现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用分析

＊闫梦鑫

（山西科兴云泉煤业有限公司 山西 048400）

前言

矿山行业一直是我国国民经济体系中的关键行业，在经济社会中有着不可撼动的地位，尤其是对于煤矿行业而言，其生产的煤炭资源被应用在很多方面，创造了巨大的效益。但因为煤矿采矿工程实施中所面临环境的恶劣性，使得在开展工程项目时，要加大现代化煤矿工艺技术的应用，以发挥现代化工艺技术的突出优势。很多采矿工程在现代化煤矿工艺技术应用中都取得了明显的发展成效，但随着行业的不断进步，未来的行业发展中，现代化煤矿工艺技术尚存在巨大的发展空间。

1.现代化采矿工艺方法的特征

(1)更好满足不同的采矿条件

我国矿山行业的发展历史悠久，因为矿产资源为不可再生性资源，在长时间的开发过程中，一些地区的资源枯竭问题严重，给区域发展造成了巨大的阻碍。矿产资源可给很多行业的发展提供充足的资源，带动行业的可持续发展。因为矿山行业中所面临的工艺技术落后、资源枯竭情况，使得当下的采矿工程实施中，人们越来越重视煤矿开采工艺技术的创新，以通过现代化工艺技术的应用，来促进采矿工程的高效实施。因此，现代化煤矿工艺技术的应用，可满足不同条件下的采矿需求，使得采矿工艺克服传统的技术限制，在减少资源消耗的同时实现环境的保护[1]。

(2)按照矿产布局状况展开采矿

就我国矿产资源的种类来看，煤、油等为主要的矿产资源，这类型矿产资源的分布环境复杂，给开发造成了一定的难题。而矿产资源的这一分布特点在很大程度上又对工业发展有着一定的影响，在现代化煤矿工艺技术出现以后，采矿工程中可根据矿产布局情况来开展有针对性的开采作业。部分煤矿资源面临着深地层的开发条件，找到和开发都十分困难，针对这种开采条件，传统的工艺技术下很难实现开采，而现代化煤矿工艺技术下，经由现代化探测工具和设备等的应用，可给后续的开发提供技术、设备保障。

2.现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的重要性

(1)可以有效提高采矿效率

采矿行业在我国国民经济体系中有着重要的作用，其每年都为很多行业提供了丰富的矿产资源，但因为矿产资源分布环境的特殊性，使得采矿工程的实施难度大，流程繁多且常常会遇到各种的不确定性因素，增大了开采的安全风险。伴随着矿山行业的现代化发展，市场上出现了越来越多的现代化煤矿工艺技术，这些现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用，有效提升了整体的采矿效率，克服了传统采矿工艺技术的巨大限制。

因为在传统的工艺条件下，采矿工程中多以人工作业为主，矿山企业需投入大量的资源来完成开采任务，技术的滞后性导致开采中的效率低下，开采过程中极易出现各种的问题[2]。矿产资源分布现场的地质条件下，决定了在人工开采过程中常常会遇到各方面的问题，开发难度较大，伴随着工艺技术的日渐进步，采矿工程中实现了现代化煤矿工艺技术的应用，大大提升了采矿效率，适应了矿山行业现代化的发展步伐。

(2)提高了采矿过程的安全性

采矿工程中的安全风险非常大，常常会出现很多的安全事故，而根据采矿工程中的安全事故发生原因，工艺技术是引发事故的关键性原因。而在当下的技术发展条件下，现代化煤矿工艺技术逐步出现，这些新型工艺和技术的应用，不仅提升了采矿工程效率和效益，更提高了采矿作业的安全性，减少了煤矿安全事故的发生，使得煤矿企业不会因为安全事故而出现巨大的经济和社会损失[3]。各个煤矿企业要有效发挥现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的技术优势，各个煤矿企业都要结合自身的具体情况，来进行现代化煤矿开采技术的应用，并做好工艺流程中的安全管理和控制。

