摘要:井下采矿行业的发展面临资源匮乏,生态环境破坏以及采矿过程危险系数高的发展困境,为了促进采矿业的可持续发展,更新井下采矿的生产技术,结合生态环保的生产转型理念,积极引进现代化科技手段成为井下采矿发展的主要趋势。本文探讨了井下采矿技术及井下采矿的发展趋势。
关键词:井下采矿技术;井下采矿;发展趋势
井下采矿是一项比较复杂而又十分系统化的工作,所以现代矿产企业应该致力于将自身井下采矿的相关技术水平加以提升,与不同的采矿技术特点和其未来的发展趋势以及时代需求相结合,有目的性的选择,并同时提高引进新设备和人才,将自己竞争力不断提高,加快企业的经济效益,并同时推动我国的矿产事业朝着可持续发展的方向发展。
1 井下采矿技术及其特征
1.1 井下采矿技术
第一、放顶煤技术。其比较适用于倾斜角不大的采煤作业面,其要求作业面具有较高的稳定性和牢固性,要求做好相关的支护体系以及围岩。这项技术的应用可以节省采矿成本,提升其效率。
第二、炮采技术。其具有比较悠久的历史,应用的时间长,发展较为成熟,在井下采矿作业中应用较广泛。当然其也存在一定的不足之处,那就是只能在走向比较单一的长壁采矿作业面中进行工作。炮采技术的工作原理很简单,即通过爆破的方式炸开富含煤矿的区域,再由煤矿开采者将炸开的煤矿装运出去。
第三、倾斜分层采矿技术。其主要被应用于地下煤层走向相对比较复杂的采矿作业面中。其能够根据煤矿周围的环境、地况以及煤层倾斜度,采用最合适的方案进行作业,因而,也是一种应用较广的井下采矿技术。
第四、综合采矿技术。其实迄今为止我国最先进的一种井下采矿技术。技术含量较高、开采效率较高,此外,其机械化程度也很高。因而,其在采矿行业的应用比较广泛,具有良好的发展前景。
1.2 井下采矿技术的特征
其一、井下采矿技术复杂、难度系数高。相比露天采矿而言,井下采矿面临的作业环境要更复杂、更特殊,因而其比露天采矿技术也更复杂、难度系数更大。当然,井下采矿技术的工作效率也没有露天采矿技术的工作效率高,而且井下采矿技术的安全性也比露天采矿技术的安全性要低。因此,为保证其安全性,提升其技术水平,就必须增加许多人力、物力上的投入,还需要投入资金进行相关的技术研发,以进一步提升以及完善相关技术,提高井下采矿的工作效率。
其二,井下采矿技术更新速度较快。市场经济的不断发展,让市场竞争也变得越来越激烈。为了在越来越激烈的市场竞争中更好地生存与发展,采矿企业需要不断地投入大量的资金,与此同时,还需要不断引进现代化的采矿机器设备及高端人才。此外,还要将先进的科学信息技术应用于井下采矿技术的研究与开发当中,以促使其得到不断的更新与不断的发展,继而进一步提升井下采矿的工作效率,提升采矿企业的市场竞争力。
其三,井下采矿技术百花齐放、百家争鸣,种类丰富多样。现阶段,应用于采矿行业的井下采矿技术种类比较丰富多样。举例来说,有放顶煤技术、倾斜分层采煤技术、炮采技术、普采技术以及综合采技术等。不同的井下采矿技术具有不同的特点,在实际井下采矿作业过程中,要根据各种技术所具有的优劣势选择合适的井下采矿技术,此外,还要根据矿产种类和数量以及周围的环境等进行综合考虑,选择最合适的井下采矿技术。
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2 井下采矿技术的应用探讨
2.1 井下填充技术
在新时期的背景下,传统的开采技术呈现出一定的问题和缺点,不能满足与当前的生产需求,从井下开采作业的需求以及规模方面进行考虑,越来越多的新型开采技术出现在人们的视野中,并得到较为广泛的应用。比如,泵压输送充填采矿技术、膏体泵送充填技术等充填采矿技术的发展,保证充填采矿法逐渐成为采矿工艺的成熟技术,并能在一定程度得到较为广泛的应用。
