提高金属矿地下开采的开采效率的研究

◎黄涛

如何提高金属矿地下开采效率，需要根据金属矿地下开采情况，针对性的优化开采方式，引入先进的开采技术，全面提高开采质量。同时也要在开采过程加强安全防范能力，针对性地进行技术实践与创新研究，总结更加先进的开采技术方法，为金属矿地下开采工作开展提供有效的技术保证，具体分析如下。

一、提升金属矿地下开采效率的策略

1.应用信息技术构建完善的矿山安全系统。

随着社会的发展与进步，信息技术在各个领域已经被大量应用，切实提高数据信息的分析与应用能力，也让工作效率得到全面性提高。所以开采金属矿的工作当中，需要引入信息技术，利用该技术让矿山安全系统设计能力获得提高，确保通风，排水等系统设计的科学先进。第一，信息技术可让设备市场动态得到准确把握，具体评估同种设备的性价比和技术能力，积极引入先进化的设务，从硬件方面提高开采效率，包括通风设备，排水设备和生产设备，除经可以确保开采效果以外，还能确保在危险区域采用数控技术，有效减少矿作业人员的同时降低采矿成本。第二，计算机技术的使用，让开采设备，通风设备和排水设备的远程操控实现，再透过使用环境监测仪器，不仅能够让开采工作效率提高，而且还能及时获得井下空气质量和积水部位的信息。第三，计算机实时性监控可切实提高开采作业的安全，为井下工作人员提供相对优质化的环境，有利于开采效率的进一步提高。第四，应用信息化技术可以精准获得开采位置信息，燕利用远程勘测技术获取矿藏的准备位置，从而确保后期金属开采的顺利。第五，矿区设备，设施的集中化管理控制，需要强化信息化建设，有利于作业开采的同时让设备调节与控制作用得以实现，还能让人为因素对设备设施的影响减少，进而让设备的最大化作用得以发挥。

2.选用科学合理的地下采矿方法。

整个实践的过程中，采空区是目前矿山地下资源开采时安全问题最大的地方，实施开采作业的工作人员由于个人和机械设备的原因，致使地下表层产生空洞现象，严重威胁着矿地下开采工作人员的安全。第一，面对采空区容易受到损害的情况，局部会产生塌陷的问题，也可能出现顶板塌落，断层破裂的情况，所以实践的时候采用安全防护需要依据实际来做决定。第二，在整体采矿环节中，需要先确保开采的安全性与可靠性，并且还要充分考虑到矿山开采和采矿业的收益，从而应用先进化的技术让整体收益能够不断提高。第三，矿山地下开采的过程中需要加强安全管理工作，并全面分析开采的技术和经济效益。第四，针对于矿山地下开采这项工作，需要建立专门化的检测区域，分别检测出各种地质条件和自然环境条件，确保踩空作业的良好运行。在这个过程中，一方面要充分满足采空区标准的地方，另一方面也要实施封闭化的处理操作，并通过充填适量废石加固处理顶板和边坡。

（1）运输提升技术。

在地下矿山生产的过程中，占据着主要位置的是运输提升系统，透过运输可以让各个环节实现有效连接，并形成有机化整体，进而确保矿山能够正常实现生产。而对于采场出矿经历而言，运输技术走过了三个发展历程，分别是人工，有轨和无轨，也就是从轨向无轨发展，形成崭新的局面。地下矿山采用的是无轨自行设备，在地下无轨设备的完善背景下，无轨开采技术也得到了发展，促进地下开采工芤的改革，是当前发展形势下开采的主流趋势。关于采场短距离出矿，主要采用的是铲运机运输，其优势是方便可靠，有着较高的出矿效率，而且运行方面也相对较为灵活化。而井下长距离运矿，采用的主要是地下汽车，是国内比较少见的方式，距离的提高随着采深的增加而增加，但是技术面临着挑战并伴随矿石石料成本的增加。所以深井矿石技术的提高非常重要，可以向着大型化，高度自动化方向发展，是未来矿井运输提高的关键，也是发展的大趋势。

