目前,國(guó)內(nèi)外地下礦山采礦技術(shù)的發(fā)展往往體現(xiàn)在該企業(yè)采用各種采礦方法的比重和回采工藝,從而使得采場(chǎng)生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率有了較大的提高,為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而,隨著地下礦山開(kāi)采新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn),新的問(wèn)題也日益突出,因?yàn)?,開(kāi)采技術(shù)往往都會(huì)存在某些不足或?qū)⒁媾R某些問(wèn)題。因此,相關(guān)礦山企業(yè)必須深入探討地下礦山開(kāi)采技術(shù),詳細(xì)分析其所面臨的問(wèn)題,并找出相應(yīng)的解決策略,為最終提高我國(guó)地下礦山開(kāi)采技術(shù)水平提供可靠保障。
1.地下礦山開(kāi)采技術(shù)分析
1.1地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)
地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)是近些年才發(fā)展起來(lái)的,但是很快就得到推廣與應(yīng)用,因?yàn)楦募夹g(shù)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向。此外。地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)不僅可以充分利用礦產(chǎn)資源,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益,而且可以避免廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成污染和危害,是今后礦山開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的首選。該技術(shù)主要包括:高濃度尾礦料的制備與輸送技術(shù)、全尾礦充填技術(shù)等。目前,地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)在俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)、印度、加拿大等國(guó)家得以廣泛應(yīng)用。
1.2崩落采礦技術(shù)
1.2.1自然崩落法
自然崩落法在地下礦山開(kāi)采中應(yīng)用較廣泛,其優(yōu)點(diǎn)在于采礦成本低、生產(chǎn)能力大、開(kāi)采速度快等,尤其是對(duì)于那些礦化均勻、礦體厚大,并且容易于自然崩落的低品位礦床開(kāi)采,特別適用。自然崩落法的應(yīng)用原理是,在通過(guò)在地下礦山中破壞礦塊內(nèi)的應(yīng)力平衡,使得礦塊大面積拉底后,進(jìn)而引起應(yīng)力不均勻分布或應(yīng)力集中,形成新的自然平衡拱,拱內(nèi)礦石因受重力作用而周期性冒落,最終達(dá)到礦山開(kāi)采的目的。
1.2.2無(wú)底柱分段崩落法
無(wú)底柱分段崩落法是近些年才在我國(guó)應(yīng)用的,至于如何加大和優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的問(wèn)題仍然是阻礙該方法在我國(guó)進(jìn)一步推廣的主要因素。其中,結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目的就是為了增大進(jìn)路間距,從而極大地減少采掘工程量。由于增大進(jìn)路間距可操作性強(qiáng),易于實(shí)現(xiàn),目前在我國(guó)的桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山都應(yīng)用了該技術(shù),并呈現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。特別是那些低貧化放礦或無(wú)貧化放礦工序,為了保持礦石界面的完整性,正常情況下在放礦過(guò)程中當(dāng)?shù)V巖界面正常到達(dá)出礦口時(shí)便停止放出,從而最大程度地減少礦巖的混雜性,提高礦巖的純度。隨著無(wú)底柱分段崩落技術(shù)的應(yīng)用,能夠極大地減少巖石混入,降低貧化,并將為相關(guān)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
1.3承壓開(kāi)采技術(shù)
承壓開(kāi)采是在有效保護(hù)地下水環(huán)境前提下的開(kāi)采技術(shù),并且開(kāi)采效率也比較高。隨著礦井開(kāi)采速度、開(kāi)采深度、開(kāi)采規(guī)模進(jìn)一步加大,一些礦區(qū)來(lái)自底部的灰?guī)r裂隙巖溶高承壓水的威脅E1趨嚴(yán)重,對(duì)接下來(lái)礦區(qū)的開(kāi)采造成一定的難度,底板巖層在采動(dòng)的影響下的破壞程度也日趨加劇承壓開(kāi)采技術(shù)能夠很好地克服以上問(wèn)題。承壓開(kāi)采技術(shù)指的是在不疏降地下水位的情況下,回采工作面底板含水層有較高的承壓水作用時(shí),通過(guò)底板封堵、加固等手段來(lái)從而防止水害事故的發(fā)生,確保開(kāi)采工作的順利、有效進(jìn)行。一般情況下,承壓開(kāi)采的三種途徑:合理選擇開(kāi)采區(qū)域、當(dāng)留設(shè)防水(砂)礦(巖)柱、取合理的采礦方法和工程措施。
