采礦工程中現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的運(yùn)用

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摘要：本文首先分析了應(yīng)用現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的關(guān)鍵作用，其次對(duì)采礦行業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行了概括，并再次探究了現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的具體應(yīng)用，最后對(duì)這項(xiàng)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究，以此供相關(guān)人士參考交流。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化；采礦工藝技術(shù)；采礦工程；運(yùn)用

采礦工程是我國(guó)建設(shè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)工程，其能夠影響國(guó)家的健康發(fā)展。然而，長(zhǎng)期以來在采礦工程中都存在著很多問題，這些問題不僅會(huì)影響到工人的生命安全，還會(huì)對(duì)國(guó)家的未來發(fā)展產(chǎn)生不良影響。因此，國(guó)家部門需要加強(qiáng)對(duì)采礦行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的重視，并將采礦工藝技術(shù)應(yīng)用到采礦工程當(dāng)中，促進(jìn)采礦作業(yè)的健康綠色發(fā)展。

1應(yīng)用現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的關(guān)鍵作用

國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升，與大量資源的開發(fā)和利用是存在緊密聯(lián)系的，但是資源的過度開發(fā)利用同樣也導(dǎo)致大量不可循壞再生的資源逐漸被耗盡，這嚴(yán)重影響到了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且還威脅到了國(guó)民的生存環(huán)境。在這種情況下，國(guó)家政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)推崇綠色環(huán)保的發(fā)展理念，著重推廣現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)，確保綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念能夠貫穿在采礦工程當(dāng)中?，F(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)是我國(guó)科研人員根據(jù)我國(guó)社會(huì)發(fā)展的需要而探究出來的，其中融合了現(xiàn)代化技術(shù)，所以在采礦工程中應(yīng)用現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)能夠推動(dòng)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。如果從事采礦工程的人員任然沿用傳統(tǒng)的采礦工藝，不但會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的平衡產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致資源的過度開發(fā)，還會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，工程人員應(yīng)當(dāng)改進(jìn)原有的工藝技術(shù)，這不僅能夠提升資源的利用效率，還能夠修復(fù)原本被破壞的自然環(huán)境。同時(shí)，當(dāng)前的采礦行業(yè)正面臨生存和發(fā)展困境，而對(duì)原有的工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，開拓行業(yè)發(fā)展的新方向，以此來推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2采礦行業(yè)的實(shí)際情況

2.1采礦設(shè)備過于老舊

采礦工程本身的危險(xiǎn)性就很高，因此正式開展工程作業(yè)前期的準(zhǔn)備工作十分重要。同時(shí)，因?yàn)椴傻V工程作業(yè)規(guī)模較大，所以在施工過程中會(huì)應(yīng)用到各種各樣的工程設(shè)備，而很多采礦工程所應(yīng)用的設(shè)備過于老舊，這些設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性不高，這會(huì)影響到工程施工的正常開展。

2.2采礦工程人員的素質(zhì)能力有限

人力資源是采礦工程中的重要基礎(chǔ)資源，所以在正式施工前，需要組建高素質(zhì)的施工隊(duì)伍。然而，現(xiàn)階段大多數(shù)采礦隊(duì)伍中的工人素質(zhì)能力并不高，很多工人甚至都看不懂施工圖紙，也無法將管理者的決策進(jìn)行有效落實(shí)，這就會(huì)影響采礦作業(yè)的正常開展。

2.3應(yīng)用的采礦技術(shù)缺乏合理性

首先，采礦技術(shù)是影響采礦開發(fā)正常性和穩(wěn)定性的重要因素，而現(xiàn)階段很多采礦工程中所應(yīng)用的采礦技術(shù)缺乏合理性，這不但會(huì)對(duì)工程效果造成影響，還會(huì)導(dǎo)致工期延誤，對(duì)國(guó)內(nèi)采礦行業(yè)的發(fā)展造成阻礙；其次，缺乏合理性的采礦技術(shù)還會(huì)影響到工程的施工效率，導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益降低。

3現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的具體應(yīng)用

3.1崩落采礦工藝技術(shù)