（2）岩层加固技术。

金属矿山的加固是透过破碎，高应力的岩层实现。而岩层加固技术又可以分为两类，一类是被动支护，另一类是主动支护，其中被支支护不能改变岩层内部结构，只有被动让围岩变形得以承受才能有效改变岩层内部结构，比如可以加强岩层自身强度，利用锚杆，锚注，锚喷等支护来完成。第一，复合支护包括了锚注支护，锚喷支护，还有锚网喷支护，而金属矿山岩层的主要加固技术就是通过锚喷支护实现的。第二，全长式锚杆，黏结式锚杆复合成全长黏结式锚杆也可以发挥作用，切实提高锚固强度，在工程当中有很大的推广价值。第三，从喷射混凝土角度来看，传统意义上的干喷发展到现在的湿喷在很大程度上让作业环境得到改善，进而对岩层剥落有了防止作用。第三，把喷射混凝土同锚杆结合起来，能够让围岩自由变形得到有效控制，促使围岩应力能够进行重新分布，让岩层剥离掉落得到预防。第四，在科学技术的大力发展下，有关锚喷支护这样的先进装备，在国内外都已经开始使用。比如，锚杆台车，湿喷车、挂网台车等设备都已经获得研发，并且我国还自主研制了多样化的设备，比如矿用湿喷机，两臂混凝土湿喷机等，这些都在很大程度上让工作效率获得提高，也让劳动强度有所降低，进一步确保了作业的安全性，推动着岩层加固技术的智能化发展。通过技术的反复革新，岩层加固技术从原来的被动单一化支护发展，逐渐向着新型主动复合支护发展，未来还将在机械化，智能化方面呈现出大飞跃的状态，从而全面提高作业效率安全性。

（3）无间柱连续开采工艺。

以往传统形式下的地下金属采矿作业，整个过程中房式采矿技术比较觉用，主要有两个部分，包括矿房回采和矿柱回采，在矿房开采作业完成以后实施矿柱的回收开采工作，这样的工艺在作业施工过程中有不足之处存在。第一，预留矿柱形态受到环境影响，相对来讲矿柱的规则就比较弱，缺乏对抗压力的能力，容易产生变形的问题和损坏的问题，还会致使矿柱回采的难度有所增加。以矿柱回采问题为例，回采的工艺比较复杂化，管理上也有难度，所以会增加回采的成本。第二，因矿柱回彩技术有着较高的难度，有的金属矿石不能实施有效的开采利用，在回收利用率上偏低，而且还会出现效益减少，浪费资源的情况。第三，从矿柱回采来看，整体难度会工期进度会有不良影响，阻碍着后面的施工作业，对于工程的经济效益也会产生严重化的影响。

关于无间柱连续开采工艺，采矿流程得到了有交我这几天中，可以解决相应的问题，并且在工艺的过程中，矿体还可以分成不同的阶段，在阶段内可以再划分成矿段，而且矿段之间不要留间柱，平时进行的进修要实施采切，回采和充填三个主要工序。第一，矿段回彩采用的是采场连续工艺，结束回采工作以后再导入迅速充填阶段。第二，将三个矿段的作业进行衔接，并连续推进阶段性采矿工作。第三，采用下向平行深孔侧向崩矿，没有二次破碎水平组合式振动出矿机底部结构，再用振动运输列车进地矿石的运搬，在实施崩矿的时候要依靠充填空区一侧，留临时隔离矿壁，结合矿段工作再实施一次崩矿操作，以强采强出的方式迅速充填空区。等到一分区出矿完成后，准备充填的时候要再次进行崩矿出矿的操作。第四，在相邻矿段之间平等实施作业可以先从采切，回采和充填工序入手，让相互之间形成既独立，又相互有衔接的形式，并利用转移让连续推进工作实现，从而更恐怖连续作业，让连续采矿效果能够达到预期。

3.增强作业人员教育培训。

开采矿山的时候需要根据作业人员的情况，让安全培训得以加强，全面提高施工人员的安全意识和保护自我的能力。由于矿山井下作业，整体环境相对复杂化，因此要有效结合现场培训施工人员。为此，在考虑工作性质的基础上，需要分别培训一线工作人员和管理层人员，在培训的内容上也要注重差异化。针对于一线的工作人员，需要把安全操作技能培训放在重要位置，并依据需要传授事故处理技能，同时组织一线人员参与安全演练环节。而针对于管理层的人员，需要把作业安全管理理念的内容做重点培训，强化安全防范意识，也要让管理层人员理论知识学习更为系统化。

4.优化设备结构，提高矿山井下环境条件。

关于矿山井下作业，在实施安全评价的时候，机械设备和作业环境都会影响到开采人员的安全，所以要对机械设备结构加以优化，切实提高井下开采环境的基本条件，对于井下作业设施运行工作很有利。机械设备结构与运行效率的提高越来越重要，需要利用机械设备组件有效的实施管理控制工作，从而全面提高设备运行的效率以及设备运行的质量。另外，矿山井下开采安全评价的过程中，最为主要的是设备管理与维护工作，需要及时将不先进，不科学的落后生产设备先更换掉，并积极引入先进化的机械设备，让井下作业的安全可靠性得到更大程度上的提高。

