采矿作业中采矿工艺技术的应用研究

＊郭学亮

（山西乡宁焦煤集团有限责任公司 山西 042100）

采矿作业中采矿工艺技术的实际应用需遵循低碳环保、绿色开采的原则，这样不仅符合我国的可持续发展政策，还可以促进我国健康产业的稳定发展，一举两得。在进行采矿作业过程中，采矿工作人员在遵循基本原则的前提下，还要专研在此过程中可能出现的污染问题，合理利用高效环保、绿色生态的现代化采矿工艺予以妥善解决，这样可以提高我国采矿行业的重要地位，为我国可持续发展奠定良好的基础。

1.采矿工艺技术的相关概述

(1)采矿工艺技术的概念以及应用背景

采矿工艺技术的主要目的是为了获得矿内的矿石，其中使用较多的工艺技术主要包含空场采矿工艺技术、溶浸采矿工艺技术、崩落采矿工艺技术、填充采矿工艺技术以及岩体加固采矿工艺技术等。随着社会的不断发展与进步，矿产资源对人们的影响逐渐加大，无论在工业生产上，还是在社会生活方面，都对矿产资源有着较大的需求，为了保障矿产资源可以长期的供给社会，相关技术人员需合理使用采矿工艺技术，并不断的改变、调整，进而促进矿产资源的长远发展[1]。

(2)应用采矿工艺技术时需遵守的相关原则

随着我国社会主义现代化的不断发展与变迁，国内经济发展俨然已经离不开矿产资源的支持。与此同时，由于矿产资源的数量正在逐渐减少，所以，国家对采矿工艺技术更加重视起来，希望可以通过合理使用采矿工艺技术提高矿产资源利用率。在此发展背景下，我国矿产企业要想长期、稳定的发展，就要在开采工程尽自己最大努力创造出最大社会价值与经济效益，将节能环保的重要思想全面贯彻与采矿作业中。除此之外，工作人员在实际开采过程中还需减少对生态环境的破坏，一旦在作业过程中对周边环境造成严重污染或者破坏，就要利用科学的方法或者技术手段对其进行修改、弥补。只有这样才能从根源上提高矿产资源利用率[2]。

2.采矿工艺技术在采矿作业中的表现特点

(1)采矿资源具有固定性

采矿作业的本质就是对采矿资源进行开发与开采，而所开发的资源在生态环境中以固定的形式存在，所以，具备不可再生性与固定性。要想对自然界中的资源进行开采活动，就要合理考察与选择，切勿随意开采。一旦出现乱采的行为，不仅会大幅度减少矿产资源的数量与质量，还会降低我国采矿企业的生产能力与经济效益[3]。

(2)采矿资源具备不可再生性

众所周知，矿山资源属于不可再生资源的一种。近些年来，随着矿产资源的大力开发与开采，其以呈现出严重的枯竭状态。要想确保我国矿产资源能够稳定供给，就要对劣质资源进行有效开发，或者对有限的矿产资源进行深度开采。相关工作人员在对劣质矿产资源进行有效开发时，会混入到一些岩石，这样会产生贫矿，进而影响实际生产质量与生产效率。假如开采环境较差，导致采矿作业无法实施，那么在一定程度上会增加实际作业成本。因此，想要彻底改善这种不良现象，就要不断更新先进的采矿技术，实现综合利用，从根本上提升采矿质量与采矿效率，降低采矿成本[4]。

(3)采矿资源品质具备不稳定性

由于采矿生产属于一种高风险、高收益的作业项目，所以，相对于其他活动来讲，采矿作业需要投入大量的人力与物力，再加上采矿作业的生产周期较长，开采环境较为复杂，且采矿资源品质不均，具备不稳定性，所以，在无法实现标准化的设计，从而影响到矿产资源的储量计划[5]。

(4)采矿人员与采矿设备具有不稳定性

就国内市场来看，我国在多个地区都分布着各不相同的中小型采矿企业，这些企业的生产规模较小，且工作环境较为恶劣、生产能力较低、工作人员的报酬不高、工作地点多变，因此，在实际开采过程中，会有大量的采矿人员流失，其流动性非常大。在加上采矿作业的投入资金不多，因此，所使用采矿设备的实际技能偏低，技术比较落后，随着采矿作业的增加，导致一些设备无法正常使用，因此被大量淘汰。