在当前的时代背景下,传统填充技术已经呈现出很大的发展变化,已经朝着高浓度与高尾砂方向发展,目的则是进一步可能来减少胶结材料的用量。这点对于改善井下作业的环境,以及进一步控制生产成本,都有着积极的作用,能够实现最小化的环境破坏以及污染,满足进一步提升填充技术的规模化发展的需求。同时,从胶结填充技术的发展情况来看,已经由传统的分级砂尾式填充,逐渐发展为高浓度与全砂尾式,并且在这种技术中并不需要脱水和浓缩处理,这尤其适用于回采阶段,能够提高分层高度转变成了大孔落矿,进一步实现优化井下矿产生产中的相关结构参数,满足大规模的机械化开采需求。特别是大中型的矿场中,进一步升级填充系统,结合现代化信息技术的发展特点,能够更好地从半自动化向全自动化的方式进行转变。
2.2 深部开采技术
随着人们对能源消费需求的不断增加,对于矿产资源的开发力度也与之俱增,这样将会导致可用资源储量逐步下降,在这样的背景下,深部开采技术的发展则显得尤为必要,不仅能满足企业经济效益的提升,还能满足人们对于能源的需求,更好促进我国矿产行业的进一步发展。诚然,当前我国在深部开采技术还处于初级的发展阶段,考虑到该项技术的复杂性以及特殊性,则会造成实际开采中存在不可控制的因素很多。比如,在具体的深井开采中,特别容易受到地压、矿震等方面的影响,如果控制不当则会造成爆炸安全问题。在此基础上,为了保证矿井开采进一步发展,则应该重视深部开采技术的发展,由此进一步发展我国矿产资源,满足整体矿产企业升级的需求,这也是符合未来矿产资源的开发的趋势,应该引起进一步的关注。
2.3 深海采矿技术
针对深海采矿技术来说,特别适用于深海金属矿的开发中,利用科学合理化技术能够在海底深部开发金属资源,并送至海面,在此过程中,应该实现对于船舶动力的定位,实时监控相关的环境动态,海底开采作业的智能化则是此项技术的核心关键问题,保证采矿设备的智能化发展也是未来实现高效采矿作业的发展趋势。
3 井下采矿发展趋势探讨
3.1 技术智能化
随着采矿技术的深入发展,智能化的趋势日趋明显,应该不断重视信息技术的发展,将井下定位技术和通讯、自动化等技术相互结合,满足新时期的复杂工况条件下的开发要求,通过GPS、数据通信以及调度优化等技术的发展,努力实现未来的井下采矿作业的无人化模式。
3.2 设备大型化
当前,随着能源问题的日趋严重,我国采矿发展中,大规模化的井下作业越来越多,这就要求井下采矿的设备必然会向着大型化的道路前进。比如,当前的井下作业中的穿孔爆破所涉及到的设备来说,应该努力解决其工作效率方面的问题; 而对于钻进机械设备来说,则应该突破规模化的限制,不断满足实际生产需求。
3.3 工艺绿色化
在当前的低碳化生产的要求下,绿色化采矿技术的发展显得尤为必要,这对于我国的井下作业发展具有重要影响,也体现出其未来朝着绿色环保等方面发展趋势,能够真正意义上提升采矿工艺技术能力。比如,针对井下采矿作业中存在的环境问题,应该重视煤炭地下气化与煤瓦斯共采等专项技术的突破,尽量降低采矿作业的贫化率,以满足未来的采矿作业的安全性需求。
综上所述,随着社会经济的快速发展,我国矿产资源的开发和利用意义重大,它不仅满足了人们日常生活的需求,而且对今后的国民经济发展建设起着重要作用。
参考文献
[1]原建光.井下采矿技术及井下采矿发展研究[J].能源与节能.2017(05)
[2]庞林.浅议井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].山东工业技术.2016(01)
论文作者:沈佶
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/17
标签:井下论文; 技术论文; 作业论文; 发展趋势论文; 需求论文; 矿产论文; 矿产资源论文; 《基层建设》2017年第32期论文;