2.地下礦山開(kāi)采技術(shù)所面臨的問(wèn)題
2.1開(kāi)采成本增加,開(kāi)采難度增大
隨著礦山開(kāi)采項(xiàng)目的不斷增多,我國(guó)礦產(chǎn)資源日益枯竭,后期剩余儲(chǔ)量一般位于礦床的底部及邊緣地帶,開(kāi)采難度不斷加大,從而無(wú)形中使得相關(guān)礦山企業(yè)增加了開(kāi)采成本。因?yàn)椋畈康V床受地壓影響大,同時(shí),礦體埋藏較深,現(xiàn)有技術(shù)條件難以開(kāi)采,礦石及圍巖軟弱破碎,提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)較多,礦體分散,礦體傾角厚度變化大,礦床邊緣的礦體夾層多,從而使得采礦工程位置不斷下移。最終將會(huì)出現(xiàn)新采區(qū)不斷開(kāi)拓,而原有的老采區(qū)不能及時(shí)密閉的現(xiàn)象,使得整個(gè)地下采礦活動(dòng)范圍越來(lái)越大,通風(fēng)越來(lái)越困難,采礦生產(chǎn)受到制約,礦井涌水量不斷增加,采礦難度越來(lái)越大,開(kāi)采成本不斷增加。
2.2可開(kāi)采資源儲(chǔ)備不足
依照現(xiàn)有的開(kāi)采速度,我國(guó)的地下礦產(chǎn)資源將會(huì)越來(lái)越少,并在未來(lái)數(shù)十年枯竭,使得礦山開(kāi)采面臨著一些列生產(chǎn)危機(jī)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,對(duì)能源的需求也在El益增多,現(xiàn)有的資源儲(chǔ)備難以滿足其基本需求,進(jìn)而轉(zhuǎn)向國(guó)外進(jìn)口,將會(huì)增加我國(guó)能源風(fēng)險(xiǎn)。
2.3開(kāi)采量下降,開(kāi)采人員富余
隨著礦山開(kāi)采行業(yè)的不斷發(fā)展,以往的開(kāi)采模式將會(huì)發(fā)生改變,礦體將會(huì)向著深部及邊緣地帶集中,使得礦山開(kāi)采的范圍不斷縮小,礦體變小變薄,采礦作業(yè)點(diǎn)越來(lái)越集中,礦產(chǎn)資源年產(chǎn)量也會(huì)逐年降低。最終,礦山生產(chǎn)所需的相關(guān)技術(shù)人員量不斷下降,使得以往的人員出現(xiàn)大量失業(yè),人員閑置和人員過(guò)剩的現(xiàn)實(shí),這樣,將會(huì)帶來(lái)一系列社會(huì)問(wèn)題,不利于我國(guó)社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)。
3.地下礦山采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1礦設(shè)備大型化、高效化、自動(dòng)化
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地下礦山采礦技術(shù)也在不斷轉(zhuǎn)型,其開(kāi)采設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)大型化、高效化和自動(dòng)化發(fā)展。各國(guó)將會(huì)加大科研投入經(jīng)費(fèi),研制高效率大孔穿爆設(shè)備、井巷鉆進(jìn)機(jī)械、振動(dòng)出礦和連續(xù)采礦及與之配套的輔助機(jī)械、中深孔全液壓鑿巖機(jī)具以及鏟運(yùn)機(jī)為主體的裝運(yùn)設(shè)備等,逐步實(shí)現(xiàn)高效化、無(wú)軌化、半自動(dòng)化和自動(dòng)化,以便于更好地滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求。同時(shí),還需要研制出可自動(dòng)清除車廂內(nèi)粘結(jié)物的高效連續(xù)式裝載的采礦激光測(cè)位裝置,實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制的鑿巖臺(tái)車等。
3.2地下殘留礦新工藝的發(fā)展
在地下礦山開(kāi)采中,采礦工藝是提高開(kāi)采效率和確保采礦質(zhì)量的必要條件,對(duì)于礦山開(kāi)采具有重要的作用。在今后的發(fā)展中,人們將圍繞提高采礦生產(chǎn)能力這個(gè)主目標(biāo),重點(diǎn)研究地下殘留礦新工藝技術(shù)。因?yàn)?,隨著民采企業(yè)和非常采礦現(xiàn)象不斷增多,無(wú)序開(kāi)采的情況相當(dāng)嚴(yán)重,不僅搶占大量的國(guó)家礦產(chǎn)資源,還造成浪費(fèi)嚴(yán)重,遺留了大量的殘留礦體。然而,該類礦床在開(kāi)采過(guò)程中存在采礦方法、地壓災(zāi)害、巷道維護(hù)、巖層控制、采空區(qū)處理等技術(shù)問(wèn)題,需要通過(guò)系統(tǒng)的研究加以解決,通過(guò)加大對(duì)地下殘留礦新工藝的研究,充分回收有限的礦產(chǎn)資源,對(duì)我國(guó)地下礦山行業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李紅零,吳仲雄.我國(guó)金屬礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].有色金屬(礦山部分),2009(01).
[2]劉春波,孫光華,李富平.我國(guó)地下礦山采礦技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009(02).
