提高矿井开采效率的方法研究

M ine engineering
矿山工程
提高矿井开采效率的方法研究
李志明
摘要：长期以来，矿产资源的开发利用对于国家实现社会经济发展具有重要的影响，为保障矿产资源得到充分利用，需不断加强开采技术的研究和应用，以提升开采效率，满足市场对矿产资源的需求量。

在我国社会经济持续发展中，现阶段矿产资源开采技术难以满足市场需求，尽管在开采中加大了自动化、智能化技术的使用，但是受到我国矿产资源富矿少、大矿少等特点的制约，导致矿井开采效率呈现下降趋势。

为确保市场上的矿产资源供给充足，满足国民经济发展和人民群众生活的需求，应当重视矿井开采效率的提高，通过分析当前开采效率的影响因素，制定针对性的解决措施，才能更好提高矿井开采效率，实现我国矿产行业的高质量发展。

关键词：矿床；地下开采；开采效率；提高
长期以来，矿产资源的开发利用对于国家社会经济发展具有重要的影响。

为了确保矿产资源得到充分利用，不断加强对开采技术的研究和应用，以提高开采效率，满足市场对于矿产资源的需求。

然而，在我国社会经济持续发展的背景下，当前阶段的矿产资源开采技术已难以满足市场需求。

尽管在开采过程中使用了自动化和智能化技术，但受到我国矿产资源富矿少、大矿少等特点的制约，导致矿井开采效率呈现下降的趋势。

为确保市场上的矿产资源供应充足，满足国民经济发展和人民群众生活的需要，我们必须重视提高矿井开采效率的重要性。

通过分析当前影响开采效率的因素，并制定针对性的解决措施，才能更好地提高矿井开采效率，实现我国矿产行业的高质量发展。

1 影响矿井开采效率提高的原因
1.1 不够重视通风工作，增加安全隐患因素
在井下矿产资源开采中，由于矿床结构的特殊性，很少会产生可燃性气体，导致大部分开采企业都未重视矿井内的通风工作。

尽管目前我国矿产资源开采企业对于通风问题已开始重视，并制定了明确的方案，但具体情况分析显示，在机械通风调整优化中，很多开采企业仍未将所有工作落实到位，导致开采机械设备仍存在许多问题。

一部分开采企业未对通风性能进行实时监测，机械通风主要涉及到主风机和局部风机等，虽然通风壁、风门等在开采机械设备应用中能起到良好的作用，但在使用过程中并未合理控制风量大小，基本通风设备未能在大部分矿井中得到有效设置，直接导致矿井开采时机械设备出现短路问题。

特别是矿井废气管道未进行良好的封闭处理，甚至出现漏风问题，直接阻碍了矿井通风功能的发挥。

此外，矿井火灾隐患也需要引起重视，因为矿井内发生火灾会严重影响开采作业。

从矿井通风的整体情况来看，一个不健全的矿井通风体系会对机械通风造成严重的负压，在矿井中形成循环风和短路风等现象。

1.2 透水、排水问题关注度不够，降低工作效率
在矿井开采工作中，井下用水和透水是需要重视的一项工作，以保障开采工作的顺利落实。

透水问题主要产生于两个方面。

一方面，开采工作前期，对矿山水文地质、气候环境等因素进行全面掌握，但是很多矿山并未对这部分工作进行重视，就直接进行矿产开采工作，增大了安全隐患产生的概率。

另一方面，在矿产资源开采中，没有按照先勘探后开采原则进行开采工作，也没有对开采区域全面勘探，直接影响到新旧矿山间的衔接性，很大程度上产生透水问题。

而且，矿产资源地下排水也是需要重点关注的问题，应当加快制定风险防范制度，才能确保井下排水工作顺畅。

如果矿井下开采并未对相应的基础设施健全，开采区域会出现严重的积水，直接增大开采工作的安全隐患，也会降低开采效率。

1.3 采矿治理工作混乱，引发安全问题
在矿产资源开采中，因开采深度增加，升高了矿难问题的发生频率。

这源于采空区域和治理工作非常混乱，对各项制度都没有进行有效落实，直接导致矿井内出现塌陷，增大矿井开采中的安全隐患。

采空区也会在金属矿山持续开采中不断扩大面积，地压会出现显著的变化，地表塌陷概率增加，既会对矿产资源开采区域的地质环境带来重大影响，也会威胁到开采人员的生命安全。

如果想要对这些问题进行合理处理，先要在矿井开采初期阶段对整个
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矿区全面勘探，并且对各个区域地质环境情况掌握，分析矿体成分和井下岩层分布，使用科学合理方式确定开采手段。

