試析現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的運用

隋 欣

（內(nèi)蒙古平莊能源股份有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024076）

采礦工程是我國建設(shè)領(lǐng)域中的重點工程，其能夠影響國家的健康發(fā)展。然而，長期以來在采礦工程中都存在著很多問題，這些問題不僅會影響到工人的生命安全，還會對國家的未來發(fā)展產(chǎn)生不良影響。因此，國家部門需要加強(qiáng)對采礦行業(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)重影響到了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且還威脅到了國民的生存環(huán)境。在這種情況下，國家政府和相關(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)是我國科研人員根據(jù)我國社會發(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)能夠推動我國的可持續(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，不但會對生態(tài)環(huán)境的平衡產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致資源的過度開發(fā)，還會對自然環(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，當(dāng)前的采礦行業(yè)正面臨生存和發(fā)展困境，而對原有的工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，開拓行業(yè)發(fā)展的新方向，以此來推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 采礦行業(yè)的實際情況

2.1 采礦設(shè)備過于老舊

采礦工程本身的危險性就很高，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，因為采礦工程作業(yè)規(guī)模較大，所以在施工過程中會應(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)的施工隊伍。然而，現(xiàn)階段大多數(shù)采礦隊伍中的工人素質(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，這就會影響采礦作業(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，這不但會對工程效果造成影響，還會導(dǎo)致工期延誤，對國內(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，其中危險性較高的就是礦洞頂層的礦石崩落。對于這種情況，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，為工程人員提供一個更加安全穩(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候，工程人員要利用合理有效的方法來設(shè)計分底柱高度、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)會對底柱高度造成影響[1]。

在進(jìn)行漏斗底設(shè)計時，底柱的高度時按照不同分段來進(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)用這項技術(shù)時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)勢作用，工程人員應(yīng)當(dāng)基于實際的工程環(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)展趨勢的技術(shù)，我國本身就具有大量的海洋資源，而這些海洋資源中又蘊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，所以在實施采礦作業(yè)時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，并且也對技術(shù)提出了較高的要求。因此，陸地成為了國內(nèi)開采礦石資源的主要場地，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，限制了我國工業(yè)發(fā)展所需要的礦石資源。為了推動國家工業(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)將會成為必然趨勢[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，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，就會影響到工程最終所取得的經(jīng)濟(jì)效益。同時，在地下環(huán)境中開采礦石時，尾砂污染是不可避免的。出于降低對于自然環(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)用該項技術(shù)時工程人員應(yīng)當(dāng)遵循從上至下的基本原則。因為地表是露天開采所處的施工環(huán)境，所以在開展露天開采作業(yè)時，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，以此來確保施工作業(yè)的正常開展。同時，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)計好工程作業(yè)中的各項事宜，還需要利用錨索工具來對開采區(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，工程人員還可以搭配使用其它技術(shù)，因為這項技術(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，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)，這項技術(shù)能夠為采空區(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，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 空場采礦工藝技術(shù)

在采礦工程中應(yīng)用頻率較高的技術(shù)還包括空場采礦工藝技術(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，工程人員會由礦房至礦柱進(jìn)行施工。對于礦房來說，礦柱是支撐，當(dāng)?shù)V柱的穩(wěn)定性能夠得到保證時，礦房所受到的影響也會得到降低。在開采礦房時，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，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

4.1 國家部門將會投入更多扶持力量

在未來的采礦工程作業(yè)中，應(yīng)用綠色化采礦技術(shù)將會成為主流趨勢。雖然現(xiàn)行的法律尚未對綠色采礦技術(shù)作出規(guī)定，但是隨著可持續(xù)理念大力推崇，在未來國家部門將會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，國家部門還應(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，并注重對于人才的培養(yǎng)，以此來保證國內(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)對于開采區(qū)域的監(jiān)控。如果工程人員能夠?qū)崟r監(jiān)控開采區(qū)域的實際情況，就能夠降低工程作業(yè)中的安全風(fēng)險。由此可以得知，礦洞災(zāi)害預(yù)警的信息化能夠為采礦作業(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，而在未來地下礦山無廢開采工藝技術(shù)將會逐漸發(fā)展起來。這項技術(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，工程人員會越來越重視對于采空區(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。工程人員會應(yīng)用更加合理的檢測技術(shù)來全面檢測開采區(qū)域的地理環(huán)境，從而將風(fēng)險控制在合理范圍內(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)險因素，并完成對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)以及空場采礦工藝技術(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)將會獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。