(5)采矿作业难度系数较大

截止到目前，我国采矿资源在空间分布上大致可以分为两者，一种是埋于地下的矿产资源，另一种是裸露在地球表面的矿产资源。因为采矿作业具有超高的风险，且劳动力大、环境恶劣，所以，加大了采矿作业的工作难度。特别是井下采矿作业，它的危险性更高，要想实现机械化作业或者自动化作业是具有一定难度的，所以，相关技术人员需不断创新工艺技术，改善现有劳动形式，提高采矿作业的安全系数[6]。

3.采矿作业中采矿工艺技术的实际应用

(1)空场采矿工艺技术的应用

现阶段，采矿企业在采矿过程中应用最为广泛的工艺技术就是空场采矿工艺技术。空场采矿工艺技术将地质矿石分为岩石矿柱和地质矿房这两个部分，再分别对岩石矿柱和地质矿房进行开采作业，这样不仅可以提高采矿效率，还可以提高采矿作业的安全性。在实际作业中，采矿工作人员需要对地质矿房采取全面开采作业，它的分布呈集中式，并且富含大量的矿石资源，因此，再对地质矿房实施开采作业时要及时、准确的对矿石资源进行有效挖掘，提升矿石资源的开采效率，从而为企业获取最大利润。接下来，采矿工作人员再对岩石矿柱进行开采作业，在开采过程中需保障工作人员的安全。空场采矿工艺技术如图1所示[7]。

图1 空场采矿工艺技术模型图

(2)填充开采技术的应用

在开采矿产过程中，工作人员经常会应用到填充开采技术。填充开采技术是指在进行废物处理、矿物开采以及其他采矿作业时，把一些填充材料回填至采矿位置，尽量减少地表漏水或者踩空区坍塌等现象的发生。填充开采技术在开采过程中发挥着举足轻重的作用，不仅可以为采空区域提供大量的支持，也可以为分层地板提供坚实的着力点。在填充过程中要根据实际情况进行现场操作，一方面要对填充材料类型进行细致的分析，另一方面要对矿产回采方式、填充方式、运输方式进行合理选择。另外，填充开采技术具有较强的适用性，广泛应用在矿床暴露面积较大的开采区域、容易坍塌的矿石开采区域、氧化反应较强的矿床区域以及地表贵金属和硫化矿床损坏严重的区域等，再结合填充开采技术的损耗低、工程小、灵活度高等特点，可以有效减小岩石移动，进而保障矿石的稳定，避免坍塌现场的产生。最近几年，填充开采技术中的分层回采被频繁使用，主要应用在煤矿、铁矿中，如图2所示。

图2 填充采煤剖面图

(3)留矿开采技术的应用

近些年来，我国留矿开采技术在不断的进步与提高，应用较为广泛的是稀有金属和有色金属的开采。如图3所示。留矿开采技术在矿房布置过程中需以矿床的实际厚度为基准，以10m为作业界限，当厚度少于10m时，留矿开采技术的矿房布置走向为水平方式；当厚度大于10m时，留矿开采技术的矿房布置走向为垂直方式。承担通风、运输职责的运输平巷会依据矿房布置走向进行合理设置，一般情况下，垂直走向的运输平巷被设置在矿石内部位置，而水平走向的运输平巷则被设置在矿体中。当矿床厚度具备施工条件时，通风天井与人行天井被设置在间柱中，再利用间隔为5m的联络通道将全部矿房进行连接。在开采矿石过程中，假如想要采取浅孔爆破的方法，那么采矿工作人员要依据现场实际情况进行操作，如果只有一少部分矿石不符合开采要求，只要对此部分矿石进行浅孔爆破便可。一旦此次爆破不成功，那么就需要工作人员再次进行爆破，直达成功为止。为了预防浅孔爆破后可能出现矿石膨胀或者坍塌现象，在进行爆破后不能够马上进行开采作业[8]。

