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采礦工藝技術(shù)改造探析:采礦工藝技術(shù)改造探究
【摘 要】當前工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于采礦工藝技術(shù)的要求也是越來越高，本文就是面對當前紛繁的經(jīng)濟局勢，站在實際情況的角度上，根據(jù)采礦中發(fā)生的情況，淺顯的對采礦工藝改造進行分析。
【關(guān)鍵詞】采礦；工藝技術(shù)；改造
1.對采礦業(yè)的分析
在當前經(jīng)濟形勢不斷發(fā)展的今天，采礦業(yè)的發(fā)展也愈發(fā)的重要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工藝向著科學(xué)化的方向發(fā)展也才成了當前的潮流趨勢。采礦主要是將地殼內(nèi)以及地表上進行礦產(chǎn)資源開發(fā)的一門技術(shù)和科學(xué)，它對于當前人們的生產(chǎn)、生活也有著極其重要的影響。
采礦主要包括了礦藏以及石油等的開采。采礦工業(yè)它是一種非常重要的原材料工業(yè)，冶煉工業(yè)的主要原料就是金屬礦石。采礦主要是進行采準和切割，并為回采時準備生產(chǎn)條件。將礦石崩落和破碎，裝入運輸容器。地下回采分為落礦和出礦作業(yè)；露天回采分為穿孔、爆破及采裝作業(yè)，將裝進運輸容器的各種礦石運到選礦廠或礦倉。在礦石運輸?shù)倪^程中，經(jīng)過礦倉和堆棧，將礦石混勻，同時保障生產(chǎn)礦石的質(zhì)量穩(wěn)定。并把巷道掘進、剝離產(chǎn)出的廢石等排棄至廢石場。由于礦床的地質(zhì)條件以及礦山技術(shù)條件不盡不同，采礦方法的種類也繁多，不同的方法采礦，其工藝流程、機械設(shè)備、采區(qū)巷道的布置和開采的順序也不相同。若采礦的方法選擇不當，將會長期影響礦山的生產(chǎn)技術(shù)指標及經(jīng)濟效益。各主要的生產(chǎn)過程都必須選用正確合適的機械設(shè)備，才能獲取較大的經(jīng)濟效益。
采礦所獨具的生產(chǎn)環(huán)境和過程和其他工業(yè)相比具有很大的差異性，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）采掘加工的原料主要是自然存在的礦體。礦址是不能自由選擇的，礦床的工業(yè)儲量也不能輸入，不可再生。
（2）采礦人員及設(shè)備常常要隨著采礦的進程同加工對象一起轉(zhuǎn)移，基本上沒有固定用來加工的車間。同時開拓、采準以及回采工作要互相協(xié)調(diào)，才能夠保障礦山的正常生產(chǎn)。相反就會造成采剝或采掘失調(diào)，迫使礦山減產(chǎn)，增加損失。
（3）對于開采工作來說，它總的趨勢是采掘條件越來越差，采出來的礦石品位逐漸降低，成本也有可能隨之增高。因為巖石的混入會使得礦石貧化，降低質(zhì)量，還有部分礦石難以采出，而被迫損失于地下。
（4）礦體的賦存條件、形狀復(fù)雜，品位也分布不均。工業(yè)儲量在整個開采的過程中可能存在較大的變化，使采礦的設(shè)計工作很難標準化，加上建礦周期長，基建投資相對較大，所以投資的風(fēng)險性也會隨之增大。
（5）采礦工作一般是在露天或者地下采場。勞動量相當大，工作條件比較差，安全性難以得到有效保障，同時對于綜合機械化及自動化很難實現(xiàn)，因此需要特別的重視對工人勞動條件和工作環(huán)境的改善。
（6）更為關(guān)鍵的一點在于：整個礦山所實現(xiàn)的經(jīng)濟效益并非取決于礦山管理水平的高低，其在很大程度上與采礦石市場價值高低及供求問題是密切相關(guān)的。
2.采礦運用的技術(shù)方法
幾千年來，我國就一直致力于礦產(chǎn)的開發(fā)，其方法大多是依靠人力，基本上沒有什么技術(shù)含量。現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦方法也得到不斷的更新。而采礦方法的選擇往往并不是從現(xiàn)有的方法中選取出一種相對較好的方法。有時還需要結(jié)合礦床地質(zhì)條件及要求，而創(chuàng)造性地應(yīng)用當前已有采礦方法工藝和結(jié)構(gòu)知識，提出更能符合大眾要求的新方法。采礦的方法大致有以下幾種：
（1）普通機械化的開采方式。我們常常看見的大多數(shù)礦床都是用普通機械化方法開采。機械化開采又常常分為露天及地下開采兩個大類。露天開采是將礦體上覆著的巖層剝離，然后自上而下進行開采作業(yè)。
（2）特殊采礦法。特殊采礦法分為地下物理化學(xué)和海洋采礦。物理化學(xué)采礦法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融體從地下舉升到地面進行提取。這類方法的好處主要是“投資省、見效快、工作條件好”，但它只適用于銅、鈾和一些金屬的礦物和鹽、堿及自然硫等。海洋采礦主要是對濱海大陸架及洋底蘊藏的大量有用礦藏的開采，而洋底的錳結(jié)核還尚處于試開采階段。
