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井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探析

发布日期:2019-06-04  来源:万方  浏览次数:719
 井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探析吴 迪(呼伦贝尔市安兴安全技术有限公司 内蒙呼伦贝尔 021000)

【摘要】井下采矿是一项十分系统而又复杂的工作 , 因而作为现代矿企应着力提高自身的井下采矿技术水平 , 结合不同采矿技术特点及其未来发展趋势和时代发展需要 , 有针对性地采取 , 并加强新技术设备和人才的引进力度 , 以不断提高自身的核心竞争力 , 促进企业经济效益提升的同时促进我国矿业事业的可持续发展。【关键词】采矿技术;井下采矿;发展趋势引言:井下采矿工作的危险性是众所周知的,人们对于矿采资源的开采会受到很多因素的影响,安全事故就是最大的考量因素之一,所以,井下采矿技术的应用要能够同时满足安全生产和质量要求,井下采矿的技术必须随着实际情况的变更而逐步地调整和改革。

一、影响井下采矿技术方法合理选择的因素 1.1 采矿方法目前来看,国内使用较为广泛地采矿方法有空场采矿方法、崩落采矿方法和充填采矿方法。当整个井下采矿区有大孔、深孔、空场、大采场或呈现阶段性出矿特点时,采矿企业通常会采用空场采矿方法。这种采矿方法是井下采矿较为常用且广泛的方法,实际应用中能提高工作质量和促进企业效益。崩落采矿法是用矿产资源开采中崩落在周围的岩石来实现与地面压力之间的重要方法,被应用在不同的采矿业中,尤其是在井下矿产资源开采中应用,应用总量占地下采矿总产量三分之一左右,随着矿产资源不断的开采,这种方法的使用范围在不断的拓展。不同的采矿方法在给采矿企业带来便利的基础上,也容易受一些条件的制约,不能更好的发挥自身作用,这就需要注意采矿技术条件等问题。 1.2 采矿技术条件矿产资源开采中,需要从环境条件、技术设备条件和技术管理条件等方面出发,结合井下矿产资源实际情况,选择适合的采矿方法。当矿产资源地表允许塌陷时,可以选用崩落法,如果地表不允许塌陷时,则需要选用空场法或充填采矿方法;矿产资源开采中,其技术设备条件和材料供应状况如何,直接影响采矿方法各个过程的使用和工艺过程的实施及采矿设计的实现。这就需要开采中以实际技术装备条件和材料供应状况为依据进行井下采矿方案设计;技术管理水平是否与采矿规定的目标一致,也会直接影响采矿方法的实现,一般地方矿山和中小型矿山便是采用相对简单的技术和方便的采矿管理方法。 1.3 矿体分类和质量现在来看,矿产资源主要有以为主的黑色矿、以为主的有色属和以金为主的贵金属等。因三种矿产资源价值不一,开采方法也各异。煤铁价值低,因此煤矿一般是露天开采,即便埋藏较深需要进行井下开采,也仅利用崩落法或空场法,如果用充填法进行开采,回采成本较高。而有色金属和贵金属性价比相对较高,可以采用充填法进行大量开采,以降低矿石损失率和贫化率。