图3 留矿法示意图

(4)崩落采矿工艺技术的应用

为了保障采购工作人员的安全，减少矿洞顶层出现的安全隐患问题，一些采矿单位通常会采取崩落采矿工艺技术来完成相应的采矿作业。崩落采矿工艺技术按照技术类型可以分成两种，一种是底柱分段防止崩落法，另一种是无底柱分段防止崩落法。在利用底柱分段防止崩落法进行采矿作业时，采矿工作人员需合理设定采矿底柱的分段高度、漏斗高度、底柱高度以及期间高度等重要参数值；在利用无底柱分段防止崩落法进行采矿作业时就不需要测量这么多参数值，能够节省大量的人力、物力和财力。无底柱分段防止崩落法与底柱分段防止崩落法相比较，前者的技术程度较高，应用较为广泛[9]。

(5)岩石加固工业技术的应用

采矿工作人员在实际采矿作业过程中，经常会受到采矿环境的干扰，比如地质地理条件、气候变化条件、机械设备等，这一系列不稳定因素会给采矿作业带来直接的麻烦，进而引发出很多安全问题。为了确保矿产资源能够被顺利开采，工作人员能够安全作业，采矿单位必须对所有矿房进行安全加固处置。一方面，采矿工作人员要科学使用锚索对地下溜井、基层围岩、采矿顶板等地质位置进行整体加固，这种加固方法称为采矿岩体锚索加固方法技术。另一方面，在实际作业过程中，岩体加固技术的应用需结合岩体空场充填采矿技术和空场充填技术，通过相互配合来保障岩体作用的安全性与稳定性。

4.提高采矿工艺技术质量管控的有效策略

(1)重视工作人员和管理人员的教育

采矿作业的长远发展离不开工作人员和管理人员的支持，他们自身所具备的综合素养和专业水准直接影响到岩体施工的安全、质量和效率。在现代社会发展背景下，采矿单位要重视工作人员和管理人员的教育，可以定期举办一些专业培训课程，还可以邀请一些专家进行现场讲座，这样可以加深工作人员对先进采矿工艺的了解与认识，明确工艺技术的使用方法，进而提高采矿作业的工作效率与工作质量。与此同时，采矿单位还需建立一支高能力、高水准、高素质的管理团队，使他们可以管理好现场采矿工作，对于不规范操作行为进行及时的制止、批评、改正，从而保障采矿作业可以高效、安全的开展，减少施工安全问题的出现。

(2)提高采矿作业施工安全

随着采矿作业的不断增加，随之而来的是安全事故问题，在采矿作业中，安全事故经常发生，因此受到了广大群众的广泛关注。在此背景下，采矿单位需更加重视采矿作业施工安全问题。首先，在开采作业实施之前，采矿单位需做好工作人员的安全教育，提高他们的安全意识，可以通过实践演练的方式教授他们基本应急操作技术与逃生技术，尽可能多的减少人员伤亡，降低矿体资源的损失。其次，要定期对采矿作业的地质、设备、地形等进行勘测，根据勘测情况选择最优采矿工艺技术，做好支护准备，避免安全事故的产生。最后，一定要按照生产规定开展生产作业，结合实际情况制定出合理的施工方案，在具体施工方案中需分析出可能会出现的施工问题，并根据问题制定出相应的解决策略，达到降低财产损失和人员伤亡的可能性[10]。

5.结束语

综上所述，在进行采矿作业过程中，采矿工艺技术的应用十分重要，不仅可以提高企业的经营利润，降低采矿成本，还可以保障施工人员的安全，为他们营造一个良好的工作环境。我国的人口较多，对资源的需求较为急切，为了满足人们的发展需求，需不断的对工业技术进行创新、改革，加大对采矿工艺技术的开发，使得采矿工艺技术能够发挥出最大利用价值，提高采矿作业质量与效率，为企业带来更多是社会利益和经济利益，另外，还需保障采矿工作人员的生命安全，在安全作业的基础上推动采矿企业的快速、长期发展。