3.当前我国采矿工程中采矿工艺技术的不足

(1)技术方面存在不足

随着我国矿产资源开发力度的增大，很多矿产资源都开始了深层开采，开采深度的增大使得在作业现场常会遇到更为复杂的问题，只有保障了采矿工艺技术的先进性，才可在矿产资源的开发过程中，保障开采的高效性与安全性，为矿山企业创造更高的效益。但因为我国矿山行业中的采矿企业众多，不同企业之间的发展水平参差不齐，一些中小型采矿企业，在长期发展的过程中没有足够的资金来进行工艺技术的革新，即使知道工艺技术更新的重要性，也无法拿出更多的资金来进行技术更新，在这种情况下，这些企业在开展采矿工程中，常常存在着技术滞后性的情况。比如，矿产资源储量探测技术、定位技术相对落后，无法利用这些技术来指导后续的采矿作业；采矿过程中依旧以人工开采为主，机械化水平偏低。

(2)安全方面存在缺陷

因为采矿工程的实施中常会遇到很多方面的安全隐患，这些安全隐患可能是环境方面的、工艺技术方面的，也有可能是设备、人员方面的，因此，对任何的采矿工程而言，都需要在工艺技术的应用中，做好安全管理方面的工作，通过全过程、全方位的安全管理，来妥善应对现场的各种安全挑战。

但显然，很多矿山企业在采矿工程的工艺技术应用中，并未重视安全工作，更为关注在采矿工程实施中的产能提高和效益提升，思想上对安全工作的重视不够，导致企业内部并未依据采矿行业的安全规定，在采矿工艺技术的实施中，制定安全管理规范并执行、设置安全管理机构、分配安全责任人，未在采矿项目实施时，形成全员参与安全管理工作的氛围，安全管理存在疏漏。

4.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用

(1)空场采矿

在采矿工程领域，空场采矿技术是现代化煤矿工艺技术中的一种，具体的应用中，就是以矿区实际情况作为前提，将现场矿块依据特定的标准划分为多个的矿房、矿柱，随后根据划分以后矿房、矿柱的特点，有针对性的选取相应的开采工艺。针对矿房回采作业，为提高开采作业安全性，确保采矿工作的高效实施，现场人员要加强对采矿区矿石、围岩等的围护。根据采矿工程中的工艺技术应用情况，房柱法、阶段法和分段法的应用非常多，从工艺技术特点、优势等多个角度来分析，这些工艺技术的优势突出，且在未来的矿山行业，将有着巨大的推广应用价值。空场采矿工艺应用中，技术人员首先对现场中矿房资源加以开发，随后利用矿柱来对矿房起到重要的支撑作用，保障结构安全性，但在空场采矿工艺应用时，关键要进行地下环境和条件的适当优化，以实现现场空间环境的利用，扩大开采范围，使得矿产资源可得到最为有效的开发和利用。当矿房厂区开采工作全面结束以后，就要立即进入矿柱区域的开采任务。总之，在空场采矿工艺下，尤其是要加强对现场环境的有效管理和控制，以避免开采过程中过多干扰性因素的存在。

(2)填充采矿工艺

采矿工程领域中，填充采矿工艺也有着十分广泛的应用，这一工艺技术也表现出现代化的特征，经由这一工艺技术的应用，可有效使得回采前期的工作可达到最佳的效果。为在开采工程中规范化使用填充采矿工艺，提高工艺技术应用水平，需在特定的采空区中放置所需的填充材料，以通过填充材料的使用，来提高采空区的支撑强度，给后续的采矿作业提供相对安全的作业环境。

此外，采矿工程实施中的环境条件十分复杂，为使得采矿区围岩支撑强度大大提升，作业人员要加强对现场环境的全面分析，在此基础上进行填充支架和材料的选择。填充采矿工艺应用中，为提高整体的作业效果，作业人员需重视向下分层填充方法的科学应用，以通过这一方式，来提升整体的作业效率，降低安全事故的发生几率，使得煤矿企业能够在这一工艺的应用中，可获得最大的经济和社会效益[4]。因为采矿工程现场存在着很多的不确定性因素，为使得填充采矿工艺可得到最好的应用效果，作业人员在工艺技术应用之前，需做好现场的全面调查，以避免后续工艺应用不当的情况。

(3)崩落采矿工艺技术

崩落采矿工艺在当下的很多采矿工程中也取得了良好的工艺应用效果，表现出了一定的技术优势，在这一技术的具体应用过程中，需在正式的开采作业实施中，根据现场所掌握到的不同情况，对一些围岩危险系数较高的部分加以科学分析，利用崩落采矿技术来加以科学处理，从根本上减小围岩危险系数，实现对现场安全风险的有效预防和控制。通过对围岩的科学处理，可大大提高开采作业的安全性，使得采矿工程可高效实施。

