代化采礦工藝技術在采礦工程的應用

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在開采工作環節中運用現代化和智能化開采加工工藝，可以在遵照生態環境保護、低碳環?？沙掷m發展觀等發展戰略的前提下，提高開采工作效能，還可以強化對資源全方位管理，提升在我國社會經濟的總體水平及其增長速度。對于此事，大家要高度重視掌握智能化開采生產工藝，并把它合理應用到采礦工程當中。

1現代化采礦工藝技術

礦產資源的勘探開采和利用，是從一定深度的地下空間將具備價值的原礦石資源提取并分離出來。以往粗放管理模式下，整個礦石提取和分離過程完全依賴人工，不僅存在著嚴重的資源消耗問題，也使得資源的開采和利用過程與其高成本獲取相矛盾，對此，需要采用高效率的現代化采礦工藝?，F代化采礦工藝是傳統采礦工藝技術的升級和迭代，其提升了采礦效率、采礦安全性，也更符合當代社會綠色環保的可持續發展理念，其可以基于礦區的可持續發展規劃，因地制宜，根據地質結構特征實現對工藝流程的優化和數據改良，以補償修復環境污染造成的問題。

2現代化采礦工藝技術應用的注意事項

由于礦產資源具有不可再生性，因而一定要重視礦產開采的品質與高效率?，F代化采礦技術做為采礦工程專業不可或缺的一部分，可以解決傳統式采掘存有的各種各樣缺點，盡管我國礦產資源總十分豐富，遍布范疇比較廣泛，眾多礦物資源外露于地面，但依舊有大量礦物資源掩埋于地下。在采掘地下礦物資源的過程當中，必須架設煤礦和建設煤巷等，而使用老模式的開采工序，非常容易花費大量人力、物力資源，嚴重危害施工安全，不利于提高采礦高效率。除此之外，現代化工藝技術運用，也符合我國所提出的可持續發展觀核心理念、創新發展理念，可以更好的維護在我國網絡資源，推動礦物資源高效率運用設計和開發

3現代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用

3.1巖體加固工藝技術現代化巖體加固工藝技術，是指在礦產資源的開采地質條件和當地氣候環境較為惡劣的條件影響下，采礦作業過程很容易受到機械裝置等因素影響，存在周邊巖體不穩定造成安全事故發生的可能，因此，要想保證采礦工程工作得到順利開展，就需要借助相關工具對礦山巖體進行加固，使巖體確保受力安全。在作業過程中，可以借助巖體加固技術確保開采安全，并結合填充采礦技術及空場采礦技術等措施加固周邊掩體。另一方面，還應在掩體周圍注漿或打混凝土支柱，加固礦場中的流沙及其他易破碎巖體，保障開采過程的安全性和穩定性。

3.2崩落采礦工藝技術崩落采礦工藝技術，主要是對礦區洞中的危險圍巖進行加固處理，以此降低礦洞區域范圍內頂層結構崩塌的可能性，從而為礦產資源開采提供安全作業環境。崩落采礦工藝主要包括無底柱的分段崩落和有底柱的分段崩落兩種類型，其中無底柱的分段崩落是在開鑿巖石的過程中，在分段回采巷道范圍內向上一定區域打上扇形的炮孔，從而借助炮孔的垂直分布、前傾布置及后傾布置等多種方式，使頂層結構具備較強的穩定性，從而在礦產開采過程中保持安全的作業環境。底柱的分段崩落采取了逐個回采技術，在礦區專用底部結構下方一定范圍內設置分段下部，采取由上到下依次回采的方式，保障礦區范圍內的作業安全。一般而言，不同階段的上底和下底柱分別為6m和12m，在礦產資源開采過程中主要根據礦洞區域的穩定性適當調節實際柱高度，圖1即為分段崩落采礦工藝示意圖。

3.3空場采礦工藝技術空場采礦工藝技術，主要是針對巖石結構處于中等以上的穩固形態或者外在形態較為穩定的礦體結構采用的方法。一般而言，該技術的應用過程主要包括了礦產資源的分布走向選擇，將礦體結構劃分為礦房和礦柱進行分別回采兩個步驟。在礦房的回踩結構工作期間，采空區域的頂板主要依賴于礦區頂板結構自身的穩定性以及礦巖柱的穩定性，在完成了礦產資源回采后，保障采礦區及時做好相關處理工作?？請霾傻V法成本較低，但是很容易在采礦區域留下大量的礦柱，增加后續回采難度。為提高采礦工藝安全性與穩定性，通常還要做好以下幾方面內容：第一，應加強礦區范圍內的頂板控制管理，監測頂板控制結構的變形沉降情況及圍巖參數，在礦產資源開采過程中測定空間變形情況，及時發現可能存在的冒眼征兆和趨勢，以便制定安全防范措施。第二，針對礦產結構參數及礦區的回采順序，按照礦山的地質結構條件和巖石力學參數等確定應開采順序。第三，按照礦柱和嚴重破碎帶分布情況和走向位置等，合理確定最終開采范圍，盡可能地減小低壓活動造成的不良影響；在整個空場采礦過程中，工作人員應做好采礦頂柱的穩定性分析，保障采礦區域范圍內的頂柱安全厚度符合既定要求，避免出現安全事故。

