前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的地下采礦方法主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:地下礦山;采礦方法;采礦技術(shù);發(fā)展
中圖分類號(hào):TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
我國(guó)不僅礦產(chǎn)資源豐富,而且礦產(chǎn)使用量也比較大,其對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的支持下,地下礦山采礦作業(yè)越來(lái)越普遍,目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種開(kāi)采技術(shù),要求企業(yè)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善,從而保證井下作業(yè)的安全性,實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開(kāi)采目標(biāo)。
1.地下礦山開(kāi)采作業(yè)概述
隨著人們對(duì)于礦產(chǎn)資源需求的增加,采礦業(yè)的范圍也從地表擴(kuò)展到地下,地下礦山開(kāi)采作業(yè)期間,要求工作人員注意兩個(gè)方面,一是安全性,二是整潔性,以便創(chuàng)建一個(gè)健康衛(wèi)生的井下環(huán)境。要發(fā)揮地下礦山開(kāi)采的優(yōu)勢(shì),必須做到以下幾點(diǎn):第一,開(kāi)采成本低且效益高;第二,機(jī)械設(shè)備使用率高;第三,開(kāi)采技術(shù)方案的應(yīng)用具有靈活性,不僅適應(yīng)性強(qiáng),而且對(duì)于環(huán)境的破壞程度小,甚至能夠起到保護(hù)環(huán)境的效果。
2.常見(jiàn)地下礦山采礦方法及發(fā)展趨勢(shì)
按照對(duì)回采過(guò)程中空區(qū)的不同處理方法,地下開(kāi)采的采礦方法主要有3種。
2.1 空?qǐng)霾傻V法
空?qǐng)霾傻V法將礦塊分為礦房和礦柱兩部分,兩步回采。對(duì)回采過(guò)程中所產(chǎn)生的空區(qū),利用礦柱或人工支柱進(jìn)行支撐,以控制地壓保證回采。
依據(jù)礦房、礦柱結(jié)構(gòu)的不同和回采工藝的區(qū)別,空?qǐng)霾傻V法主要有淺孔留礦法、全面法、房柱法和分段空?qǐng)龇ǖ取?/p>
由于空?qǐng)龇ɑ夭珊髸?huì)產(chǎn)生大量空區(qū),近年來(lái)在礦山中采用的比例有所下降。其發(fā)展趨勢(shì)主要是無(wú)軌回采設(shè)備的應(yīng)用和大型設(shè)備的應(yīng)用。無(wú)軌設(shè)備可以極大地提高開(kāi)采的機(jī)械化程度。大型設(shè)備提高了出礦能力和生產(chǎn)效率,降低了出礦成本。
2.2 崩落采礦法
崩落采礦法采用一步驟回采。通過(guò)自然或強(qiáng)制崩落頂板圍巖,充填回采過(guò)程中所產(chǎn)生的空區(qū),以控制地壓保證回采。
崩落采礦法主要有分層崩落法、有底柱分段崩落法、無(wú)底柱分段崩落法、自然崩落法及階段崩落法等。
其中的無(wú)底柱分段崩落法近年來(lái)向高分段、大間距的方向發(fā)展,產(chǎn)生了“大間距集中化無(wú)底柱采礦新工藝”。通過(guò)采用高效的地下中深孔氣液聯(lián)動(dòng)設(shè)備,形成與大尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)相匹配的集中化、高強(qiáng)度、大規(guī)模采礦技術(shù)和管理模式,提高了作業(yè)安全性和采礦強(qiáng)度。
2.3 充填采礦法
充填采礦法在回采過(guò)程中用充填料充填采空區(qū),以控制地壓保證回采。
充填采礦法主要有分層充填法、進(jìn)路充填法、削壁充填法、嗣后充填法等。
隨著無(wú)軌設(shè)備在回采中的應(yīng)用和充填工藝及管道技術(shù)的發(fā)展,充填工藝實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化,生產(chǎn)能力顯著提高,礦石的損失、貧化顯著降低,開(kāi)采成本也相應(yīng)降低。由于環(huán)保的要求,土地使用的限制,膠結(jié)充填又能防止地面沉降,充填采礦法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
3.地下礦山采礦技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
近年來(lái)地下礦山采礦技術(shù)不斷發(fā)展,取得了很多進(jìn)步,其中地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)和深井開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展較為突出:
3.1 地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)
地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)是地下采礦的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。主要有兩種主要方式,一是當(dāng)?shù)V體硬度較小時(shí),開(kāi)采時(shí)各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。二是當(dāng)?shù)V體硬度大時(shí),開(kāi)采時(shí)分成若干個(gè)施工段,不同施工段的各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。
近年來(lái)地下連續(xù)開(kāi)采取得了重大進(jìn)展,多項(xiàng)地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在礦山中。地下連續(xù)開(kāi)采的采礦裝備系列齊全,配套完整,機(jī)械化程度也高,從鑿巖、裝藥到轉(zhuǎn)運(yùn),全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化配套作業(yè),各道工序無(wú)須手工體力操作,無(wú)繁重體力勞動(dòng),裝備無(wú)軌化、液壓化、自動(dòng)化程度較高。完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)軌化、液壓化。在自動(dòng)化方面,已成功地應(yīng)用了無(wú)人駕駛、機(jī)器人作業(yè)等新技術(shù)。特別是地下連續(xù)開(kāi)采無(wú)礦柱法的出現(xiàn),解決了以往地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)的諸多問(wèn)題。該方法將礦體劃分成礦段,不留礦柱,將切割槽布置在礦段中部,底部結(jié)構(gòu)布置振動(dòng)機(jī)出礦。崩礦過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行回填,平行進(jìn)行采切、回采、充填的作業(yè),使采礦工作連續(xù)不間斷的施工。解決了礦柱回收困難的問(wèn)題,采礦速度大大優(yōu)于傳統(tǒng)采礦方法,避免了資源的浪費(fèi),提高了地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 深井開(kāi)采技術(shù)
隨著礦產(chǎn)資源的不斷開(kāi)發(fā),開(kāi)采深度也自然隨之加深,同時(shí)也對(duì)開(kāi)采技術(shù)提出了更高的要求。
深井開(kāi)采首先面臨的就是巖爆問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外對(duì)巖爆的發(fā)生機(jī)理和防止方面取得了一系列的成果。通過(guò)對(duì)巖石的微觀結(jié)構(gòu)和聲發(fā)射特征,可以劃定巖爆可能性等級(jí),結(jié)合巖石所處的應(yīng)力條件,可以判定巖爆是否會(huì)產(chǎn)生。通過(guò)有限元法計(jì)算采場(chǎng)頂柱及及其周圍巖體應(yīng)力分布,優(yōu)化回采順序、采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),調(diào)整礦柱規(guī)格,可以避免應(yīng)力集中和能量聚集,預(yù)防巖爆出現(xiàn)、削弱巖爆強(qiáng)度。
在地壓監(jiān)測(cè)方面,除了采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、巖性測(cè)試、位移和應(yīng)力測(cè)量等方法外,還可以建立深井的力學(xué)模型,采用有限元分析軟件對(duì)回采工作影響下的巖體、地表和井巷位移和應(yīng)力變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)和定量分析,對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)、穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),并制定相應(yīng)的安全措施。
礦山開(kāi)采中尾礦和廢石的處理問(wèn)題一直制約著礦山的發(fā)展。在深井開(kāi)采中,將尾礦和廢石全部充填到井下采空區(qū),既可以解決深井開(kāi)采的地壓和巖爆問(wèn)題,同時(shí)還可以不占或少占土地,減少建設(shè)投資,解決環(huán)境污染的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采。
深井開(kāi)采中的地下涌水也是一項(xiàng)重大問(wèn)題。地下采礦引起的地下水災(zāi)害包括地下突水和地下水位下降兩個(gè)方面,以及由此造成的淹井事故、地表沉降塌陷和地表生態(tài)破壞等問(wèn)題,深井開(kāi)采由于開(kāi)采深度大,上述災(zāi)害的嚴(yán)重性更大,為此國(guó)內(nèi)外在深井地下水害治理與研究方面開(kāi)展了一系列的研究工作。目前在深井地下水災(zāi)害領(lǐng)域研究成果主要有:采礦過(guò)程中地下水的運(yùn)移規(guī)律分析、突水機(jī)理分析、工作面及礦井涌水量預(yù)測(cè)、老窿與巖溶水探測(cè)設(shè)備與技術(shù)、裂隙或構(gòu)造帶涌水通道堵截技術(shù)及材料等。
深井開(kāi)采中的高溫也是一項(xiàng)重大問(wèn)題。嚴(yán)重影響開(kāi)采工作的安全及效率。最新的高溫防護(hù)技術(shù)通過(guò)對(duì)深井的高溫產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行研究,結(jié)合目標(biāo)礦山的實(shí)際情況,采用鉆孔法測(cè)定井下溫度,分析其變化的規(guī)律,監(jiān)測(cè)井下環(huán)境溫度,通過(guò)實(shí)際觀測(cè)和熱交換數(shù)值分析法相結(jié)合,可以解讀井巷溫度的變化規(guī)律,從而制定可行的井下降溫措施。降溫措施包括:空氣遇冷降胤?、局部衷u(píng)浼際酢⒏鎏宸闌ぜ際醯?。空朴隼浣禍胤ㄊ菍⒉傻V區(qū)的恒溫帶空氣引入采場(chǎng)來(lái)降低工作面溫度,通過(guò)熱平衡及熱交換計(jì)算及風(fēng)路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,尋求井下地溫風(fēng)流和高溫風(fēng)流混合,采用空氣預(yù)冷降溫機(jī)理的方法。局部制冷包括冷水逆流噴淋降溫、人工降溫制冷,對(duì)礦井入口風(fēng)流部分或全部采用冷水或制冷機(jī)進(jìn)行降溫。個(gè)體防護(hù)是采用冷卻服(冰背心)改善個(gè)體舒適度。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,地下礦山采礦是我國(guó)目前礦產(chǎn)開(kāi)采的重要途徑之一,影響開(kāi)采效率和質(zhì)量的因素較多,因此應(yīng)該選擇合適的開(kāi)采方法和技術(shù)。本文闡述了地下開(kāi)采作業(yè)的簡(jiǎn)單概況,并對(duì)目前一些較為先進(jìn)的開(kāi)采方法、開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行了介紹,希望為實(shí)際開(kāi)采工作提供一些經(jīng)驗(yàn)和參考。
參考文獻(xiàn)
[1]解廷遙崔宏偉.露井聯(lián)采條件下井工礦對(duì)露天礦邊坡影響的范圍[J].露天采礦技術(shù),2013(11):8-10.
[2]向軍.井下人員定位系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2015,15(5):82,98.
