我国采矿工程学科发展现状及其深层次发展问题的探讨

张德朝

（山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东 济宁 272350）

在采矿的过程中，需要从地壳中将矿产资源进行大规模的提取，这就造成了地壳结构的变化，从而导致矿井周围的围岩发生变形的现象，影响矿区周围生态环境、地下水、地面建筑、支护结构等。因此，在采矿的过程中，尽可能地使用自动化、半自动化、智能化的开采方式，提高矿产的质量、加快采矿的速度、减少矿产资源的浪费，同时减少采矿灾害的发生。而随着我国采矿工程学科的发展，各种采矿设备也愈加的先进。综合机械化采矿设备、安全管理信息系统的出现，也大大地提升了采矿的效率，以及增加了采矿作业的安全性。在采矿工程学科的发展与应用中，有效地将采矿风险因素进行预控，并切断了事故发生的因果关系，使采矿工程更具安全性、有效性、科学性、系统性、合理性。但是随着开采越来越深部化、环境复杂化，使事故的发生概率依旧频繁，这也就需要采矿工程学科进行更深层次的探究，以面对采矿工程学科发展的新挑战。

1 我国采矿工程学科发展现状[1]

采矿工程学科是为了适应我国矿场行业的发展，满足我国生产对矿产的需求而衍生的一门新学科。采矿工程学科主要是研究采矿工程系统，加快我国采矿速度与质量，增加采矿工艺安全性的一门科学性较强的学科，它对我国采矿业的发展有着实质性的作用与意义。但是因为采矿工程的内容复杂、工作量大、涉及面广泛，就需要借助采矿系统工程来协调与完善采矿工作。随着我国采矿工程学科近些年来对采矿技术的探索与实践，使采矿系统工程在采矿中得到了广泛地应用，并取得了较好的效果。并使我国的各项采矿技术、理论、机械设备都逐渐地趋于完善。尽管在计算机的使用以及自动化程度上还是比不上西方矿业发达的国家，还处于发展的过程中。但部分采矿技术已经达到世界领先地位。

1.1 综合机械化开采技术的突破性进展

随着我国采矿工程学科的发展，我国成功地制造出世界上最高的液压支架，同时也将其实际的应用到我国的采矿行业中。在使用的过程中，最大机采高度达到8m，并达到了400m的综合工作面长度。我国煤矿开采业在它的作用的下，突破年产量1500万吨，是欧美等发达国家的1.5～2倍，并且在综合机械化开采技术的应用下，使我国的百万吨降低到1%以下。在综合机械化开采技术的应用下，使我国的矿产质量、产量、效益、安全等方面都居于世界矿业发展水平的领先地位。

1.2 综放开采技术装备体系的日趋完善

大同塔山煤矿在采矿工程学科的技术、理念的影响与实践下，开发了3.5m～5m的机采高度，它可以开采14m～20m的特厚煤层大采高综放开采技术。并且将其与3000t/h的运输机进行结合使用，使其年产量达到1000万吨以上。在新型运输机和放顶煤高端自移支架的结合应用下，使工作面长度达到300m，使矿产量1500万吨目标，予以实现。这项技术仍然趋于世界的领先地位[2]。

1.3 综合充填开采技术日趋成熟与完善

随着我国综合充填开采技术的日趋成熟与完善，将采矿业的绿色生产变成了可能。在淮煤集团的矸石条带充填护巷综放开采、煤与瓦斯共采成套技术的应用下，有效地降低了瓦斯爆炸、冲击地压、煤与瓦斯突出、顶板事故的威胁。而冀中能源集团的控制地表沉陷、地下水害等灾害的理论、成套技术装备及充填材料的研究和实践方面，取得了国际领先的创新成果，并在全国矿区得到了推广应用。

1.4 首创无煤柱自成巷开采工艺

我国首创的无煤柱自成巷开采工艺，提升了煤矿开采业的最大采值。并且在采矿系统工程技术与理论的支持下，神华、陕煤等集团创造出采用“100、NOO工法”断顶留巷技术，实现了无煤柱开采技术的重大突破。随着其在煤矿开采过程的使用中，有效地解决了资源损失、浪费、回采巷道变形的实质性问题。而在龙煤集团的采矿工程学科的实践中，使我国采矿工艺的脚步向海洋开采迈进，并实现了海下2000M的三软煤层综放开采成套技术的突破，使我国海下采煤技术走在了世界领先的地位。

