摘要：随着我国经济社会的长久进步,我国目前对矿产资源项目的工艺要求也越来越高,在矿井开采实践当中,如果采矿工人不能使用正确的开采技术或采矿工艺,会对矿井的开采品质产生损害,减少矿产资源的实际开采量,严重的会对矿产资源开采周边的生态环境产生影响,致使生态失衡,引发矿难,危及人身安全,本文对矿井开采的有关技术进行探究是必要的,并对井下开采手段与工艺选择实施分析,以更加完美的帮助矿产行业长久进步,确保施工者的人身安全。
关键词：矿井开采; 井下采矿技术; 采矿工艺;
随着现代经济、工业的发展以及农业和第三产业的进步,导致其需求也得到了增长。长期以来,矿产资源一直是我国能源结构中的主导地位[1]。作为我国能源的主要来源,矿产资源工业的发展对中国经济的发展有着重要的作用,我国矿产工业在需求激励、经济发展和社会快速进步的推动下实现了快速发展,矿产行业当中很多的矿产企业也通过这一系列影响实现了快速发展和增长,对于矿产企业来说,挑选适合自身的井下开采技术,能够高效地提升矿井开采效率和经营效益,同时也提升了矿井开采的成效[2]。获取合适的采矿技术,增大采矿技术的研发,也是提升核心企业竞争力的重要途径。
1 我国井下采矿技术及工艺发展现状
随着我国矿产行业的进步,我们国家井下采矿工艺也取得了长足的进步,在如今的井下采矿的状态来讲,包括矿产开采技术,特别是综合开采、一般开采,连续开采和爆破开采。随着地质结构和经济收益的制约,矿产单位必须在不一样的采矿作业中选择不一样的开采技术,以提升自身的效益以及竞争力[3]。
随着我国矿产领域的进步,矿产资源井下开采的技术手段逐步实现机械化、智能化,由传统的人工开采向现代机械化采矿转变,一些矿产企业引进了先进的智能化开采方法,有效地提高了开采效率和开采质量,同时也提高了地下开采的安稳性[4]。不同地质条件下矿产企业联合开采对不同地质构造的人才支持不足,然而,先进的采矿技术并不能有效地应用于矿井开采,而且,从我国矿产工业地下开采技术应用的总体情况看,矿产工业的发展起步较晚,使其没有国外先进公司成熟,地下开采的环保技术也与国际的先进水平相比较低。
2 井下采矿技术与工艺概述
即使我国地下开采的历史悠久,但在地下开采方面还存在一定的不足。需要适应科学技术的飞速发展,让矿产开采向着集约化、机械化、智能化方向进步,矿井工艺与采矿技术是矿产工业的主要研究内容,矿井开采的效率决定了全部矿场资源领域的高效合理进步[5]。
2.1 综合机械化采矿技术
综合性的机械化采矿工艺,又叫做综采,是指在矿井下开采过程中使用机械设备,包括采矿面分割、顶板支护、运矿和采空区处理等。在我们国家矿产领域的总体发展来看,综合开采技术是未来矿井下开采技术最重要的应用[6]。
割矿。割矿的步骤包括矿井开采和矿产资源装载。一般是采矿机与滚筒采矿机这两种,完成碳切割过程:滚筒切割机又可以分成单浪尖与双滚筒矿井开采机。为了满足采高的改变与矿层的项底板起伏,双滚筒剪的可调高度一般用于调节间隙高度的变化和流量的波动,随便无论是上下,一般都是取前滚筒实施上割矿,后滚筒实施下割矿,滚筒式采矿机通过滚筒的旋转叶片和滚筒的驱动的作用将矿产资源直接装载到刮板输送机中。采矿机有两种割矿的方法:单向和双向割矿。切割可能性适用于顶板稳定性低、俯冲角大的综合开采爆破面,双面截割主要用于矿层稳定、俯仰角较软的综合开采工作面在与滚筒割矿相比,具有结构简单、设备成本低、维护管理方便等优点,简单的自我控制和无人操作的工作流程切。直的而耕作在薄矿种机械化开采中占有重要地位,但其生产效率低,地质条件适用幅度差,设备稳定性差,如果抽气高度大。仅限于矿层稳定、结构简单的软矿层,还有不存在坚硬的架杆,顶板稳固,矿层厚度小于2m的矿层。
