采矿工程中采矿方法的创新初探论文_张臣杰

采矿工程中采矿方法的创新初探论文_张臣杰

冀中能源峰峰集团孙庄采矿公司 河北省邯郸市 056200

摘要:随着矿产资源使用量不断增加,给采矿工程提出较高要求,在这个背景下,矿产资源的开发与合理利用对人类的生存和发展都起到至关重要的作用。

关键词:矿产资源;采矿工程;创新

引言

如今矿山采矿方法发展仍不完善,易出现采易丢难等问题,为提高地下采矿水平,需不断完善采矿方法设计思维。

1矿山采矿方法原理分析

对于矿山采矿方法的划分,是依据回采时地压管理方法的差别来进行的,以此可将其分为三类方法,即崩落采矿方法、充填采矿方法、空场采矿方法,下面对三类采矿方法的特点进行具体介绍。

崩落采矿方法:崩落采矿法以一步骤回采,用崩落围岩来实际地压管理方式进行,也就是用自然或强制方法促进矿石崩落对采空区进行充填,以便对地压实施调控,崩落采矿方法以此为特点。使用崩落采矿法要具备一定的条件,即地面适合进行崩落,矿床自然性缺乏,围岩也可缺乏稳定性等条件。

充填采矿方法:充填采矿方法通过两步实施回采,在回采工作进行过程中,需对采空区填充相应材料。其方法原理为借用充填体对地压进行调控,有效应对地表沉陷、围岩崩落等问题,保障回采活动顺利开展。使用充填采矿法时可在施工现场选择矿石,可用充填体替代矿柱。使用条件为金属矿山,金属特点为稀有、贵重、有色。对矿岩稳定性要求不高。

空场采矿方法:空场采矿方法分为两步骤进行回采即将矿块分为矿房、矿柱两部分,对其分别进行回采,矿柱也可不采。对矿房实施回采时采空区的稳固性要依赖矿石、围岩、矿柱等结构稳定性。回采完矿房后,在回采矿柱及对采空区进行处理时要制定相应的计划,开采金属非金属矿山时可采用此方法,但要注意围岩和矿体的稳定性。

2采矿方法选择的影响因素

2.1技术因素

技术因素主要是指施工单位的基础设施,包括装备水平、机械化程度与技术操作水平,技术因素决定了施工团队的作业条件,也在一定程度上限定了采矿方法的选择,因为装备的水平与机械化的程度将直接影响采矿方法的选择,因此根据施工单位的作业条件选择合适的采矿方法才能得到理想的作业效果。一些中小型的施工单位只能选择操作便捷、机械化程度较低的采矿方法,而一些采矿方法本身就限定了矿物生产的作业条件,因此要从实际出发、实事求是地制定采矿方案与计划,这是采矿工程的首要工作。

2.2地质因素

在矿产资源开采过程中,根据地质条件,合理选择采矿方法不但能够使矿产资源得到有效开发与应用,还能规避安全事故,从而提高企业的经济效益。地质因素是指被开采的矿床本身的条件,包括岩体的物理性质,这在一定程度上决定了矿产的可开采规模、赋存条件等。相关工作人员需要根据地质因素,确定开采的技术与流程,包括矿产资源开采现场的管理模式,从而保证开采工作的安全性。要求相关工作人员仔细勘察采场周围的地质特点,矿体厚度和形状、矿体在围岩中的分布情况都可能影响矿产资源开采的效率。并且矿石的品种与矿体结构在一定程度上反映了矿岩体的稳定性,了解采场的地质特点有助于更好地开采与利用矿产资源。

2.3制度因素

中国国土幅员广阔,南北之间存在着巨大的差异,采矿工程的政策南北之间就存在很大差距,此外,采场所在地的实际地质条件与技术因素间接影响了采矿方法的选择。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有些采场由于距离居民区较近,因此禁止使用炸矿等方式进行开采,在一定程度上限定了采矿方法的选择,因此在选择采矿方法时,相关企业要根据剔除法,即剔除所有不具有采矿条件的采矿方式,这对施工单位前期的调研工作提出较高要求,要求施工单位在矿物开采工作之前,对采场的水文地质情况及施工单位本身的设备因素进行综合分析,在这个基础上,选择最有利的采矿方式,从而实现经济效益与社会效益的统一。