（3）空場法和填充法。這兩種方法主要是為了提高對礦床的地質(zhì)資料的性和完整性的要求，它的特點是在回采的過程中，采空區(qū)主要是靠暫留或者長期殘留的礦柱去進行支撐，整個過程采空區(qū)始終都是空著的。
3.采礦工藝技術(shù)改造
現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，人們對于采礦工藝的改造也愈發(fā)看重。當前，我國現(xiàn)有的采礦工藝其主要是依據(jù)各不相同的礦石條件選取采礦，而工藝對于堅硬的礦石，大多數(shù)都是用鑿巖爆破的方式來進行開采；而對于松軟的礦層，則可以采用機械切割或者挖掘的方式來進行開采；相對于松軟的砂礦床，更多是采用水力進行沖采；對于裂隙發(fā)育較好的礦體，則可以采用自然崩落的方法進行開采。“礦床開拓、掘溝工程、穿孔、爆破、采裝、運輸、排土”是露天礦山的主要開采工藝；相較于露天開采，地下礦山的開采就相對復(fù)雜一些，它主要包含了“礦床開拓、井巷掘進和支護、礦塊采準和切割、回采工作面鑿巖爆破、礦石運搬、采場支護和地壓管理、礦柱回采和空區(qū)處理等等”。
如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升和采礦工藝的不斷改進，而且在爆破的方法上也進行了一些探索。比如運用“增大炮孔臨近系數(shù)”與“藥壺爆破等爆破”法，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的環(huán)境下，取得了較好的效果，經(jīng)濟效益也隨之明顯提高。特別是刨煤機裝置能實現(xiàn)3m/s以上的切割速度且切割功率達到了2×400kW以上。這也就是是說，刨煤機的每刀切深提高到了250mm，這對于煤炭開采工作效率的提升而言是極為關(guān)鍵的。其次，改變開采過程中的不合理的部分，盡量較大程度的進行露天開采，從而提高經(jīng)濟效益。再次，進行排土方式的改進，采用更為經(jīng)濟有效的排土方式。再次，對供電系統(tǒng)進行改進，合理布局，減少電路損耗。，進行采掘設(shè)備的改進，讓整體設(shè)備向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變，對露天操作設(shè)備，井下電機車，和井下照明設(shè)備等等進行改進提升。同時還應(yīng)注意的是，井下安全作業(yè)的改進，提高安全作業(yè)率。
采礦工藝技術(shù)改造探析:采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用及相應(yīng)的技術(shù)改造的分析
【摘 要】 隨著科技的發(fā)展，我國的采礦工藝技術(shù)也不斷發(fā)展成熟，在采礦作業(yè)中得到越來越廣泛的運用，為采礦業(yè)的現(xiàn)代化做出了重要貢獻。采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用合理與否，直接關(guān)系到采礦企業(yè)的經(jīng)濟效益、工作人員的人身安全等。本文對采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用及相應(yīng)技術(shù)的改造進行了簡單分析，以促使采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中發(fā)揮更大的作用。
【關(guān)鍵詞】 采礦 工藝技術(shù) 應(yīng)用 改造
1引言
采礦業(yè)是當今社會生產(chǎn)生活中一項必不可少的原料工業(yè)，對整個社會發(fā)展有著十分重要的作用。在我國開展經(jīng)濟建設(shè)的時代潮流中，要使礦產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效益得到較大程度的提高，采用先進的、合理的采礦工藝技術(shù)是最為有效的手段。傳統(tǒng)的采礦工藝技術(shù)包括充填采礦、空場采礦、溶浸采礦和崩落采礦等等，這些技術(shù)在實際采礦過程中都有不一樣的應(yīng)用，也有其各自需要注意的問題。另外，隨著綠色自然、低碳環(huán)保的理念越來越得到廣大民眾的推崇，綠色采礦工藝技術(shù)也越來越受到人們關(guān)注，對相應(yīng)的采礦工藝技術(shù)向節(jié)能、環(huán)保方向進行改造，是礦產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。
2 幾種常見的采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用
2.1 充填采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用
在采礦作業(yè)中，進行回采工作面推進時，對采空區(qū)的維護需要用充填材料對其進行逐一充填，有時還需要與支架相結(jié)合，這就要用到采礦充填工藝技術(shù)。充填采空區(qū)是用已成型的充填體管理地壓，控制好地表下沉及圍巖崩落，防止礦石自然引起的火災(zāi)，從而為回采提供安全便利的環(huán)境。