3.4填充采礦工藝技術我國利用填充采礦工藝技術較久，早在20世紀50年代初就開始利用填充采礦工藝獲取礦產資源，在長期實踐過程中積累了較為豐富的經驗。該工藝技術的應用，凸顯出明顯的開采優勢，并且達到了節能減排的目的，能夠快速處理資源開采所產生的大量固體廢料，且能夠在開采過程中減少對周邊礦區環境的污染問題，消除地表的沉降，保證周圍空間范圍內不受到破壞，從而維持較好的生態環境。此外，填充采礦技術具備低貧礦的開采功能，以及遠景資源的勘探和保護功能，能夠有效加強對礦產資源的控制管理。目前，較為常見的填充采礦技術主要包括干式填充方法、水力填充方法等，在開采量較小的項目中，可以使用干式填充法，其可以讓礦產資源量損失較少，且能對周邊產資源的圍巖結構進行維護，減少低壓增加導致的安全事故的可能性。但是干式填充法需要調整的工藝參數較為復雜，開采成本往往較高。水力填充方法對礦區開采結構的參數性能要求有所不同，當礦區厚度在10m~15m以內時，應沿著礦產資源的分布和走向布置長度大約30m~60m左右的資源開采帶，當礦產資源的厚度在10m~15m以上時，所布置的開采帶應沿著垂直方向行進，長度應控制在50m內，該工藝方法在應用過程中對礦產資源的損害較小，但成本較高，整個系統運行較為復雜，且后續回采難度進一步增加，圖2即為填充采礦工藝技術流程圖，包含采礦、出礦、加工、沖洗、充填等主要工藝。在采礦工藝方面，可采用向上水平分層充填采礦法或分段空場嗣后充填采礦法，分別經歷了“拉底巷”、“淺孔爆破”或“拉底巷”、“切割巷”、“中深孔”、“切割井、出礦斜井”等工序完成采礦過程，然后進行出礦，在礦石加工技術段中，需實施出礦礦石進行擋墻制作、充填管路鋪設、造漿等環節，并對充填管路進行檢查，保證管路的密封性，繼而開展管路沖洗、放漿充填等工序完成充填。

3.5溶浸采礦工藝技術溶浸采礦技術，也被稱為化學采礦技術，是新型綠色采礦工藝之一。其應用于采礦過程中，借助化學溶劑或其他微生物降解礦產資源礦石所含有的多數有價金屬，從而科學、合理地回收有價金屬，并將其制作為金屬產品。常見的溶浸采礦方法主要包括廢石地表堆浸法、井下廢石原地浸出法和煤礦微生物浸出法等類別。廢石地表堆砌法，主要是在有破損且有地表空隙的廢石結構上方，將溶浸液噴淋在其表面，匯集后將相應的金屬礦物質元素進行回收和提取。井下廢石原地浸出方法的使用情況與礦產資源品位高低有著直接影響，主要是針對低品位礦石或其他因地質條件而無法開采的礦產資源，通過爆破方法將下體結構中的礦石破碎后，將溶浸液噴射在上方提出金屬元素。微生物浸出法，主要針對已開采的部分尾礦資源，通過溶解等作用，將礦石中的不溶性的金屬礦化物質轉化為可溶性的鹽類，在整個采礦過程中，溶浸液的配置較為關鍵，其具體的配置流程如圖3所示，包括了劃分井場、確定井型與井距、安裝施工及鉆孔、原地浸出、樹脂吸附、飽和樹脂淋洗、沉淀、過濾干燥、廢水處理以及溶浸液配置等工藝。