二、金属矿开采方法及技术发展展望

社会经济的发展使得金属开采工作，获得了越来越多的支持，并且在以往技术深入优化的基础上，更多研究工作在开始推动。从当前全球化的大视野的角度来分析，金属采矿技术，在具体方法上也有不完善的地方。比如自然与技术相对不足的情况下，采矿装备和技术设备也比较紧缺。除此之外，金属矿井开采规模效率不高，劳动强度也很大，同时又存在安全隐患，所以金属矿井开采，以及矿产开采行业都需要实施技术方面的升级与优化。

1.技术方向。

随着科学技术的发展，机械化智能化和系统化已经成为主要发展方向，具体技术在于全面勘测金属矿产分布状态，以及勘测地质条件，再有效结合机械设备情况设计出开采的完善化系统。在地下无轨采矿设备，大型露天采矿设备的开发与应用中，让采矿技术效率得到提高。

2.安全和效益管理提升。

信息化与智能化技术的应用，可以实时监控采矿工作，也可以记录相应的数据信息，利用专业技术的详细分析对矿产开采工作的进展加以掌握。特别是传感器和信息化系统的有效利用，可以全方侠监测出采矿区内部结构和工作的基本状态，不仅能有效了解采矿工作质量，而且还能让安全管理得到保障。最后信息化智能管理系统，在矿产开采工作效益把握控制中应用也能产生积极的作用，透过分析收集的数据，再结合新采矿技术，科学化评估投入的成本与预算，让多种采矿方法得到灵活化的运用，从而为矿产开采合理化，科学化体系的形成贡献力量。随着国内工业技术的不断进步，对金属矿物能源的需求逐渐增加。然而，由于金属开采技术和设施的限制，地下金属矿山的开采尤为不便。尤其是金属开采中频繁发生的断层，促使人们更加重视金属开采的安全措施。重视采矿安全也是提高采矿效率的关键手段。

金属矿山地下开采安全防护措施分析如下：

（1）解决通风问题。

首先要加强局部通风，参考每个掘进头的长短和风量大小的数据，合理的选择风筒直径、局扇型号等技术的参数，要把安装的位置和通风的线路正确的设置。其次，在进行地下开采金属矿山工作时，把机械通风作为安全许可的前提条件，并且要将国家要求的金属安全规程进行及时的修改，将强制性机械通风列入矿山开采的决定的主要因素。另外，还要重视井下测风工作，需要各个安全生产监督部门把通风安全工作作为检查工作的重中之重，检查的范围包括总回风量、井下每日的进风量，根据此情况增加一些通风的设施。

（2）解决透水事故。

先要对开采的金属矿山地下的水文地质条件进行详细的调查，水文资料不明的情况要责令停产，并进行进一步的勘探工作，对水文地质所存在的问题要进行采取一些必要措施。另外，要将矿井井田内的采空区地表塌陷的范围的地形情况详细的核查，要仔细调查周围矿井的小井、老井、老采空区等，以确保开采工作的安全进行。

（3）解决安全出口问题。

在进行金属矿山开采工作时，要将多年没有维修的竖井井架设备和那些不符合设计要求的提升设备要及时淘汰更新，对提升设备要进行定期严格的检测工作。另外，还要设置两个安全出口以及大的通风系统，并且保证每个采场和中段都要有两个安全出口，这也是硬性要求。

通过从多方面开展安全管理研究，必然利于加强生产效率，从而提高生产质量，为工作人员安全管理工作开展奠定良好基础。在矿山开采实践中，只有严格落实各类安全生产制度与检察工作，才能及时发现和排除生产过程中出现的各类安全隐患问题。所以作为企业的领导人员，要建立健全安全生产治理排查报告制度，完善基础作业区域防火、防尘等安全措施及预案的制定，组织专员对这些问题定期开展检查，积极跟进后期问题整改工作。在设备使用过程中，要做好定期检查，维护保养，做好预防性维修，才能保证设备在其使用周期内不至于带病工作。还要对设备可能存在的故障进行预估，从而保证在设备出现故障时能够得到及时有效的处理。

三、结束语

总之，通过以上分析，结合金属矿地下开采工作开展实际，从多方面总结了提高地下金属矿开采水平的措施。作为新时期技术人员，要提高工作认识，应不断探索更加先进的开采技术方法，全面地运用到开采过程，提高金属矿企业生产效率，为企业稳定发展奠定良好基础。