1機(jī)械化開(kāi)采法
機(jī)械化方法開(kāi)采是當(dāng)前我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采中應(yīng)用最為廣泛的方法。機(jī)械化的開(kāi)采方法能夠分為兩大類,分別是露天開(kāi)采和地下開(kāi)采。露天開(kāi)采的原理是將礦體表層覆蓋的巖土層崩落或剝離,而后按照從上到下的順序進(jìn)行開(kāi)采。露天開(kāi)采的礦產(chǎn)資源大部分于地表上,十分有利于機(jī)械化的開(kāi)采方法,不僅采礦作業(yè)的安全系數(shù)較高,且相其礦石貧化率低、礦石損失率小、開(kāi)采成本費(fèi)用更少。在進(jìn)行地下礦產(chǎn)資源開(kāi)采時(shí),若是遇上礦體賦存深度深、厚度小、巖土剝離量大的情況,其經(jīng)濟(jì)效益必定會(huì)遠(yuǎn)低于露天開(kāi)采。近年來(lái),隨著環(huán)保、節(jié)能理念的提出,在地下采礦作業(yè)中所采用的采礦工藝技術(shù)也逐漸向這方面發(fā)展,尾砂膠結(jié)充填采礦法就是現(xiàn)階段地下采礦作業(yè)中最為常用的采礦工藝技術(shù),該工藝技術(shù)能夠有效處理尾礦污染,進(jìn)一步保護(hù)采礦區(qū)域的環(huán)境。
2特殊采礦法
不同地質(zhì)、地層的礦產(chǎn)資源,所選用的采礦方法也不盡相同,在一些特殊情況下應(yīng)針對(duì)情況采取特殊的采礦方法,例如物理化學(xué)采礦、海洋采礦等。其中物理化學(xué)采礦主要是利用溶浸液溶解出礦體中的有用成分,并將這些有用成分從地下舉升道地面,而后采取相應(yīng)的方法進(jìn)行提取。物理化學(xué)采礦法具有投資小、效益高、工作條件好的特點(diǎn),但是也存在一定的局限,即只能適用于銅、鈾等金屬礦物以及鹽、堿、硫等。除了陸地中蘊(yùn)藏各種礦產(chǎn)資源外,在濱海大陸架上和海洋底同樣蘊(yùn)藏豐富的礦產(chǎn)資源,但是由于海洋采礦具有投資大、見(jiàn)效慢、工作條件差、危險(xiǎn)系數(shù)高的特點(diǎn),因而,海洋采礦法應(yīng)用極少。這也是目前我國(guó)主要在陸地進(jìn)行開(kāi)采的主要原因,但是隨著資源的不斷開(kāi)采,未來(lái)在海洋中加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)將成為必然趨勢(shì),因而作為采礦企業(yè)必須緊密結(jié)合時(shí)展的需要,切實(shí)掌握各種特殊采礦技術(shù)嗎,才能更好地確保采礦作業(yè)安全進(jìn)行。
3填充法
填充采礦技術(shù)是一種人工支護(hù)采礦技術(shù),其原理是緊隨回采工作面進(jìn)行推進(jìn),同時(shí)將填充材料輸送給已經(jīng)采空的區(qū)域,從而使得回采作業(yè)得到充填體的保護(hù),以此確保采礦的安全、效率以及經(jīng)濟(jì)效益。填充采礦技術(shù)屬于新型采礦技術(shù),主要適用于深度較深的礦井,具有適應(yīng)性強(qiáng)、采礦效率高、開(kāi)采安全性好等特點(diǎn)。因此,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,作為采礦作業(yè)人員應(yīng)切實(shí)掌握填充采礦技術(shù)的特點(diǎn)和原理,才能確保應(yīng)用成效的提升。
4結(jié)論
[關(guān)鍵詞]井下采礦 技術(shù) 方法
[中圖分類號(hào)] TD8 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-8-109-1
0引言
采礦是指由地下開(kāi)采出具有價(jià)值的物質(zhì)或礦物。采礦法有:鉆孔、填充、硬巖石、分塊崩開(kāi)和分段落采礦法、收縮開(kāi)采法和長(zhǎng)壁開(kāi)采法。
采礦分兩種基本技術(shù)形式:(1)地表采礦:露天開(kāi)采,礦砂開(kāi)采,采石場(chǎng)和消山頭開(kāi)采。表面采礦的數(shù)量最多,大約有80%的采礦業(yè)都屬于表面采礦。礦物基本分為兩大類:①砂礦床,海沙灘、河邊的碎石和不合并的材料里面發(fā)現(xiàn)。②脈狀礦床,礦粒、巖層和大巖脈中發(fā)現(xiàn)有用處的材料。這兩類礦物都能使用地下和表面采礦法。(2)地下采礦:淺礦床、斜井、直井、硬巖和鉆井采礦。地下采礦是指通過(guò)挖豎井和通道使工作人員抵達(dá)礦物開(kāi)采點(diǎn),并把礦物和需要打碎處理的廢巖石經(jīng)豎井或通道搬到地面。地下采礦依據(jù)所使用的豎井類型或到達(dá)礦物開(kāi)采處的技術(shù)分類:①用水平隧道開(kāi)采淺礦床。②豎井和斜井采礦。根據(jù)巖石的軟硬度,所使用的技術(shù)也有不同。
1有色金屬礦的開(kāi)采技術(shù)分析
開(kāi)采有色金屬礦山需要根據(jù)對(duì)地壓的控制分為空?qǐng)?、填充和崩落法三類,一般都使用前兩類,崩落法使用較少。
1.1空?qǐng)霾傻V法
空?qǐng)霾傻V法能大體分作三類,分別是全面類、房柱類和階段礦房類采礦法。
(1)水平或緩傾斜的礦床一般采用全面采礦法進(jìn)行開(kāi)采。主要特點(diǎn)是沿礦床或傾斜走向全面推進(jìn),按層次回采。在回采過(guò)程中留下廢石和貧礦石,然后根據(jù)其所需堆積礦柱支撐住采空區(qū)的頂板,這種開(kāi)采法的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)效率高,成本低,通風(fēng)好,工作量相對(duì)較好。但是由于采礦場(chǎng)的頂板面積大,容易產(chǎn)生大面積礦井巷道的頂板塌下來(lái)。所以。此方法只合用在緩斜或水平的礦床,并且需要礦石和頂板之間的穩(wěn)固,厚度必須少于5-7m。
(2)房柱留礦法適合開(kāi)采緩斜或水平的礦床。主要特征是礦塊內(nèi)礦房與礦柱之間的交替規(guī)劃,在回采礦床的時(shí)候留下連續(xù)、不連續(xù)或有序的帶狀礦柱,借以支撐住其頂板。這種開(kāi)采法的優(yōu)勢(shì)在于工序簡(jiǎn)單,工作量少,通風(fēng)及工作環(huán)境好,各工藝均能平行作業(yè),這是回收率略低。并且需要礦石和圍巖穩(wěn)固,傾角度必須不大于40度的礦床。
(3)厚度大,傾斜度急的礦床主要使用階段礦房和分段采礦法段平。礦房以垂直或者沿礦體的走向進(jìn)行規(guī)劃,以扇形或深孔炮眼進(jìn)行爆破落礦,下部漏斗柱階巷放礦。此方法適合礦石和圍巖穩(wěn)固,傾角大于自然傾斜角,厚度在8-20米,且?jiàn)A石率小的礦床。
1.2充填采礦法
充填采礦法是指回采工作的展開(kāi),用充填料逐漸充填采空區(qū)。有時(shí)候還需要充填料和支架的配合來(lái)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行維護(hù)。使用充填物對(duì)地壓進(jìn)行控制,用來(lái)防治地表下沉和圍巖的崩落,讓回采工作更加的方便和安全,還能防止因自燃礦石所導(dǎo)致的內(nèi)因火災(zāi),是采空區(qū)進(jìn)行充填的目的所在。根據(jù)礦塊的結(jié)構(gòu)和回采工作的全面推進(jìn)方向,使充填采礦法分為四類:分采、上向分層、下向分層和單層充填采礦法。又根據(jù)其搬運(yùn)方式與充填物質(zhì)的不同,分為膠結(jié)、水力和干式充填采礦法。
(1)分采充填采礦法。如果礦脈的厚度低于0.3m-0.4cm,在其中采礦工人無(wú)法工作,只能分別回采圍巖和礦石,讓采空區(qū)達(dá)到0.8m-0.9m工作允許的最小厚度,礦石搬運(yùn)出采場(chǎng),而圍巖進(jìn)行充填采空區(qū),為繼續(xù)開(kāi)采作前提。
(2)單層充填采礦法。此方法適合用在緩傾斜薄礦體,在礦快傾斜全長(zhǎng)的壁式回采面沿著走向方向,一次按礦體全厚回采,隨著工作面的進(jìn)行,用水力或膠結(jié)有計(jì)劃的實(shí)行充填采空區(qū),用以防治頂板崩落。也叫壁式充填法。
(3)上向水平分層充填采礦法。此方法將礦塊分作礦房和房柱子。先回采礦房,后回采礦柱。回采礦房時(shí),從下往上水平分層,隨著向上推進(jìn)工作面,一層一層的充填采空區(qū),保證工作空間能繼續(xù)向上開(kāi)采。充填體維持圍巖的穩(wěn)固,并作為上層工作的平臺(tái)。礦石崩落在充填體的表面上,用機(jī)械將礦石搬運(yùn)到溜井中。當(dāng)?shù)V房被開(kāi)采到最上分層時(shí),需實(shí)行接頂充填。在全部礦房或全階段采完采空后,在實(shí)行礦柱的回采。礦房的充填方法,可用膠結(jié)、水力或干式充填法。
(4)上向傾斜分層充填采礦法。此方法與上向水平分層的區(qū)別在于,在傾斜的分層進(jìn)行回采,在采場(chǎng)里的充填料和礦石主要依靠重力來(lái)搬運(yùn)。這種方法只能使用干式充填法。
(5)下向分層充填采礦法。此方法適合開(kāi)采單一礦石不穩(wěn)固或者礦石和圍巖都不穩(wěn)固,礦石品質(zhì)或者具有高價(jià)值的稀有金屬或有色金屬的礦體。這種采礦法的實(shí)質(zhì)是至上向下分層回采,然后按層次充填,每分層的回采工作是在上分層的人工假頂保護(hù)下實(shí)行的?;夭伤椒謱踊蚺c水平成40-150度傾角。傾斜分層用以填充直接頂,方便礦石的搬運(yùn),但是支護(hù)與鑿巖工作不如水平分層便利。
(6)方框支架充填采礦法。開(kāi)采薄礦脈方面一般采用的是木棚支架或橫撐支柱采礦法。在礦石與圍巖不穩(wěn)固,礦體厚度大,形態(tài)復(fù)雜和礦石貴重等等條件下,此方法是開(kāi)采薄礦脈的有效方法
2采礦方法的優(yōu)化
井下采礦要以井巷和井道的設(shè)計(jì)合理性為前提,但由于無(wú)規(guī)律性的資源分布和不穩(wěn)定的地下條件讓這兩方面難以實(shí)現(xiàn)雙贏局面,這需要選擇最優(yōu)的原則對(duì)井下路線進(jìn)行井下路線設(shè)計(jì),不僅要盡量的往資源聚集地靠攏,也要盡可能的避開(kāi)不安全帶,并以安全、高效為原則選擇開(kāi)采方法,讓路線設(shè)計(jì)、地質(zhì)條件和采礦方法達(dá)到最優(yōu)化。對(duì)特定的井巷進(jìn)行單一地層采礦模式,避免因?yàn)榭杖彼鶎?dǎo)致的危險(xiǎn),同時(shí)還可以將矸石留在井下,減少運(yùn)送的效率和成本,使生產(chǎn)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)得到降低。同時(shí)減少一對(duì)十高產(chǎn)礦井的井巷布置,集中開(kāi)采和勘測(cè)單一地層的礦石情況,井巷的多開(kāi),矸石的減少,生產(chǎn)率的提高,還能把矸石當(dāng)作填充物在井下空缺的地方使用,不僅減少污染還能節(jié)約成本,降低生產(chǎn)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)對(duì)高產(chǎn)采礦得到實(shí)現(xiàn)具有非常重要的影響。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,井下采礦技術(shù)和方法是沒(méi)有統(tǒng)一且固定的模式及框架,根據(jù)地質(zhì)條件和礦石條件的不同,以利益最大化,危險(xiǎn)最小化的原則,技術(shù)方法最優(yōu)化的原則,對(duì)采礦技術(shù)和方法進(jìn)行科學(xué)性的選擇??萍荚诓粩喟l(fā)展,采礦的相關(guān)設(shè)備在不斷更新,更智能,更安全,更具有程序性,集安全與效益為一體,使采礦業(yè)不斷的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
[1]楊井志.井下采礦技術(shù)與方法的探討[J].科技創(chuàng)新和應(yīng)用,2014(4):101.