运输矿。通过采矿机切下的矿产资源被装载到刮板输送机上,运输过程中有桥式转载机和伸缩带式输送机,从工作面运输刮板输送机的能力必须与采矿机的生产能力相适应。在一般来说,输送机的支持能力是比采矿机还大的。
工作面的支护与采空区的治理。工作面的液压支架使用是把高压的液体当作动力,主动做到对工作面的项板的护帮、前移、切顶、挡杆、推移、支撑刮板输送机与采空区治理等步骤。工作面的支护模式有及时支护与滞后支护这两个模式,滞后支护这一模式可以满足周期压力大和直接顶安稳性好的顶板,关于直接顶安稳性不好的顶板效果不太好。采空区有很多种处理方式,但大部分运用轻易安稳、费用不高地整体垮落法治理采空区。
综合开采技术能够有效地增强矿井下开采的机械化和自动化水平。在地下开采中的矿产资源开采主要是破矿和矿产资源装载。矿井开采的多用设备是采矿机与刨矿机。矿产资源运输的主要目的是在破矿以后通过带式输送机将矿产资源运送到外面。另外,处理采空区的应力有很多方法,但矿产企业在开采矿层和高位采空区区时,必须特别注意采空区的应力处理重点。总结可以说,矿产企业在综合开采技术的同时,有实效地减小了企业的开采经费。同时综合开采技术的运用全机械化的工作方式,工作效率高,工作可靠性高,能有效减少工作员工的井下作业强度。
2.2 普通机械化采矿技术
普通机械化采矿技术也是一种通用的采矿技术,在地下开采将采取人工作业和机械化作业相结合的方式,矿产企业采用常规开采技术的主要原因是矿层稳定,顶板良好,是同步的考虑了矿井的储量和使用期限,以降低地下矿井的安装成本,以便节约。因此企业应根据自身的发展情况决定是否引进一种通用的采用技术。以往的采矿技术要求井下作业更加复杂,这将在一定程度上减少矿产资源企业的人力资源浪费。传统采矿技术主要承担着装载和采矿的机械化作业。根据目前的情况,我们应该选择减少体力劳动的采矿方法和技术,提高开采水平,促进我国矿产资源快速稳定的进步,同时加强安全生产和环境保护工作,发展长久性的生产。
2.3 连续采矿技术
连采的全称是连续开采矿技术,国际合作先进的矿产资源开采企业一般采用连续开采的方法,进行开采矿生产。连续开采技术主要利用完整的采矿设备矿井开采来完成。机械设备结构较为复杂,对井下采矿工作面结构和工作环境要求高,我国矿产资源企业规模不大,连续采用开采技术,只有在一些大型矿产资源企业中才能持续使用。同时用于地下连续采矿作业,通过一套完整的采矿机械设备,使用限制了连续采矿技术的发展劳动力成本,但技术和资本要求很高。此外,与全机械化开采和常规开采相比,连续开采可以恢复回收采空区中剩余的矿井,有效规避浪费资源的现象。
2.4 爆破采矿技术
矿产资源的爆破技术可以简称为炮采,特别是在工作面支护、装矿、采空区加工等方面工作。爆炸开采首先必须通过爆炸装置完成矿层的开采作业,爆炸物应在保证围岩安全策略的基础上,准确计算辐射所需的辐射设备和预期的效果,继而达到目的。此外,爆炸后,应确保有效地进行了矿产资源装载,并将矿产资源运出矿井。在辐射技术的应用,特别是人工装矿和采空区处理仍在应用,最终做到的支持工作的完成,爆破采矿技术应用环境需要较高,在地下开采中运用的较少。
