采矿工程中采矿方法的创新初探.pdf

2 0 1 7年第 5期 总第 1 4 0期 i j l与 j I 圭 E NER GY AND E NE R GY CONS E R VATION 采矿工程 中采矿方法的创新初探 王 振 霍 州煤 电集 团李雅庄煤矿 ，山西 霍州 0 3 1 4 1 2 摘要 从 中国采矿 工程 的现 状 出发 ，深入研 究矿产资源的特点及采矿方法创新的必要 ，以供相 关从业人 员借鉴 学习。 关键词 矿产资源；采矿工程 ；改革创新 中图分类号 T D 8 0 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 0 8 0 2 一 2 0 1 7 o 5 0 0 1 6 0 2 I ni t i a l Ex p l o r a t i o ns o f t he I nn o v a t i o n o f M i n i n g M e t ho d s i n M i ning En g i n e e r i n g W ANG Zh e n L i y a z h u a n g Co a l Mi n e ， H u o z h o u Co a l E le c t r i c it y Gr o u p ， H u o z h o u 0 3 1 4 1 2 ， S h a n x i ， Ch i n a Ab s t r a c t I n d e p t h s t u d y o f t h e c h a r a c t e ri s t i c s o f mi n e r a l r e s o u r c e s a n d t h e n e c e s s i t y o f i n n o v a t i o n i n mi n i n g me t h o d s w a s c a r r i e d o u t f r o m t h e s t a t u s q u o o f C h i n a S mi n i n g e n g i n e e ri n g t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e r e l a t e d p e r s o n n e 1 ． Ke y wo r d s mi n e r a l r e s o u r c e s ； mi n i n g e n g i n e e r i n g ； r e f o r m a n d i n n o v a t i o n 0引言 随着矿产资源使用量 不断增加 ，给采矿工程提出 较高要求 ，在这个背景下 ，矿产资源的开发与合理利 用对人类 的生存 和发展都起到至关重要的作用 ，本文 立足于中国采矿工程现状 ，探讨新型采矿技术的应用 与发展 ，从而促进中国采矿工程不断发展 。 1 中国采矿工程发展现状 矿产资源属于不可再生资源 ，虽然 中国矿产资源 种类众多 ，储量丰富，但人均资源却远远落后于一些 发达 国家 ，因此如何提高采矿技术是矿产资源能够得 到充分开发的前提 ，给相关工作人员提 出了较高 的要 求。据不完全统计 ，矿产及原材料能源加工产值 占工 业总产值的3 0 ％以上，可以说矿业将直接影响中国经济 的走势Ⅲ ；8 0 ％的工业原料及大部分的农业生产资料都 依靠矿产资源开发 ，然而 ，矿产资源 的需求量与矿产 资源的储备量之间存在着不 可调和的矛盾 ，矿产资源 具有不可再生性 ，并且消耗 速度快 ，依靠矿产资源 的 制造业等下游产业 ，预计在未来 1 0 a 将关闭4 0 ％，如何 合理利用有限的资源成为亟待解决的问题 。供求矛盾 是 中国经济发展 中 日益严重的问题 ，据 中国科学院最 新统计表明，全 国县级以上的矿山共有 1 0 0 0 座多 ，超 过半数已经到达开采末期 ，包括铜 、铅 、锌等矿产资 源都面临着枯竭 的命运 ，同时 ，由于技术落后 ，许多 矿产资源得不到有效开采与利用 ，造成资源浪费 ，加 重了中国资源紧张 的问题 ，因此突破技术的瓶颈 、改 变传统的采矿方法是保持中国经济增长的重要途径。 