3矿山采矿方法设计思维方法

3.1经济技术思维方式

选择采矿方法时要综合考虑施工单位的财政力量、施工机械设备水平、施工技术状况以及管理组织能力等因素。要对地表陷落情况进行明确,要了解施工过程所需要的技术,要做好施工材料、设备等的准备工作,并要提高施工管理效率。

3.2地质环境思维

在设计采矿方法时施工人员要充分利用现有资源对矿床地质环境进行全面勘察,要确定围岩、矿山等的力学特点,从倾角、厚度等方面对矿体产状进行查看,检查矿石的价值和围岩、矿体中有用矿物的分布情况,了解围岩、矿石的自燃等性能和矿体赋存深度,从多种角度进行设计。

3.3逆势与顺势设计思维方法

对矿房顶板进行设计时有逆势与顺势两种方法。一要使用填充材料对采空区进行填充,避免矿岩出现冒落情况,这属于逆势设计思维方法,常用的就是充填采矿方法。二是根据矿岩稳定性差的特性,在矿石崩落情况下对采空区进行填充,能够对地压进行有效调控,这属于顺势设计思维方法,常用的有崩落采矿方法。三要根据矿岩稳固的特性,对矿房进行回采时要对采矿,要对采空区进行维护,维护时要根据矿岩稳定性特征以及矿柱的支撑作用进行施工,这种做法属于综合性思维的设计方法,也就是先采用顺势思维,再采用逆势思维进行设计,空场采矿方法属于这种思维设计方法。

4采矿方法的创新

4.1空场采矿法的创新改造

空场采矿法的另一个不能忽略的优势在于成本低,生产率却很高,适用于不同规模的矿物采集工作,许多单位由于其本身设备条件的限制,对空场采矿法进行了适当革新。一些施工单位根据采场围岩松动等地质条件,将空场采矿法所使用到的矿柱替换成人工注锚杆房柱,不但提高了矿物的采集效率,还为采场顶板提供了稳定的支护,从而使空场采矿法拓宽了应用范围,这种方法最早应用于云南鹤庆的一个锰矿开采工作中,当地工作人员经过2a的研究,终于研究出这种方法。此外,也可以将矿石矿柱替换为人工矿柱,不但能够有效提升采场的安全性能,还能大幅度提高矿块的回采率。在使用时,可以适当使用铁丝网加厚采矿顶板,能够获得更好的支护效果,从根本上提高采矿工程的效率。

4.2深井采矿技术的创新改造

为了促进中国采矿工程的现代化发展,地表采矿向地下采矿的趋势越来越明显,但深部采矿会遇到地表采矿所不具有的困难,如采矿环境较为恶劣,采矿作业处于半封闭的环境中,对运输、排水、支护与通风都提出不同程度的要求。因此相关工作人员要以这四点出发,不断完善深井采矿技术,面对地压与温度不断增高的现象,注重技术方面的转型,完善深井采矿技术的运输条件、排水条件,并随着深度增加,机械化程度也在增加,在垂直深度较大的地方,甚至完全不用工作人员参与,相关工作人员只需要通过操作程序、控制设备进行采矿,一定程度上减少了采矿工程的安全隐患。

结语

为了实现采矿工程的长期发展,提高采矿方法选择的科学性与采矿方法的创新性,需要相关工作人员不断加大研究力度,要根据矿区实际情况出发,在现有采矿方法的基础上进行创新,从而提高中国矿产资源的合理开发与利用。

参考文献

[1]陈静,郭惟嘉,杨永杰,等.高校采矿工程专业新型实践教学模式构建及教学方法改革与实践[J].教育教学论坛,2014(53):166-167.

[2]洛锋,侯玮,崔景昆.新常态下采矿工程专业三位一体创新教学实践探讨[J].河北工程大学学报(社会科学版),2016(3):110-113.

[3]张东海,宋守亚,孙博等.基于我国地下矿山采矿方法的进展及发展趋势分析[J].内蒙古煤炭经济,2015,(6):11,14.

论文作者:张臣杰

论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期

论文发表时间:2017/10/26

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