2.2 空場采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用
空場采礦工藝技術(shù)，是指將礦塊分為礦房和礦柱兩部分，先采礦房后采礦柱逐一回采的采礦方法。[1]礦房的回采主要使用敞空形式，利用礦柱和圍巖來增加礦房強度。采完礦房后，要及時回采礦柱，并同時對采空區(qū)進行適當?shù)奶幚恚瑧?yīng)用相應(yīng)的工藝技術(shù)對礦房進行充填，以改善礦柱的回采環(huán)境。
2.3 崩落采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用
崩落采礦工藝技術(shù)一般應(yīng)用于圍巖允許塌陷并且較易崩落的地表礦體的開采。[2]采用該項技術(shù)進行回采工作的過程中，對圍巖崩落和采空區(qū)充填都需要明確的計劃，從而對圍巖崩落時的地壓達到有效管理。
2.4 溶浸采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用
所謂的溶浸采礦工藝技術(shù)，是一種將礦產(chǎn)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)結(jié)合起來運用的采礦技術(shù)，是一門較為現(xiàn)代化的技術(shù)。使用該項技術(shù)時，首先要將溶浸液注入礦層中，通過溶浸液與礦石發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)浸出礦石中有用的成分，再將這些變成液態(tài)的有用成分回收，從而達到開采礦石的目的。
2.5 巖體加固技術(shù)的應(yīng)用
在礦產(chǎn)開采過程中通常需要對巖體進行加固，常用的加固方法有錨桿支護和錨索兩種。錨桿的加固深度只到巖石表層2～3米，錨索加固可以達到巖石內(nèi)部20米以上，因此錨索通常用來穩(wěn)固大型地下溜井和硐室、采場頂板和上下盤圍巖等。另外，井巷中破碎嚴重的巖體甚至流砂的加固則可以采用注漿加固法。
3 采礦工藝技術(shù)應(yīng)用需注意的問題
不同的礦區(qū)具有不同的地質(zhì)條件和不同的礦產(chǎn)分布情況，這些都會給采礦作業(yè)的實際操作帶來很大的影響。因此，在選擇采礦工藝技術(shù)時，一定要結(jié)合該礦區(qū)的實際情況，科學(xué)、合理地進行礦產(chǎn)開采。否則，不但會影響到采礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，造成資源浪費，甚至威脅到采礦人員的生命財產(chǎn)安全。
空場采礦工藝技術(shù)并不是所有采礦作業(yè)中的采空區(qū)都可以直接應(yīng)用，如果圍巖或礦石存在松動可能，則必須在對其進行加固后才能應(yīng)用該項技術(shù)；崩落采礦工藝技術(shù)通常只適用于圍巖允許塌陷且容易崩落的地表礦體，并且需要與特定的回采方式及相應(yīng)的開采流程相配合，所以該項工藝技術(shù)要根據(jù)實際情況有針對性地進行選擇；在采礦作業(yè)中應(yīng)用充填采礦工藝技術(shù)時，則要結(jié)合礦塊的結(jié)構(gòu)和回采工作面推進方向來確定填充方法，比如選用向上層、單層、向下層，以及水力、干式、膠結(jié)等方式進行充填；應(yīng)用溶浸采礦工藝技術(shù)時，則需要對浸出地點和浸出方式加以關(guān)注，有針對性地選擇原地浸出、原地破碎浸出和地表浸出等方式；巖體加固技術(shù)對采礦作業(yè)有著不容忽視的重大作用，這項技術(shù)是保障礦產(chǎn)安全開采的重要手段，應(yīng)得到高度重視。
在具體采礦作業(yè)中，安全是所有工作的前提，一切采礦工藝技術(shù)都要在此基礎(chǔ)上才能進行生產(chǎn)。另外，綠色生態(tài)和低碳環(huán)保的理念也必須根植于內(nèi)，在盡量減少采礦作業(yè)對環(huán)境造成的不良影響的前提下，合理選擇采礦工藝技術(shù)，不斷提高礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。[3]
4 采礦工藝技術(shù)的改造
除了上述幾項采礦工藝技術(shù)外，我國的采礦工藝還分為露天礦體采礦工藝和地下礦體采礦工藝，露天礦山采礦工藝包括穿孔、采裝、爆破、排土、運輸?shù)鹊龋叵碌V山采礦工藝包括井巷掘進、礦床開拓、采場支護、空區(qū)處理和地壓管理等等。另外，隨著科技進步和時展，綠色開采技術(shù)也成為采礦業(yè)的重要發(fā)展部分，目前應(yīng)用較多的綠色開采技術(shù)包括保水開采技術(shù)、潔凈煤技術(shù)、地下氣化技術(shù)等等，但在這方面仍存在許多問題值得我們探討和改造。