也使用空场法中，应当对采空区的各类物料进行整理，明确采空区和治理区域的管理制度，保障各项制度有效落实，也需要对井下开采区域进行管制，避免管制措施出现问题，以此提升开采安全。

但是，从具体情况而言，很多矿井开采区域都没有对采空区治理工作进行重视，存在诸多采矿区域，很大程度增大塌陷风险，最终影响到矿井开采效率。

2 提高矿井开采效率的方法
2.1 结合开采安全制度，强化矿井通风管理
在矿井开采工作中，应当根据开采安全制度科学合理地设置通风系统，包括通风网络、通风动力、通风控制设施等。

这些通风设施的作用是将地面空气输送到矿井开采区域，并将产生的浑浊空气排出，确保矿井通风良好，为开采人员提供良好的作业环境，提升作业安全。

根据不同的矿井开采环境差异，应选择适合的区域作为开采区域，并明确通风主机及其安装位置，以确保通风系统具有良好的性能。

此外，还需要合理设置风桥、挡风墙、风门等设施，确保开采区域的风向调节，在通风问题上不影响开采效率。

矿井巷道在开采工作进展中可能会出现一些障碍，如井下风量的调节问题。

在这种情况下，开采作业人员应全面掌握风量情况，通过对总风量的控制，如使用风机转速或调整叶片方向等方式，对风量大小进行调节。

在局部风量控制方面，可以通过增加风阻、增设风机等方式对风量进行调节，以确保开采工作能够有效控制风量，顺利完成矿井开采工作。

因此，需要重视矿下开采工作的通风管理，并根据具体开采情况对风量进行控制，以提高矿井开采效率。

2.2 使用先进开采技术，提升开采效率
在矿井开采工作中，采空区是最容易产生安全隐患的区域。

在开采人员和机械设备的影响下，采空区很容易导致地表出现空洞问题，直接威胁到开采人员的生命安全。

针对采空区可能产生的损害问题和局部塌陷问题，应加强安全防护措施，以保障开采安全。

在开展矿产开采作业时，首先要确保开采作业的安全性，并重视开采的经济效益，不断运用先进技术提升经济收益。

在矿产开采工作中，还需要重视安全管理工作，全面掌握开采技术和经济效益的实现情况。

在矿井开采中，应加强监测工作，全面了解矿区的地质环境和自然情况，以确保采空区的稳定。

基于这种情况，应结合不同的工作需求，采用先进的开采技术，以保障开采作业的安全性。

通过使用先进的开采技术，可提高开采效率。

第一，运输提升技术。

矿井运输提升技术在矿井开采工作中起着重要的作用。

通过有效管理和运输工作，可以使整个开采工作有机地协同进行，确保矿山开采的顺利进行。

运输技术经历了人工、有轨和无轨三个阶段的发展，目前正朝着无轨方向发展。

无轨设备的使用推动了无轨运输技术的发展，并成为现阶段矿产资源开采的主要趋势。

在短距离出矿方面，铲运输具有方便可靠、高效率和灵活性等优点。

然而，在长距离采矿中，主要采用地下汽车，其技术成本较高。

因此，提升矿井运输技术尤为重要，应朝着大型化和自动化方向发展，以提高矿井的运输效率。

第二，岩层加固技术。

在矿山开采中，岩层加固技术的使用对巷道的安全稳定性至关重要。

一般来说，岩层加固技术包括被动支护和主动支护两种方法。

被动支护只改变围岩受力情况而无法改变岩层结构，如锚杆、锚注和锚喷等技术。

复合支护通过多种技术的综合运用增强岩层稳定性。

全长式锚杆在提高岩层强度方面起着重要作用，在矿井开采中具有广泛应用价值。

喷射混凝土可以改变矿井开采环境，有效防止岩层剥落。

通过将喷射混凝土与锚杆结合使用，可以控制围岩变形，重新分配围岩应力，避免岩层剥落。

在科学技术不断发展的背景下，喷射混凝土支护技术已开始在国内矿井开采中得到应用。

锚杆台车和挂网台车等机械设备的研发和应用，以及国内研制的矿用湿喷机等设备的使用，都有利于提高开采效率，减轻劳动强度，并确保开采作业的安全性，推动岩层加固技术的智能化发展。

