探究现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用策略

巩瑞杰

河钢集团司家营研山铁矿有限公司 河北唐山 063701

根据行业的发展现状分析，目前为止还存在着很多不足之处，其中最为明显的就是采矿工艺技术上的缺陷，不仅会制约采矿效率，甚至会产生各种安全隐患，如何才能在这一技术上进一步提高和完善，需要相关技术人员的深入探究与创新[1]。与此同时，新的采矿工艺出现对采矿工作人员的各方面要求也有所提升，他们不仅要掌握相应的理论，更要深入学习新的采矿工艺与技术，以此来推行现代化采矿业发展。

1 采矿工艺技术概述

在工业化发展前期，由于无节制的采集和运用，导致矿产资源一度面临枯竭的局面，而随着社会经济的发展，社会生产对矿产资源的需求量不断增加，这要求不断提高采矿的效率和质量，从而更好满足社会生产的需求。我国传统的采矿工艺技术以人工开采为主，这使得在开采的过程中难免造成资源的浪费，而且人工开采无法保证开采的效率和质量。而随着科学技术的不断发展，采矿工艺技术也在积极改进和更新，运用现代化采矿工艺技术能有效提高采矿的效率和质量，同时能提高采矿的智能化程度。此外，依托现代信息技术能够实现对采矿全工程和系统的监督管理，从而有效降低采矿的风险。运用现代化采矿工艺技术还能有效减少采矿过程中的劳动力消耗，以此来提高劳动力资源利用的效率和有效性。运用现代化采矿工艺技术可以提高采矿效率和质量，也能提高矿产利用率。我国矿产资源的特点在于资源丰富且分布广泛，矿产资源分布在地表、地底等不同区域，其中针对地底矿产在进行开采的过程中需要建设矿井和巷道，在传统采矿工程中需要依托人力来完成这项工作，因此需要用到大量的劳动力，此外在开采的过程中由于工作环境十分恶劣，无法完全避免安全事故的出现，因此大大提高了采矿过程中的安全隐患。而运用现代化采矿工艺技术能有效提高采矿的机械化程度，从而有效避免因人力操作而造成的效率低下和浪费等问题，同时能有效提高采矿的安全性，保证采矿工作顺利推进。

2 现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用策略

2.1 矸石处理技术

在对矿山进行开采的过程中，会有大量的矸石排出。矸石本身具有可燃性，排放出来的矸石不仅会造成地表环境的污染，在温湿度达到一定条件下还会自燃，此时，会产生大量有毒有害的气体，对大气环境造成污染。基于对这些问题的分析和研究，如果不能对矸石排除问题进行有效地妥善处理，将会产生大量废弃物，不利于环境保护工作。传统采煤技术较为粗放，矸石问题也没有得到根治。引用绿色开采理念后，对矸石问题主要的处理方式主要体现在以下几个方面：①覆盖方法。顾名思义，也就是用开采现场的无害物品对已经排放出来的矸石进行全面覆盖工作，降低矸石影响范围，此方法简单灵活，且成本低廉。②化学分解法。通过对矸石化学成分的分解和研究，合理选择化学试剂完成对其自身的分解和处理，并提炼出有用的物质进行二次回收利用，如此，不仅能够有效降低污染，还可以提升矸石自身的使用价值。③综合利用方法。因为完成对矸石的综合处理之后，其内部结构也会发生相应的变化，其本身带有的物理和化学属性得到有效转化，可以应用于建筑工程施工，作为原材料得到有效利用，在实现矸石自身价值的同时，有效节约建筑材料本身用量，避免造成资源浪费现象[2]。

2.2 爆破法

现阶段国内的矿产开采爆破法是最为常用的一种技术工艺，操作的时候危险系数很高，如果有哪一方面出现疏忽就有可能造成大量经济损失，甚至会出现人员伤亡，这样一来就阻碍了采矿行业发展：因此无论是国内还是国外都提出了相关标准化操作方式。第一是光学引爆法，就是运用机械设备所发出的激光把矿产中的矿石引爆，这种方式不会受到周围声音和电磁波影响，激光也能重复地进行使用，既节能又环保。第二是离子爆破法，它也会借助于相关的设施设备引爆，但却是电力爆破，能够实现远程控制。在过去的矿产企业爆破当中一般都是火药方式，火药爆破虽然简单，但危险系数高并在爆破后会产生很多污染物，无法实现绿色环保健康可持续发展，一般不予推广。离子爆破法它的特点就是绿色无污染，在各种环境下进行采矿作业都能保持高效率和低污染，是符合未来采矿行业发展需求的。

2.3 充填采矿工艺技术

作为一种新兴的采矿工艺，充填采矿工艺技术的最主要应用价值就是人工防护采空区。众所周知，煤炭资源的开采深度与开采安全性和开采效率成反比，也就是深度越大、安全系数和开采效率就越低。为了最大程度地保证安全开采，在开采过程中就必须对采空区进行回填，充填采矿工艺技术在应用过程中可以有效避免地表岩层塌陷，能够利用支架和充填材料对地压进行科学掌控，能够最大程度地降低周围的岩石崩落和地表沉陷[3]。在应用过程中技术人员要对地压信息、围岩的安全系数和坍塌可能性进行全面掌握，确保充填采矿工艺技术能够发挥出最大价值。随着矿井的不断深入，采空区的面积会持续增大，为了最大程度地保证作业安全，那么技术人员就需要提前规划好回填方案，避免因回填不及时而导致的地表塌陷。但是在回填作业时也会遇到一些难题：第一，回填作业具有很大的施工难度，不仅需要面临着复杂的施工环境，而且只有当某一区域彻底回填完成后才能进行下一次同区域的回填作业，回填速度较慢。第二，在回填作业中需要大量的回填材料，这些回填材料会增大煤矿企业的成本支出，会为煤矿企业的运营发展带来一些不利影响。这就需要技术人员必须对充填采矿工艺技术进行深入分析，能够研究出可替代性更高的回填材料、优化回填流程，最大程度降低回填成本、提高回填效率。