首先,它是爆破落矿,矿产资源应严格、精确地压碎,以确保顶板、支架和其他设备不受损坏,同时工作表面应光滑,以允许爆炸和局部结构变化,会导致地域崩溃,使用炸药应该是适当合理的,不是多了就能起到更好的效果。需要一些精确的炮击点,在炸点的选择上要准确,炸药的使用要严格控制,操作人员必须提前做好准备并事先了解矿层的位置,了解矿层的厚度和硬度、顶板的储存能力等相关因素,再进行钻孔,以实现精确钻孔,因为炮孔是爆炸技术的核心,也是爆炸源的爆炸点,如果炸点方向不对,全体的爆炸状况机会遭到影响。
其次,在装卸矿体的情况下,不是所有的矿体都可以在爆炸后抛到输送机上,剩下的卸矿必须由人力完成;下一步是支撑工作面并处理采空区。金属的摩擦支柱与单一的液压支架往往能很好地完成开采矿出的支护,实施清理采空区,减轻顶板漏失面积,确保采矿场安全,能够试着运用垮落法。
3 井下采矿技术的选择与应用
地下开采矿企业是不是选择了正确的开采工艺,直接影响到企业的资源回收率和生产效率。为了完成它的优质进步,矿产资源单位在地下开采中,必须挑选与自身开采技术相符的施工工艺,科学正确地采用开采技术,提升开采效率和开采质量,继而提升单位本身的经济收益。
3.1 综合开采技术的应用
综合开采技术完成了全机械化的井下综合开采施工,使综合开采技术达到了高效、低开采成本、高产的帽子。另外,综合开采技术不需要不部分的采矿工人实施井下的工作实践,机械化作业程度高,安全系数高,有效降低井下作业人员的作业强度,减少事故的发生,但是,综合开采技术的运用需要很多的机械化设施,矿产企业的机械化设施成本很高:因此,鉴于矿井开采技术在矿产企业应用的现状,一些公司在早期考虑设备的固定成本和折旧成本,就像在应用全机械化开采技术的早期阶段一样,矿产企业处于亏损状态,但将逐渐转为盈利转过来,进去综合开采技术一般也可用于大倾角开采的地质条件,如果矿层爬升角小于55°,综合开采技术可用于矿产生产。
3.2 一般开采技术的应用
与综合开采技术相比,一般开采技术运用了人工与机械化相结合的模式。不过由于应用成本低,对地下开采环境要求低,即使开采效率低于综合开采采矿技术,但在我国矿井下也得到了广泛的应用,另外,常规采矿设备对矿区适应性较强,一般采矿设备的操作也十分简单,就算是中小型的矿产公司,也可以板稳固,矿产常规开采技术实施矿井开采作业。
3.3 连采技术的应用
尽管因为技术的制约,连续开采技术在我国地下矿井开采中没有得到广泛应用,但仍进行了试点。试验数据表明,连续开采技术在应用实践中最主要的问题是矿井当中的通风问题。但连续开采矿生产效率高,矿产质量较好,矿产企业必须加强对矿井开采技术的管理研发,连续性的应用采矿技术。因此,连续开采技术适合用在地质结构不复杂的矿产,矿层倾角应不大于15°,更好的地下工作环境。
3.4 炮采技术应用
爆破开采是一种不太需要固定成本的传统井下作业,因此在小型矿中得到了大范围的运用。可是,爆破技术存在诸多不可控因素,爆破技术安全水平较低,这将导致矿产资源出现浪费的现象。
4 结语
随着社会经济的长久进步,矿产工业和单位在实施地下开采的实践中,必须使矿井开采技术适应自身的进步实况。同时需要具备采矿机械化和智能化水平提高、减小矿井开采的耗费,提升矿井开采的成效,才能高效提升单位本身的经济收益与市场上的竞争能力。
参考文献
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[5]赵文腾.浅谈井下采煤技术及采煤工艺的选择探讨[J].当代化工研究,2019(14):97-98.
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