在采礦環(huán)境中具有很多不可控的影響因素，其中危險(xiǎn)性較高的就是礦洞頂層的礦石崩落。對(duì)于這種情況，工程人員應(yīng)當(dāng)利用崩落采礦工藝技術(shù)，這樣能夠提高目標(biāo)礦石崩落的概率，減少非目標(biāo)類礦石巖體的松動(dòng)，為工程人員提供一個(gè)更加安全穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境。崩落采礦技術(shù)具有多樣化的類型，但是常用的只有底柱分段崩落法和無底柱分段崩落法這兩種。在應(yīng)用無底柱分段崩落法的時(shí)候，工程人員要利用合理有效的方法來設(shè)計(jì)分底柱高度、分段水平斷面規(guī)格、漏洞間距等參數(shù)。礦石穩(wěn)定性和礦產(chǎn)形態(tài)會(huì)對(duì)底柱高度造成影響[1]。在進(jìn)行漏斗底設(shè)計(jì)時(shí)，底柱的高度時(shí)按照不同分段來進(jìn)行劃分的，底柱上分段區(qū)的高度大約是六米，而下分段區(qū)的高度大約是十二米，這能夠抵消這二者之間的相互影響。而無底柱分段崩落法是搭配機(jī)械進(jìn)行使用的，所以在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)人力資源能夠得到節(jié)省，因此該技術(shù)具有較為廣泛的應(yīng)用規(guī)模。

3.2特殊采礦工藝技術(shù)

為了發(fā)揮采礦工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，工程人員應(yīng)當(dāng)基于實(shí)際的工程環(huán)境來選用合適的采礦工藝技術(shù)，如果環(huán)境具有特殊性，工程人員就需要應(yīng)用特殊采礦工藝技術(shù)。特殊采礦工藝技術(shù)的種類有很多，但是應(yīng)用頻率較高的主要有兩種，一種為海洋采礦技術(shù)，另一種為化學(xué)物理采礦技術(shù)[2]。第一種技術(shù)是順應(yīng)采礦行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)，我國(guó)本身就具有大量的海洋資源，而這些海洋資源中又蘊(yùn)藏中豐富的礦石資源。然而，海洋容易受到多樣化因素的影響，所以在實(shí)施采礦作業(yè)時(shí)工程人員需要處理難度極高的施工任務(wù)，還需要消耗大量的資金，征用足夠的人力資源，并且也對(duì)技術(shù)提出了較高的要求。因此，陸地成為了國(guó)內(nèi)開采礦石資源的主要場(chǎng)地，但是由于工程人員應(yīng)用了落后老舊的施工技術(shù)，再加上地面的礦石資源本身就有限，限制了我國(guó)工業(yè)發(fā)展所需要的礦石資源。為了推動(dòng)國(guó)家工業(yè)化的進(jìn)步，我們?nèi)孕枰罅康牡V石資源，所以在未來應(yīng)用采礦工藝技術(shù)將會(huì)成為必然趨勢(shì)[3]。

3.3溶浸采礦工藝技術(shù)

上文中我們提到了化學(xué)類采礦工藝技術(shù)，而這類技術(shù)中就包括溶浸采礦工藝技術(shù)，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，工程人員能夠利用地質(zhì)結(jié)構(gòu)來研究礦石資源的性質(zhì)。為了發(fā)揮溶浸采礦工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，工程人員應(yīng)當(dāng)參考礦石資源的化學(xué)性質(zhì)，還需要輔助使用相應(yīng)的溶浸液來澆筑礦層，這樣溶浸液才能和礦石資源之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。溶浸采礦工藝技術(shù)使得原先利用固體形式開采礦物的模式的進(jìn)行了調(diào)整，還能夠拓展礦石資源開發(fā)的深度。相較于傳統(tǒng)的采礦工藝技術(shù)來說，溶浸采礦工藝技術(shù)更能為采礦開發(fā)的效率和安全性提供保障，這和國(guó)家大力推崇的可持續(xù)發(fā)展理念相符。因此，為了提升礦石資源的開采效率，工程人員應(yīng)當(dāng)應(yīng)用溶浸采礦工藝技術(shù)，從而推動(dòng)采礦行業(yè)的未來發(fā)展[4]。

