采矿工程方法优化研究

采矿工程方法优化研究

发表时间：2018-10-29T10:58:19.203Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：高会国

[导读] 采矿工程有着一定重要地位，矿业一直都是我国国民经济的重要来源，矿产资源主要包含了煤矿、金属矿、水晶和钻石矿，就当前形势进行分析

兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司安源煤矿内蒙古 017205

摘要：采矿工程有着一定重要地位，矿业一直都是我国国民经济的重要来源，矿产资源主要包含了煤矿、金属矿、水晶和钻石矿，就当前形势进行分析，对采矿方法的选择将对其采矿质量有着重要影响。选择出合适的采矿方法，不仅能够保护环境可持续化的发展，还能保护井下工作人员安全。所以，在矿产资源的勘察和开采过程中，人们逐渐的把注意力放在了对开采方法的优化方面，积极的使用节能环保的开采技术，能够有效的提升其开采质量，保护环境。本文就结合作者实际工作经验，简要的分析采矿工程的采矿方法优化，以供借鉴。

关键词：采矿工程；采矿方法；绿色施工

一、采矿过程中存在的环境问题

1、土地资源遭到严重的破坏

导致土地资源造成严重的破坏的原因有很多，比如说有：沙漠化、水土流失、固体废弃物的压占以及地表塌陷等，结合相关资料统计得出，我国的采矿工程中，因地表沉陷而造成的受到破坏的土地面积超过40万公顷，每开采一万吨的矿产，则会产生大概0.3公顷的土地塌陷面积，并且每年的破坏速度还在逐渐的递增，而通常情况下，在采矿工程中，一般都会有矸石，其含量约占矿产总量的百分之二十左右，所以我国目前的矸石所占用的土地面积也早已超过了一万公顷。

2、水资源受到破坏

开采矿的过程中，地下含水层的原始径流一般都会遭到破坏，所以就会产生大量的地下水，不但降低了区域含水层的水位，还形成了地下水的降落漏斗，并且当地的地址水文条件也会受到一定的影响。采矿工程中，很多地表水体都会受到较大的影响，不少的沟泉甚至会发生干涸的现象，则当地的植被也必然会因此受到破坏，造成严重的土地沙漠化的问题，这个问题在我国的西部较为突显。

3、大气污染的问题

在采矿的过程中，必然会释放出大量的有害气体，例如：二氧化碳及二氧化硫等等，不但会污染空气，还将导致温室效应发生。可见，在我国的采矿工程中，是存在着严重的环境问题。而煤矿作为我国最重要的能源，在短时间内必然也是无法彻底改变这一现状的，因此在我国相关部门的要求及推进下，应更新矿产开采的理念，应用绿色开采的技术，以最大化的降低采矿活动对环境及资源带来的影响。

二、应用绿色开采技术的重要性

在采矿的过程中，我们所面临的一系列的环境问题都是由于人为的开采活动所引起的，其与岩层的运动情况是紧密相关的，若是岩体没有被破坏，则理论上的这些环境问题也就是不会出现的。岩层的动态变化不仅会对工作面的矿山压力有较大的影响，同时还会导致岩体松动的问题出现，也就形成了所谓的“岩体裂隙场”，离层的发育情况和位置则会随之受到一定的影响。绿色开采技术主要采用的理论基础为：开采过程对地表的影响规律；岩层控制与岩体应力场分布的规律；采动岩体“节理裂隙场”分布和离层之间的规律；气体以及液体在裂隙岩体中的渗流规律。对整个岩层的运动情况以及岩体内的裂隙场都会起到关键的限制作用的就是岩层中的关键层，所以其与绿色开采技术也是有所关联的，绿色开采技术的核心理论就应是岩层控制的关键层理论。

三、新形势下采矿绿色技术的发展现状以及背景

矿产资源是一种非常宝贵的不可再生资源，资源的丢失也是之中相当大的浪费。然而，综合当前我国的铁矿具体的情况来看，国有大型铁矿在生产能力的设计以及服务年限的选择上，具有很大的不同。与具体开采过程以及开采阶段之间具有较大的差异，此种状况一般是通过以下原因造成的：