對相應(yīng)的采礦工藝技術(shù)進行適當?shù)母脑炜梢杂行У毓?jié)約資源，提高采礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，近年來，我國對采礦工藝技術(shù)進行了以下幾點改造，使采礦技術(shù)得到了較快的發(fā)展。及時，提出了藥壺爆破和提高炮孔臨近系數(shù)等幾項全新爆破技術(shù)，使一些地質(zhì)條件復(fù)雜的礦山爆破作業(yè)取得良好的效果，顯著提升了經(jīng)濟效益。第二，對排土方式進行改進。取消了傳統(tǒng)場地排土的方法，改用邊緣排土與分層碼堆相結(jié)合的形式，取得了很大的成功。第三，修改了部分初步設(shè)計的內(nèi)容及不合理的開采現(xiàn)狀，避免了露天礦山后續(xù)作業(yè)出現(xiàn)剝采失衡問題。第四，優(yōu)化電力系統(tǒng)。科學(xué)合理地布置電力線路，使電路損耗降到低，極大地提升了電鏟效率。第五，對部分小型煤礦采用偽傾斜柔性掩護支架法采礦。這項技術(shù)簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，增長了工作面和傾斜煤層走向，使巷道布局更為科學(xué)合理。第六，采用掩護支架分離采空區(qū)和工作空間，實現(xiàn)工作面煤炭自溜，很大程度上減輕了采礦工作人員的勞動強度，增強了采礦作業(yè)的安全性。第七，將刨煤機開采技術(shù)應(yīng)用到部分煤層較薄的煤礦中，顯著提高了煤炭的生產(chǎn)效率。另外，刨煤機智能驅(qū)動系統(tǒng)在工作面輸送機中的成功應(yīng)用，也是實現(xiàn)工作面采煤全自動化的有利條件。[4]
5 結(jié)語
總而言之，礦產(chǎn)行業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展，許多采礦工藝技術(shù)都已相對成熟，這些技術(shù)的合理應(yīng)用給采礦企業(yè)帶來了極大的經(jīng)濟效益。但與此同時，社會生產(chǎn)生活對礦產(chǎn)的需求不斷增長，礦產(chǎn)資源日益減少，這促使我們不得不以長遠的眼光來看待礦產(chǎn)開采，以可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略來指導(dǎo)采礦工藝技術(shù)的改造，從而以對自然生態(tài)最小的影響，實現(xiàn)采礦企業(yè)較大的效益。
采礦工藝技術(shù)改造探析:淺議采礦工藝技術(shù)改造
【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)也有了新的突破，人類對礦產(chǎn)資源的需求也不斷增加，對于采礦工藝技術(shù)的要求也是越來越高，在這種強大的壓力和我國的國情之下，我國的采礦工程事業(yè)必須要跟緊世界形勢，不斷對開采方法進行創(chuàng)新，開發(fā)利用好有限的資源。
【關(guān)鍵詞】采礦；技術(shù)；改造；方法
目前，各國經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求越來越大。隨著人口的不斷增長再多的資源也有用完的時候。因此，為了人類生存和可持續(xù)發(fā)展必須合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源。同時在礦產(chǎn)資源的開采過程中，開采方法的革新越來越受到人們的關(guān)注希望。通過新的技術(shù)和方法，實現(xiàn)一個既能保障可持續(xù)發(fā)展又能滿足人們需求的礦產(chǎn)開采。
1.對采礦業(yè)的分析
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的應(yīng)用也越來越廣，采礦業(yè)的發(fā)展也變得的重要起來。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，各行各業(yè)都在運用科學(xué)技術(shù)，采礦業(yè)也應(yīng)隨著時代的發(fā)展實現(xiàn)科學(xué)化，實現(xiàn)采礦業(yè)新的突破。目前，各大企業(yè)以及人們的生產(chǎn)、生活都離不開礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源對于社會有著極其重要的影響。作為一門技術(shù)采礦就是將地殼內(nèi)以及地表上進行礦產(chǎn)資源的開發(fā)。如石油以及礦藏的開采都可以統(tǒng)稱為采礦。
采礦工業(yè)它是一種非常重要的原材料工業(yè)，冶煉工業(yè)的主要原料就是金屬礦石。采礦主要是進行采準和切割，并為回采時準備生產(chǎn)條件。