二、井下采矿技术 2.1 充填采矿技术 2.1.1 确保充填材料含水率因充填材料的主要成分为粗骨料,分析时以骨料为主。据统计充填材料的含水率、级配标准对填充质量有直接影响。一般充填材料制成泥浆前,会先使灌液达到标准浓度,沙石井壁渗水和耙道顶板涌水。这时证需要煤矿开采企业填充材料的含水率,雨季含水率为 10% ~ 14%, 其他季节的含水率为 7% ~ 8%。为了确保含水率,选择采矿方法时,对材料场及电铲吃料的深浅度进行调整,当含水率高于标准含水率时,及时用管路阀将多余的水放出;沙石井壁渗水时,用注浆的方式封闭、衬井或开凿环形管道排水;耙道顶板涌水时,连接接水盒进行分流和分堵,以降低水泥单耗,保证充填体质量。 2.1.2 充填材料来源及适用条件充填材料是来源于地表堆积、掘进坑边、采石场采掘的废石或冶炼厂的炉渣和选矿厂的尾砂等,实际输送过程中会采用矿车或其他运输工具进行运输,也可以借助风力和水力进行输送,现在来看,水力运输应用相对较广。充填采矿法技术适用于较高回采率和较低贫化率的富矿开采或贵重金属开采;适用于开采条件和赋有条件较复杂的矿床开采,即矿体形状、水文地质条件较为复杂的矿体,埋藏较深的矿体,矿产周围有自燃危险或井下开采的煤矿等;适用于矿区围岩不稳固、矿石稳固的矿床,利用向下分层充填法或特殊支护方法对矿床进行开采。 2.2 深部采矿技术井下深部矿产开采技术需要对不同巷道进行设置,对开采地热进行控制,以确保矿产开采安全。 2.2.1 矿柱设置。巷道作为矿产资源运输重要通道,布置合理与否,直接影响矿产资源运输安全。为保证巷道质量,便于维护回采巷道,有必要采取煤柱护巷方法。因煤柱大小直接决定巷道位置的深度,依照以往经验设置煤柱时,最小煤柱应不小于矿产埋藏深度的 1/10 且大于 30m。这些煤柱除了对巷道运输有重要作用外,还可以回收利用。近几年来,矿产企业为了尽可能回收煤柱,煤柱设置中宽度会采用长壁工作面长度,按照正规长臂工作面进行回采。 2.2.2 采空区内巷道设置。采空区巷道工作面较宽,巷道两边没有矿柱,采用的是宽工作面掘进法,其作为应力接触法能使采出的工作面保留,使巷道处于卸压拱内状态,减少应力集中而造成的工作面回采动压。这种宽工作面掘进法适用于薄煤层工作面的开采,开才时将巷道设置在矿矸石被压实的老采矿区,老矿区的受集中支承压力和采动压力小,维护效果相对较好。 2.2.3 长臂多巷道设置。长臂多巷道设置,是在传统长臂单巷道无法满足掘进和高瓦斯工作面通风问题而出现的巷道,这种巷道美国和澳大利亚使用的较多,进行长臂开采后,在巷道内进行多巷布置,少则掘进三条巷道,多则掘进五条巷道。这种多巷道矿产掘进量较一般量大,巷道多能为矿产运输、通风、人员流通及材料运输提供条件,实现高产、高效工作面开采,同时也可以用机械设备对巷道中的煤柱进行长臂连续回收。 2.2.4 矿井开采的地热控制。深层次矿井开采中,会有地热或瓦斯出现,一旦出现这种问题,会给井下采矿安全带来隐患,这就需要对矿井进行通风处理,然而矿井开采后,地热会随着开采不断的使温度逐渐升高,简单的通风不能使矿井热量达到标准环境温度,需要在矿井区或采矿区安装空调以达到降温的目的。空调安装时可以采用集中和分散两种方式,集中式空调安装在地面或井底车场,便于矿井运输和人员流动等;分散式空调安装在采矿区或工作面,便于矿区开采和工作面开采工作。

三、展望未来采煤新技术煤矿事故频发、产能低下、破坏环境,决定了采煤技术必须突破,实现质的飞跃,否则不足以向产业化方向发展,技术创新能为煤炭企业的长远发展提供保障。 3.1 微生物分解法微生物是厌氧生物,没有氧气依然可以生存,包括在天然沼气的环境下也可以生存。作为有机化合物的煤,自然可以提供这种微生物的生长繁殖环境。我们是否可以设想,在煤矿内部植入这种微生物,让它来消化吞噬煤炭,然后再排泄出小颗粒甚至是液体物质。液态的物质要运输到地面上就相对容易很多。据报道,目前已经有类似技术在尝试过程中了。 3.2 溶剂溶解采煤法如果让煤炭从固态变为液态,更能便于从地下通过管道运输至地面,那么,研制出一种溶剂,能完全将煤炭溶解,并且能量上没有变化,只是物理形态的改变,那将是一大创举。好消息是,已经有发达国家尝试成功,我国也加大了这方面的研究投入。四、结束语煤矿开采多年以来一直没有解决旷工的生产安全问题,这不仅仅是安全制度的缺失问题,在更大程度上是没有采用当今世界上的先进采矿新技术。现代先进的采矿新技术最根本上的贡献是降低安全事故率,降低开采成本,同时大幅提升产能。参考文献: [1] 张军峰 . 井下采矿技术与井下采矿的发展趋势探讨 [J]. 山东工业技术 ,2015,(20):59. 万方数据

 
 
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