3.4機(jī)械化采礦工藝技術(shù)

在我國(guó)大多數(shù)采礦工程中應(yīng)用頻率最高的采礦工藝技術(shù)就是機(jī)械化工藝技術(shù)，該技術(shù)主要有兩個(gè)類型。地下開采技術(shù)是其一，但是也是這兩種技術(shù)中使用難度較高的那一種，還會(huì)威脅到采礦工程的安全性。一旦礦石資源處在較深且礦石層度不厚的地方，就會(huì)影響到工程最終所取得的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在地下環(huán)境中開采礦石時(shí)，尾砂污染是不可避免的。出于降低對(duì)于自然環(huán)境不良影響的目的，工程人員應(yīng)當(dāng)在應(yīng)用地下開采技術(shù)的過程中將尾砂膠結(jié)充填采礦法作為搭配使用的方法，這樣就能夠盡可能規(guī)避對(duì)于工程環(huán)境的破壞。而露天開采是另一種技術(shù)，在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)工程人員應(yīng)當(dāng)遵循從上至下的基本原則。因?yàn)榈乇硎锹短扉_采所處的施工環(huán)境，所以在開展露天開采作業(yè)時(shí)，工程人員必須將覆蓋在礦石資源的巖石進(jìn)行剝離，再用機(jī)械設(shè)備來完成后續(xù)的作業(yè)活動(dòng)，以此來確保施工作業(yè)的正常開展。同時(shí)，相較于其它采礦工藝技術(shù)來說，機(jī)械化采礦工藝技術(shù)不會(huì)過度破壞資源，還能夠使得礦石資源的開采效率得到提升，并將經(jīng)濟(jì)損失控制在合理范圍內(nèi)。

3.5巖體加固工藝技術(shù)

采礦工程具有多樣化的影響因素，例如水文地質(zhì)、氣候條件等因素，這些因素會(huì)導(dǎo)致巖體四周出現(xiàn)變化，因此工程人員需要定期排查開采的巖石，這一措施是不可或缺的。在應(yīng)用巖體加固工藝技術(shù)的過程中，工程人員必須要設(shè)計(jì)好工程作業(yè)中的各項(xiàng)事宜，還需要利用錨索工具來對(duì)開采區(qū)域中不穩(wěn)的巖石進(jìn)行固定[5]。在使用巖體加固工藝技術(shù)時(shí)，工程人員還可以搭配使用其它技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)本身就具有較強(qiáng)的適配性，這樣能夠維護(hù)礦石開采的穩(wěn)定性和安全性。在加固巖體時(shí)，支柱法和注漿法是工程人員可以使用的兩種方法，利用這兩種方法能夠有效提高流砂和巖體的穩(wěn)定性。

3.6充填采礦工藝技術(shù)

在回采作業(yè)中，工程人員可以利用填充材料來填補(bǔ)采礦區(qū)域，即采礦工藝技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)椴煽諈^(qū)的穩(wěn)定性和安全性提供保障。然而，在進(jìn)行開采作業(yè)時(shí)，工程人員需要面臨各種特殊狀況，在這種情況下想要控制采礦區(qū)域的支撐強(qiáng)度，就必須基于實(shí)際情況來輔助使用支架工具和填充材料。在充填采礦工藝技術(shù)應(yīng)用較多的技術(shù)是向下分層充填法，該方法能夠有效改善回采作業(yè)的質(zhì)量，提高開采作業(yè)的安全性，從而幫助礦產(chǎn)企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。

3.7空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)

在采礦工程中應(yīng)用頻率較高的技術(shù)還包括空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)，該技術(shù)能夠幫助工程人員在明確劃分礦區(qū)的基礎(chǔ)上來開采礦石資源，通常情況下，工程人員會(huì)由礦房至礦柱進(jìn)行施工。對(duì)于礦房來說，礦柱是支撐，當(dāng)?shù)V柱的穩(wěn)定性能夠得到保證時(shí)，礦房所受到的影響也會(huì)得到降低。在開采礦房時(shí)，工程人員所應(yīng)用的形式為敞空，但是開采礦柱卻需要搭配工具來完成，這樣才能使得在施工作業(yè)時(shí)，礦房位移能夠限制在一定安全范圍內(nèi)，還能夠有效提高開采作業(yè)的安全性，以免后續(xù)出現(xiàn)威脅工人人身安全的事故。