收稿 日期 2 0 1 7 0 2 0 8 作者简介 王振，1 9 8 4 年生，男，山西曲沃人，2 0 1 0 年毕业于中 国矿业大学 北京采矿工程专业，工程师。 1 6 2 采矿方法选择的影响因素 2 ． 1 地质因素 在矿产资源开采过程中，根据地质条件 ，合理选择 采矿方法不但能够使矿产资源得到有效开发 与应用 ， 还能规避安全事故 ，从而提高企业 的经济效益 。地质 因 素是指被开采的矿床本 身的条件 ，包括岩体 的物理性 质 ，这在一定程度上决定了矿产的可开采规模 、赋存条 件等。相关工作人员需要根据地质因素，确定开采的技 术与流程 ，包括矿产资源开采现场的管理模式 ，从而保 证开采工作 的安全性 。要求相关工作人员仔细勘察采 场周围的地质特点，矿体厚度和形状 、矿体在围岩中的 分布情况都可能影 响矿产资源开采 的效率 。并且矿石 的品种与矿体结构在一定程度上反映 了矿岩体 的稳定 性 ，了解采场 的地质特点有助于更好地开采与利用矿 产资源闭 。 2 ． 2 技术因素 技术 因素主要是指施工单位的基础设施 ，包括装备 水平 、机械化程度与技术操作水平 ，技术因素决定了施 工团队的作业条件 ，也在一定程度上 限定 了采矿方法 的选择 ，因为装备的水平 与机械化的程度将直接影响 采矿方法 的选择 ，因此根据施工单位 的作业条件选择 合适的采矿方法才能得到理想 的作业效果。一些 中小 型的施工单位只能选择操作便捷 、机械化程度较低 的 采矿方法 ，而一些采矿方 法本身就限定了矿物生产 的 作业条件 ，因此要从实际出发 、实事求是地制定采矿方 案与计划 ，这是采矿工程的首要工作 。 2 - 3 制 度 因素 中国国土幅员广阔 ，南北之间存在着 巨大的差异 ， 采矿工程的政策南北之间就存在很大差距 ，此外 ，采场 所在地的实际地质条件与技术因素 间接影响了采矿方 法 的选择 。有些采场 由于距离居民区较近 ，因此禁止 使用炸矿等方式进行开采 ，在一定程度上限定 了采矿 2 0 1 7年第 5期 王振 采矿工程中采矿方法的创新初探 2 0 1 7年 5月 方法的选择 ，因此在选择采矿方法时 ，相关企业要根 据剔除法 ，即剔除所有不具有采矿条件的采矿方式四 ， 这对施工单位前期 的调研工作提 出较高要求 ，要求施 工单位在矿物开采工作之前 ，对采场的水文地质情况 及施工单位本身的设备 因素进行综合分析 ，在这个基 础上 ，选择最有利 的采矿方式 ，从而实现经济效益与 社会效益的统一 。 3 采矿方法的创新与实践 相 比传统采矿方法 ，如今的采矿方法更加趋于现 代化 、自动化 、智能化 ，更倾 向于使用大型挖掘设备 进行开采 ，并且在生产过程 中加入了计算机 ，使矿产 生产过程连续性更强 ，更加易于管理 。相 比技术进步 ， 管理制度 的完善 、采矿方法 的全面改进对采矿工程的 影响更大 ，通过多年实践 ，许多具有革新意义的采矿 方法被应用在实际工作中，并取得 了良好的作业效果 ， 本文就空场采矿法 、深井采矿法进行探讨 ，并 以实际 的案例论述采矿方法创新 的必要 。 3 ． 1 空场 采矿 法 空场采矿法是一种应用较早的采矿方法 ，空场采 矿法 自2 0 世纪6 0 年代被引入 中国以来 ，一直都作为主 要的采矿方法应用于采矿工程 中，并且拥有较为成熟 的技术 ，因此备受业内企业的青睐。空场采矿法概念 范围较广 ，在学界还没有一个 确定 的定论 ，有专家认 为空场采矿法是包括 自然支护法的所有采矿方法 ，有 的专家则倾 向于认为空场采矿法仅仅代表 了横撑支柱 采矿方法 ，虽然说法不一 ，但空场采矿法 由于其本身 强 大的支 撑能力 ，使其 在矿房采矿 中得到广泛应用 ， 空场采矿法 以矿柱为载体 ，为采场周围围岩提供 良好 的支护作用 ，一定程度上提高了围岩的稳定性 ，并且 空场采矿法在 回采过程 中能够形成较大的采空 区，为 施工人 员的工作提供 了一定的安全保障。