關(guān)鍵詞:采礦技術(shù);常用方法;現(xiàn)狀及趨勢(shì)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.059
隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平的提高,各行業(yè)對(duì)礦物資源的需求量也日益增大,這就對(duì)采礦作業(yè)的機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化水平提出了更高的要求??v觀各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史,我們可以看出工業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支柱,尋求高效、安全、低成本的采礦技術(shù)和方法是各國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo),我們必須緊跟時(shí)代的潮流,不斷提升我國(guó)的采礦技術(shù)。
1 我國(guó)常用采礦方法分析
目前,我國(guó)常用的采礦方法主要有四種,分別是空?qǐng)霾傻V法、崩落采礦法、填充采礦法和留礦采礦法。這四種采礦方法各有千秋,不盡相同,是目前礦業(yè)中常用的作業(yè)方法。下面我們就這四種采礦方法進(jìn)行詳細(xì)深入的分析:
1.1 空?qǐng)霾傻V法
空?qǐng)霾傻V法是指在開(kāi)采的過(guò)程中,在開(kāi)采區(qū)利用礦柱的支撐來(lái)維護(hù)采礦區(qū),并不對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。一般來(lái)講,這種方法主要應(yīng)用于圍巖和礦石的開(kāi)采之中。由于空?qǐng)霾傻V法具有大孔、深孔、空?qǐng)龊碗A段出礦等特點(diǎn),所以其應(yīng)用率非常高。應(yīng)用這種方式可以大大提高采礦的效率,降低采礦的成本,真正實(shí)現(xiàn)高效率、高效益的采礦目標(biāo)。
1.2 崩落采礦法
崩落采礦法是指在開(kāi)采的過(guò)程中,通過(guò)自然或者是人為的方法崩落礦體上盤圍巖填充開(kāi)采區(qū)的一種采礦方式。這種采礦方法一般不劃分礦房和礦柱,而是直接以礦塊為單位進(jìn)行開(kāi)采,這種方式主要用于采區(qū)的上層地表,即針對(duì)崩落度大,無(wú)水體、流沙,礦石的品位不高,允許出現(xiàn)一定損失率的礦石的開(kāi)采,該方法是一種非常安全、高效的采礦方法。目前,我國(guó)對(duì)這種采礦方式的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)十年之久,由最初的小參數(shù)崩礦量發(fā)展到當(dāng)前的大參數(shù)采礦技術(shù),大大提高了礦業(yè)生產(chǎn)率,減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)量,獲得了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。而且,無(wú)底柱的分段崩落法在未來(lái)的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣。
1.3 填充采礦法
填充采礦法主要是指在回采的過(guò)程中將原來(lái)的采區(qū)劃分為礦柱和礦房?jī)蓚€(gè)部分,利用先礦房后礦柱的開(kāi)采步驟進(jìn)行回采,并在回采的過(guò)程中使用填充材料填充回采道的空間,以維護(hù)礦房穩(wěn)定的一種采礦方式。這種采礦方式具有工序化、機(jī)械化及設(shè)備大型化等特點(diǎn),在落礦、支護(hù)和出礦方面具有著突出的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),隨著一大批具著世界先進(jìn)水平的采礦工藝的發(fā)展及應(yīng)用,填充采礦技術(shù)取得了顯著的成效,采礦能力和采礦效率得到了大大的提高。
1.4 留礦采礦法
留礦法是指在開(kāi)采的過(guò)程中將開(kāi)采區(qū)所預(yù)留的房間礦柱及回采所爆破下來(lái)的礦石,暫時(shí)留在開(kāi)采工作臺(tái)上,待整個(gè)礦場(chǎng)采完后再來(lái)開(kāi)采這些礦石的一種采礦方式。一般來(lái)講,這種采礦方法大多應(yīng)用于礦物不易氧化、礦巖穩(wěn)固且礦床傾斜角度相對(duì)較大的薄礦脈上。
2 我國(guó)常用采礦方法的應(yīng)用
通過(guò)上文的分析,我們可對(duì)我國(guó)常見(jiàn)的采礦方式有了一個(gè)具體的了解,每一種采礦方法的使用都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用范圍,而且隨著科技水平的提高,我國(guó)的采礦技術(shù)應(yīng)用率也將越來(lái)越高。下面就對(duì)四種采礦方法的具體應(yīng)用情況進(jìn)行進(jìn)一步分析了解。
2.1 房柱采礦法的應(yīng)用
房柱采礦法是空?qǐng)霾傻V法中的一種主要方法,也是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的采礦方法。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外房柱礦井的分析,我們可知適合采用這種采礦方式的礦井的厚度大約在4到12米之間,礦體的傾斜度在2到25度之間。目前,這些礦井多采用鑿巖臺(tái)車鑿巖,井下利用電鏟和自卸卡車出礦,而升降臺(tái)車多用于處理頂板的松石和安裝錨桿,必要時(shí)要運(yùn)用錨網(wǎng)進(jìn)行全面的支護(hù)。因此,房柱采礦方法主要應(yīng)用于開(kāi)采水平和緩傾斜礦體。
2.2 留礦采礦法的應(yīng)用
留礦采礦法是我國(guó)應(yīng)用時(shí)間最早、適用范圍最廣泛的地下采礦方法,它多應(yīng)用于開(kāi)采礦巖穩(wěn)固的急傾斜薄和極薄礦脈,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用也日漸完善,機(jī)械化水平得到了大幅度提高。但實(shí)踐表明,當(dāng)圍巖不夠穩(wěn)固的時(shí)候,在礦房中暫留礦石對(duì)圍巖不能夠起到良好的支撐作用,因此,目前一些礦井開(kāi)始轉(zhuǎn)用充填采礦方法。
2.3 填充采礦法應(yīng)用
填充采礦法是現(xiàn)代化采礦技術(shù)的代表,它利用水力輸送膠結(jié)填充,實(shí)現(xiàn)了填充斜管道輸送,并且利用高濃度的水力實(shí)現(xiàn)了填充料漿不離析的填充效果。填充采礦法能夠有效地控制礦山壓力和圍巖的移動(dòng)情況,同時(shí)利用尾砂進(jìn)行填充,不僅簡(jiǎn)化了操作,而且價(jià)格便宜,逐漸成為了我國(guó)采礦行業(yè)的主要采礦技術(shù)之一。
2.4 崩落采礦法應(yīng)用
崩落采礦法是以崩落圍巖的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地壓管理的目標(biāo),崩落采礦法一般分為單層、分層、分段和階段崩落。前兩種方法主要應(yīng)用于淺孔落礦,一次崩礦量小,因而生產(chǎn)能力較低。后兩種方法主要應(yīng)用于深孔和中孔落礦,一次崩礦量大,因而生產(chǎn)能力較高。崩落采礦法在我國(guó)礦山中的應(yīng)用非常廣泛,利用這種方式采出的礦量大約占總采礦量的35%左右,并且還有增大的趨勢(shì)。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,我國(guó)的采礦技術(shù)也得到了顯著的提高,越來(lái)越多的先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)被應(yīng)用到采礦實(shí)踐中,大大地提高了礦業(yè)的生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。但是,在今后的發(fā)展過(guò)程中我們絕不能忽視社會(huì)責(zé)任,綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)影響等方面,對(duì)采礦效率和質(zhì)量加以控制,穩(wěn)步適應(yīng)社會(huì)和諧發(fā)展的需求,推動(dòng)我國(guó)采礦事業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]王天水.階段崩落采礦法在礦產(chǎn)開(kāi)采中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2013,12(10):72-73.
[2]陳田林.我國(guó)采礦技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].技術(shù)與市場(chǎng),2011,18(07):504.
[3]劉志康.采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中的應(yīng)用[J].科技傳播,2014,20(04):156+142.
