井下采矿生产技术及采矿方法的选择(1).pdf

M 井下采矿生产技术及采矿方法的选择 鲁辉武’ ，徐 占东 ，彭永明。 1 ． 山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东 莱州 2 6 1 4 0 0； 2中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东 烟台 2 6 4 0 0 0 3 ． 东黄金矿业股份有限公司新城金矿 ， 山东 莱州 2 6 1 4 0 0 摘要 随着我们国家的经济发展逐步加快， 对 于煤矿的需求量也在逐步增加， 想要有效的提升煤矿的产量 ， 就 需要利用先进 的生产技 术和合理的采矿 方法。本文首先对于井下采矿的基本要求进行分析 ，同时对于井下采矿的现状进行探析 ， 从而对于井 下采矿生产技术进行探讨 ， 最后 对于井下采矿方法的选择进行研究。 希望通过本文 ， 能够为井下采矿 生产技 术及采矿方法的选 择提供一些参考和帮助 。 关键词 井下采矿 ； 生产技 术 ； 采矿 方法 中图分类号 T D8 0 3 文献标识码 A 文章编号 1 1 5 0 0 4 2 0 1 8 0 2 0 1 9 6 - 2 随 着 井下 采矿 的要 求和 难度 逐步 提升 ， 对于 采矿 方法 和生 产技术的选择和应用就显得更加重要。 本文对于井下采矿生产 技术和采矿方法的选择进行研究和探讨 ， 希望能够帮助对于采 矿生产技术和采矿方法做出更加合理化的选择， 从而确保采矿 工作 能够更加 顺利的进行 。在井下采矿 作业当 中 ， 为 了能够有效 的提升煤 矿 开采 和生 产的 效率 ， 需要 利用相 应 的配 套设备 来进 行集约化的开采工作 ， 在确保开采人员的人身安全的基础上 ， 提 升 开采效 率 ’ 。 在 进行 井下采矿 的过 程 中 ， 有时会 遇到 具有硬 煤层 、 浅埋深和硬顶板特点的煤矿 ， 这时就要采用相应的生产技 术来对其进行开采， 例如利用刨煤机开采倾斜薄煤层等等。由此 可见， 在进行井下采矿的过程中 ， 想要确保开采过程的安全和高 效 ， 需要机 械化 设备来 进行 配合 】 。 例如 ， 在对 于井下 围岩进行 加固时， 需要利用支架设备 ， 并且要利用监控设备对于加固的情 况进行监控 ， 从而对于井下的情况进行及时的掌握。井下采矿生 产技术是否科学合理 ， 不仅仅决定于生产技术是否足够先进， 同 时也决定于对生产设备的选择是否合理。采矿方法进行确定之 后 ， 需要根据井下采矿的具体情况， 来选择采矿设备， 从而为整 个开采过程建立保障， 实现煤矿开采 目的 j 。 1 井 下采矿 的基本 要求 在进行煤矿的开采过程中， 确保生产过程中各个环节的安 全性以及保证工作环境的卫生健康是非常重要的。在进行井下 采矿的过程中， 需要考虑到煤矿的生产效率和经济效益 ， 并且要 确保煤矿开采的机械化程度达到一定标准。同时也要尽可能的 降低开采成本 】 。男外 ， 在进行井下煤矿开采的过程中， 要灵活 的选 择开采 方式 ， 尽量 的减小对 于井下环境 的影响 ， 从而提 升采 矿过 程的适 应性 ， 降低对 于环境 的破 坏性 。 2井下采矿 的现状分析 随着科学技术的发展， 采矿的方式和方法逐渐向着规模化 和集中化的方向进行发展， 越来越多新型采矿技术和采矿方法 的出现， 有效的提升了井下采矿的效率和质量 ， 但是从 目前的情 况来看 ， 在井下采矿的过程中依然存在着一些问题有待于解决 ， 其问题主 要分为 以下几个方面 首先是地表塌陷的问题， 例如在利用崩落采矿法的方式对 于煤矿进行开采的过程中 ， 崩落处会有矿岩来填补空间。 