就我国当下矿山行业的采矿工程而言，崩落采煤工艺的应用主要表现在以下方面：

①有底柱分段崩落处理方式，在这一方式应用时，相关作业人员要加强对阶梯高度、横截面尺寸、底柱高度、矿石稳定性等的全面关注。②无底柱分段崩落处理方式，为使得这一方式可在采矿工程中得到最为有效的利用，需结合现场条件，进行矿块的科学分段，在分段进路上进行出矿、落矿等一系列处理，整体的作业便捷性相对较高[5]。

(4)溶浸采矿

溶浸采矿工艺虽然也是现代化煤矿工艺技术中的一种，但这一工艺技术的应用中，需考虑的因素非常多，作业人员在采矿工程实施中，需首先进行矿体化学物质性质的综合分析，将适量的工作剂注入于矿堆或者矿层中，随后在质量传递、化学浸出水动力等一系列作用的影响下，实现矿体形态的有效转化。

溶浸采矿工艺为达到预期的应用效果，在开展施工作业的过程中，应结合对现场矿体分布、结构特点等的分析，来做好对应的岩体加固，避免开采作业中岩体失稳所引发的事故。因为采矿工程的现场面积大，在不同的采矿区域内，自然条件也常常会存在着明显的区别，如果开采作业处于一些地质条件恶劣的地方，在开采的同时，机械设备可能会对地质条件产生一定的不利影响，易诱发坍塌、滑坡等恶劣事故。为最大程度上提升采矿安全性，必须要结合现场岩体的结构特性，来进行相应的加固处理，尤其是对于现场的破碎性岩体，更是要保障岩体加固方式的科学性。

(5)岩体加固技术

一些采矿工程的实施中，矿产资源的分布条件比较复杂，开采作业深受地质条件、机械设备、气候因素的干扰，使得在采矿工程的实施中，采空区周围岩石的稳定性不够。面对这种工程条件，必须要安排专业的采矿作业人员，深入到现场开展岩体稳定性调查，在此基础上利用锚索工具等来进行岩体的加固，在对岩体实施了加固处理后，方可继续采矿作业。绝大多数的采矿工程中，岩体加固会直接与充填法、空场法结合起来应用，以创造相对安全的作业环境。结合当下采矿方面的岩体加固技术，主要为支护法和注浆法。

5.现代采矿工艺技术的未来发展与展望

(1)实现安全采矿

因为在矿山行业的发展中，安全是永恒的追求，未来的采矿工艺技术发展中，也需将安全放在首要地位，将采矿环节所产生的废石或者尾矿等充分利用起来，比如，可用于采空区的填补，经由这一方式，可提高现场安全性。随着现代采矿工艺技术的深入发展，相关人员也要加强对区域地理环境的分析，利用相应的模型来预测现场的安全风险，及时制定有效的处理对策。

(2)无废开采

当下的矿产行业中，对于开采中的资源浪费现象，也应该引起足够的重视，在未来的采矿工艺技术发展中，可朝着无废开采的方向迈进。在一些采矿工程实施中，需进行爆破或者矿石搬运，虽然这些环节可给企业创造一定的经济效益，但是其效益相对较小，前期的投资较高，实施中的资源浪费严重。为彻底改变这一情况，需加强对废石的利用，但不论在废石利用方面采用的是何种技术，都需要在保障安全的前提下实施。各个矿山企业在未来的采矿工程实施中，应将现代化工艺技术与采矿工艺流程有效结合起来，在企业中形成完善的矿山搬运与填充系统，有效实现废石的利用，达到环境保护、资源利用的效果。无废开采是一个相对理想的开采条件，为完全达到这一目标相对困难，只能够在采矿工程的实施中，严格根据现场情况，加强工艺技术的创新、流程的优化，积极将智能化采矿技术应用于其中，减少采矿工程实施中的资源浪费现象。

6.结束语

伴随着我国矿山行业的现代化发展，市场上日渐出现了现代化采煤工艺和技术，这些工艺技术的应用，可有效发挥其技术优势，提升采矿工程的整体效率和效益。未来的各个采矿工程项目实施中，都要加强采矿工艺技术的创新。