礦井開采技術(shù)及采礦工藝的選擇研究

時間:2022-08-06 10:52:10

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礦井開采技術(shù)及采礦工藝的選擇研究

摘要:合理選擇采礦地點和采礦技術(shù)對礦業(yè)公司的整體發(fā)展具有重要意義,可以很大程度上提高采礦的效率和采礦質(zhì)量進一步實現(xiàn)整個礦業(yè)的整體發(fā)展。本文介紹了我國礦產(chǎn)開采的現(xiàn)狀和我國礦業(yè)中存在的問題,以期為我國的礦業(yè)崛起做出貢獻。

關(guān)鍵詞:井下;礦井開采技術(shù);采礦工藝;選擇

礦井開采是一項相對復(fù)雜、技術(shù)性較強的任務(wù)。開采時,首先必須要保證安全,才能實現(xiàn)增產(chǎn)增效開采技術(shù)的好壞直接影響著礦產(chǎn)的生產(chǎn)和安全,只有增強整體技術(shù)能力,才能保證開采質(zhì)量。如果該技術(shù)操作不合理,存在著巨大的安全風(fēng)險,一般情況下導(dǎo)致采礦故障,不可能順利進行開采,如果重則會造成礦井坍塌事故,危及工人生命。隨著礦產(chǎn)資源需求的增加,現(xiàn)代礦井的開采規(guī)模也隨之增加,一些礦產(chǎn)企業(yè)需要采用良好的技術(shù)格式,進行科學(xué)開采,為經(jīng)濟建設(shè)提供更好的服務(wù),以確保安全和質(zhì)量,大量的礦場魯莽開采、過度開采等,生產(chǎn)過程中造成許多安全隱患。礦井開采生產(chǎn)技術(shù)和開采方法必須根據(jù)實際情況進行選擇,才能最大限度地實現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)目標。以下主要圍繞著我國礦業(yè)開采之中存在的問題展開簡單分析與探討。

1目前國內(nèi)礦業(yè)開采現(xiàn)狀以及存在的問題

1.1我國礦產(chǎn)開采業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。中國目前的礦產(chǎn)開發(fā)技術(shù)還比較前衛(wèi),但目前地下采礦問題,仍需要對現(xiàn)狀進行綜合分析,據(jù)此找到解決方案。盡管大型設(shè)備生產(chǎn)過程已經(jīng)投入開采,并且開采速度不斷提高,但供需矛盾仍然存在。我國目前礦產(chǎn)資源整合的程度還不是很高,礦產(chǎn)資源利用率需要不斷提高,才能有效地在節(jié)省資源的情況下,謀取最大利益[1]。1.2我國礦業(yè)開采存在的問題。礦產(chǎn)品開采過程中,由于我國整體機械化程度不高,導(dǎo)致礦產(chǎn)品生產(chǎn)和運輸存在一些問題。井下工作是一個尤其危險的職業(yè),是高度集中的開采,由于恐懼或者疾病而導(dǎo)致井下工人無法正常施工,甚至發(fā)生危險。這也是中小企業(yè)急需解決的事情。由于非法操作而導(dǎo)致安全生產(chǎn)的問題,這也是中小企業(yè)的詬病[2]。

2現(xiàn)有礦井開采技術(shù)