將礦石崩落和破碎，裝入運輸容器。地下回采分為落礦和出礦作業(yè)；露天回采分為穿孔、爆破及采裝作業(yè)，將裝進運輸容器的各種礦石運到選礦廠或礦倉。在礦石運輸?shù)倪^程中，經(jīng)過礦倉和堆棧，將礦石混勻，同時保障生產(chǎn)礦石的質(zhì)量穩(wěn)定。并把巷道掘進、剝離產(chǎn)出的廢石等排棄至廢石場。另外采礦方法的種類也繁多，可以根據(jù)礦床的地質(zhì)條件選用適合的采礦方法，如若選擇不當?shù)牟傻V方法，將會長期影響礦山的生產(chǎn)技術(shù)指標及經(jīng)濟效益。各主要的生產(chǎn)過程都必須選用正確合適的機械設(shè)備，才能獲取較大的經(jīng)濟效益。另外工藝流程、機械設(shè)備、采區(qū)巷道的布置和開采的順序也必須適合礦床的地質(zhì)條件。采礦所獨具的生產(chǎn)環(huán)境和過程和其他工業(yè)相比具有很大的差異性，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①采礦的原料是不可再生的。②沒有固定的加工車間，采礦人員及設(shè)備要隨著采礦進程同加工對象一起轉(zhuǎn)移。③采掘條件決定了成本的高低。④采礦工作一般是在露天或者地下采場。工作條件比較差，安全系數(shù)比較低，因此需要特別的重視對工人勞動條件和工作環(huán)境的改善。⑤采礦石市場價值高低及供求問題與礦山的經(jīng)濟效益是密切相關(guān)的，經(jīng)濟效益不取決于礦山管理水平的高低。
2.采礦工藝改造的必要性
首先，我國礦產(chǎn)資源的特點。礦產(chǎn)資源總量多但人均少。我國礦產(chǎn)資源總量居世界第3位較大，僅次于美國和俄羅斯。但由于我國人口基數(shù)大人均占有量僅居世界第53位。另一方面，礦產(chǎn)儲量分布不均，貧礦偏多。我國已探明156種礦產(chǎn)但比較豐富的主要要煤、稀土、鎢、鉬等但鉻鐵礦、鉀鹽、金剛石、鉑族金屬等儲量明顯不足。另外，與世界資源大國相比，我國中型礦和小型礦偏多，大型礦床偏少。其次，礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)手段落后。幾千年來，我國就一直致力于礦產(chǎn)的開發(fā)，其方法大多是依靠人力，基本上沒有什么技術(shù)含量。現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦方法也得到不斷的更新。，采礦工程中的安全問題。對于采礦工程，我們都知道，采礦工程不僅是一項技術(shù)性的復(fù)雜工程，而且也是一項具有極大安全隱患的工程。采礦工程都需要搭建煤礦井，而且煤礦井采礦都需要進行地下作業(yè)，這就決定了采礦工程要受到自然條件的影響，而且自然因素對采礦作業(yè)還具有很大的約束力，因為對于不同礦產(chǎn)資源的地質(zhì)構(gòu)造，需要采取不同的礦產(chǎn)開采方法及技術(shù)，盡管如此，仍然會產(chǎn)生很多的自然災(zāi)害，例如礦井坍塌，瓦斯爆炸，礦井內(nèi)部的火災(zāi)，斷點，透水等等。這些采礦工程問題都會對作業(yè)人員的安全帶來巨大的安全隱患，如果人們對它稍有不注意，就會造成巨大的損失與不幸。同時，礦產(chǎn)開采還具有復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，礦井內(nèi)部還比較黑暗，通道狹窄，聚集了大量的工作人員，由于地質(zhì)條件的變動，作業(yè)地點也要隨時進行變動，這些問題對于采礦工程來說都是極易發(fā)生的，而且還都會給采礦工程帶來新的問題和安全事故，如果這些問題不給以及時的處理，甚至?xí)l(fā)更大的事故，為采礦工作和作業(yè)人員帶來了安全問題。實踐證明，正確地選擇采礦方法對于采礦工程的開展是十分重要的。采礦方法的選擇正確與否，將直接影響到礦山的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益。合理的采礦方法既能保障安全生產(chǎn)，有較高的采礦強度及優(yōu)越的經(jīng)濟效果，又能充分利用資源等。
3.采礦工藝技術(shù)改造
隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展，采礦技術(shù)上也有了新的突破。當前，我國現(xiàn)有的采礦工藝其主要是依據(jù)各不相同的礦石條件選取采礦，而工藝對于堅硬的礦石，大多數(shù)都是用鑿巖爆破的方式來進行開采；而對于松軟的礦層，則可以采用機械切割或者挖掘的方式來進行開采等等，如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升和采礦工藝的不斷改進，而且在爆破的方法上也進行了一些探索。比如運用“增大炮孔臨近系數(shù)”與“藥壺爆破等爆破”法，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的環(huán)境下，取得了較好的效果，經(jīng)濟效益也隨之明顯提高。其次，改變開采過程中的不合理的部分，盡量較大程度的進行露天開采，從而提高經(jīng)濟效益。再次，進行排土方式的改進，采用更為經(jīng)濟有效的排土方式。另外，對供電系統(tǒng)進行改進，合理布局，減少電路損耗。，進行采掘設(shè)備的改進，讓整體設(shè)備向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變，對露天操作設(shè)備，井下電機車，和井下照明設(shè)備等等進行改進提升。同時還應(yīng)注意的是，井下安全作業(yè)的改進，提高安全作業(yè)率。