【關(guān)鍵詞】煤礦采礦 煤礦事故 安全生產(chǎn) 采礦技術(shù)
前言
中國(guó)的煤炭產(chǎn)量居世界第一,是最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)。近幾年,全國(guó)各地煤礦事故頻繁,諸如礦井透水、礦井坍塌、瓦斯爆炸等類似事件常有報(bào)道。在追求煤礦產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí),安全生產(chǎn)才是追求利益最大化的重要保證。煤礦采礦技術(shù)的應(yīng)用,特別是高新技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)提高煤礦開(kāi)采的效率,保證安全性有重要意義。但是,目前中國(guó)煤礦采礦技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中還存在一定的問(wèn)題,注意到這些問(wèn)題,并有針對(duì)性地提出解決對(duì)策,才能更有效地提高煤礦開(kāi)采效率,避免煤礦事故的發(fā)生。
1、中國(guó)煤礦采礦技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀
目前,中國(guó)的煤礦采礦技術(shù)日趨成熟,煤礦采礦技術(shù)的進(jìn)步和完善也是采礦學(xué)科得以發(fā)展的主題。中國(guó)在發(fā)展現(xiàn)代采礦工藝的同時(shí),也在不斷發(fā)展多樣化、多層次的采礦工藝,建立具有中國(guó)特色的采礦工藝體系。高效高產(chǎn)采礦技術(shù)是以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心的,提高開(kāi)采效率和經(jīng)濟(jì)效益為目的,研究開(kāi)發(fā)各種開(kāi)采環(huán)境下的高可靠性、高效能的采礦設(shè)備和工藝,以提高采礦機(jī)械化的水平。
現(xiàn)階段較為常用的采礦方法主要有:空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法。由于地下大孔、深孔、空?qǐng)?、大采?chǎng)和階段出礦的特點(diǎn),在地下采礦的過(guò)程中,空?qǐng)霾傻V法被使用的幾率很高,這種高效率的采礦方法在中國(guó)也得到推廣和應(yīng)用,使得采礦強(qiáng)度和工作效率都大大提高,出礦成本也有所下降,真正地實(shí)現(xiàn)了高效率、高效益的采礦。空?qǐng)霾傻V法包括:全面采礦法、階段礦房法、留礦法和房柱法等。中國(guó)的充填采礦技術(shù)分別經(jīng)歷了廢石干式充填、分級(jí)尾砂水力充填、碎石水力充填、混凝土膠結(jié)充填、磨砂膠結(jié)充填、天然砂充填、廢石膠結(jié)充填、全尾砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填和膏體充填的發(fā)展演進(jìn)過(guò)程。由于中國(guó)礦山數(shù)量較多,開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的充填技術(shù)類型也就多,特別是近十余年來(lái),在新的充填采礦技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用方面均取得了巨大的進(jìn)步。崩落采礦法事以崩落圍巖來(lái)實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦法,也就是,隨著崩落礦石,強(qiáng)制或自然崩落圍巖填充采空?qǐng)?,已達(dá)到控制和管理地壓的目的。崩落礦石法主要包括:?jiǎn)螌颖缆浞?、分層崩落法、分段崩落法和階段崩落法。此方法在中國(guó)煤礦采礦中應(yīng)用很廣泛,其采礦產(chǎn)量約占地下采礦總量的35%,并且還有增加的趨勢(shì)。除此之外,還有針對(duì)特殊采礦環(huán)境的高新技術(shù)。如深部全煤巷道錨網(wǎng)耦合支護(hù)技術(shù)、水源熱泵技術(shù)、露天煤礦技術(shù)、煤巖混穿混爆技術(shù)、低透氣性煤層群開(kāi)采技術(shù)等等。
2、煤礦采礦技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題
2、1煤礦行業(yè)的規(guī)章制度不完善,技術(shù)得不到充分應(yīng)用
規(guī)章制度是規(guī)范一個(gè)行業(yè)最有力的保證。由于中國(guó)煤礦企業(yè)多而且分布廣泛,大小規(guī)模差異較大,現(xiàn)有的規(guī)章制度只能是對(duì)煤礦行業(yè)整體的把握,往往都比較空泛,導(dǎo)致許多漏洞的存在。由于煤礦行業(yè)規(guī)則制度的不完善,常有企業(yè)違規(guī)操作,管理混亂,所掌握的技術(shù)會(huì)因?yàn)闆](méi)有規(guī)范的制度而得不到充分應(yīng)用,不能發(fā)揮其最大效用。
2、2管理者只關(guān)注眼前利益,阻礙高新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用
利益最大化是每個(gè)經(jīng)濟(jì)人的目標(biāo),他們的區(qū)別在于追求的是長(zhǎng)遠(yuǎn)利益還是眼前利益。煤礦行業(yè)是一個(gè)高危行業(yè),它的高危不僅體現(xiàn)在易發(fā)安全事故,也體現(xiàn)在其投資需求大,投資回報(bào)期長(zhǎng)。若企業(yè)沒(méi)有足夠的資金供給或投入不能及時(shí)得到回報(bào),企業(yè)的資金鏈就容易被拖垮,還沒(méi)等到最終的回報(bào),企業(yè)就已破產(chǎn),導(dǎo)致血本無(wú)歸。正因如此,一些煤礦企業(yè)的管理者,不愿冒這樣的風(fēng)險(xiǎn),寧愿繼續(xù)使用現(xiàn)有的技術(shù),看緊眼前的利益,也不愿花重金去研發(fā)或引進(jìn)新技術(shù),阻礙著高新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。如此一來(lái),技術(shù)的不到進(jìn)步,采礦效率就會(huì)停滯不前,甚至倒退。
2、3專業(yè)技術(shù)人員的欠缺,不能保證采礦技術(shù)得到合理利用
煤礦采礦是一項(xiàng)技術(shù)性非常高的工作。目前,很多的煤礦企業(yè),特別是小城鎮(zhèn)中的小型礦場(chǎng),普遍存在著專業(yè)技術(shù)人才匱乏,礦工們素質(zhì)不高的現(xiàn)象。掌握一定程度的采礦技術(shù)和知識(shí),既能保證正常的開(kāi)采進(jìn)程,也能有效地避險(xiǎn),保證自身安全。由于專業(yè)技術(shù)人員欠缺,即使買來(lái)了技術(shù),也無(wú)人能用,那也是徒勞,不能保證采礦技術(shù)得到合理利用。
3、解決煤礦采礦技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題的對(duì)策
3、1進(jìn)一步完善行業(yè)制度,使采礦技術(shù)應(yīng)用規(guī)范化
通過(guò)建立更加完善的規(guī)章制度,明確煤礦企業(yè)的工作流程和工作目標(biāo),使企業(yè)管理者以及礦工能充分了解自身的工作方式和工作任務(wù)。在明確了工作任務(wù)和工作目標(biāo)之后,人人分工明確,做好自己分內(nèi)之事,只有在此基礎(chǔ)上,技術(shù)才能得以規(guī)范應(yīng)用。正所謂,無(wú)規(guī)矩不成方圓,再好的技術(shù)水平也是需要有條不紊的運(yùn)作,才能發(fā)揮其最大效能。每個(gè)人都從事屬于自己的技術(shù)活,大家相互配合,共同完成工作任務(wù),實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo),既使采礦技術(shù)得到充分利用,同時(shí)也提高了工作效率。
3、2鼓勵(lì)創(chuàng)新,政策引導(dǎo)新技術(shù)的研發(fā)
對(duì)于管理者只注重眼前利益,而不愿去投資研發(fā)新技術(shù),政府可制定相應(yīng)政策,鼓勵(lì)創(chuàng)新,積極引導(dǎo)其研究和發(fā)展新的采礦技術(shù)。要知道,科學(xué)技術(shù)才是第一生產(chǎn)力,雖然技術(shù)的研發(fā)是一個(gè)艱苦且漫長(zhǎng)的過(guò)程,其對(duì)人力、物力、財(cái)力的消耗都是不可小覷的,但是,一旦成功,新技術(shù)能帶來(lái)的價(jià)值往往是超越之前所付出的。政府對(duì)新技術(shù)的引導(dǎo)政策主要包括是研發(fā)補(bǔ)貼、技術(shù)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。對(duì)研發(fā)新技術(shù)的企業(yè)進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼,是鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)展研發(fā)工作的有效政策,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),既可以研究新的開(kāi)采技術(shù),又能享受政府補(bǔ)貼,這無(wú)論是對(duì)于眼前,還是對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮,都是有利的,何樂(lè)而不為呢。對(duì)新研發(fā)的技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)權(quán)保護(hù),既是政府對(duì)企業(yè)及其新技術(shù)的認(rèn)可,也是對(duì)其勞動(dòng)成果的尊重,對(duì)研發(fā)企業(yè)的一種保護(hù)和支持。
3、3 組織人員培訓(xùn),提高礦工綜合素質(zhì)
優(yōu)秀的人才是企業(yè)能夠長(zhǎng)久興盛的重要保障。新技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)都離不開(kāi)專業(yè)的技術(shù)人才。定期或不定期地組織人員培訓(xùn),是培養(yǎng)專業(yè)人才的有效途徑,也是提供礦工們綜合素質(zhì)的重要方法。大多礦工從事的工作都是繁瑣、重復(fù)的,他們會(huì)對(duì)其工作非常之熟練,但那畢竟還是停留在體力活上。企業(yè)完全可以選一些比較努力且點(diǎn)子較多的員工進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)可以是理論與實(shí)踐的結(jié)合,讓礦工們?cè)诠ぷ髦?,學(xué)習(xí)新的知識(shí),掌握新的技術(shù),從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。積極努力建設(shè)一支更高素質(zhì)的礦工隊(duì)伍,也是煤礦行業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、減少礦難的根本保證。
關(guān)鍵詞:采礦;技術(shù);工藝
【分類號(hào)】:TU855
引言
近年來(lái)地下礦山開(kāi)采規(guī)模的不斷擴(kuò)大、開(kāi)采深度的不斷增加,會(huì)帶來(lái)一系列的技術(shù)難題。隨著有利于露天開(kāi)采的資源不斷消失,加之嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與市場(chǎng)問(wèn)題,地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)工藝是解決這些難題的有效途徑之一。它可以改善井下工人的作業(yè)環(huán)境和工作條件;可以實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械化連續(xù)作業(yè),提高采場(chǎng)的綜合生產(chǎn)能力;可以縮短采場(chǎng)的回采周期,有利于深部低壓的控制和管理;可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高強(qiáng)度的集中強(qiáng)化開(kāi)采,降低礦石的開(kāi)采成本,提高開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益等等。地下開(kāi)采的優(yōu)點(diǎn)不僅表現(xiàn)在具有較高的質(zhì)量,而且還可以使礦山占用的面積成倍的減少。