4現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

4.1國(guó)家部門將會(huì)投入更多扶持力量

在未來的采礦工程作業(yè)中，應(yīng)用綠色化采礦技術(shù)將會(huì)成為主流趨勢(shì)。雖然現(xiàn)行的法律尚未對(duì)綠色采礦技術(shù)作出規(guī)定，但是隨著可持續(xù)理念大力推崇，在未來國(guó)家部門將會(huì)制定出更加完善的法律政策來確保綠色采礦技術(shù)的合理化使用。同時(shí)，國(guó)家部門還應(yīng)當(dāng)大力引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)、設(shè)備以及高素質(zhì)的現(xiàn)代化人才，并注重對(duì)于人才的培養(yǎng)，以此來保證國(guó)內(nèi)采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

4.2礦洞災(zāi)害預(yù)警的信息化

在采礦工藝技術(shù)發(fā)展的將來，行業(yè)人員會(huì)融入信息化技術(shù)進(jìn)行配合使用，例如應(yīng)用地理信息定位技術(shù)、遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)來分析開采區(qū)域的地表，以此來加強(qiáng)對(duì)于開采區(qū)域的監(jiān)控。如果工程人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控開采區(qū)域的實(shí)際情況，就能夠降低工程作業(yè)中的安全風(fēng)險(xiǎn)。由此可以得知，礦洞災(zāi)害預(yù)警的信息化能夠?yàn)椴傻V作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性提供保障，從而盡可能避免工程人員的生命安全受到威脅。4.3地下礦山無廢開采工藝技術(shù)在礦石開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢石，如何處理這些廢石成為了行業(yè)人員關(guān)注的重點(diǎn)，而在未來地下礦山無廢開采工藝技術(shù)將會(huì)逐漸發(fā)展起來。這項(xiàng)技術(shù)能夠基于整體情況來優(yōu)化工程布置，并科學(xué)設(shè)計(jì)施工流程。在后期，工程人員不需要再依賴坑口來處理廢石，這樣能夠有效規(guī)避開采作業(yè)對(duì)環(huán)境造成的不良影響。

4.4采礦區(qū)域的安全性能夠得到更好的保障

在后期，工程人員會(huì)越來越重視對(duì)于采空區(qū)的填充處理，這能夠使得開采作業(yè)的安全性和效率得到有效提升。工程人員會(huì)應(yīng)用更加合理的檢測(cè)技術(shù)來全面檢測(cè)開采區(qū)域的地理環(huán)境，從而將風(fēng)險(xiǎn)控制在合理范圍內(nèi)。先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)能夠幫助工程人員明確周邊環(huán)境中具有的風(fēng)險(xiǎn)因素，并完成對(duì)于礦石的修正和固定，以此為礦區(qū)的安全性提供更好的保障。

5結(jié)語

總而言之，當(dāng)前采礦行業(yè)中存在著采礦設(shè)備過于老舊、采礦人員的素質(zhì)能力有限、應(yīng)用的采礦技術(shù)缺乏合理性等問題，為了解決這些問題，工程人員需要基于實(shí)際情況來選用崩落采礦工藝技術(shù)、特殊采礦工藝技術(shù)、溶浸采礦工藝技術(shù)、巖體加固工藝技術(shù)、機(jī)械化采礦工藝技術(shù)、充填采礦工藝技術(shù)以及空?qǐng)霾傻V工藝技術(shù)。在未來，現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)的相關(guān)法律將會(huì)越來越完善，而施工人員的人身安全也能夠得到更好的保障，施工效率得到顯著提升，而礦石企業(yè)將會(huì)獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)

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[6]黃丹,楊小聰,陳何.TBM在地下金屬礦山應(yīng)用中的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].有色金屬工程,2019,9(11):108-121.

作者：隋欣 單位：內(nèi)蒙古平莊能源股份有限公司