这时就 会容 易 引起地 表塌 陷 。 如 果在 进行 回采 的过程 中利用 空场采 矿 的方法 ， 就需要有足够大的采空区域。 采空区域会对于岩体中的 收稿 日期 2 0 1 8 - 0 2 作者简介 鲁辉武 ， 生于 1 9 8 8 年， 男 ， 汉族 ， 山东郯城 人， 本科 ， 研 究方向 矿 L 地质。 1 9 6 应力进行重新分配， 进而产生地表的压力， 使得采空区域的顶板 和矿柱发生破损或扭曲， 导致地表塌陷。不管是何种原因引起的 地表塌陷 ， 都会对于该地区的植被造成一定程度的破坏。 其次是废物排放问题， 实际上井下采矿的过程就是一个开 采资源和排放废料的过程 ， 很多环境当中的废物都是来自于采 矿 过 程 ， 例 如采 矿 过程 中所 产 生的 尾砂 、 粉尘 以及 废 弃石 块等 等， 这些废物都会对于周边的环境造成负面影响。 煤矿开采的 废物排 放量 大概 占据 了我 国工 业废物 排放 总量 的百分之 八十 以 上。 当前使用的井下采矿生产技术和方式对于我们国家的环境 造成了较大的破坏 ， 与我们国家的可持续发展观相违背。 最后是安全隐患问题， 在进行井下采矿过程中， 如果没有妥 善的处理采 空 区和废 石区 ， 就会造成 较大的安 全隐患 。 因为采 空 区域非常容易造成塌陷事故的发生 ， 进而引起滑坡现象。 而废石 区则会造成泥石流现象， 对于当地人们的生命安全造成严重的 威胁 。 3 井下采矿 生产技术探析 3．1 围岩控制技 术 从井下采矿的经验上来看，对于地质的勘测以及方法和技 术的选择和应用都非常重要。当采矿区域的围岩不具备稳定性 时 ， 就可 以采 用围岩控制技 术 。 通过相 关的理论和 现代化技 术的 结合， 来对于地质结构进行精准的勘测， 对于岩层的情况进行实 际的 了解 ，同时完善 围岩 控制技 术 ， 提升 井下采 矿 的安全 程度 。 另外 ， 在进行采矿的过程中， 要根据井顶板的具体情况来选择适 宜的岩层控制技术 ， 从而有效的降低采矿成本。 3_ 2 j 泵井 采矿技术 进行 深 井采 矿的 过程 中 ， 最为 重 要的 工作 就是 通过 对 于深 井进行布置来提升深井当中的安全系数。目前来看， 我国的深井 采矿技 术还有待于 完善 ， 利用深 井采矿技术 ， 需要 预先对 于深井 情况进行 了解 ， 对于深 井当 中的 应力场和地质 条件进行 掌握 。目 前深井采矿技术需要完善和发展的主要方面就是对于深井围岩 状态的勘测技术 ， 以及对于深井当中应力场情况和深井作业环 境的勘测技术等等。 3． 3巷道 布置技术 巷道布置的采矿技术对于井下采矿来说非常重要， 因为对 于 巷道 的布 置会 直接 对采矿 进程 以及 采矿 的费 用造 成影 响 。 对 于巷道的布置进行优化， 能够有效的对于煤矿的生产 、 开采以及 条 件 因素 进行整 合 ， 从 而有效 的缩 减生 产环节 ， 提升 开采效 率 。 所以在对于井下采矿环境进行考察的过程中 ， 要格外重视对于 巷道布置的合理性， 从而有效的降低采矿的成本 ， 提升采矿的效 益。 下转 1 9 8 页 M 训 ⋯ 2 ． 2 CASS9 _ 1 软件计算流程 1 导出数据。 【 绘图处理 】 一一 【 展野外测点点号 】 展会各测 点的 点名及点 位 ， 之后【 展 高程点 】 批 量展会高程 点 。 2 建立数字地面模型 ， 【 等高线 卜 一 【 建立DT M 】 一 一【由 数据文件生成 卜 一 【选择坐标数据文件 】 一一 【 显示建三角网结 果 卜 一； 【建模过程考虑陡坎或地形线 】 这一步骤根据地形或需 要是 否选择 ， 最后 【 确定 】 ， 建立 三角网 。 