(yè)環(huán)境中，例如崩落礦洞頂層圍巖環(huán)境。因為崩落礦洞頂層圍巖土質(zhì)松散，很容易出現(xiàn)滑坡、塌方等風(fēng)險，在采礦過程中要格外注意采礦的安全性，崩落采礦技術(shù)恰恰具有良好的安全性，符合巖質(zhì)破碎的礦山開采環(huán)境。除了應(yīng)用于特殊開采環(huán)境外，崩落采礦技術(shù)也經(jīng)常應(yīng)用在普通開采環(huán)境中。崩落采礦技術(shù)分為無底柱崩落法和底柱分段崩落法，底柱分段崩落法在使用過程中要及時測量底柱高度和漏斗之間的距離，有時候也要測量橫斷面尺寸和階段高度，不同采礦作業(yè)環(huán)節(jié)要制定不同的采礦作業(yè)計劃，才能夠充分發(fā)揮崩落采礦技術(shù)的優(yōu)勢，保障采礦人員的安全。

3.5 巖體加固技術(shù)

巖體加固技術(shù)主要應(yīng)用于巖體破碎松散的開采環(huán)境中，要綜合考慮開采地區(qū)的地質(zhì)、水文和設(shè)備類型，根據(jù)當(dāng)?shù)貛r土的穩(wěn)定性對巖體進行加固，確保采礦作業(yè)順利開展，如果巖體過于破碎松散還要采用錨索工具對礦坑周圍巖土進行加固，因此巖體加固技術(shù)能夠大幅提高礦山、礦坑的穩(wěn)定性和安全性。在實際采礦作業(yè)中，巖體加固技術(shù)往往要配合空場采礦工藝技術(shù)和填充采礦技術(shù)等其他采礦工藝技術(shù)使用，不單獨使用，因此該技術(shù)具有綜合性和系統(tǒng)性。

3.6 溶浸技術(shù)

溶浸技術(shù)是指在礦區(qū)噴灑化學(xué)制劑讓化學(xué)制劑滲入到礦區(qū)的巖土中，并利用探測器來分析化學(xué)制劑的滲透情況從而了解礦產(chǎn)資源的種類、數(shù)量和分布情況，而且部分化學(xué)制劑能夠?qū)⒐虘B(tài)礦物轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)礦物，因為液態(tài)礦物比固態(tài)礦物更方便收集和整理，且液態(tài)礦物的開采成本要比固態(tài)礦物的開采成本低很多。所以通過溶浸技術(shù)可以提高礦產(chǎn)資源的開采效率，降低開采成本。

3.7 拉斗鏟無運輸?shù)苟鸭夹g(shù)

拉斗鏟無運輸?shù)苟鸭夹g(shù)是一項涉及多種采礦技術(shù)的綜合技術(shù)，主要包括采掘、運輸和排土等采礦環(huán)節(jié)，拉斗鏟無運輸?shù)苟鸭夹g(shù)可以直接推倒剝離物，適合在傾斜度較大的礦區(qū)進行，并且拉斗鏟無運輸?shù)苟鸭夹g(shù)不受外界氣候、地質(zhì)和水文條件影響，能夠直接對采空區(qū)進行堆排，因此該技術(shù)應(yīng)用廣泛。

3.8 采空區(qū)填充技術(shù)

采空區(qū)填充技術(shù)能夠有效維持采空區(qū)的巖土穩(wěn)定，確保采礦作業(yè)能夠更加深入地進行下去，保護采礦人員的安全。采空區(qū)填充技術(shù)應(yīng)用廣泛，不僅應(yīng)用于一些礦區(qū)，也可以應(yīng)用于廢礦和尾礦區(qū)，將剩余的礦產(chǎn)資源全部開采完畢，確保礦產(chǎn)資源的充分利用，避免資源浪費。在采空區(qū)填充技術(shù)的實際運用中，要根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)、水文條件定制科學(xué)合理的開采方案和計劃，確保采空區(qū)的安全穩(wěn)定。例如在開采新的礦產(chǎn)資源時，可以利用爆破方法進行開采，這樣可以提高開采效率。

4 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)未來發(fā)展趨勢

隨著能源危機的加劇和環(huán)境污染的加劇，采礦技術(shù)會朝著高利用率和低污染方向發(fā)展，采礦人員可以利用試驗例證法來對礦區(qū)的采礦工藝技術(shù)進行評價，按照高利用率、低污染、低能耗和安全性指標對采礦工藝技術(shù)進行全面技術(shù)分析，去粗取精，優(yōu)勝劣汰，將不達標的采礦工藝技術(shù)淘汰，留下符合技術(shù)要求的工藝技術(shù)，通過先進科學(xué)技術(shù)來提高采礦效率、利用率，降低環(huán)境污染。未來采礦工藝技術(shù)不僅注重環(huán)境保護、安全保護和礦產(chǎn)資源利用率，還要為采礦企業(yè)提供更大的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)經(jīng)濟利益與環(huán)境保護的平衡。利用人工智能技術(shù)可以加強對礦區(qū)內(nèi)部環(huán)境的自動化監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)存在安全隱患和安全風(fēng)險，就會自動報警，提醒采礦人員趕緊撤離。利用遙感技術(shù)可以對整個礦區(qū)的地質(zhì)、水文條件進行深入全面的探測，了解巖層失穩(wěn)地帶并針對該區(qū)域進行加固處理，避免出現(xiàn)巖體坍塌和地表沉降等安全事故，確保采礦人員的人身安全。

5 結(jié)論

礦產(chǎn)資源是第二次工業(yè)革命以來人類社會發(fā)展的重要能源，人們的生產(chǎn)生活都離不開礦產(chǎn)資源，也正是由于礦產(chǎn)資源消耗量大且不能再生，因此需要加強對礦產(chǎn)資源的利用。只有通過先進的采礦工藝技術(shù)才能夠確保礦產(chǎn)資源的利用效率，保護礦區(qū)環(huán)境，降低污染與環(huán)境破壞，保障采礦人員的人身安全。