2 我国采矿工程学科的深层次发展思考

2.1 向规模性发展

随着我国采矿工程学科的发展，各种先进的新型采矿工艺、采矿技术、采矿机械都还是实验的阶段，并没有正式的投入使用。还有部分从国外所引进的先进技术与机械设备，还没有与我国的采矿工程相匹配，使还不能更好的应用到我国的矿产资源开采中。但是随着对这些技术、工艺、机械设备的实践与使用，我国的采矿系统工程也必然会向规模性发展[3]。我国新时期的采矿工程学科的发展，只有立足于我国采矿系统工程的现状，并结合采矿工程学科的知识，充分地考虑到我国的国情发展，从多角度出发，加强采矿系统工程的规模性，才能促进我国采矿业的可持续性发展。

2.2 向技术性发展

因为采矿工程是一项内容复杂、工作量大、涉及面广泛的综合型系统学科。因此，它的发展就离不开各种信息技术的支持，这也就促使我国的采矿工程向技术性发展。随着信息化时代的到来，人们越来越意识到信息技术带给人们生产、生活的重要性。并且随着信息技术在采矿的广泛应用，也极大地推动了我多采矿工程的发展。在我国当下的采矿工程中，三维模型构建、数学动画、定位监控、实时监测、地质勘探等技术已经得到了充分的应用。而在我国采矿工程科学地发展中，需要以我国信息技术发展与采矿实情结合为方向，不断地加强对信息技术的应用、研究、实践，使其向技术性发展，从而促进我国采矿业的发展[4]。例如，将采矿工程学科与信息技术、各学科知识进行结合使用，在采矿工程系统中应用地质勘查技术、地质学知识、数字信息处理技术、定位技术相结合。在矿山生产监测中应用多媒体成象技术、多媒体监测技术、成套检测仪器相结合，构建具有我国特色的采矿生产监测系统，使采矿向技术性发展。在信息技术的使用中增加采矿工作人员的生命安全，保证矿产资源的开采速度与质量。

2.3 向多层次性发展

因为采矿工程本身具有的复杂性，所以就要求采矿工程系统的发展必须适应与符合我国采矿工程的发展需求，要求其向多层次性发展。在进行采矿工程的设计过程中，需要考虑众多因素，并且在设计结构中会具有很多的环节与层次，这些环节与层次又是紧紧相扣、紧密相连的。所以在进行设计的过程中一定要充分地考虑各项环节与层次，让其层层相扣、层层合理，未开采的质量、速度、安全性奠定基础[5]。但是因为开采中所遇到的实际情况，要对设计方案进行修改与设计，这也就造成了时间与资源的浪费。因此，采矿工程学科向多层次性发展也成了必然的趋势。而随着采矿行业对信息技术的广泛应用，并对采矿业带来了巨大好处的同时，我们也要充分的挖掘各种信息技术的功能，使其在采矿工程的设计环节中也能发挥出优秀的作用。例如，将物探方法与信息技术相结合，形成新的采矿技术手段，使采矿工程系统向多层次性发展。一旦一种综合性、高技术水平的采矿工程系统被投入使用，那么会为我国采矿工程的发展带来质的飞跃，使我国的采矿技术稳居世界先进水平，在满足我国对矿产资源生产需求的过程中，也减少了矿产资源的浪费，为我国的可持续性发展奠定了良好的基础。

2.4 向实用化发展

采矿工程学科的发展，其实最主要的就是向实用化发展，因为提升我国矿场的开采量，才是采矿工程学科的存在目的。所以在采矿工程学科的发展中，首先要对我国的采矿业发展进行实际的了解，构建适合我国采矿行业发展到理论、技术。并且要加强采矿工程系统的优化设计，使采矿工程系统更接近现实，实现采矿的全面发展。对矿区采用实用化的优化设计，可可以开拓市场前景，有利于矿区的发展，使其占据更多的市场份额，增加其自身过的竞争力。同时运用各种信息技术实现采矿技术上的实用化，可以使采矿工艺从传统的方式转变的更具先进性，使其更符合时代的需求。例如，在CAD技术的应用下，实现人机相互作用，人机的决策性也得到了优化，实现了采矿作业的自动化发展[6]。

3 结束语

随着我国信息技术的不断发展，采矿工程也会随之向技术性发展，不断的促进采矿业的进步与发展。而加强新信息技术的应用，使采矿工程向人工智能的方向发展，可以快速的推动我国采矿业的发展，使采矿业登上一个全新的台阶。