1.金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采的基本情況
采礦是通過(guò)礦堆的采準(zhǔn)、切割和回采三個(gè)工藝流程將礦石從地下礦床開(kāi)采出的過(guò)程。采礦方式分地上開(kāi)采和地下開(kāi)采兩種。近年來(lái),我國(guó)地下開(kāi)采的金屬礦山逐漸增多,地下開(kāi)采的各個(gè)工序基本實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械化操作取代手工作業(yè),開(kāi)采自動(dòng)化程度明顯提高。地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)是我國(guó)目前地下采礦的先進(jìn)技術(shù)。地下連續(xù)開(kāi)采有兩種主要方式,一是當(dāng)?shù)V體硬度較小時(shí),開(kāi)采時(shí)各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。二是當(dāng)?shù)V體硬度大時(shí),開(kāi)采時(shí)分成若干個(gè)施工段,不同施工段的各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工,這需要在開(kāi)采時(shí)做好各個(gè)工序間的協(xié)調(diào)工作。國(guó)外地下采礦裝備系列齊全,配套完整,機(jī)械化程度也高,從鑿巖、裝藥到轉(zhuǎn)運(yùn),全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化配套作業(yè),各道工序無(wú)需手工體力操作,無(wú)繁重體力勞動(dòng),裝備無(wú)軌化、液壓化、自動(dòng)化程度較高。地下無(wú)軌采礦工藝是目前國(guó)際先進(jìn)采礦工藝技術(shù)的標(biāo)志。國(guó)外目前先進(jìn)的采礦裝備已完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)軌化、液壓化。在自動(dòng)化方面,已成功地應(yīng)用了無(wú)人駕駛、機(jī)器人作業(yè)等新技術(shù)。
2.金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采工藝
金屬礦連續(xù)開(kāi)采工藝根據(jù)礦巖情況或開(kāi)采方式不同,分為三種工藝流程。
2.1在對(duì)大塊礦巖開(kāi)采時(shí),為提高開(kāi)采的效率,連續(xù)進(jìn)行落礦、出礦、運(yùn)輸?shù)裙に嚨幕夭墒┕?。回采時(shí)采用前進(jìn)式推進(jìn)順序,施工過(guò)程中不留礦柱。采用這種連續(xù)開(kāi)采的工藝可提高開(kāi)采效率,經(jīng)濟(jì)適用,方便礦塊的控制管理和采礦設(shè)備調(diào)配,將來(lái)發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>
2.2在對(duì)地下礦石進(jìn)行后處理時(shí),采用專門的運(yùn)輸機(jī)連續(xù)進(jìn)行礦石的出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)、提升等工藝的施工。使地下礦石開(kāi)采、運(yùn)送達(dá)到一體化。采用這種工藝可以加快開(kāi)采速度,近幾年來(lái),該工藝應(yīng)用較廣。
2.3如果開(kāi)采的礦巖硬度較大,開(kāi)采具有一定的難度,可采用連續(xù)采礦機(jī)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、挖掘、落礦、出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)等工藝過(guò)程的連續(xù)化施工。目前,有關(guān)專家對(duì)這種采礦工藝的研究取得了很大的進(jìn)展,使其應(yīng)用前景更加廣闊。
3.金屬礦山地下連續(xù)開(kāi)采的問(wèn)題及處理措施
我國(guó)自90年代以后,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)研究方面取得了重大的突破,多項(xiàng)地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在礦山中。同世界先進(jìn)國(guó)家相比,仍有一定的差距。目前礦山開(kāi)采中還存在某些問(wèn)題急需解決。有的礦山在采礦時(shí),將采礦分為礦石和礦柱兩個(gè)步驟,將收礦柱放在開(kāi)采礦石后面。這種采礦方法存在如下不足之處:礦柱質(zhì)量難以保證,所留礦柱截面形態(tài)各異,抗壓強(qiáng)度低,易產(chǎn)生破壞。礦柱回收結(jié)果不理想,能正常回收的礦柱較少,不但浪費(fèi)了資源,而且降低了采礦效率,延長(zhǎng)了采礦作業(yè)時(shí)間,對(duì)地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大影響。并且由于采礦步驟多,在管理上也產(chǎn)生許多困難。
為了解決上述問(wèn)題,有關(guān)專家不懈的努力,研究出地下連續(xù)開(kāi)采無(wú)礦柱法。這種地下連續(xù)采礦施工方法如下:將步驟劃分成礦段,不留礦柱,回采單元用礦段表示,采用將切割槽割在礦段中部,并把振動(dòng)機(jī)布置在結(jié)構(gòu)底部出礦的方法。礦石由振動(dòng)車搬運(yùn),連續(xù)進(jìn)行出礦、運(yùn)礦的作業(yè)。崩礦過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行回填,平行進(jìn)行采切、回采、充填的作業(yè),使采礦工作連續(xù)不間斷的施工。地下連續(xù)無(wú)礦柱采礦的實(shí)施,表明我國(guó)地下金屬礦開(kāi)采技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的層次。使礦柱回收困難的問(wèn)題得到很好的解決,加快了采礦的時(shí)間,避免了國(guó)家資源的浪費(fèi),提高了地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益。由于減少了采礦步驟且使采礦各工序銜接緊密,連續(xù)不間斷的開(kāi)采,為采礦集中管理帶來(lái)便利,使勞動(dòng)效率大幅增長(zhǎng)。回采時(shí)工序安排合理,連續(xù)開(kāi)采,還解決了深部礦體開(kāi)采時(shí)因?yàn)榈貕狠^大引起的圍巖失穩(wěn)問(wèn)題。極大的促進(jìn)了我國(guó)礦山開(kāi)采的現(xiàn)代化進(jìn)程。另外,地下連續(xù)開(kāi)采的規(guī)范還不夠完善,各地區(qū)對(duì)采礦的標(biāo)準(zhǔn)和要求還不統(tǒng)一,雖然重視開(kāi)采新技術(shù)的研究,但對(duì)設(shè)備的配套及工藝的優(yōu)化重視程度還不夠,對(duì)新型設(shè)備的推廣還不夠完善。必須在有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下,完善采礦規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)連續(xù)工藝的優(yōu)化與設(shè)備的合理配套。建立與連續(xù)開(kāi)采相適應(yīng)的理論體系。在不斷開(kāi)發(fā)研制新型設(shè)備的同時(shí),注重對(duì)新型設(shè)備的推廣應(yīng)用。使我國(guó)的金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采進(jìn)一步向現(xiàn)代化邁進(jìn)。
4.地下連續(xù)采礦技術(shù)的應(yīng)用
新疆某鐵礦年產(chǎn)礦石能力20萬(wàn)噸。礦區(qū)屬丘陵地帶,氣候干燥,夏季雨水較多,年平均降雨量1732.6毫米,冬季氣溫較低區(qū)域內(nèi)未有大的河流,礦區(qū)地震烈度為6度。經(jīng)勘察礦區(qū)深層土質(zhì)為巖石,淺層為砂礫層。礦床為緩傾斜礦床,礦體為脈狀礦體。地下開(kāi)采的日產(chǎn)量為3000噸。采用地下連續(xù)開(kāi)采方案,用膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)運(yùn)輸,地下開(kāi)采按由上往下的順序開(kāi)采。 將整個(gè)礦塊劃分為一個(gè)回采單元,礦塊厚度即采場(chǎng)寬,相互采場(chǎng)之間不留礦柱,依次連續(xù)的進(jìn)行采切、回采、充填三大工序,回采不允許在同一分層上進(jìn)行,要分層進(jìn)行,不同時(shí)進(jìn)行相鄰采場(chǎng)的采切。為避免開(kāi)采時(shí)破壞四周土的應(yīng)力,出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,影響圍巖穩(wěn)定,產(chǎn)生地面塌陷,設(shè)計(jì)對(duì)采空區(qū)采用非膠結(jié)充填方式處理,可以消除塌陷的危險(xiǎn)。這種充填方式工程量較大,生產(chǎn)效率低,回采操作不便。后經(jīng)專家研究決定,采用連續(xù)帷幕隨時(shí)充填技術(shù)。該充填工藝施工時(shí)不留礦柱,開(kāi)采各工序連接緊密,連續(xù)性好,而且作為支護(hù)的可壓縮金屬支座支護(hù)能力好。確保了采礦的安全,為出礦、轉(zhuǎn)運(yùn)和充填提供了方便。能對(duì)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)迅速的回填。此采礦技術(shù)開(kāi)采時(shí)采用將整體礦脈一體推進(jìn)方式。主要的采切工程有:底盤轉(zhuǎn)運(yùn)巷道、切割巷、出礦漏斗及切割天井。地下連續(xù)采礦技術(shù)將回填空區(qū)用礦巖分離出的廢石回填,采用了先進(jìn)的礦漿輸送方式。將深孔連續(xù)采礦技術(shù)、礦巖分離技術(shù)、礦漿輸送技術(shù)等工藝與技術(shù)綜合起來(lái)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了回采的高效率,經(jīng)驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。
5.金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采未來(lái)的發(fā)展
我國(guó)的金屬礦地下開(kāi)采技術(shù)和過(guò)去相比雖然有了很大的進(jìn)步,但要趕上并超過(guò)世界先進(jìn)水平尚需不斷發(fā)展,地下金屬礦開(kāi)采的大型化、數(shù)字化、連續(xù)化將是未來(lái)發(fā)展的主要方向。在采礦技術(shù)發(fā)展的同時(shí)需考慮社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,研制并應(yīng)用適合地下金屬礦連續(xù)開(kāi)采的技術(shù),使礦山的開(kāi)采與四周生態(tài)環(huán)境相諧調(diào)。有關(guān)部門還需組織專家加大對(duì)礦巖應(yīng)力的研究,增加圍巖的穩(wěn)定性,以提高地下開(kāi)采的安全性。還要加大對(duì)充填采礦法的推廣力度,并且堅(jiān)持朝快速化、環(huán)?;姆较虬l(fā)展。
6.小結(jié)
隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)的采礦技術(shù)也不斷進(jìn)步。其中金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采的技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平,基本實(shí)現(xiàn)了金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采的連續(xù)化和機(jī)械化。如何使我國(guó)的金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)取得更大的進(jìn)步,研究出更先進(jìn)的金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù),仍是廣大礦業(yè)技術(shù)人員今后的努力目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]徐東升,戴興國(guó),廖國(guó)燕.金屬礦地下連續(xù)開(kāi)采技術(shù)探討.中國(guó)礦山工程[J].2007(04)
【關(guān)鍵詞】井下;采礦技術(shù);方法
礦產(chǎn)資源作為自然資源的一部分,是人類社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)保障。近些年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展,對(duì)礦場(chǎng)資源需求逐漸增多,對(duì)礦產(chǎn)資源的質(zhì)量等要求也越來(lái)越高。這就需要礦產(chǎn)企業(yè)在保證自身利益的同時(shí),將安全和高效作為主要目標(biāo),從礦產(chǎn)資源開(kāi)采實(shí)際出發(fā),研究先進(jìn)的采礦技術(shù),合理的選用采礦方法和工藝,以實(shí)現(xiàn)井下礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。文中主要針對(duì)煤礦井下采礦技術(shù)和方法等內(nèi)容進(jìn)行如下分析。
一、影響井下采礦技術(shù)方法合理選擇的因素
1.采礦方法
目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)使用較為廣泛地采礦方法有空?qǐng)霾傻V方法、崩落采礦方法和充填采礦方法。當(dāng)整個(gè)井下采礦區(qū)有大孔、深孔、空?qǐng)?、大采?chǎng)或呈現(xiàn)階段性出礦特點(diǎn)時(shí),采礦企業(yè)通常會(huì)采用空?qǐng)霾傻V方法。這種采礦方法是井下采礦較為常用且廣泛的方法,實(shí)際應(yīng)用中能提高工作質(zhì)量和促進(jìn)企業(yè)效益。崩落采礦法是用礦產(chǎn)資源開(kāi)采中崩落在周圍的巖石來(lái)實(shí)現(xiàn)與地面壓力之間的重要方法,被應(yīng)用在不同的采礦業(yè)中,尤其是在井下礦產(chǎn)資源開(kāi)采中應(yīng)用,應(yīng)用總量占地下采礦總產(chǎn)量三分之一左右,隨著礦產(chǎn)資源不斷的開(kāi)采,這種方法的使用范圍在不斷的拓展。不同的采礦方法在給采礦企業(yè)帶來(lái)便利的基礎(chǔ)上,也容易受一些條件的制約,不能更好的發(fā)揮自身作用,這就需要注意采礦技術(shù)條件等問(wèn)題。
2.采礦技術(shù)條件
礦產(chǎn)資源開(kāi)采中,需要從環(huán)境條件、技術(shù)設(shè)備條件和技術(shù)管理?xiàng)l件等方面出發(fā),結(jié)合井下礦產(chǎn)資源實(shí)際情況,選擇適合的采礦方法。當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源地表允許塌陷時(shí),可以選用崩落法,如果地表不允許塌陷時(shí),則需要選用空?qǐng)龇ɑ虺涮畈傻V方法;礦產(chǎn)資源開(kāi)采中,其技術(shù)設(shè)備條件和材料供應(yīng)狀況如何,直接影響采礦方法各個(gè)過(guò)程的使用和工藝過(guò)程的實(shí)施及采礦設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。這就需要開(kāi)采中以實(shí)際技術(shù)裝備條件和材料供應(yīng)狀況為依據(jù)進(jìn)行井下采礦方案設(shè)計(jì);技術(shù)管理水平是否與采礦規(guī)定的目標(biāo)一致,也會(huì)直接影響采礦方法的實(shí)現(xiàn),一般地方礦山和中小型礦山便是采用相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)和方便的采礦管理方法。
3.礦體分類和質(zhì)量
現(xiàn)在來(lái)看,礦產(chǎn)資源主要有以煤鐵為主的黑色礦、以鋅鋁銅為主的有色金屬和以金銀為主的貴金屬等。因三種礦產(chǎn)資源價(jià)值不一,開(kāi)采方法也各異。煤鐵價(jià)值低,因此煤礦一般是露天開(kāi)采,即便埋藏較深需要進(jìn)行井下開(kāi)采,也僅利用崩落法或空?qǐng)龇?,如果用充填法進(jìn)行開(kāi)采,回采成本較高。而有色金屬和貴金屬性價(jià)比相對(duì)較高,可以采用充填法進(jìn)行大量開(kāi)采,以降低礦石損失率和貧化率。
此外,礦體外在的環(huán)境條件和整體指標(biāo)的優(yōu)化也是井下采礦技術(shù)方法合理選擇重要影響因素。
二、井下采礦技術(shù)
1.充填采礦技術(shù)
1.1確保充填材料含水率
因充填材料的主要成分為粗骨料,分析時(shí)以骨料為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)充填材料的含水率、級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)對(duì)填充質(zhì)量有直接影響。一般充填材料制成泥漿前,會(huì)先使灌液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)濃度,沙石井壁滲水和耙道頂板涌水。這時(shí)證需要煤礦開(kāi)采企業(yè)填充材料的含水率,雨季含水率為10%~14%,其他季節(jié)的含水率為7%~8%。為了確保含水率,選擇采礦方法時(shí),對(duì)材料場(chǎng)及電鏟吃料的深淺度進(jìn)行調(diào)整,當(dāng)含水率高于標(biāo)準(zhǔn)含水率時(shí),及時(shí)用管路閥將多余的水放出;沙石井壁滲水時(shí),用注漿的方式封閉、襯井或開(kāi)鑿環(huán)形管道排水;耙道頂板涌水時(shí),連接接水盒進(jìn)行分流和分堵,以降低水泥單耗,保證充填體質(zhì)量。
1.2充填材料來(lái)源及適用條件
充填材料是來(lái)源于地表堆積、掘進(jìn)坑邊、采石場(chǎng)采掘的廢石或冶煉廠的爐渣和選礦廠的尾砂等,實(shí)際輸送過(guò)程中會(huì)采用礦車或其他運(yùn)輸工具進(jìn)行運(yùn)輸,也可以借助風(fēng)力和水力進(jìn)行輸送,現(xiàn)在來(lái)看,水力運(yùn)輸應(yīng)用相對(duì)較廣。充填采礦法技術(shù)適用于較高回采率和較低貧化率的富礦開(kāi)采或貴重金屬開(kāi)采;適用于開(kāi)采條件和賦有條件較復(fù)雜的礦床開(kāi)采,即礦體形狀、水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的礦體,埋藏較深的礦體,礦產(chǎn)周圍有自燃危險(xiǎn)或井下開(kāi)采的煤礦等;適用于礦區(qū)圍巖不穩(wěn)固、礦石穩(wěn)固的礦床,利用向下分層充填法或特殊支護(hù)方法對(duì)礦床進(jìn)行開(kāi)采。
2.深部采礦技術(shù)
井下深部礦產(chǎn)開(kāi)采技術(shù)需要對(duì)不同巷道進(jìn)行設(shè)置,對(duì)開(kāi)采地?zé)徇M(jìn)行控制,以確保礦產(chǎn)開(kāi)采安全。
2.1礦柱設(shè)置。巷道作為礦產(chǎn)資源運(yùn)輸重要通道,布置合理與否,直接影響礦產(chǎn)資源運(yùn)輸安全。為保證巷道質(zhì)量,便于維護(hù)回采巷道,有必要采取煤柱護(hù)巷方法。因煤柱大小直接決定巷道位置的深度,依照以往經(jīng)驗(yàn)設(shè)置煤柱時(shí),最小煤柱應(yīng)不小于礦產(chǎn)埋藏深度的1/10且大于30m。這些煤柱除了對(duì)巷道運(yùn)輸有重要作用外,還可以回收利用。近幾年來(lái),礦產(chǎn)企業(yè)為了盡可能回收煤柱,煤柱設(shè)置中寬度會(huì)采用長(zhǎng)壁工作面長(zhǎng)度,按照正規(guī)長(zhǎng)臂工作面進(jìn)行回采。
2.2采空區(qū)內(nèi)巷道設(shè)置。采空區(qū)巷道工作面較寬,巷道兩邊沒(méi)有礦柱,采用的是寬工作面掘進(jìn)法,其作為應(yīng)力接觸法能使采出的工作面保留,使巷道處于卸壓拱內(nèi)狀態(tài),減少應(yīng)力集中而造成的工作面回采動(dòng)壓。這種寬工作面掘進(jìn)法適用于薄煤層工作面的開(kāi)采,開(kāi)才時(shí)將巷道設(shè)置在礦矸石被壓實(shí)的老采礦區(qū),老礦區(qū)的受集中支承壓力和采動(dòng)壓力小,維護(hù)效果相對(duì)較好。
2.3長(zhǎng)臂多巷道設(shè)置。長(zhǎng)臂多巷道設(shè)置,是在傳統(tǒng)長(zhǎng)臂單巷道無(wú)法滿足掘進(jìn)和高瓦斯工作面通風(fēng)問(wèn)題而出現(xiàn)的巷道,這種巷道美國(guó)和澳大利亞使用的較多,進(jìn)行長(zhǎng)臂開(kāi)采后,在巷道內(nèi)進(jìn)行多巷布置,少則掘進(jìn)三條巷道,多則掘進(jìn)五條巷道。這種多巷道礦產(chǎn)掘進(jìn)量較一般量大,巷道多能為礦產(chǎn)運(yùn)輸、通風(fēng)、人員流通及材料運(yùn)輸提供條件,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效工作面開(kāi)采,同時(shí)也可以用機(jī)械設(shè)備對(duì)巷道中的煤柱進(jìn)行長(zhǎng)臂連續(xù)回收。
2.4礦井開(kāi)采的地?zé)峥刂啤I顚哟蔚V井開(kāi)采中,會(huì)有地?zé)峄蛲咚钩霈F(xiàn),一旦出現(xiàn)這種問(wèn)題,會(huì)給井下采礦安全帶來(lái)隱患,這就需要對(duì)礦井進(jìn)行通風(fēng)處理,然而礦井開(kāi)采后,地?zé)釙?huì)隨著開(kāi)采不斷的使溫度逐漸升高,簡(jiǎn)單的通風(fēng)不能使礦井熱量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度,需要在礦井區(qū)或采礦區(qū)安裝空調(diào)以達(dá)到降溫的目的??照{(diào)安裝時(shí)可以采用集中和分散兩種方式,集中式空調(diào)安裝在地面或井底車場(chǎng),便于礦井運(yùn)輸和人員流動(dòng)等;分散式空調(diào)安裝在采礦區(qū)或工作面,便于礦區(qū)開(kāi)采和工作面開(kāi)采工作。而分散式空調(diào)雖成本低、安裝使用簡(jiǎn)單,但制冷調(diào)溫效用較低,長(zhǎng)期使用會(huì)增加運(yùn)行成本,故此現(xiàn)在集中式空調(diào)的使用相對(duì)較多。為了更好的降低井下開(kāi)采溫度,也可以利用非制冷空調(diào)措施,通過(guò)改變通風(fēng)系統(tǒng)、增加風(fēng)量、縮短風(fēng)路、隔絕熱源和個(gè)體支護(hù)等減少井下開(kāi)采高溫、高濕環(huán)境,這些措施只能緩解井下溫度,無(wú)法從根本上解決井下開(kāi)采帶來(lái)的高溫?zé)岷Α?/p>
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,從井下礦產(chǎn)資源實(shí)際出發(fā),合理應(yīng)用采礦技術(shù)和方法,對(duì)降低井下采礦危險(xiǎn)指數(shù),實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益、環(huán)境效益等有重要作用。文中對(duì)常見(jiàn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,對(duì)井下充填法技術(shù)和深部采礦技術(shù)進(jìn)行分析,而采礦技術(shù)和方法較多,隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展,井下采礦技術(shù)還會(huì)增多,要求也會(huì)隨之增多,采礦企業(yè)為了適應(yīng)不斷變化和發(fā)展的需求,應(yīng)該緊隨時(shí)代步伐,對(duì)井下采礦技術(shù)和方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:采礦設(shè)備;選型;配套;備用;配套計(jì)算