雖然采礦工程技術(shù)也在逐年的更新，但是無法追上時代的腳步，小小的更新不過是杯水車薪，距離世界的先進水平還有很大的距離，導(dǎo)致我國礦產(chǎn)資源的嚴重損失，我們可以先要停止一些采礦企業(yè)，讓其進行技術(shù)轉(zhuǎn)型，往環(huán)保方向和可持續(xù)發(fā)展路線的方向去進行改造。目前我國科技發(fā)展的狀態(tài)，已經(jīng)可以利用一些技術(shù)來替代礦產(chǎn)資源的損耗，例如我國可以利用太陽能來取代多種礦資源，從來而減少礦業(yè)的開采。然后再根據(jù)國家礦業(yè)的實際需求量來給每個采礦企業(yè)實施限量的開采定額，讓其在規(guī)定的范圍內(nèi)進行規(guī)定量的礦業(yè)開采。又如，很多國家利用風(fēng)能和水能進行發(fā)電，從而減少了煤礦業(yè)的開采，并為后代爭取了一定的時間，使他們能夠有更多的時間來解決這個全球性的問題。當然這個問題不是靠某一個國家就能夠解決的，只有全球人們聯(lián)合起來才能夠有效的進行緩解，如果某些國家仍對不可再生資源進行開采的話，那么留給后代解決問題的時間就越來越少，不可再生資源也會越來越緊缺。
總之，為了滿足人們對礦產(chǎn)資源更多的需求，為了礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展，必須采用正確的采礦工作模式，完善采礦管理中存在的缺陷，創(chuàng)新采礦模式，建立起良好的管理體系，找出可持續(xù)發(fā)展的平衡點，使得不可再生資源得到合理的利用。
采礦工藝技術(shù)改造探析:試探采礦工藝技術(shù)改造
摘要：許多銅礦開采的實例表明，對于不穩(wěn)定礦帶的開采，選擇怎樣的采礦方法是至關(guān)重要的。文章結(jié)合豐山銅礦具體實例，解釋了分段碎石膠結(jié)充填法在不穩(wěn)固礦帶的應(yīng)用原因、方法和效果。
關(guān)鍵詞：采礦工藝；崩落法；填充法；技術(shù)改造；經(jīng)濟效益
一、地質(zhì)狀況概述
豐山銅礦的南緣礦帶存在于花崗長斑巖和嘉陵江灰?guī)r的接觸帶中，礦體東西走向長度約1000m；延深大約350m；傾角約50°-80°，平均56°；礦體的厚度變化1m-75m間，平均厚度約27m；礦體沿傾斜方向的分枝復(fù)臺理象比較普遍，產(chǎn)狀變化大，礦體中有夾石，礦石以含有銅矽卡巖為主；含銅大理巖與含銅花崗長斑巖礦石大約占總礦石量的15%。礦石穩(wěn)固性差，f=4-6。上盤圍巖是大理巖，f=6-8；節(jié)理裂隙非常發(fā)育，節(jié)理面填為綠泥石化、滑石化等金屬礦物，形成較光滑節(jié)理面，極易沿節(jié)理面大塊冒落，屬于不穩(wěn)固。下盤圍巖是花崗長斑巖，受到較為嚴重的風(fēng)化合構(gòu)造破壞。F=4-6，掘進巷道的過程中，常以小塊形式自然冒落，穩(wěn)固性很差。
二、無底柱分段崩落采礦法
及時，礦塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)和采切巷道的布置。此采礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)及采切巷道布置為中段高度50m，分段高度10m，進路間距10m，回采進路規(guī)格3.1m×3.1m（寬×高）。分段運輸?shù)啦贾迷诘V體下盤圍巖中，距離礦體界線7m-8m，通過主斜坡道和分段分枝斜坡道與下盤分段運輸?shù)缆?lián)通。回采巷道垂直于礦體走向布置，溜井間距50m-70m，于礦體上盤沿礦體走向掘進切割平巷，在切割平巷的適當位置打切割井，使用切割平巷和切割井聯(lián)合拉槽。
第二，存在的問題。因為南緣礦帶礦石和圍巖的穩(wěn)固性差等引起諸多問題，如：經(jīng)常發(fā)生巷道片幫冒頂、分段坑道存在多處垮塌；采礦過程中深孔變形破壞，炮孔利用率只有約60%，導(dǎo)致爆破效果較差，出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象；放礦無規(guī)律可循，且出礦口垮落過高，在停止出礦后，崩落廢石在巷道的堆積距離仍然很長，極易埋住后排的炮孔，使得不能裝藥爆破；礦體形態(tài)較復(fù)雜、產(chǎn)狀變化多、夾石穿插頻繁，難剔除，且礦石流動性較差，廢石流動性較好，在出礦過程里容易超前貧化，較難控制出礦品位。
三、分段碎石膠結(jié)充填法
把一個中段50m的高度平均分成5個分段，在分段內(nèi)布置垂直于礦體走向的采場。在分段采場內(nèi)，按照采礦步距4m-6m或更長組織采、出、充循環(huán)作業(yè)，沿礦體走向不留礦柱連續(xù)回采。分段采場斷而呈類似橢圓狀的多邊形，周圍應(yīng)力集中較小，頂板上基本無受拉破壞區(qū)域，有利于保持采場的穩(wěn)定。使用自然級配的碎石膠結(jié)充填技術(shù)，充填碎石料經(jīng)過水泥漿自淋混合在采場無需脫水。用臺車鑿巖，鏟運機出礦和充填，實現(xiàn)了采礦、出礦及充填作業(yè)全盤無軌機械化運作。
