井下采矿技术和井下采矿的发展形势论述

时间：2024-09-03

饶迪

（贵州永风矿山科技服务有限公司，贵州遵义 564599）

1 井下采矿技术特点分析

与露天采矿相比，井下采矿环境复杂，存在较多不可控因素，采矿难度大，对技术要求高，同时采矿安全系数与采矿效率也较低。在进行井下采矿作业时，为保障人员、设备与矿产资源安全，需对井下采矿技术进行深层次开发，以期实现完善性、安全性较高的井下采矿技术，保障井下采矿作业安全顺利进行。同时，井下采矿技术更新速度快，尤其是在社会经济持续进步，科学技术全面革新的背景下，矿产行业所在市场环境竞争压力增大，为提升矿采开采质量，降低采矿施工对生态环境与社会造成的负面影响，产企业必须不断更新、优化采矿技术，引进现代高科技技术，提升井下采矿技术水平[1]。此外，井下环境不同，所适用的采矿技术也有所不同，因此与露天采矿作业相比，井下采矿技术种类更多，在实际采矿作业中，采矿人员可结合具体的环境特点与作业要求合理选择相应采矿技术，保障井下采矿质量与效率。

现阶段，我国应用最多的井下采矿技术主要有以下几项：一是放顶煤技术。在井下采矿作业中，放顶煤技术有一定的适用范围，在倾斜角较小的环境中合理应用放顶煤技术，可在一定程度上增强作业面的稳定性，保障采矿安全与矿产资源质量[2]。与其他采矿技术相比，放顶煤技术操作相对简单易行，且具有成本低、效率高等特点。二是炮采技术。炮采技术在经过一段时间的发展后已相对成熟，符合井下采矿的各项工作，但该项技术所受影响因素较多，因此目前只能用在走向单一的长壁采矿作业面中。三是倾斜分层采矿技术。倾斜分层采矿技术十分适用于采掘背景复杂的井下采矿作业，利用该技术可与井下围岩形成一个支护结构，有效防止工作面坍塌，确保人员设备安全[3]。现阶段，倾斜分层采矿技术应用的较为广泛。

2 井下采矿技术应用

（1）井下填充技术。在井下采矿作业中，井下填充技术是重要内容，尤其是近年来，井下填充技术更是在井下矿产开采作业中得到了重要应用。目前，井下填充技术主要包括干式填充、碎石水泥浆胶结等技术[4]。但是随着市场环境的不断发展，这些技术也有了一定的落后性，在具体的矿产开采作业中，应加大对现代材料的整合应用，以此优化井下采矿技术环境，保障人员、设备与矿产资源安全。

（2）深井开采技术。合理应用深井开采技术，可有效促进矿产开采深度增加，提高矿产开采量。结合以往经验发现，与露天采矿作业相比，井下采矿需要面临压力、温度、湿度等各项条件的复杂变化，不可控因素较多，开采难度也更大。为有效克服各项外在条件限制，消除环境对矿产开采过程、开采结果的影响，矿产开采人员可将HEMS技术合理应用于深井开采作业中，以此保障人员设备安全，提高矿产开采质量与开采效率。所谓的HEMS技术指的是一种降温换热系统，该系统可有效控制深井开采中的热害，在实际开采过程中，利用该系统提取矿井涌水中的冷量，并促进冷量与矿产开采面上的高温空气进行热量交换，从而达到深井降温的目的，为矿产开采作业创造出一个有利的温度条件。在该系统中，水体是主要的循环介质，在此介质的循环作用下，工作面的温度可降低5度左右，即工作面温度被控制在29度左右，同时湿度也有所降低，这对矿产开采作业来说是至关重要的[5]。

（3）三下技术。在实际应用过程中，施工人员需根据深井岩层、深井土质等实际环境特点，设计制定完善的矿采开采方案，同时针对深井岩层中存在的空缺，利用填补法将其填平，防止在开采过程中出现塌陷事故。另外，为保障工程安全，需组织矿产开采人员对深井岩层表面进行加固与重建，以保证井上建筑物的安全性与稳定性。另外，在进行井下采矿作业时，地下水、岩层结构等都会影响采矿作业的安全性，因此在进行矿产开采时需对开采作业面一定范围内的水体进行处理，避免的开采过程中造成水体流失问题。

（4）井下支护技术。就矿产资源井下开采作业而言，支护工程是不可少的。因为井下环境复杂、不可控因素多，同时岩层结构稳定性较低，所以施工人员需合理应用井下支护技术保障矿产开采的安全性。而为保障技术应用效果，在应用井下支护技术时，施工人员首先需通过全面的地质勘查，掌握开采区域及周边环境的水文地质情况，在此基础上合理选择支护技术开展井下支护施工。在井下矿产开采作业中，常用的井下支护技术为锚杆桁架，该项技术中包含了两个涨壳式锚杆与钢杆，安全性较高且适用范围较广。

3 井下采矿的发展形势分析

在社会建设与经济发展中，矿产资源扮演着重要角色，尤其是在社会各行业快速发展的今天，社会对矿产资源的需求量空前增加，因此，采矿行业仍旧有一个广阔的发展前景。那么，在经济发展、技术进步，行业结构优化的未来，井下采矿发展形势如何呢？具体分析如下。首先，需求带动市场、市场带动企业发展，在矿产资源需求量日益增加的背景下，各矿产开采企业架必定会不断革新开采技术、引进先进的、大型化的开采设备以促进矿产开采量的增加。因此可以断言，未来，井下采矿将向着大型化革新。而井下采矿的大型化主要表现在采矿设备方面。在新的发展背景下，采矿企业需保证钻井机械设备满足规模化需求，促使凿岩机性能质量提升，从而促进井下采矿效率与质量提升。其次，井下采矿将向着信息化方向发展。在新的发展背景下，信息技术将被广泛运用于井下采矿作业中，如就井下的激光侧位处理而言，若在这该项工作中合理引进计算机自动化控制技术，则可实现对车厢粘接物的自动化处理，使车辆可以保持持续装卸，提高矿产开采效率。另外，井下采矿将朝着智能化方向发展。随着信息技术的迅猛发展，矿井的自动化技术、定位技术也得到了整合发展，并且矿井采矿调度系统、数据通讯技术也得到了大力应用，使井下采矿效果得到了极大的增强。在未来，卫星导航、地下通讯等技术也将在井下采矿作业中得到有效应用，这些先进技术的应用将促使井下采矿的智能化水平提高，促使井下采矿作业可以朝着预期目标发展。