试论井下采矿技术及井下采矿的发展趋势

摘要：现如今，伴随经济全球化与现代人生活水平的提升，其对矿产资源的需求也在不断增加，然而地球资源有限，人类需求无限，要想确保人类的长期生存与有序发展，科学开采并利用矿产资源就显得很有必要了。文章从分析井下采矿技术入手，对其当前的应用与今后发展趋势展开相应分析。

关键词：井下采矿技术；发展趋势；填充技术；矿产资源；煤矿开采 文献标识码：A

中图分类号：TD823 文章编号：1009-2374（2015）11-0158-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.078

从某种意义上来说，我国可谓是一个煤炭资源强国，全国多处储存着丰富的煤炭资源，被看成是社会发展的基础资源。而关于煤矿资源的开采，早在古代就已经开展，并于长期实践中形成了众多采矿技术。然而，因井下采矿本身就有着极为复杂的作业环境，大大加大了采矿的难度，基于此，目前我国虽已形成了一些比较完善的开采技术与工艺，但仍需在实际开采情况的基础上，不断对其技术进行革新完善，以确保井下作业的安全与有效。

1 井下采矿技术的特点

因井下采矿需面临特殊作业环境，故不同作业中均有着各自所特有的开采技术。比如，长壁开采技术，虽然属于一种适用性比较广泛的技术类型，且有着较好的安全性，但其却无法应用于金属矿层开采作业，而更多地应用于煤炭资源开采中，效率更高，因金属矿同煤炭矿层相比，其厚度、存储量与分布的深度均有所不同，故可以说，该项技术其实也有着专项性的特征。

同时，井下开采作业在安全性方面也有着极高的要求，故实际开采中需投入大量的人力、财力与物力，以确保人员的安全。比如在进入矿井之前，采矿人员必须做好充足准备，并配套好相关防护设备，而后在正式作业之前，还需由相关人员进井对其各项施工设施进行检查，以此来确保开采的有序进行，最大限度避免安全事故的发生。此外，同露天开采相比较，井下开采，其所涉及的因素更多，也更复杂，安全系数也更低，故为获得有力的安全保障与高额经济效益，必须对其开采技术进行不断革新与完善，通过技术的不断创新与人才的积极引进，来从整体上为企业占据有利市场地位奠定坚实的基础。

2 井下采矿技术的应用与发展趋势

2.1 井下填充技术

在井下开采作业中，先后出现并应用了“干式填充技术、分级尾砂胶结技术与砂石水泥胶结技术”等，然而伴随时代的进步与发展，上述这些开采技术俨然已经无法迎合当前，乃至今后井下开采作业的发展规模与需求，基于此，众多先进开采技术陆续出现，并被广泛应用于实际开采作业中。比如“泵压输送充填采矿技术、膏体泵送充填技术”等充填井下采矿技术的出现与发展，就使得充填采矿法日渐成为今后采矿作业中最为多见且技术比较成熟的一种采矿技术。

从1970年英国研发出“高水固结重填井下采矿技术”以来，该技术就被广泛应用于世界各角落，其研究者们纷纷对其展开更深入的研究，并取得了一定成果，然而，在该技术的价格与所用材料性能两方面仍存在着一些争议，从而为该技术的进一步普及发展造成一定影响。但是，现如今，紧随时代脚步，传统填充技术俨然已经朝着走向了高浓度与高尾砂，以此来最大限度减少胶结材料的投入使用，而这些，无论是在改善井下作业环境方面，还是在降低生产的成本方面，都发挥着极大的作用，特别是实现了对环境破坏与污染的最低化，并引领着填充技术朝着更加大型化与机械化的方向发展。同时，就胶结填充技术而言，其已从分级砂尾式填充方式发展成为了高浓度与全砂尾式且无需脱水与浓缩的填充开采技术，而就回采技术而言，也已经从提高分层高度转变成了大孔落矿，并且实现了矿场在结构参数上的优化设计，基本实现了机械化开采，甚至是在一些比较大型的矿场中，更是对填充系统实施了升级处理，使之同现代化的计算机技术有机结合在一起，进而逐步实现由半自动动化朝着全自动化的进一步转变发展。

2.2 深部开采技术

众所周知，随着人们对矿产资源需求的日益增加与开采力度的加大，资源储量必将越来越少，而这时，深部开采技术的发展与应用，在满足人们对矿产资源日益增长的需求上，还需为企业带来更多经济效益，进而推动我国矿产行业的进一步发展与转型。然而，现阶段，我国在深部开采技术方面，仍处在发展初期，加之该技术本身所具备的不确定性、复杂性与特殊性，更是使得实际开采过程中极易出现这样或那些的问题。比如，在深井开采作业中，极易受到矿震或是地压的强大冲击，严重时甚至会出现爆炸等安全事故。面对如此形势，在今后矿井开采发展中，必须加大对深部开采技术的大力重视与革新研究，以此来推动我国矿产行业的进一步发展，最终实现矿产企业的整体升级。

2.3 深海采矿技术

就深海采矿技术而言，其多在深海金属矿开采中被广泛应用，即将大量金属资源自海底深部提取并运往海面，并实现对船舶动力的有效定位与各环境的动态监控，故该技术的应用核心就是形成一套满足海底开采作业的智能化采矿设备与技术，以实现采矿作业的高效安全发展。现如今，深海采矿技术的发展与应用，为我国金属矿业的发展奠定了有力的基础，但是，在实际应用中，该技术仍存在一些缺陷，需要技术人员进一步更新突破。

3 井下采矿事业的发展趋势

3.1 设备大型化

就井下采矿的设备而言，为迎合当前我国采矿行业中井下作业规模化的发展需求，今后采矿设备必将朝着更加大型化的方向发展。比如，目前在作业穿孔爆破中使用的设备，应该以逐步提升其工作效率为其发展目标，而钻进机械设施应以逐步实现规模化为其发展目标等，因为只有这样，才能在各设备的综合利用基础上迎合今后井下采矿作业对设备在自动化与高效化等方面的要求。

3.2 技术智能化

在采矿技术方面，伴随现阶段智能化技术的逐步发展，必须逐渐强化井下定位技术与自动化技术以及信息通讯技术与其的有机结合，从而通过实现调度优化技术、卫星定位技术与数据通讯技术同采矿调度系统间的有机联合，来更好地推动井下采矿作业朝着无人化方向发展。

3.3 工艺绿色化

紧随低碳化与绿色化采矿工作的发展与应用，今后我国井下采矿作业必将朝着更加高效、绿色与环保的方向发展，进而从整体上提升采矿技术水平，优化采矿工艺程序。比如，在今后的井下采矿作业中，在综合应用煤炭地下气化与煤瓦斯共采等技术的基础上，最大限度减少采矿作业的贫化率水平，从整体上确保采矿作业的安全有效性。

4 结语

总而言之，井下开采作业，属于一项极具系统性与复杂性的工程类型，在追求高产高效益的同时，还要求相关企业能够具体结合开采区域地质结构与矿区的条件，来灵活选用相应的开采技术，同时秉着技术、效益与成本与设计优化配置的原则，引领开采技术朝着更加机械化、自动化与安全化的方向发展。

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作者简介：刘建国（1972-），男，云南富源人，麒麟区煤炭工业局独木煤管所工程师，研究方向：采矿工程。