此外 ，空场 采矿法的应用灵活性高 ，能够随时根据采场周围围岩 的情况及施工单位本身的条件调整开采方式 ，还能够 用开采 出来 的矿物作为临时支护 ，可以说空场采矿法 具有 良好的操作性 。 3 ． 2 空场 采矿 法 的创新 改造 空场采矿法的另一个不能忽略的优势在于成本低 ， 生产率却很高 ，适用于不同规模 的矿物采集工作 ，许 多单位 由于其本身设备条件 的限制 ，对空场采矿法进 行了适 当革新 。一些施工单位根据采场 围岩松动等地 质条件 ，将空场采矿法所使用到的矿柱替换成人工注 锚杆房柱 ，不但提高了矿物的采集效率 ，还为采场顶 板提供 了稳定 的支护 ，从而使空场采矿法拓宽 了应用 范围 ，这种方法最早应用于云南鹤庆 的一个锰矿开采 工作 中，当地工作人员经过2 a 的研究 ，终于研究 出这 种方 法 。此外 ，也可 以将矿石矿柱替换为人工矿柱 ， 不但能够有效提升采场的安全性能 ，还能大幅度提高 矿块 的回采率。在使用时 ，可以适 当使用铁丝网加厚 采矿顶板 ，能够获得更好的支护效果 ，从根本上提高 采矿工程的效率。 3 _ 3 深 井采矿技 术 由于矿产资源的无节制 的开采 ，造成表面矿产资 源枯竭 ，为了应对这种状况 ，采矿工程不得不 向纵深 方 向发展 。深井采矿技术通 常应用于地下开采垂直深 度8 0 0 m以下的深部开采工作中，虽然深井采矿已经有 了一定成效 ，在一定程度上弥补了矿产资源不合理开 采等情况 ，但 由于本身具有很高的风险 ，因此并未得 到广泛应用 ，只是 作为矿井采矿与空场采矿 的补充 。 此外 ，中国深井采矿技术起步晚，经验不足 ，相 比国外 发达国家 ，还受到技术、设备水平的限制，但深井采矿 依然是未来采矿工程的发展方向，因此研究深井采矿技 术具有相当大的价值 ，方法理论也有待进一步完善。 3 - 4 深井采矿技术的创新改造 为了促进 中国采矿工程的现代化发展 ，地表采矿 向地下采矿 的趋势越来越 明显 ，但深部采矿会遇到地 表采矿所不具有的困难 ，如采矿环境较 为恶劣 ，采矿 作业处于半封闭的环境中，对运输、排水 、支护与通风 都提出不同程度的要求圈 。因此相关工作人员要以这四 点出发 ，不断完善深井采矿技术 ，面对地压与温度不 断增高的现象 ，注重技术方面的转型 ，完善深井采矿 技术的运输条件 、排水条件 ，并随着深度增加，机械化 程度也在增加 ，在垂直深度较大 的地方 ，甚至完全不 用工作人员参与，相关工作人员只需要通过操作程序 、 控制设备进行采矿 ，一定程度上减少 了采矿工程的安 全隐患。 4 结语 为了实现采矿工程的长期发展 ，提高采矿方法选 择 的科学性与采矿方法的创新性 ，需要相关工作人员 不断加大研究力度 ，要根据矿 区实际情况出发 ，在现 有采矿方法的基础上进行创新 ，从而提高中国矿产资 源的合理开发与利用 。 参考文献 [ 1 ] 陈静， 郭惟嘉， 杨永杰， 等_ 高校采矿工程专业新型实践教学 模式构建及教学方法改革与实践 [ J 1 ． 教育教 学论坛 ， 2 0 1 4 5 3 1 6 61 67 ． [ 2 ] 洛锋， 侯玮， 崔景昆． 新常态下采矿工程专业三位一体创 新教 学实践探 讨[ J ] ． 河北 工程 大学学报 社会科 学版 ， 2 0 1 6 3 1 1 0 1 1 3 ． [ 3 ] 张东升 ， 屠世 浩， 万志军， 等． 高等工程创新人 才培养体 系的构 建与实践 以中国矿业大学采矿 工程专业建设为例[ J ] ． 长 春 大学学报 ， 2 0 1 1 1 1 1 3 7 1 4 3 ． [ 4 ] 张东升 ， 屠世 浩， 万志军， 等． 采矿工程特 色专业创新能力培养 的 实验教 学改革探 索[ J ] ． 实验 室研 究与探 索， 2 0 1 1 3 1 1 0 1 1 3． [ 5 ] 魏德 州， 王青 ， 顾晓薇， 等． 采矿工程专业创新型人 才培养教 学体 系建设与 实践[ J ] ． 教育教 学论坛， 2 0 1 1 3 0 1 4 9 1 5 2 ． 责任编辑 季鑫 1 7