淺談井下采礦技術與方法的選擇

宋開航

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展，采礦工程也隨著科學研究和技術水平的提高而逐漸得到更大的發展，越來越多的先進技術逐漸被用于井下采礦當中。在采礦領域，技術和工藝的不斷發展和進步是引領采礦工業發展的重要動力。本文通過分析我國當前的采礦技術的發展和現狀，闡述了當前井下采礦的技術與方法，對我國井下采礦技術的未來發展具有一定的參考意義。

關鍵詞：井下采礦；采礦技術；采礦方法

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0241-02

1 引 言

隨著我國的采礦工藝不斷發展與進步，采礦技術也從傳統的人工開采發展到現在的機械化開采。傳統的普通機械化的開采裝備也逐漸得到了發展替換，如采用無鏈牽引雙滾筒采煤機，雙速、側卸、封底式刮板輸送機以及型長鋼梁支護頂板等更為先進的機械化設備?？梢园l現，我國采礦工程越來越向著綜合性、高效性和先進性發展，由此可見，井下采礦技術將得到更為廣闊的發展。

2 采礦方法和工藝

2.1 開發煤礦高效集約化生產技術

為了實現礦井開采過程中的更為高效、更為可靠的目標，需要提高開采過程中的工作效率的集中生產的集約化程度。在進行集約化生產技術中，應該把握生產的效率和產生的經濟效益，并且對于各種開采條件的適用性要更為可靠，不斷開發更為簡單、高效、可靠的開采技術和生產設備，同時結合嚴密的管理和監控技術，使得各種開采條件下的開采效率得到提高，質量也得到保證。進一步推廣先進工藝及設備，提高開采技術水平。

2.2 傾斜薄層礦開采

對于特殊情況下的開采需要結合現場情況，研發更為體積小、功率大并且高可靠性的開采設備，如采礦機、刨礦機，同時研發配套的支撐設備和總體開采技術，為采礦工程提供可靠的保證。

2.3 傾斜厚層礦開采

為了實現更為可靠的深厚礦產的開采，需要更大程度上完善開采結構的強度和穩定性能，以防出現在開采過程中的倒塌、傾覆、滑移等情況。同時要嚴格控制好開采中的支架體系的變形，防止對設備出現損害。

2.4 開發綜合開采保障系統

為了確保井下采礦的高效生產和設備安全，就要研發更為可靠的保障系統。對于采礦中用到的“支撐-圍巖”體系，需要進行密切的監控，確保開采中的安全性能。具體可以采用先進的電液伺服控制系統，通過開采過程中的液壓信息、支撐狀態、位移狀態進行綜合的分析和控制，以確保開采系統在作業中的正常運行和開采安全，為整個開采過程提供可靠的保證。

3 開采技術

3.1 深礦井開采技術

在進行深礦井開采時，需要明確開采中的關鍵技術，保證開采的高效和可靠，如在開采過程中的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等。為了實現深礦井的開采技術，需要研究深礦井周圍的環境因素和應力分布情況，在開采中工作環境發生的變化，開挖的快速掘進和支護體系及設備和相關的監控與災害治理體系等。

3.2 “三下”開采技術

在“三下”條件下，進行礦產的開采是采礦人員十分關心的問題，為了保證“三下”采煤技術的實際應用，需要進行可靠的分析，包括利用數值模擬進行開采過程的計算，利用相似材料進行模型試驗等。在這些研究中，最為重要的問題就是井下采礦帶來的地面沉降和地層運動，從而帶來的隱藏的地質災害。因此研發采礦關鍵控制技術和周邊環境保護和加固技術顯得尤為重要，在新技術的開發中，離不開各種地層填充技術和組合填充技術。此外在進行沉降分析和預測方面的參數選取，也要根據工程具體情況進行優化。

3.3 優化巷道布置，減少矸石排放的開采技術

為了實現進一步的井下采礦技術和方法的完善，確保實現開采收益的最大化，需要研究開發更加先進可靠的評價系統，目前較為適用的是根據地質條件和開采的工藝建立專家評價系統，以實現開采的全方位評價，從而保證開采技術和實際的工程條件相互匹配達到最佳。對于采礦巷道為單一礦層開采的情況，矸石基本不運出地面，因此在開采過程中要生產系統的集中優化，確保開采的生產效率得到保證。為了實現更為高效的井下開采，應當不斷進行開挖和巷道布置的優化，減少巷道布置，優化開采的工作參數，開發集中回采的關鍵技術，以實現多開煤巷，減少出矸率，實現井下采礦技術的高效集中節能環保的采礦技術研發。

4 采場圍巖控制技術

4.1 完善采場圍巖控制理論

對于采礦現場的安全性而言，圍巖的穩定控制是重中之重，優化圍巖的控制技術可以控制開采過程中出現事故的概率。在圍巖控制理論的研究和發展中，礦山壓力的研究十分重要，從我國20世紀進行相關研究以來，科研人員和技術人員不斷從理論層面，力學層面和現場層面進行了綜合的分析研究，同時結合先進的計算機技術，深入的研究了井下采礦的地質條件與圍巖破壞和力學行為之間的聯系，對各種開采情況下的壓力變化規律和破壞形式進行了研究和完善。目前在圍巖控制技術中，常用的高壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂板和應用化學加固技術存在工藝復雜、成本高的問題，因此需要更加深入的研究和開發。

4.2 巖層和支護相互作用機理

對于礦產資源的開發過程而言，單單進行圍巖的控制是比較片面的，無法體現圍巖和支護體系之間的相互平衡，因此綜合分析圍巖和支護之間的相互作用機理，對于實際的井下采礦的圍巖控制具有更為重要的意義。在進行圍巖-結構的相互作用研究中，圍巖壓力、破壞機理、支撐關系都需要進行研究，同時可以利用相關數值計算軟件，如離散元等，可以更為明確的把握圍巖的控制技術。

4.3 支護質量與頂板動態監測技術

在總結緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質量于頂板動態監測方面，應進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質量與頂板動態監測，同時應不斷完善現有的監測技術，發展智能化監測系統，改進監測儀表，使監測儀表向直觀、輕便、小型化方向發展。

4.4 研究開發新型的支護設備

現有的井下采礦支護設備不能適用于地層復雜和工藝要求較高的情況，因此研發更為先進的新型支護設備尤為重要。在研發新型支護設備時，需要對圍巖的破壞機理通過計算機進行模擬研究，同時結合開發遙感測量和超前預報技術對于圍巖控制的工作也十分有效。

5 結 語

隨著目前我國采礦技術和水平的更大提高，井下采礦中應用的技術和方法也有了很大程度上的進步。在進行井下采礦作業時，應當密切把握好采礦技術的選擇和優化，同時選取合理的開挖和支護設備，確保井下采礦的安全和高效。在采礦作業中，要注重圍巖的控制，通過專家系統和計算機模擬進行全面的研究，同時結合可靠的監測技術，為我國井下采礦的發展提供更為廣闊的前景。

參考文獻

[1]嚴 雷.淺析井下采礦技術的發展趨勢[J].技術與市場，2015，22（12）：222.

[2]史安民.淺談我國當前煤礦開采技術的現狀及方法選擇[J].科海故事博覽·科技探索，2013，12（22）：130.

[3]左勇強，辛云祥，路 領.井下采礦技術及其方法淺談[J].內蒙古煤炭經濟，2014，22（9）：38～39.

[4]淦 千.淺談井下采礦技術及井下采礦的發展趨勢[J].建材與裝飾，2015，10（3）：129.

收稿日期：2018-9-16