2.1傳統(tǒng)開采技術(shù)。傳統(tǒng)的采礦將簡單的機械運輸和大量的勞動結(jié)合起來。基于這一點,企業(yè)已被證明能夠降低成本并追求最大的利益。簡單的機械化在一定程度上縮短了開采時間,但仍然需要進行大量勞動,勞動的消耗也是傳統(tǒng)采礦技術(shù)的一大特點。2.1.1連續(xù)開采技術(shù)和爆破開采技術(shù)。連續(xù)開采技術(shù)對地下礦山有著非常嚴格的要求。連續(xù)開采技術(shù)在常規(guī)開采與現(xiàn)代綜合機械化開采的過渡時期得到了廣泛的應(yīng)用。它也廣泛用于現(xiàn)代小作坊和小企業(yè),因為此類礦業(yè)具有低成本,高收益的特點。連續(xù)開采過程中,需要穿梭車和運輸機來運輸?shù)V產(chǎn)資源,在地下使用叉車來組織地表工作。整個生產(chǎn)過程都是機械化生產(chǎn),但仍然存在著明顯的缺陷。費力,收益卻不高,整個生產(chǎn)過程中存在不平衡,回報率低,安全性低,費力大;爆破技術(shù)是指在生產(chǎn)過程中進行爆破作業(yè),運輸過程采用半機械半人工的方式進行。這種生產(chǎn)方法相對簡單、暴力,但由于其獨立性高,可以在工作面復(fù)雜的情況下使用爆破方法,但一定要注意使用的安全性,這種爆破威力大,極大地增加了礦井塌落的風(fēng)險[3]。2.1.2機械化開采技術(shù)。全程機械化開采技術(shù)是現(xiàn)有大中型企業(yè)常用的開采技術(shù),在具體的開采過程中,每個生產(chǎn)階段都采用高度集中的機械化生產(chǎn)模式,最大程度上機器對人力的替代,只需少量的動力就可以控制機器,最大程度地節(jié)省人力支出,但這種先進的節(jié)約型生產(chǎn)模式對企業(yè)的初始成本要求高,設(shè)備成本高,這對小商家、小匠人來說較難,這也是現(xiàn)代礦產(chǎn)開采的終極發(fā)展方向。機械化生產(chǎn)的一個好處就是減少了傳統(tǒng)采礦生產(chǎn)的時間和安全生產(chǎn)問題,公司根據(jù)需要不同地區(qū)可以采取不同的工藝,購買高端設(shè)備后,減少了人力。為企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展,降低人力成本,增強企業(yè)實力[4]。2.2深井采礦技術(shù)。隨著開采率和開采速度的提高和數(shù)量的增加,兩層厚度加深,如果不進行仔細研究,隨意開采,就會造成很大的浪費。要想通過技術(shù)完全開發(fā)深層的礦產(chǎn)資源,則必須提高深部礦山開采技術(shù),掌握技術(shù)核心要點,運用重要技術(shù)來理解核心要點。礦物壓力控制、沖擊防震、氣體對策、深井通風(fēng)、井端防治等改進,每項技術(shù)都必須發(fā)揮作用。開展技術(shù)創(chuàng)新時,針對優(yōu)先問題執(zhí)行難點捕捉主題,有效實現(xiàn)技術(shù)多產(chǎn),全面強化深部巖石狀態(tài),應(yīng)力場分布特征,車間變化,勘探軟巖鉆進,設(shè)備懸掛,沖擊監(jiān)測測量等,確保礦產(chǎn)資源的多產(chǎn)[5]。2.2.1三下開采技術(shù)。礦井開采主要是在地下進行的,可以說,對于復(fù)雜的地下礦層基本情況,不僅要在技術(shù)上進行改進,更重要的是要保證安全。為了保證礦山的質(zhì)量和安全,有必要對井下情況進行全面調(diào)查,進行現(xiàn)場調(diào)查,確保生產(chǎn)過程中人員設(shè)備的安全。重點研究地下礦層規(guī)則,通過兩種技術(shù):數(shù)值模擬和相似材料模擬。通過對涂覆巖運動和地面沉降的模擬,無需實際操作,就可暴露出問題所在,并且有效地解決模擬中出現(xiàn)的問題。只有安全生產(chǎn),才能有效地實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的把握。只有重視地表和地下條件的開采,充分保護各種資源,才能實現(xiàn)高效生產(chǎn)[6]。2.2.2減少排放開采技術(shù)。要從整體上提高開采技術(shù),就必須根據(jù)實際情況進行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改革,并對現(xiàn)有的采礦方法和開采安排進行系統(tǒng)分析,提高開采效率,通過改進開采的技術(shù)來提高礦井的生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)能力的辦法是通過改善礦井地質(zhì)開挖通道,布置技術(shù)研究,確保礦井開采技術(shù)、礦層狀況各要素的正常狀態(tài),不需要運礦井,保證技術(shù)應(yīng)用與開采現(xiàn)場情況相適應(yīng),降低生產(chǎn)過程中不必要的消耗,盡量減少不必要的運輸。

3采場圍巖控制技術(shù)

