佟曉勇

摘? 要：現(xiàn)代工業(yè)水平的快速提升為我國的傳統(tǒng)制造行業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)帶來了巨大的技術(shù)變革。我國具有豐富的礦藏資源，煤礦儲量位居世界前列。而在長期的采礦施工技術(shù)發(fā)展進程中，越來越多的先進技術(shù)及設(shè)備逐漸投入應(yīng)用。不僅提升了采礦工程的效率，也為井下施工作業(yè)提供了安全保障。該文結(jié)合采礦工程所采用的采礦工藝及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行深入地分析。結(jié)合現(xiàn)代采礦工藝的常見形式及方法展開論述，并對相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前景和空間進行展望。希望以此為我國采礦工程技術(shù)的發(fā)展提供新的動力。

關(guān)鍵詞：采礦工程;采礦工藝;綜合應(yīng)用;技術(shù)發(fā)展

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0 引言

改革開放40年來，我國的煤礦開采行業(yè)已從傳統(tǒng)的人工開挖逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械化、自動化和智能化的煤礦開采方式。隨著市場經(jīng)濟的日漸活躍，采礦業(yè)為我國的整體經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力的提升做出了重要貢獻。采礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)設(shè)備的研制也成為近年來國家能源工程建設(shè)的發(fā)展重點。作為現(xiàn)階段的社會經(jīng)濟支柱型產(chǎn)業(yè)，采礦業(yè)的工程技術(shù)先進性和施工作業(yè)過程的安全性將直接決定煤礦行業(yè)和煤礦企業(yè)所能獲得的經(jīng)濟效益和社會效益。除此之外，對于礦區(qū)生產(chǎn)的安全和環(huán)保等問題也逐漸被公眾所關(guān)注。

1 采礦工程中工藝技術(shù)存在的問題

1.1 采礦技術(shù)層面的問題

采礦技術(shù)的先進性和整體水平會直接反映在井下施工及煤礦開采過程中。開采的效率和安全都會受到不同程度的影響，甚至直接影響采礦行業(yè)的發(fā)展。目前實際的采礦工程項目中所使用的采礦工藝普遍存在著一定技術(shù)問題。這些問題如得不到及時解決，在長期的一線應(yīng)用中極易造成施工風(fēng)險的累積，對井下施工人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。在煤礦資源的儲量探測和定位方面，現(xiàn)階段所應(yīng)用的技術(shù)先進性不足，覆蓋面不夠廣泛，探測效率低且誤差較為嚴重。實際探測獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用價值和參考意義都不夠理想。這不僅造成了一定程度的資源浪費，還對后續(xù)的煤礦開采工作帶來了一定干擾。同時，井下開采作業(yè)中機械化程度不高也是較為常見的現(xiàn)象，部分偏遠地區(qū)的小型煤礦仍采取人工作業(yè)為主的開挖方式。相應(yīng)的管理模式也不夠嚴謹，這與現(xiàn)代化采礦工業(yè)技術(shù)的發(fā)展要求背道而馳。除此之外，技術(shù)層面的其他問題，象廢棄礦坑無法進行二次開采等也會造成可利用的煤礦資源大量被閑置的問題。

1.2 采礦安全層面的問題

安全生產(chǎn)是各行業(yè)發(fā)展的重中之重，在采礦行業(yè)中井下的施工本身就具備高度的風(fēng)險性。對安全生產(chǎn)的重視程度也能夠充分體現(xiàn)出煤礦企業(yè)在管理層面和技術(shù)發(fā)展追求上的水平。采礦工程中的安全問題主要涉及井下作業(yè)環(huán)境的不穩(wěn)定性。由于采礦作業(yè)通常在百米深的井下進行，且煤礦施工區(qū)域內(nèi)部的頻繁運輸都要依靠相對獨立的通道而進行。一旦因操作不當(dāng)或自然氣候條件變化而引發(fā)礦井滲水和坍塌等事故，必然會對井下施工人員造成極大的安全威脅。此外，處于空氣流通不暢，狹小的空間中也極易引發(fā)瓦斯爆炸，透水等意外和安全事故。

2 現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

在長期的實踐和經(jīng)驗總結(jié)過程中，采礦工藝也在隨著科技水平的發(fā)展而不斷提升。先進的技術(shù)和采礦工藝也被逐步普及應(yīng)用，有效提升了煤礦開采的效率和施工安全性。

2.1 露天采礦工藝技術(shù)

露天采礦技術(shù)是近年來得到了較廣泛使用和推廣的礦山開采方式之一。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，過去幾年中，我國通過露天開采方式完成的礦山開采總量為地下礦山開采量的6倍以上。在同一時期內(nèi)，露天開采礦石量與地下傳統(tǒng)方式的開采礦石量占比分別為85%和15%。這種現(xiàn)象的成因很大程度上是由于地下的傳統(tǒng)煤礦開采容易受到技術(shù)限制，且施工環(huán)境較為惡劣。相比之下，露天的煤礦開采則避免了地下空間的局限性和氧氣不足等條件的限制。但與此同時，大量的露天礦石開采也對地表和淺表層的礦石資源造成了嚴重的消耗。從長期能源發(fā)展的角度看，必須均衡地進行露天礦山和地下礦山的開采，實現(xiàn)資源的均衡分配與利用。