[3]田顯高,田渡.雞冠嘴礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造[J].金屬礦山,2006(12).
[4]姚香.中國(guó)巖金礦山采空區(qū)處理技術(shù)綜述(一)[J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(04).
[5]梁學(xué)民,朱揚(yáng)明.巖金地下礦山采場(chǎng)支護(hù)技術(shù)[J].黃金,2003(01).
1.地下礦山開(kāi)采技術(shù)分析
1.1地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)
地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)是近些年才發(fā)展起來(lái)的,但是很快就得到推廣與應(yīng)用,因?yàn)楦募夹g(shù)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向。此外。地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)不僅可以充分利用礦產(chǎn)資源,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益,而且可以避免廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成污染和危害,是今后礦山開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的首選。該技術(shù)主要包括:高濃度尾礦料的制備與輸送技術(shù)、全尾礦充填技術(shù)等。目前,地下礦山無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)在俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)、印度、加拿大等國(guó)家得以廣泛應(yīng)用。
1.2崩落采礦技術(shù)
1.2.1自然崩落法
自然崩落法在地下礦山開(kāi)采中應(yīng)用較廣泛,其優(yōu)點(diǎn)在于采礦成本低、生產(chǎn)能力大、開(kāi)采速度快等,尤其是對(duì)于那些礦化均勻、礦體厚大,并且容易于自然崩落的低品位礦床開(kāi)采,特別適用。自然崩落法的應(yīng)用原理是,在通過(guò)在地下礦山中破壞礦塊內(nèi)的應(yīng)力平衡,使得礦塊大面積拉底后,進(jìn)而引起應(yīng)力不均勻分布或應(yīng)力集中,形成新的自然平衡拱,拱內(nèi)礦石因受重力作用而周期性冒落,最終達(dá)到礦山開(kāi)采的目的。
1.2.2無(wú)底柱分段崩落法
無(wú)底柱分段崩落法是近些年才在我國(guó)應(yīng)用的,至于如何加大和優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的問(wèn)題仍然是阻礙該方法在我國(guó)進(jìn)一步推廣的主要因素。其中,結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目的就是為了增大進(jìn)路間距,從而極大地減少采掘工程量。由于增大進(jìn)路間距可操作性強(qiáng),易于實(shí)現(xiàn),目前在我國(guó)的桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山都應(yīng)用了該技術(shù),并呈現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。特別是那些低貧化放礦或無(wú)貧化放礦工序,為了保持礦石界面的完整性,正常情況下在放礦過(guò)程中當(dāng)?shù)V巖界面正常到達(dá)出礦口時(shí)便停止放出,從而最大程度地減少礦巖的混雜性,提高礦巖的純度。隨著無(wú)底柱分段崩落技術(shù)的應(yīng)用,能夠極大地減少巖石混入,降低貧化,并將為相關(guān)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
1.3承壓開(kāi)采技術(shù)
承壓開(kāi)采是在有效保護(hù)地下水環(huán)境前提下的開(kāi)采技術(shù),并且開(kāi)采效率也比較高。隨著礦井開(kāi)采速度、開(kāi)采深度、開(kāi)采規(guī)模進(jìn)一步加大,一些礦區(qū)來(lái)自底部的灰?guī)r裂隙巖溶高承壓水的威脅E1趨嚴(yán)重,對(duì)接下來(lái)礦區(qū)的開(kāi)采造成一定的難度,底板巖層在采動(dòng)的影響下的破壞程度也日趨加劇承壓開(kāi)采技術(shù)能夠很好地克服以上問(wèn)題。承壓開(kāi)采技術(shù)指的是在不疏降地下水位的情況下,回采工作面底板含水層有較高的承壓水作用時(shí),通過(guò)底板封堵、加固等手段來(lái)從而防止水害事故的發(fā)生,確保開(kāi)采工作的順利、有效進(jìn)行。一般情況下,承壓開(kāi)采的三種途徑:合理選擇開(kāi)采區(qū)域、當(dāng)留設(shè)防水(砂)礦(巖)柱、取合理的采礦方法和工程措施。
2.地下礦山開(kāi)采技術(shù)所面臨的問(wèn)題
2.1開(kāi)采成本增加,開(kāi)采難度增大