1 國(guó)內(nèi)外礦山采礦裝備發(fā)展趨勢(shì)
目前世界地下礦山都在追求高效、安全,所以機(jī)械化水、自動(dòng)化水平不斷在提高,已有自動(dòng)遙控鏟運(yùn)機(jī)、鑿巖機(jī),無(wú)人駕駛汽車和裝載機(jī)器人在矩形巨型井下試運(yùn)行,自控挖掘機(jī)系統(tǒng)也正在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)已用于鉆機(jī)、挖掘機(jī)及礦用汽車等移動(dòng)設(shè)備的定位、監(jiān)控與運(yùn)營(yíng)。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外礦山工業(yè)裝備現(xiàn)狀面臨的形勢(shì)及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)的分析,中國(guó)地下采礦裝備逐步完成由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變;耗能型向節(jié)能型轉(zhuǎn)變;單純的技術(shù)設(shè)備引進(jìn)向技術(shù)培訓(xùn)設(shè)備出口與轉(zhuǎn)讓的轉(zhuǎn)變;設(shè)備維修由分散向?qū)I(yè)化、社會(huì)化的轉(zhuǎn)變;最終促進(jìn)礦山企業(yè)的生產(chǎn)完成由經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)型的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。
僅以我國(guó)有色、黑色金屬礦山為例,目前主要以地下開(kāi)采為主,采礦作業(yè)的技術(shù)裝備普遍比較低下,只有冬瓜山銅礦、德興銅礦、金川鉬礦、凡口鉛鋅礦、安慶銅礦、梅山鐵礦等礦山的裝備達(dá)到先進(jìn)水平,這部分礦山在鑿巖、鏟裝設(shè)備方面有些已經(jīng)基本接近于或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,如凡口鉛鋅礦從芬蘭等國(guó)引進(jìn)了ST-2D、ST-3.5、TORD30D、CTX5N等型號(hào)的鏟運(yùn)機(jī)數(shù)十臺(tái)。
礦山發(fā)展需要裝備技術(shù)支撐,21世紀(jì)地下礦山現(xiàn)代化首要的任務(wù)是提高裝備水平。我國(guó)礦山發(fā)展缺少裝備技術(shù)的支撐,致使礦山規(guī)模小,礦山建設(shè)周期長(zhǎng),采礦效率低,勞動(dòng)生產(chǎn)率低。因此提高裝備技術(shù)水平,是當(dāng)前迫切的任務(wù)。
選擇礦山機(jī)械設(shè)備是礦山企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)決策中的一個(gè)重要課題,既要使有限的投資獲得最大的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益,使礦山企業(yè)的裝備處于最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀態(tài),充分發(fā)揮設(shè)備的效能、最大限度地實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)規(guī)模。設(shè)備的選型,應(yīng)考慮以下因素:生產(chǎn)性、可靠性、維修性、耐用性、通用性、節(jié)能性、成套性、適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、先進(jìn)性。
2 采礦設(shè)備選型
根據(jù)國(guó)內(nèi)外礦山裝備發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)在以安徽草樓鐵礦前期采礦設(shè)備選型配套為例,進(jìn)行實(shí)例分析。
草樓鐵礦賦礦巖層為新太古界霍邱群吳集組,為一沉積變質(zhì)礦床。礦體埋深在地表172~194m以下,為隱伏礦體。根據(jù)草樓鐵礦的詳查地質(zhì)報(bào)告等資料分析,如果采用崩落法回采,礦體上部第四系粘土層和流沙含水層將被破壞,地下水和粘土的混合物涌入坑內(nèi),不僅加大礦石的貧化損失指標(biāo),還將直接威脅到礦山生產(chǎn)安全。若用空?qǐng)龇ɑ夭刹⒘粲谰玫V柱支撐空區(qū),只能在短時(shí)間內(nèi)保證礦體上部第四系粘土層和流沙含水層不被破壞,不能徹底解決礦山因礦柱破壞產(chǎn)生沖擊地壓和地下水涌入造成的生產(chǎn)安全問(wèn)題。
鑒于以上分析,初步確定礦山采礦需要充填。后經(jīng)礦山采礦方案討論,采礦方案聚焦到了階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法與分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法,后來(lái)又經(jīng)設(shè)計(jì)院計(jì)算機(jī)模糊綜合評(píng)價(jià),階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法的相對(duì)選擇率高,最終確定草樓鐵礦首采區(qū)的采礦方法為階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法。
在該采礦方法施工中,鑿巖需使用YGZ-90鉆配TJ25臺(tái)架拉低,后期使用Simba-261高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)(或國(guó)產(chǎn)化的T-150鉆機(jī))回采礦房上部礦體,礦山前期出礦采用的出礦設(shè)備為:前期拉底使用ZL-30C型前端式裝載機(jī)配農(nóng)用車,礦房上部礦體回采時(shí)使用Toro400E型鏟運(yùn)機(jī)(或前端式轉(zhuǎn)載機(jī))。
設(shè)備配套中,前期鑿巖能力、出礦、運(yùn)輸能力按60萬(wàn)t/a考慮,2007年100~120萬(wàn)t產(chǎn)量時(shí),鑿巖以大孔為主,主要用Simba-261高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)(或國(guó)產(chǎn)化的T-150鉆機(jī)),使用鏟運(yùn)機(jī)出礦,礦石經(jīng)采區(qū)溜井從下一中段運(yùn)出。
3 設(shè)備配套計(jì)算
3.1 鑿巖設(shè)備
草樓鐵礦前期-230m中段拉底采礦采用中深孔鑿巖,鑿巖設(shè)備采用YGZ-90鉆配TJ25抬價(jià),Φ65mm釬頭,接桿鑿巖。-230中段北區(qū)11-19線礦體長(zhǎng)400m,平均水平厚度66.72m左右,礦體傾角40°~50°,拉底高15米,礦房長(zhǎng)為礦體厚度,寬為15米,拉底爆破平均橫斷面積151.57m2。其鑿巖平巷斷面積原味12m2,后為13.2m2,采用礦房中間拉槽,往兩邊推進(jìn),每次爆2~3排炮孔,炮孔排拒1.4m,每排炮孔長(zhǎng)124.6m,每次爆破步距2.8~4.2m,礦石體重3.4t/m2,單邊每次爆破量151.57×2.8×3.4=1443(t)。
采用YGZ-90型鑿巖鉆機(jī)鑿巖,每米炮孔崩礦量5.5t/m,2006年要完成60萬(wàn)t的出礦量,除開(kāi)掘進(jìn)副產(chǎn),按產(chǎn)量均衡安排,上半年主要以拉底采礦為主,每天完成1818t/d出礦量。
每個(gè)采場(chǎng)保持2臺(tái)鉆同時(shí)作業(yè),臺(tái)班效率30m。
5 結(jié)束語(yǔ)
礦山采礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)多,設(shè)備類型多、數(shù)量多、投資大,采、裝、運(yùn)各主要環(huán)節(jié)中的設(shè)備,不但要選型合理,而且必須實(shí)現(xiàn)配套。其一是采裝運(yùn)設(shè)備的規(guī)格,要適應(yīng)礦山生產(chǎn)環(huán)境、工藝流程以及礦山生產(chǎn)能力的需要;其二是采裝運(yùn)各作業(yè)環(huán)節(jié)之間,要達(dá)到最佳配合與銜接;其三,井下礦山一般要求回采作業(yè)能力大于鏟裝能力,鏟裝能力大于運(yùn)輸能力,這樣才能保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠、高效運(yùn)行。
本文通過(guò)實(shí)例分析,以及各作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的定量計(jì)算,提出了設(shè)備選型與配套的原則。根據(jù)采裝運(yùn)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力需要,對(duì)回采環(huán)節(jié)的鑿巖機(jī)、鏟裝環(huán)節(jié)的裝運(yùn)機(jī)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的農(nóng)用車進(jìn)行了合理設(shè)備選型及數(shù)量配套,并在后來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)中得到全面應(yīng)用,為草樓鐵礦僅用8個(gè)月實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)提供了良好條件。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:煤礦采礦工程;采礦工藝;采礦技術(shù);充填采礦工藝
當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段,工業(yè)化水平也在持續(xù)進(jìn)步,因此在煤炭需求上也在不斷提升。要想提高我國(guó)的煤礦產(chǎn)量,就必須加大對(duì)采礦工藝和技術(shù)的研究創(chuàng)新力度。現(xiàn)階段我國(guó)采礦技術(shù)已經(jīng)獲得顯著提升,煤礦開(kāi)采方式的安全性和采礦效率也有了較大突破。不過(guò),隨著全國(guó)各地的煤礦規(guī)模和數(shù)量持續(xù)增大,增加了煤礦開(kāi)采的深度和難度,對(duì)煤礦采礦技術(shù)提出了更高的要求。對(duì)此,應(yīng)該采用合適采礦技術(shù)進(jìn)行煤礦開(kāi)采,并不斷發(fā)展和改進(jìn)采礦技術(shù),讓開(kāi)采作業(yè)更加便捷、難度更低,最終實(shí)現(xiàn)增加煤礦礦產(chǎn)量的目的。
1煤礦采礦中的工藝
1.1充填采礦工藝
充填采礦連續(xù)工藝技術(shù)是煤礦山采礦的關(guān)鍵技術(shù)。這種工藝技術(shù)含量非常高,可以更精確地控制巖石崩落的時(shí)間和范圍,進(jìn)而降低地表的移動(dòng)率,使回采工作具有較高的安全性。充填采礦連續(xù)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于具有較高的技術(shù)性和安全性,比較適合不穩(wěn)固的礦區(qū)采掘,保障施工人員的安全。采礦填充技術(shù)圖如圖1所示。
1.2空?qǐng)霾傻V工藝
空?qǐng)霾傻V法是一種比較重要的工藝技術(shù),在煤礦開(kāi)采工藝中起著重要的作用。空?qǐng)霾傻V法可以分為分段法、房柱法、階段礦房法、淺孔留礦法,是一種通過(guò)在礦體內(nèi)部形成采空區(qū),并借助圍巖本身的牢固性以及留存下來(lái)的礦柱來(lái)提供支撐作用的采礦方法???qǐng)霾傻V法的特殊優(yōu)勢(shì)為允許具有較大的暴露面積,但是也具有一定缺點(diǎn),即在礦房開(kāi)采作業(yè)完畢之后,需要立即回收礦柱,并對(duì)采空區(qū)以及礦房進(jìn)行填充。
1.3巖體加固技術(shù)