（1）生产规模在社会发展、社会需求以及资源量不断变化的过程之中也产生变化；

（2）地质条件在开采的过程中也会发生变化；

（3）采矿工艺的逐渐的改进。

四、采矿工程绿色开采技术的应用

1、减沉开采

减沉开采技术通常包括有条带开采以及充填开采。条带开采技术之中存在的主要问题包括有采出率低、浪费大量铁矿资源，但是传统的全部充填开采技术主要有的问题是充填成本较高、充填材料的来源较窄、充填量较大、充填工艺没有办法满足铁矿高效开采的要求。为了降低充填成本，不少人都提出了部分充填控制开采沉陷的思路同时进行推广应用。近些年来我国在兖州、抚顺、大屯等等矿区使用采空区上方离层裂隙注浆充填法，并有着减缓下沉速度以及下沉量的作用，然而开发廉价性能优良的充填材料以及提高对于岩层移动控制规律的认识则是当前的主要任务之一。

2、充填开采

我国大部分铁矿有着建筑物下、水体下、铁路之下压煤的现象。充填采矿法在解决这种问题上有重要的意义。充填开采法主要是使用充填材料来充填采煤工作面。这个方法可以解决工作面支承压力而出现的矿压现象，提高采场以及巷道维护的状况，有效的避免或减少地表下沉以及变形的发生，提高铁矿的采出率，确保地面建筑物构筑物生态环境以及水体。按照充填材料进行区分，充填采矿法主要可以分成矸石充填、水砂充填以及膏体充填。

3、保水开采技术

保水开采技术与防止溃水技术是有着明显的区别的，防止溃水技术更注重操作的安全性，而保水开采技术则更注重开采前后的岩层的地质水文条件的变化情况。在一些地区进行完采集活动后，会形成所谓的地下漏斗，随着降雨的不断增加，下降漏斗就会慢慢消失，岩层

的隔水性能是较好的；而在某一些地区开采煤炭后，会形成水洼，还可以在湖、河、海下进行开采活动，这对当地的水文地质条件的影响就不大；当然也有很多区域在进行完开采活动后，对当地的水文地质条件会造成严重的破坏，甚至还会流失大量的地下水。

4、优化巷道布置，减少毛石排放的开采技术

当前的铁矿开采方法的布置要求有新的改变，主要是为了实现采矿效益的最大化，研究开发铁矿地质条件开采巷道布置以及工艺技术评价体系专家系统，确保采矿方法、开采布置等互相适应。推广毛石充填、嗣后一次充填等采矿方法，毛石不需要运出地面，简化生产系统，同时实现采掘与充填同步发展，这样就能大大提高生产效率。重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置的系统优化，减化巷道布置，完善采区的工作参数，研究集中开拓，挖掘集中准备、集中回采的关键技术，使采掘比降低；研究毛石在井下直接处理、作为充填材料的技术，这毕竟是一项减少污染的有效措施，还是减化生产系统的关键，能提高铁矿的集中化生产水平，提高开采效益。

5、研发新设备

想要使得采矿技术得到发展，新型设备是不能缺少的条件，生产工具是重要的生产要素，会直接影响生产率，如果生产工具得不到保证，就谈不上实现生产效率的最大化，而且还会造成一些不必要的损失和浪费。所以在铁矿开采中要加强对这些方面的研究：第一，在深矿井中开采对热害进行治理的设备以及技术；第二，深矿井监测监控技术以及冲击地压防治技术；第三，应该研究实现矿井高产高效相配套的设备和技术；第四，在深矿井开采之后需要采取一定的维护措施，因此就需要相应的维护设备。而新型设备具有更高的安全性和可靠性，而且适用性也比较强，尽量采用新型设备，实现安全高效生产。

我国在大型采矿机械设备的研发生产上和国际上的相比依然存在一定的差距，我国大多数厂家生产的液压凿岩机稳定性指标均在500m 左右(不拆机检修)，而世界先进水平的瑞典产品则规定为6000 m。国内目前只有中国地质大学生产的DZYG38B 型液压凿岩机样机的工业性试验才达到这一世界水平的指标。国内液压凿岩机与国际先进水平尚存在很大差距，引进机型现在尚未完全国产化，其关键零部件依旧依赖进口。因此，必须不断加大设备地研究力度，提高设备的先进性，增强我国在大型采矿机械设备上的国际竞争力。

结束语：

总之，对采矿过程中存在的环境问题，根据使用绿色开采技术的必要性发出，加强对绿色开采技术的相关分析。结合各个矿区的自身情况，采取较为适合的采矿方法，重视研究以及探索每一个矿区的环保工作，注重使用绿色开采技术工作，以进一步实现采矿工程的可持续发展。

参考文献：

[1]陈峰；刘中胜；李常厚；高庄铁矿绿色开采技术的实践与应用[J]；山东煤炭科技；2011（03）

[2]秦雷；绿色开采在采矿工程中的重要应用[J]；黑龙江科技信息；2012（05）