3.1完善采場圍巖控制理論。要不斷學(xué)習(xí)理論,從理論基礎(chǔ)支撐采礦技術(shù)的進步?;诨娱_挖理論和圍巖控制技術(shù),堅持理論研究、技術(shù)支撐、現(xiàn)代分析,形成新經(jīng)驗、新突破、新理論。不斷提高地質(zhì)勘探技術(shù)水平,通過理論研究、理論集成、技術(shù)支撐、現(xiàn)代分析與有機交流等理論與技術(shù)手段,全面掌握礦產(chǎn)資源礦層的整體布局。3.2使用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)。隨著技術(shù)的進步,各種新技術(shù)和新工藝得到實際的推廣,與傳統(tǒng)深孔爆炸硬頂板技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)相比,實際操作過程中,技術(shù)冗雜、操作難度高,實際操作應(yīng)用低,應(yīng)用成本也比較低,與能源淘汰和高端能源生產(chǎn)的需求不匹配,完全進行技術(shù)創(chuàng)新。能夠基于原有的技術(shù)形式,開發(fā)出新器械、新理論、新材料,充分解決礦井開采問題,保證整個開采的有效性和連貫性。3.3設(shè)立頂層礦井開采和支架圍巖。若想開采頂層礦井,一定要進行一系列的分析,采用軟件進行有限元處理,建立合適的力學(xué)模型,研究破碎機理、基本頂?shù)鹊V層關(guān)系,在擁有理論支撐之后,全面發(fā)揮技術(shù)手段,實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化,最大限度提高回收效率。

4開采方式的選擇

對于不同的情境,不同的井下作業(yè)環(huán)境,應(yīng)該采取不同的采礦技巧,以謀取最大利益。進行礦物開采要根據(jù)當前環(huán)境,做出最合理的反應(yīng),主要目的是為了最大化公司的利益。同時,企業(yè)是基于減少非理性生產(chǎn)排放的原則,提高井下的安全工作效率。采礦是必要的,同時要結(jié)合不同的情況和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件、公司的管理水平和公司目前的設(shè)備水平,做出完整的分析決策,并做出不同的工藝選擇。由于現(xiàn)階段中國的許多礦物質(zhì)分布在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中,工廠有必要進行多層次的挖掘,需要根據(jù)具體的情況,選擇不同的技術(shù),在挖掘的過程中不斷分析具體情況,并進行改善選擇。4.1成本至上的選擇。傳統(tǒng)采礦技術(shù)的最大優(yōu)勢是價格領(lǐng)先戰(zhàn)略,低成本是主要優(yōu)勢,價格越低,公司的成本就越低。然而,這種生產(chǎn)模式的生產(chǎn)并不樂觀,總量只有四分之一用于開采,采礦量只有約三分之一水平。在整體采礦、價格競爭的策略基礎(chǔ)上,傳統(tǒng)的采礦技術(shù)應(yīng)用于短途地表采礦生產(chǎn),操作技術(shù)容易使用,而且可以忽略員工的培訓(xùn)成本。4.2高難度礦層處理。爆破采礦法和重定向采礦法廣泛應(yīng)用于高難度采礦層的有序掘進,當?shù)V臺不能有序開采時,這兩種工藝被大量使用,地形結(jié)構(gòu)在復(fù)原層和急傾斜地層中常采用爆破掘進法。在淺層、近水層開采時,常采用連續(xù)采礦法。然而,與其他生產(chǎn)工藝相比,勞動力的生產(chǎn)環(huán)境較差,生產(chǎn)效率低,而且這兩種生產(chǎn)工藝存在著不可避免的生產(chǎn)弊端,但爆破開采工藝操作簡單。連續(xù)收集過程最大的缺點就是連續(xù)收集過程的資源回收率低,員工工作的通風(fēng)環(huán)境差。4.3發(fā)展歷史趨勢。綜合歷史來看,全程開采是機械化生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢,該生產(chǎn)過程具有能耗低、安全、產(chǎn)量多的特點,但對工人的要求較高。機器操作難度大,但對于傳統(tǒng)的欠發(fā)達工人來說,勞動強度大大降低,改善了工作條件,這種工藝可以促進公司整體的可持續(xù)發(fā)展,能夠有效地制定一個完整的生產(chǎn)系統(tǒng),有效地提高企業(yè)的管理運營水平,但這樣的綜合開采模式適合于簡易、資源高效的開采。

5結(jié)語

目前,在我國采礦業(yè)的發(fā)展中,機械化開采已經(jīng)成為當今大時代下的必然趨勢,其安全程度和生產(chǎn)高效率都是其他采礦方式無法比較的,能最大限度地節(jié)約成本,解放人力。然而在現(xiàn)階段,礦物開采工作不能采用單一的生產(chǎn)模式,需要結(jié)合自身,采用綜合利用各種方法進行開采。公司必須制定發(fā)展藍圖,并考慮到企業(yè)的地位和整個行業(yè)的發(fā)展,最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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作者:王守波 單位:呼倫貝爾蒙西煤業(yè)有限公司