在實(shí)際的礦產(chǎn)資源開(kāi)采作業(yè)中,采礦區(qū)周圍巖體存在不穩(wěn)定的因素,這也是由作業(yè)時(shí)的天氣、操作設(shè)備、開(kāi)采人員、地質(zhì)等眾多因素的綜合作用所導(dǎo)致的。只有通過(guò)使用專業(yè)的錨索工具,有效加固采礦區(qū)域的溜井、頂板薄弱補(bǔ)位、圍巖,才能給開(kāi)采作業(yè)一個(gè)安全且穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境,以此保障順利完成開(kāi)采工作。這種給薄弱位置加固的方式被稱為巖體加固技術(shù)。在實(shí)際的開(kāi)采過(guò)程中,加固技術(shù)通常與空?qǐng)龇?、填充法配合使用,確保了開(kāi)采的效率和安全。對(duì)于破碎的巖體和流砂而言,不斷進(jìn)行巖體加固,配合使用注漿法、支護(hù)法是最有效的技術(shù)手法,因此這一技術(shù)也被廣泛地運(yùn)用于實(shí)際操作中。
1.4崩落采礦工藝
為了確保礦石開(kāi)采的安全,在采礦作業(yè)前,需要進(jìn)行崩落處理。由于礦洞中存在松弛的礦巖,因此通過(guò)進(jìn)行崩落處理,能夠防止開(kāi)采人員進(jìn)入作業(yè)范圍時(shí)受到來(lái)自掉落巖石的傷害,降低開(kāi)采的危險(xiǎn)指數(shù),給開(kāi)采員提供一個(gè)安全的操作環(huán)境。對(duì)于柱分段崩落工藝而言,合理設(shè)計(jì)橫斷面尺寸,測(cè)量其底柱高度及漏斗的間距是十分重要的步驟。底柱高度的設(shè)計(jì)需要根據(jù)其不同的形狀來(lái)確定,一般而言,底柱高度控制在5~7m、分段高度控制在11~13m時(shí)更適合漏斗底。不過(guò),目前采礦作業(yè)被運(yùn)用的最廣泛的是無(wú)底柱分段崩落工藝,在眾多采礦技術(shù)中無(wú)底柱分段崩落工藝屬于機(jī)械化程度更高的工藝,可以有效節(jié)約人工成本。
1.5溶浸采礦工藝
在礦石開(kāi)采技術(shù)中,除了物理開(kāi)采,還存在著另一種開(kāi)采方式,即化學(xué)開(kāi)采。溶浸采礦便是這樣一種開(kāi)采方式,其利用巖礦資源的特性,將合適的浸溶液灌注于礦石層中,當(dāng)?shù)V石層中的目標(biāo)物與溶液發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)時(shí),把礦物的形態(tài)由固體向液體轉(zhuǎn)化,繼而達(dá)到開(kāi)采目的。這種開(kāi)采方式不僅能夠提升采礦作業(yè)時(shí)的安全指數(shù),還能提升閑置礦產(chǎn)資源的合理利用性,符合我國(guó)提倡的環(huán)保理念,擁有較為深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。
1.6露天采礦工藝
露天采礦技術(shù)在煤礦開(kāi)采中應(yīng)用廣泛,不僅安全性高而且采礦成本低,其工藝原理是把炸藥埋于地表之下,引爆炸開(kāi)地表土之后再用機(jī)械設(shè)備移開(kāi)表土,使煤礦炸碎或是鉆碎以后,由煤場(chǎng)對(duì)其加工處理從而獲得煤礦資源。此外,該技術(shù)不僅能夠降低煤礦區(qū)的開(kāi)采損失,達(dá)到短時(shí)間多數(shù)量開(kāi)采,還能提高施工的安全性。但是露天采礦技術(shù)也有一定的缺點(diǎn),其在使用過(guò)程中需要使用炸藥炸開(kāi)地表,對(duì)施工周圍的土質(zhì)環(huán)境破壞較大,地表的植被在毀壞后極易形成各種土質(zhì)問(wèn)題,如水土流失和土壤酸化等;另外,對(duì)于爆破作業(yè)環(huán)節(jié),為提高其作業(yè)質(zhì)量,降低爆破施工成本,防止爆破作業(yè)事故的發(fā)生,必須在作業(yè)前合理設(shè)置炮孔裝藥參數(shù)。某采礦工程的裝藥參數(shù)如表1所示。
1.7地下采礦工藝
地下開(kāi)采技術(shù)是基于日益增多的礦產(chǎn)資源需求與匱乏的地表資源之間的矛盾而形成的一種采礦技術(shù)。由于地表的礦產(chǎn)資源有限,要滿足資源的更多需求,就必須依靠科學(xué)技術(shù)開(kāi)采地下煤礦。相較而言,地下采礦技術(shù)難度高、安全風(fēng)險(xiǎn)大,涉及的因素更多,巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、施工作業(yè)面的深度和壓力等條件,都制約著地下煤礦的開(kāi)采。為了防止開(kāi)采過(guò)程中因準(zhǔn)備不充分而出現(xiàn)操作不當(dāng),導(dǎo)致地下礦井產(chǎn)生塌陷造成安全事故,必須在施工前全面了解分析實(shí)際施工地區(qū)的地下環(huán)境,正確使用合理的挖掘方式,而且就技術(shù)手段來(lái)說(shuō),地下采礦技術(shù)通常會(huì)與其他技術(shù)結(jié)合使用,比如充填采礦技術(shù)等??傊?,地下煤礦的開(kāi)采需要綜合以上各方面進(jìn)行。
2針對(duì)采礦工藝和技術(shù)的改進(jìn)措施
2.1加強(qiáng)頂板狀態(tài)及支護(hù)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)
在煤礦開(kāi)采期間,應(yīng)當(dāng)充分全面地對(duì)緩傾斜的頂板受損和堅(jiān)固情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),如此方可使采礦人員施工作業(yè)更具安全保障,同時(shí)也對(duì)順利開(kāi)展采礦作業(yè)有所幫助。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)在煤礦開(kāi)采方面的監(jiān)控措施大多不夠到位,應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化頂板狀態(tài)和支護(hù)情況的監(jiān)測(cè)工作,并且所有監(jiān)測(cè)設(shè)備也應(yīng)當(dāng)按期維護(hù);著重培養(yǎng)工作人員的安全意識(shí)與責(zé)任意識(shí),注意采礦中的細(xì)節(jié)問(wèn)題,盡力避免意外事故的發(fā)生;另外,還應(yīng)加大開(kāi)采技術(shù)方面的研發(fā)力度,讓監(jiān)測(cè)水平不斷提升,盡早實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的全面智能化。
2.2建立塌陷預(yù)警系統(tǒng),創(chuàng)新開(kāi)采技術(shù)
因?yàn)樵诿禾块_(kāi)采時(shí)容易發(fā)生各種安全事件,因此創(chuàng)建煤礦塌陷預(yù)警系統(tǒng)具有一定必要性,這也是有效降低安全事故發(fā)生頻率的一項(xiàng)重要手段。預(yù)警體系主要是基于GPS和GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,譬如在采礦作業(yè)時(shí),可使用3S技術(shù)綜合分析法來(lái)達(dá)成對(duì)礦區(qū)表面塌陷程度的全面監(jiān)控。通過(guò)分析遙感影像,結(jié)合采礦信息創(chuàng)建塌陷預(yù)警系統(tǒng),并及時(shí)輸入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與井下煤礦信息,讓開(kāi)礦人員的作業(yè)安全更具保障。當(dāng)前,在國(guó)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)和借鑒國(guó)外優(yōu)秀技術(shù)的基礎(chǔ)上,國(guó)內(nèi)的煤礦開(kāi)采技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模,譬如廢石處理系統(tǒng)等,而開(kāi)采技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)建能夠幫助企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益,讓采礦工作效率獲得顯著提升,因此應(yīng)當(dāng)積極研發(fā)和創(chuàng)新采礦技術(shù),不斷提高塌陷預(yù)警系統(tǒng)覆蓋范圍,這樣才能促使煤礦產(chǎn)業(yè)更好、更快地發(fā)展。
2.3促進(jìn)工藝技術(shù)智能化和生態(tài)化
現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)各行各業(yè)都意識(shí)到了信息化的重要性,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)信息化是目前的主要發(fā)展趨勢(shì),煤礦產(chǎn)業(yè)也不例外。對(duì)此,應(yīng)當(dāng)在煤礦開(kāi)采中多加使用信息技術(shù),從而不斷提升煤礦開(kāi)采工藝的信息化、智能化水平。傳統(tǒng)的開(kāi)采工藝技術(shù)將逐漸演變成智能化的機(jī)械自動(dòng)化開(kāi)采,因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化開(kāi)采不僅能夠提高開(kāi)采安全性,還能大幅減少人工成本,讓企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益。并且,還應(yīng)當(dāng)促使開(kāi)采技術(shù)朝著生態(tài)化的方向發(fā)展,因?yàn)樵诓傻V期間會(huì)使得附近的環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,因此在不斷提升采礦智能化的同時(shí),也要注重對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù),以減少環(huán)境污染為一大努力方向,實(shí)現(xiàn)高效、綠色的開(kāi)采作業(yè)。
2.4創(chuàng)建技術(shù)創(chuàng)新激勵(lì)制度
只有不斷對(duì)開(kāi)采工藝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化,才能有效推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。盡管目前國(guó)內(nèi)開(kāi)礦技術(shù)創(chuàng)新水平已經(jīng)獲得了較大的飛躍,然而相較于世界領(lǐng)先的采礦技術(shù)而言依然存在較大差距。因此,我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)必須要不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行研究創(chuàng)新,創(chuàng)建技術(shù)創(chuàng)新激勵(lì)制度,以此激勵(lì)相關(guān)企業(yè)及科研人員在技術(shù)創(chuàng)新方面的積極性。
2.5提高采礦人員素質(zhì)
整個(gè)采礦流程都離不開(kāi)人工操作,而先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)也需要具備足夠?qū)I(yè)水平的技術(shù)人員才能使其完全發(fā)揮作用,采礦人員的綜合素養(yǎng)是決定開(kāi)采效益的關(guān)鍵因素。由于煤礦開(kāi)采作業(yè)的特殊性,采礦人員的工作普遍比較繁雜瑣碎、重復(fù)性高,這就要求采礦人員具有較高的耐心和技術(shù)水平。對(duì)此,煤礦企業(yè)可通過(guò)定期組織技術(shù)拓展活動(dòng)來(lái)提高采礦人員的技能水平,并開(kāi)展各類實(shí)踐培訓(xùn)活動(dòng),讓工作人員能夠充分熟知采礦設(shè)備的操作方法、了解采礦的專業(yè)知識(shí),從而在采礦作業(yè)中更加熟練、操作更加規(guī)范。此外,企業(yè)還需重點(diǎn)培養(yǎng)采礦人員的安全和責(zé)任意識(shí),使其能夠更加注意采礦過(guò)程中的異常情況,盡量防止安全事故的發(fā)生。
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):北大圖書(shū)館收錄期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)