及時，采切巷道布置。使用下盤脈外斜坡道采準，分段沿脈平巷、溜礦井、充填井及通風(fēng)泄水井等布置于在各分段水平的下盤脈外。各個分段同分枝斜坡道連接，分枝斜坡道同主斜坡道相連通，主斜坡道直接連通地表。斜坡道斷面4.2m×3.2m（寬×高），分段沿脈道3.8m×3.2m（寬×高），天溜井聯(lián)絡(luò)道及進路3.4m×3.0m（寬×高），充填井直徑2m。每條進路當頭和進路夾石后面布置規(guī)格2m×2m的切割井。巷道掘進通常使用光面爆破技術(shù)。支護形式有噴錨支護、超前錨桿支護、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護、整體混凝土澆灌支護及E型塊襯砌支護等。采切工程使用噴錨網(wǎng)支護，噴厚度100mm混凝土，錨桿每排5根-6根，每根長為1.5m-1.8m，排距為1.0m-1.5m，金屬網(wǎng)固定于錨桿位置
第二，回采工藝。回采工藝使用CTC700型風(fēng)動采礦臺車，配YGZ-90型鑿巖機鉆鑿直徑65mm的向扇形中深孔，每排8-9孔，排距為1.5m，最深炮孔為7m，鑿巖效率40m-50m／（臺?班）。采用2#巖石炸藥，F(xiàn)ZY-l00型風(fēng)動裝藥器裝藥，孔底起爆器及非電導(dǎo)爆管分段起爆。每次爆破3-4排，崩礦步距約為4m-6m，炸藥單耗綜合平均0.72kg／t。使用WJD-1.5電動鏟運機出礦。當采礦步距小于6m時，在回采進路內(nèi)出礦，而大于6m時在回采進路和出礦橫巷相結(jié)合出礦或者使用遙控鏟運機出礦。為了保障出礦安全，鏟運機司機只允許在巷道中作業(yè)，不能進入采空區(qū)。
第三，充填工藝。南緣礦帶的設(shè)計生產(chǎn)力1500t／d，欲達到要求，需建立工業(yè)碎石膠結(jié)充填系統(tǒng)。在地面將水泥攪拌制成濃度約為56%的水泥漿，經(jīng)過管道自流進入井下，將露天排土場的廢石破碎成40mm以下的自然級配碎石或者使用掘進巷道廢石當作充填材料。通過3m的主充填井，下放到中段水平，經(jīng)傳送帶輸送至各個分充填井，而后到各個分段水平。在井下充填水平，將水泥直接淋在碎石堆上進行自淋混合之后，由鏟運機把充填材料運送到采場進行充填。鏟運機的裝卸過程可以讓充填材料再次混合，從而形成均質(zhì)充填體。
四、技術(shù)改造效果
碎石水泥漿膠結(jié)充填工藝技術(shù)有效解決了在無底柱分段崩落法開采過程中存在的許多問題。生產(chǎn)實踐證明礦區(qū)分段碎石膠結(jié)充填采礦法工藝、技術(shù)先進，能夠解決生產(chǎn)過程中的問題，尤其體現(xiàn)在三個方面：一是解除山體滑坡的威脅及地表水對井下造成的威脅；二是解決巷道坍塌炮孔變形問題，保障了生產(chǎn)安全；三是大大降低采礦貧化率和損失率，使得出礦品位提高，帶來可觀的經(jīng)濟效益，同時資源被充分回收，顯著增加社會效益。
五、結(jié)束語
分段碎石膠結(jié)充填法在不穩(wěn)定礦帶中成功的應(yīng)用并收獲良好效果，但在諸多方面仍需改善和提高。總之，在實踐中不斷探索和改造，必定會在采礦工藝上取得進步，充分利用資源，降低成本消耗，保障生產(chǎn)安全，更加高效高產(chǎn)的完成采礦任務(wù)，從而提高經(jīng)濟效益。
（作者單位：龍煤集團鶴崗分公司益新煤礦）
采礦工藝技術(shù)改造探析:試談銅礦采礦工藝技術(shù)改造
論文關(guān)鍵詞：傾斜中厚礦體；高硫礦體；采礦方法選擇；爆力運搬；嗣后充填
論文摘要：銅礦的開采實踐表明，對于傾斜、緩傾斜中厚高硫礦床采礦方法的選擇是至關(guān)重要的；根據(jù)其復(fù)雜多變的地質(zhì)條件及國內(nèi)外開采狀況，提出選用爆力運搬分段空場嗣后一次充填采礦法較為適宜，該法可以達到降低損失貧化率，減少采準工程量，提高采場生產(chǎn)能力的預(yù)期目的。
1前言
該銅礦于1959年建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)礦石30萬t。由于該礦地質(zhì)條件復(fù)雜，礦石含硫高，礦體開采技術(shù)條件復(fù)雜，曾先后經(jīng)歷了坑采、露采、坑采的艱難歷程；坑采工藝也先后使用過崩落法、充填法等。隨著礦山的老齡化，礦產(chǎn)資源減少，開采中段逐年下降，深部礦體變緩變薄，原采礦工藝已不再適用這部分礦體的開采，為此必須尋求新的采礦方法。
2礦區(qū)地質(zhì)及開采技術(shù)條件
礦區(qū)礦體均為北東走向，傾向南東，由于成礦受火成巖等構(gòu)造控制，將全礦區(qū)礦床分成三個礦段，即主礦段、前山礦段、前山南礦段。整個礦區(qū)礦體形狀復(fù)雜，其大小礦體多達117個。主要礦體有4＃、5＃、15＃、30＃、29＃、79＃、84＃等。礦體沿走向長度為50～200m，水平厚度2～80m，傾角30°～60°。礦體除頂盤圍巖小部分是穩(wěn)固性差的燧石、黃鐵礦帶以外，其它礦體頂板均為大理巖，穩(wěn)固性好，f=8；底盤圍巖均為閃長巖，f=3～5，因節(jié)理裂隙發(fā)育，遇水風(fēng)化潮解，穩(wěn)固性差。礦體按礦石組分可分為銅硫型、銅鐵型和單硫型3種。銅硫型礦石占銅礦儲量的66.94%，平均含硫品位24.5%，較高達38%～44%。從礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造上看，分為含銅矽卡巖和含銅磁鐵礦，結(jié)晶細粒呈致密塊狀產(chǎn)出，而黃鐵礦除少量為致密塊狀外，大部分為結(jié)晶顆粒疏松狀產(chǎn)出，礦石容易破碎呈粉狀，易氧化。礦石含銅品位平均為1.62%，礦石體重3.75t/m3。目前礦山生產(chǎn)中段主要為-257 m中段，該中段分布有4＃、15＃、29＃、30＃礦體，其中15＃、29＃礦體在本中段尖滅；4＃和30＃礦體走向近東西，傾向南，傾角20°～55°，礦體厚度為10～25m，平均15m。在礦體傾斜方向，其厚度、傾角及形狀均不穩(wěn)定，往下具有變緩變薄的趨勢，據(jù)地質(zhì)資料統(tǒng)計，-257m中段c+d級儲量共160萬t，緩傾斜、傾斜礦體儲量為64萬t，占40%。-257m中段以下約412.2萬t儲量中，緩傾斜、傾斜礦體儲量比重將顯著增加。
3礦山開采狀況及存在的問題
礦山投產(chǎn)初期，對前山4＃、5＃礦體采用無底柱分段崩落法開采，由于礦石含硫高，工作面溫度一般為35℃，較高達50～60℃，炮孔溫度一般為40～50℃，較高達120℃。由于礦石自燃、藥包自爆、曾使+21.5m和+15.5m分段兩度被迫停產(chǎn)。為降低損失貧化，改善作業(yè)環(huán)境，后改用有底柱小中段崩落法開采。但有底柱分段崩落法仍然沒有解決礦體回采過程中礦石自燃、藥包自爆、so2毒氣危害、殘礦無法回采等問題，1965年礦山不得不改用露天開采。
隨著露天開采境界的最終形成，銅礦于1981年又轉(zhuǎn)入地下開采。采礦工藝改用小中段空場嗣后一次充填法回采。先采礦柱，采后用混凝土充填；后采礦房，采后用尾砂充填。實踐證明，采用充填法開采急傾斜礦體比用崩落法開采損失貧化率降低50%，作業(yè)環(huán)境明顯改善，作業(yè)面溫度由35℃降至20～26℃，中深孔溫度由40～50℃降至30～40℃，so2濃度也相應(yīng)降低。因此，該銅礦從1981年開始一直沿用該法。但隨著開采中段從-40m下降至-257m，緩傾斜、傾斜礦體比重逐步增加，單一采用分段空場嗣后一次充填法存在如下問題：
隨著礦體傾角變緩，厚度變薄，采切工程量隨之增加，千噸采切比高達25m/kt；
支護工程量增加。由于礦體底板為花崗閃長斑巖，揭露后易風(fēng)化，遇水膨脹成泥，為保障采切工程的穩(wěn)定性，不得不加大支護工作量，導(dǎo)致掘進成本高達650.3元/m。
損失貧化增大。統(tǒng)計資料表明，礦石貧化率為18.5%，礦石損失率為17.04%。
4采礦方法的選擇與實施
綜觀礦山開采史，傾斜、緩傾斜中厚礦體的開采主要采用分段空場法和房柱法，其次為充填法和崩落法，通常采用無軌化開采，實現(xiàn)高度機械化。結(jié)合銅礦的實際，在目前經(jīng)濟效益滑坡和資源減少的情況下，對此類礦體采礦方法的選擇必須滿足“三高三低二易一不變”的要求。“三高”即生產(chǎn)能力高、采礦工效高、安全程度高；“三低”即采切比低、損失貧化低、采礦成本低；“二易”即采礦工藝易于掌握、施工簡易；“一不變”即充分利用礦山現(xiàn)有的中深孔鑿巖設(shè)備及電耙、振動出礦機等出礦設(shè)備。通過對國內(nèi)傾斜、緩傾斜中厚礦體礦山的實地考察，提出對傾斜、緩傾斜中厚礦體的開采，宜采用爆力運搬分段空場嗣后一次充填法，設(shè)計采場生產(chǎn)能力為150～200t/d，千噸采切比5～10m/kt，礦石損失率5%～8%，礦石貧化率5%～10%。該方法擬在30＃礦體中進行工業(yè)試驗。
4.1礦塊布置和構(gòu)成要素
在試驗過程中，沿礦體走向劃分礦房礦柱，先采礦房兩側(cè)礦柱，后采礦房。采用中深孔鑿巖，分段爆破，爆力運礦，空場下電耙(振動放礦機)出礦。礦柱回采后用尾砂膠結(jié)充填，礦房回采后用尾砂充填。
其階段高度為43m，中段高度分別為18m和25m；礦塊長為中段斜長，為28m和38m，礦塊寬為18～36m，其中礦房12～24m，礦柱6～12m。階段不留頂、底柱，分段中留人工或礦石間柱。
4.2采切工程布置
采用電耙底部結(jié)構(gòu)或振動放礦底部結(jié)構(gòu)，前者構(gòu)成接礦塹溝加電耙道，用電耙耙運礦石；后者構(gòu)成接礦塹溝加振動放礦機硐室，振動放礦機出礦。切割槽的形成為首先在塹溝平巷礦房(柱)中央垂直礦體傾斜方向向上掘切割天井，然后以切割天井為自由面，采用中深孔鑿巖，打平行或扇形深孔，向礦房(柱)兩側(cè)拉切割槽，拉槽與辟漏(塹溝)一并完成。
4.3回采
采用ygz-90型鉆機，配fjy27b型鑿巖臺架，在鑿巖上山內(nèi)鉆鑿中深孔，所有炮孔一次打完，分次裝藥爆破，每次爆破的礦石量以塹溝恰能容納為準。爆后礦石經(jīng)電耙(振動放礦機)放出。礦塊回采時，先采礦房兩側(cè)礦柱，采后尾膠充填，再采礦房，采后尾砂充填。
結(jié)語
傾斜、緩傾斜中厚礦體因其采場礦石運搬和控頂比較困難，通常視為難采礦體，尋找安全、經(jīng)濟合理的采礦方法是有待進一步研究的課題，而對于銅礦此類高硫礦體的采礦方法更值得深入研究。本文提出的爆力運礦分段空場嗣后一次充填法可否適應(yīng)，還有待于在回采工業(yè)試驗中得以證明。