2.4 崩落采矿工艺

崩落采矿工艺运用的主要对象为矿洞中的围岩，运用崩落采矿工艺能有效消除采矿过程中存在的风险，从而提高采矿的安全性和稳定性。在这个过程中可以将崩落采矿工艺分为两大部分：底柱分段崩落攻击和无底柱分段崩落工艺。在运用底柱分段崩落攻击技术的过程中要注重明确横端面的尺寸以及底柱高度等需要，在此基础上制定合理科学的设计方案。在设计底柱高度的过程中需要在明确矿石稳定性的基础上开展相应的设计工作。如果需要采用漏斗底的结构，需要保证分段底柱的高度保持在5-7m之间。

2.5 岩体加固技术的实际应用

由于外界气候因素和技术设备型号以及地质条件等多方面的干扰，都会对采矿区岩体的稳定性带来一定的不利影响，为了有效解决这一问题，工作人员则应该借助锚索工具对危险地段实施加固处理，比如说围岩和顶板，还有溜井等，这也就是我们所说的岩体加固技术。针对岩体蠕变曲线，采取合理措施。在展开具体的开采工作时，一般情况下在运用岩体加固技术时都会结合充填工艺以及空场工艺，以此来夯实采矿工程施工的安全性和稳定性。针对岩体加固工艺的实际应用主要体现在注浆法和支护法两方面，这二者对破碎岩体和流砂岩体的加固效果尤为显著。

2.6 连续开采工艺

连续开采工艺也是采矿工程中较为常见的一种施工技术，该项技术在应用过程中较为繁杂，所需要的应用到的仪器设备较多，基本上每个环节都会用到不同种类的设备，对于仪器管理人员而言，会增加一定的工作量。比如，在开展爆破、开采等工作的过程中，就需要用到连续煤炭开采机进行工作，确保工作能够高效地完成，至于运输过程，也需要用到专业的器械，杜绝煤炭出现浪费以及损坏等现象，该项技术在一定程度上与综合机械化工艺存在相似点，但是，相较于综合机械化，连续开采技术的性价比更高，不仅在使用过程中的成本较小，而且能够快速适应周围环境，不会被环境而制约，但是有利有弊，弊端就是该项技术的利用会对煤炭资源造成一定浪费，不仅会降低企业的经济效益，还会造成一定程度上的能源损耗，所以在使用过程中也要注意这些问题，在确定矿井环境后选择出最合适的采矿工艺[4]。

2.7 机械化采矿工艺技术

机械化采矿工艺技术大多应用在煤矿资源分布深度较大的区域，一些煤炭资源埋藏在地表深处，所以在开采过程中就必须利用机械剥离岩层和土层，才能实现对煤炭资源的高效开采。与露天采矿工艺技术相比，虽然地下采矿的开采成本较高，但是不会对周边的岩层和土层带来大范围的污染，能够在很大程度上保护开采区域的生态环境不被破坏。在煤矿的开采过程中，技术人员需要使用一定的探测手段来确定煤层位置，然后对煤层的分布情况进行全面分析，同时综合比较多种采矿工艺，确定出最优的开采方案。为了实现对地下煤矿资源的充分开采，在开采过程中需要挖掘巷道，确保煤炭资源的顺利开采和运输，常见的地下采矿工艺技术有以下几种：第一，硬顶版开采技术。在应用硬顶版开采技术之前，技术人员一定要对煤层的压力和埋藏深度进行深入分析，并获得详细的数据报告。硬顶版和硬顶煤开采技术在过应用过程中可以在一定程度上保证煤炭开采的实效性，因此可有效提升顶煤回收的开采效率。第二，深井开采技术。深井开采的危险性不言而喻，而且深井开采技术在应用过程中也会受到瓦斯、矿井压力、冲击压强的影响，因此具有一定的开采危险性。所以在应用技术之前，技术人员一定要对煤矿的地质资料进行全面分析，优化设置巷道分布，注意长距离通风措施的完善，做好瓦斯防突处理等，最大程度地避免开采事故的发生[5]。

3 现代化采矿工艺技术的发展前景

推动现代化采矿工艺技术发展，必须要不断提高其智能化、绿色化程度。现阶段，随着科学技术的完善和发展，其被广泛运用于社会生产的各个领域，其中主要包含采矿行业，现代信息技术的运用能有效提高采矿的智能化水平。现阶段，随着科学技术的推广，无人化作业逐渐成为了矿区的发展方向，这一技术的运用改变了传统的依靠人力采矿的模式，从而进一步提高了采矿的安全性和稳定性，同时不断提高了采矿的效率和质量。其次要注重推动采矿工艺技术的绿色化发展，这是发展可持续性经济的需求。因此煤矿企业开展采矿作业的过程中要注重遵循绿色环保的发展理念，开采之前要做好针对采矿区域水系统、大气系统和森林系统等的检测工作，同时要对其做好相应的保护措施，以此来避免在采矿过程中造成严重的污染问题。此外在开采的过程中还要注重遵循净水开采和三下采煤的原则。

4 结语

现如今国家高度重视经济发展和生态保护之间的平衡，煤矿企业在开采过程中必须选择更加绿色、节能、高效的开采工艺，在保证开采安全性的基础上提高开采效率，创造出更大的社会价值和经济价值。这也就要求技术人员必须能够对开采区域进行全面勘察，结合煤层地质分布情况选择适合的开采技术、优化开采方案与流程，促进我国煤矿开采水平的不断提高。