3 选择土方计算方法 【 工程应用 卜 一根据地形特点选择 【 D TM 法计算土方 l -- [ 根据坐标文件 卜 一用闭合复合线画出 要计算土方的区域， 选择此边界线 ， 设置相关参数， 计算土方量， 画面显示三角网、 填挖边界线等。 具体见流程图3 3算例 三角网法适用于小范围大比例尺高精度的地形，以某公司 工程 建 设场 地 平整 为 例 ，平场 面 积 为 1 0 3 0 6 5 ． 7 4平方 米 ， 最 低 标高为 6 9 6 ． 1 0米，最高标 高为 7 2 1 ． 6 2米，平场标高为 7 0 0米， 边 界采 样间距 5 米 。外业采 集数 据的质 量对计 算结果 影响最 大 ， 本次 土 方 量 采 用 已 踢 出高 程 异 常 值 的数 据 ， 在 相 同 条 件 下 用 F a s t TF TV1 2 ． 1 软件与 C AS S 9 ． 1 软件三角网法 DT M 法 分别 进行 内业 计算 ， 具体见表 1 。 表 1 F a s t T F T V 1 2 ． 1 与 C A S S 9 ． 1 计算结果、 误差比较 使用软件持方量 填方量， m； 挖方误差率 填方误差率／ ％ Fa s t TFTV 1 2 1 1 325 701． 83 2 738． 86 1 9 8 2 41 C A S S 9 1 l 3 5 4 2 2 O 2 6 ； 2 s o 一 -- 注 某公 司以CA S S 9 ． 1 软 件计 算结果为 准、 4 结 论 土方量计算在工程建设中非常重要的一项工作， 计算结果 是否精确影响着甲乙双方的经济利益及工程施工的质量、 进度 、 造价等方面， 为此 ， 我们在选择土方量计算的方法上要与工程场 地地形特征相符， 确保其计算结果的精确性。 从表 1 可看出土方计算结果的准确性，土方计算用两种不 同的软件可以互相检查计算的准确度。 软件越来越专业化、 人性化， 提高了计算成果的精确性， 结 合工程地形特点给出相应的计算方法以及用户能更多根据工程 需要设置计算条件， 参与软件计算过程。 从计 算 流 程 上看 ， CAS S 9 ． 1软件 比 F a s t TF TV1 2 ． 1 软 件简 单，易操作，但 C AS S 9 ． 1 软件有些受限，没有 F a s t TF T V1 2 ． 1 软件丰富 强大 。 在相同条件下 ， 用不同软件的相同方法计算结果误差率为 2 ％左右 。 目前市场上计 算土方软件种类很多，笔者手里就有 多种 土 方 计 算 软 件 如 CAS S 9 ． 1 、 F a s t T F T V1 2 ． 1 、鸿 业 土 方 8 。 1 、 HT CADV9 ． 0 、 C i v i l 3 D 2 0 1 2 等 ， 根 据工 作需 要选择 一款 适合 自己用着习惯计算精确的土方计算软件。 囤 参考文献 [ 1 】 飞时达 土_力计算软 件配套 教材 ． 杭州飞 时迭 软件有限公司 ． 2 o 1 4 ． 【 2 】 陈一舞 、 刘营编 ． 数 字化地形地 藕成图系统 C A S S 9 ． 1 参考手册 ． 广东南 方数 码科技有 限公司 ． 2 01 1 ． 上接 1 9 6页 在未来的井下采矿过程中， 还需要对于巷道布置采矿技术 进行不断的完善和优化，把巷道布置和采矿技术进行有机的结 合 ， 进而减少采矿的周期和费用。 3． 4高效集约化技 术 在进行井下采矿的时候 ， 高效集约化的生产技术是非常重 要的， 需要在井下采矿的过程中确立生产集中的中心性 ， 把提升 效率作为目标 ， 来研制出效率更高， 使用效果更好的生产设备和 生产工艺。 在实际的井下采矿过程中， 要把生产技术的可靠性 、 高效性充分的和整个生产系统结合在一起， 形成一个统一的整 体。