隨著礦山開(kāi)采項(xiàng)目的不斷增多,我國(guó)礦產(chǎn)資源日益枯竭,后期剩余儲(chǔ)量一般位于礦床的底部及邊緣地帶,開(kāi)采難度不斷加大,從而無(wú)形中使得相關(guān)礦山企業(yè)增加了開(kāi)采成本。因?yàn)椋畈康V床受地壓影響大,同時(shí),礦體埋藏較深,現(xiàn)有技術(shù)條件難以開(kāi)采,礦石及圍巖軟弱破碎,提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)較多,礦體分散,礦體傾角厚度變化大,礦床邊緣的礦體夾層多,從而使得采礦工程位置不斷下移。最終將會(huì)出現(xiàn)新采區(qū)不斷開(kāi)拓,而原有的老采區(qū)不能及時(shí)密閉的現(xiàn)象,使得整個(gè)地下采礦活動(dòng)范圍越來(lái)越大,通風(fēng)越來(lái)越困難,采礦生產(chǎn)受到制約,礦井涌水量不斷增加,采礦難度越來(lái)越大,開(kāi)采成本不斷增加。
2.2可開(kāi)采資源儲(chǔ)備不足
依照現(xiàn)有的開(kāi)采速度,我國(guó)的地下礦產(chǎn)資源將會(huì)越來(lái)越少,并在未來(lái)數(shù)十年枯竭,使得礦山開(kāi)采面臨著一些列生產(chǎn)危機(jī)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,對(duì)能源的需求也在El益增多,現(xiàn)有的資源儲(chǔ)備難以滿足其基本需求,進(jìn)而轉(zhuǎn)向國(guó)外進(jìn)口,將會(huì)增加我國(guó)能源風(fēng)險(xiǎn)。
2.3開(kāi)采量下降,開(kāi)采人員富余
隨著礦山開(kāi)采行業(yè)的不斷發(fā)展,以往的開(kāi)采模式將會(huì)發(fā)生改變,礦體將會(huì)向著深部及邊緣地帶集中,使得礦山開(kāi)采的范圍不斷縮小,礦體變小變薄,采礦作業(yè)點(diǎn)越來(lái)越集中,礦產(chǎn)資源年產(chǎn)量也會(huì)逐年降低。最終,礦山生產(chǎn)所需的相關(guān)技術(shù)人員量不斷下降,使得以往的人員出現(xiàn)大量失業(yè),人員閑置和人員過(guò)剩的現(xiàn)實(shí),這樣,將會(huì)帶來(lái)一系列社會(huì)問(wèn)題,不利于我國(guó)社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)。
3.地下礦山采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1礦設(shè)備大型化、高效化、自動(dòng)化
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地下礦山采礦技術(shù)也在不斷轉(zhuǎn)型,其開(kāi)采設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)大型化、高效化和自動(dòng)化發(fā)展。各國(guó)將會(huì)加大科研投入經(jīng)費(fèi),研制高效率大孔穿爆設(shè)備、井巷鉆進(jìn)機(jī)械、振動(dòng)出礦和連續(xù)采礦及與之配套的輔助機(jī)械、中深孔全液壓鑿巖機(jī)具以及鏟運(yùn)機(jī)為主體的裝運(yùn)設(shè)備等,逐步實(shí)現(xiàn)高效化、無(wú)軌化、半自動(dòng)化和自動(dòng)化,以便于更好地滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求。同時(shí),還需要研制出可自動(dòng)清除車廂內(nèi)粘結(jié)物的高效連續(xù)式裝載的采礦激光測(cè)位裝置,實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制的鑿巖臺(tái)車等。
3.2地下殘留礦新工藝的發(fā)展
在地下礦山開(kāi)采中,采礦工藝是提高開(kāi)采效率和確保采礦質(zhì)量的必要條件,對(duì)于礦山開(kāi)采具有重要的作用。在今后的發(fā)展中,人們將圍繞提高采礦生產(chǎn)能力這個(gè)主目標(biāo),重點(diǎn)研究地下殘留礦新工藝技術(shù)。因?yàn)?,隨著民采企業(yè)和非常采礦現(xiàn)象不斷增多,無(wú)序開(kāi)采的情況相當(dāng)嚴(yán)重,不僅搶占大量的國(guó)家礦產(chǎn)資源,還造成浪費(fèi)嚴(yán)重,遺留了大量的殘留礦體。然而,該類礦床在開(kāi)采過(guò)程中存在采礦方法、地壓災(zāi)害、巷道維護(hù)、巖層控制、采空區(qū)處理等技術(shù)問(wèn)題,需要通過(guò)系統(tǒng)的研究加以解決,通過(guò)加大對(duì)地下殘留礦新工藝的研究,充分回收有限的礦產(chǎn)資源,對(duì)我國(guó)地下礦山行業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李紅零,吳仲雄.我國(guó)金屬礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].有色金屬(礦山部分),2009(01).
[2]劉春波,孫光華,李富平.我國(guó)地下礦山采礦技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009(02).
[3]田顯高,田渡.雞冠嘴礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造[J].金屬礦山,2006(12).
[4]姚香.中國(guó)巖金礦山采空區(qū)處理技術(shù)綜述(一)[J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(04).
[5]梁學(xué)民,朱揚(yáng)明.巖金地下礦山采場(chǎng)支護(hù)技術(shù)[J].黃金,2003(01).
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