3.6運輸提升技術有效地提升相關提升系統運送能力，對于在礦山開采生產過程中占據極為重要，根據運送提高可將各個階段連接成一個統一體，充分保證礦山開采正常的生產。采場出礦經歷過“人力一軌道一有軌”運送技術性的發展史，構成了從軌道為主導、有軌輔助逐步向有軌為主導、軌道輔助的新格局。地下礦山選用有軌自主設備運輸起源于20世紀60時代，伴隨著地下無軌設備逐漸發展和健全，地底有軌采掘技術性獲得了快速發展，促進了地下開采工藝技術轉型，是當前煤礦開采的發展方向。從目前情況看，采場短路線出礦選用鏟運車運送，具備操作簡便、出礦工作效率高、運作靈活等特點；而現在在多個礦山開采中應用礦井遠距離運礦車輛在國外應用比較普遍，在中國相對性運用工作頻率比較低。伴隨著采礦采深深入的提升，現在的提高技術亦面臨極大考驗，此外，也伴隨各種礦石原材料提高成本不斷增長。因而，發展趨勢深水井鐵礦石提高技術至關重要?？偟膩碚f，未來會面向大型化、大負載以及智能化方向發展，能夠有效地提升礦井運輸能力的提升。經過長時間發展，在深層采掘中，絕大部分煤礦依靠軌道運輸、膠布運輸飛機或有軌設施等，開展多級別立井提高，比如在巴西TauTona金礦石選用3級立井提高方法，在立井中間然后通過膠布或是有軌系統進行裝運。傳統式開放式膠布運輸設備盡管結構緊湊，可是非常容易造成工地揚塵以及滑落，會在一定程度上影響井下的環境，同時，爬坡性能差，安全性能低；現如今SiCON企業研制出密閉式膠布運輸設備，避免運輸過程中的脫落和工地揚塵，運送速率可高于3m/s，提高傾斜度可以達到36°，適度改善此系統預計在未來應用于深層采掘的鐵礦石運輸能力的有效地提升。

4現代化采礦工藝技術的應用優勢分析及發展方向

4.1現代化采礦工藝技術應用優勢基于對礦區參數的深入分析，現代化采礦工藝技術可大幅度降低采礦作業的不確定性和風險性，在實際礦山管理的應用中，具有顯著優勢。首先，現代化采礦工藝技術具備較好的減排優勢，如無廢料排棄的礦山等項目，利用浮選后的全尾砂和重選碎石制備膏體充填料進路，有利于解決礦區環境污染問題；其次，現代化采礦工藝技術的應用可通過高效的充填技術，有效地消除地表變形及下沉，防止大幅度位移發生，提高采礦綜合生產能力并維持原有的生態環境；再次，有助于實現低貧損開采和遠景資源保護，大幅度提高礦柱回收率。

4.2現代化采礦工藝技術應用發展首先，結合礦山特點等創造新型采礦工藝，推廣新型采礦工藝技術的應用，保證充填質量。如針對緩傾斜極薄礦脈、礦巖較穩固的礦體等可分別采用礦巖分掘、淺孔和中深孔空場采礦法等，提升采礦工作的效率，并做到對空采區的合理利用。其次，不斷致力于優質高效的充填固化材料的研發與應用，提升充填料的物理特性，如抗剪力學強度等，注重骨料的成分及其結構優化等性能研究。再次，提升礦山開采設備作業自動化水平，以不斷促進充填采礦技術的發展，鑒于目前填充采礦設備的穩定性及自動化程度較國際先進水平仍存在著一定的差距，因此為保證礦山充填開采技術的發展，需要加大對高效礦采設備的研發力度，為高濃度全尾礦漿的制造提供有效化保證，同時結合自動控制技術的應用，建立更高性能的自動控制系統，實現充填濃度的自動化調節，不斷提升礦采作業的自動化水平。最后，嚴格充填站管理制度，確保充填質量?；陔娮硬蓸釉O備和機械采樣設備實現充填料組分的有效供應，需繼續嚴格控制膠結劑材料和混合漿體濃度的劑量，以保證充填料質量，促進礦產資源的高效率利用和開發。在采礦工程中，很容易引發很嚴重的安全生產事故，因此在礦山應當是用敏銳的警報系統，實現對現有的警報系統進行補充和完善，一旦發生意外，就會實現對現場的數據進行上傳并發送警報，最大程度的降低人員的死傷?，F階段智能化開采生產工藝應當首先確保技術性安全性，在開采環節中能夠確保工作員人身安全，減少安全生產事故出現。所以還是要增強對巖石結構加固的高度重視，確保施工工地有關機器設備的安全性，并提升職工的安全防范意識。

5結論

當前我國經濟發展迅速，礦產開采受到了社會各界的廣泛關注，在各行業對資源需求量不斷提升的背景下，人們對工藝技術提出了更高要求?，F代化采礦工藝技術能夠通過多種技術的結合搭配，制定多種技術方案，針對具體的礦產資源項目和地質條件選擇更加適宜的技術，從而提高礦產資源的開采效率，減少對周邊環境的不良影響，在保障開采過程安全和質量高效的同時，控制既有礦產資源的開采成本，保障整個采礦工程的整體效益。

參考文獻

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作者:滕杰田 溫清堯 單位:北京鷺金科技發展有限公司 招金有色礦業有限公司