另外 ， 要对于井下采矿生产技术进行不断的完善和升级， 根 据具 体情 况来 改进 设备 以及 工艺 ，进而有 效 的提升 生产 技 术的 适用范围， 确保生产技术的机械化发展。 3． 5三下采矿技 水 所谓三下采矿技术， 实际上就是通过相似材料的模拟以及 对于相关数值的运算， 来计算出地表进行下陷和上覆岩层运动 的总体规律 ， 从而对于地表水的采集和建筑物的保护措施进行 研究， 同时对于沉降的控制技术进行不断的完善 ， 合理的和填充 技术进行组合， 对于井下采矿区域周边的房屋进行稳固， 最终选 择出对于周边房屋保护性更高的井下采矿技术。目前来看 ， 我们 国家的井下采矿技术研究还有待于研究和完善， 所以应该加强 井下采矿 技术和方 法的研究 。 来 确保井下采 矿工作的顺 利开展 。 4 井下 采矿 方法的选择研 究 为了能够有效的提升井下采矿的质量和效率 ， 需要对于井下 采矿技术和设备以及方法进行不断的升级和完善， 只有选择了 科学合理的采矿方法， 才能够确保井下采矿工作的顺利开展。 同 时， 要对于井下采矿生产技术进行合理选择 ， 根据井下采矿的情 况， 来对所选择的生产技术进行相应的改进 ， 从而提升井下采矿 1 98 的生产效率。 满足煤矿的基本需求。当井下采矿区域当中出现硬 煤层或硬顶板时， 需要根据宴际情况来选择相应的处理方法和处 理技术 ， 并 且要把方法和 技术与采矿 工艺结合在 一起 ， 从而形 成 完善 且高效 的现 代化 工艺系统 。当井下采矿 遇到 倾斜薄煤 层时 ， 需要选用可靠性更强且功率更高的采煤机， 这种采煤机对于煤层 的稳定性 有加 固的功效 。 同时也耍根据煤 层的实际情况来选 择合 理的采矿 技术。想要有效 的提升 井下采矿的效率 和质量 ， 就 需要 对于井下采矿的机械化程度进行不断的提升， 同时要确保所使用 的机械设备符合标准要求。 另外 ， 也要设立完善的保障体系， 利 用符合标准的支护设备来稳固围岩 ， 同时也要保持对围岩状态进 行监控的工作， 对于采煤机械的运行状况进行监控也是非常重要 的 ， 只有 不断的对 于液压系统的 运行情况进行 检测 ， 并及 时的对 其进行调整和维护， 才能够有效的提升井下采矿的效率和质量。 5 结语 井下采矿生产技术和采矿方法的未来发展方向是规模化 、 集成化和机械智能化这三个方面。 煤矿资源对于社会发展来说 非常的重要 ， 社会发展对于煤矿的需求量 日益增加。 所以， 在井 下采矿的过程中， 应该选择更加先进有效的生产技术和采矿方 法， 在提升井下采矿效率的同时 ， 确保井下采矿的安全性。 固 参考文 献 【 1 ] 朱 彦军 ． 我 因采矿技 术的现状与发展 【 J 】 ． 环 球市场 ， 2 0 1 7 ， 2 2 1 3 ． [ 2 】 鲁 勇 ． 井 下 采 矿 技 术 其 方 法[ J ] ． 城 市 建 设 理 论 研 究 电 版 ， 2 Ol 4， 3 5 1 4 8 9 -1 4 9 0． 【 3 】 师 如 祥 ． 刍 议 地 下 井 采 矿 技 术 醍 方 法 【 J 】 ． 建 筑 工 程 技 术 与设 计 ， 2 【 1 4 ， 1 8 1 4 4 6 -1 4 4 6． 【 4 】 王 德 全 ． 洼 论 金 矿 井F采 矿 技 术、 方 法 的 选 择 【 J 】 ． 山 东 工 业 技 术 ， 2 0l 5 ， 2 0 2 4 9． 【 5 ] 柳 风 国 ． 谈 井 下 采 矿 技 术 及 井 下 采 矿 的 发 展 趋 势 【 J 1 ． 黑 龙 江 科 技 信 息 ， 2 0 1 4 ， 2 0 8 5 -8 5 ．