2.2 充填采礦工藝技術(shù)

為了加快煤礦采空區(qū)的恢復(fù)作業(yè)進度所采用的充填式采礦工藝，能夠有效緩解煤礦采空區(qū)周圍的地質(zhì)條件變化。通過在回采工作面，利用充填材料逐一進行空缺位置的填充，保證采礦區(qū)域的圍巖整體支撐強度不變，同時能夠加強鄰近區(qū)域的煤礦開采作業(yè)安全系數(shù)。在一些具有特殊地質(zhì)條件和施工環(huán)境要求的煤礦開采區(qū)域中，為了能進一步提升周圍圍巖的整體強度，避免圍巖脫落對施工人員造成安全隱患，可在充填材料的選擇上有所側(cè)重?？捎嗅槍π缘倪x用強度更高，充填效果更好的材料，配合支架進行圍巖加固。以向下分層填充等方式對采空區(qū)域進行回填，這種工藝和技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升煤礦回采的施工效率，并最大程度地保證煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保障施工人員的安全。

2.3 巖體加固技術(shù)

在采礦進行過程中，受到地質(zhì)條件、氣候變化、機械設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動以及人員操作方式等因素的影響，經(jīng)常會遇到礦區(qū)巷道中圍巖體不穩(wěn)定的情況。為了避免巖石崩落對施工人員和設(shè)備造成損傷，必須事先通過專用錨索對采礦區(qū)的頂板、圍巖等部位進行有效地支護和加固。巖體加固技術(shù)在實際操作過程中，常選取充填法和空場法或多種方法的綜合運用。為了進一步保證采礦工作區(qū)域的安全和穩(wěn)定，在巖體加固過程中還可使用注漿法及錨索固定支護法進行加固，使設(shè)備與巖體緊密固定。防止破碎的巖體和流砂等不穩(wěn)定因素對施工造成影響。

2.4 崩落采礦工藝技術(shù)

在煤礦作業(yè)開始的前期準備階段，需要對礦洞中存在的各類安全隱患進行徹底排查和排除。對具有崩落隱患的巖石進行妥善處理，包括具有松動跡象和可能產(chǎn)生崩落的圍巖需統(tǒng)一進行底柱分段崩落處理和無底柱分段崩落處理。底柱分段崩落需考慮橫斷面的詳細尺寸，并設(shè)定分段高度，底柱高度和漏斗間距等。無底柱分段崩落則通常采取效率更高，全機械化的操作方式，有效節(jié)省人工成本并提供更高的施工安全保障。

3 采礦工藝技術(shù)發(fā)展前景展望

鑒于目前的地下采礦作業(yè)極易誘發(fā)各類安全問題，為了更加有效地保證礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)安全性，需設(shè)立功能完備的警報系統(tǒng)。在近年來的實際應(yīng)用中，3s技術(shù)在井下煤礦開采報警系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了較為理想的效果。憑借其較高的靈敏度以及能夠結(jié)合各類環(huán)境感應(yīng)器對地表和井下環(huán)境中的各類參數(shù)指標的數(shù)據(jù)進行實時收集與分析的功能，將檢測數(shù)據(jù)導(dǎo)入監(jiān)控系統(tǒng)。在礦難發(fā)生前提前發(fā)出警報，避免生產(chǎn)安全事故造成直接的人身財產(chǎn)損失。同時，異常數(shù)據(jù)指標也能為煤礦企業(yè)提供更加明確的開采工藝和技術(shù)優(yōu)化方向信息。

另一方面，為了提升煤礦開采中的資源利用率，針對傳統(tǒng)開采產(chǎn)生的大量廢石，應(yīng)制定更為合理有效的處理方式。在保證煤礦開采效率和產(chǎn)出速度的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工程布置方式，盡量減少廢石的產(chǎn)出量，實現(xiàn)更低人力物力成本的環(huán)?；旱V開采。

4 結(jié)語

通過該文的分析可知，煤礦資源的開采過程通常由于各種施工技術(shù)的局限性和施工安全問題，造成開采效率低，安全性差等問題。為了在保證開采效率的同時有效提升煤礦開采的質(zhì)量及作業(yè)安全性，就需要進一步強化采礦工藝和技術(shù)的先進性和應(yīng)用效率，應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新力度并結(jié)合實際應(yīng)用中采礦技術(shù)的應(yīng)用形式分析和總結(jié)，善于發(fā)現(xiàn)技術(shù)和工藝中的不足與局限性。從而有針對性地提出相應(yīng)的解決和改善對策。為我國的采礦工程發(fā)展和采礦技術(shù)的進步創(chuàng)造更大的空間。

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