因此，通过创新岩层加固技术，促使支护技术由单一性向复合型发展，并将来趋向机械化和智能化，全面提高开采效率。

第三，采用无间柱连续开采工艺。

在传统矿井开采作业中，通常采用房式开采技术，这往往涉及矿房和矿柱的回采。

然而，在完成开采后，需要对矿柱进行回收和开采工作。

然而，这种开采工艺存在一些问题。

首先，预留矿柱形态容易受地质环境的影响，并且矿柱的结构也相对脆弱，缺乏抵抗压力的能力，从而导致变形问题的增加，使矿柱的回采难度增加。

以矿柱问题为例，回采工艺变得非常复杂，管理难度增加，回采成本也增加。

其次，矿柱回采技术使用起来非常困难，部分金属矿石难以有效开采，回收效率极低，同时也会影响经济效益，造成资源浪费。

基于无间柱连续开采工艺，可以很好地解决当前存在的问
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题。

在开采工艺中，矿体可以被拆分为不同的部分，并对每个矿段进行合理处理，以避免留下矿柱。

这可以通过采掘、回采和充填等工序实现。

在矿段回采中，应使用连续工艺，在回采完成后进行充填阶段。

通过将矿体分解为三个矿段，确保它们之间良好衔接，有助于推动持续的采矿工作。

在矿井开采中，可以采取平行深孔侧向崩矿的方式，并使用运输车辆来搬运矿石，结合矿段工作进行崩矿操作，从而实施强力采矿和连续出矿的充填工作。

在矿段之间的作业中，应从采掘、回采和充填等工序出发，使它们相互衔接且相互独立，以推动连续开采工作的进行，从而实现良好的开采效果。

2.3 结合采空区情况，制定有效治理手段
采空区是矿井开采过程中形成的一块特定区域，也是安全事故易发区域，因此在具体的开采工作之前，开采企业必须全面了解采空区域的位置、规模和安全系数等信息。

同时，合理的监测手段也应当被采用，以实时监测采空区的情况。

一旦发现变形趋势或受力不均等问题，应立即进行报警，以便及时警示相关人员，并采取相应预案措施，以避免发生安全事故。

为了对采空区域有更全面的了解，可以派遣地质勘查人员，掌握有关地质环境、气候等信息，并绘制矿井开采区域的采空区分布图。

此外，还应建立健全数据库，制定科学合理的开采方案和安全防护制度，并运用应力监测、井下及地质位移监测等技术，实时监测地质状况和矿体的变化。

一旦发现采空区有变形情况，监测系统将立即提醒相关人员，并根据事先制定的应急预案，对开采方案进行调整和优化，以降低安全事故发生的概率。

因此，经过科学合理的治理，采空区可以提高矿井开采工作的安全性，并有效保障对矿产资源的全面控制，从而确保矿井开采工作的顺利实施。

2.4 健全矿山安全系统，提升机械设备作用
随着社会的不断发展和进步，信息技术已经广泛应用于各个领域，显著提高了数据信息的分析和应用能力，全面提升了工作效率。

在金属矿产开采工作中，引入信息技术，利用该技术提升矿山安全系统设计能力，确保通风排水等系统的科学先进性。

第一，信息技术可以准确把握设备市场的动态，具体评估同类设备的性价比和技术能力，并积极引入先进化的设备。

从硬件方面提高开采效率，包括通风设备、排水设备和生产设备。

除了能够确保开采效果外，还能确保在危险区域采用数控技术，有效减少矿工的同时降低采矿成本。

第二，计算机技术的使用实现了对开采设备、通风设备和排水设备的远程操控，并通过使用环境监测仪器，不仅可以提高开采工作效率，还能及时获取井下空气质量和积水位置的信息。

第三，实时监控系统可以有效提高开采作业的安全性，为井下工作人员提供相对良好的工作环境，有利于进一步提高开采效率。

第四，应用信息技术可以精确获得开采位置信息，并利用远程勘测技术获取矿藏的准确位置，从而确保后期金属开采的顺利进行。

第五，矿区设备和设施的集中化管理需要强化信息化建设，有利于实现设备的调节和控制作用。

此外，还可以减少人为因素对设备和设施的影响，进一步发挥设备的最大作用。

3 结语
矿井开采工作涉及到多个方面内容，其中安全性是最为重要的，在具体开采工作中，应全面落实安全管理工作，确保各项工作顺利进行。

在金属矿产资源开采中，应从开采设备、运输设备和开采技术等方面进行调整和优化，加快推动开采作业的自动化和安全性，选择科学合理的设备和方法进行使用，帮助技术人员顺利完成开采，继而提升开采效率。

为保证开采质量。

为了提高矿井开采效率，应结合开采安全制度，加强矿井通风管理；采用先进的开采技术，提升开采效率；根据采空区情况制定有效的治理措施；完善矿山安全系统，提升机械设备的作用，以推动矿产资源开采行业的稳定发展。

（作者单位：神木能源集团镁业科技有限公司）
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