井下采矿技术和井下采矿的发展趋势刍议

陶 伟

（河南华鼎矿业设计有限公司，河南 三门峡 450000）

随着我国矿产资源需求的日益增加，以及我国社会主义市场经济的不断完善，加快推动我国采矿行业的改革与发展。科学技术迅猛发展的时代背景下，井下采矿技术也在不断更新，有助于应对实际作业中遇到的各种问题[1]。井下采矿技术是整个井下采矿工作的重要组成内容，采用恰当的井下采矿技术开展实际作业，切实解决井下采矿作业问题，增加井下采矿安全防护措施，提升井下采矿工作效率，满足市场经济发展的需求，对推动矿产企业的可持续发展具有积极作用。

1 井下采矿技术的发展现状

（1）深部采矿技术。井下采矿技术包含多种不同的技术类型，而采矿技术实施的安全性与稳定性，往往受到人为因素与环境因素等诸多因素的影响，需要投入大量的人力与物力及财力，预防因工艺技术操作而造成的安全事故，以便提升整个井下采矿技术的质量与水平。井下环境较为多变，容易出现井下出水与自然等现象，对井下采矿作业人员的生命安全造成严重威胁[2]。井下采矿作业包括掘进与回采等生产环节以及排水与通风等辅助环节，而不同的开采方式，涉及到不同采矿技术的应用。

井下采矿涉及到井下深部矿产开采技术的实施，而深部采矿技术操作的规范性，对井下深部矿产开采效率与安全性具有直接影响。巷道设置与地热控制是深部采矿技术应用中的重要环节，关系到井下深部矿产开采的安全性。在井下深部采矿技术实施过程中，需要根据矿井的实际情况，以及井下采矿作业的具体需求，采取采柱护巷方法进行矿柱设置，最小采柱不应小于矿产埋藏深度的1/10，并且应大于30m，制定针对性措施科学维护回采巷道，明确采柱对巷道运输的重要性，以及采柱大小对巷道位置深度的影响，合理设置巷道与采柱，保证矿产开采安全。采空区巷道工作面较宽，在深部采矿技术实施中应当考虑到巷道两边没有矿柱这一实际情况，规范采矿技术操作，合理设置采空区内的巷道，采取宽工作面掘进法，将巷道设置在矿矸石被压实的老采矿区，让巷道处于卸压拱内状态，加强巷道维护效果，减少应力集中而造成的工作面回采动压，避免井下危险事故的发生，有效推动我国矿产事业的转型与升级[3]。

（2）充填采矿技术。根据各地的不同地形与储采的特征，为了保证矿产资源开采效率，需要采取不同的开采技术。充填采矿技术是井下采矿作业中较常使用的一种技术，而不同充填材料对充填采矿技术的影响不同。在充填采矿技术实施中，粗骨料是充填材料的主要成分，而在充填材料制成泥浆前，为了保证充填材料含水率能够满足充填采矿技术的应用要求，需要选用标准浓度的灌液，明确不同季节时充填材料的含水率，提升充填采矿技术水平，合理调整材料场及电铲吃料的深浅度，确保井下采矿作业效率。

在充填材料含水率高于标准含水率的情况下，为了增强充填采矿技术的质量，应当用管路阀及时放出多余的水；采用注浆方式封闭或开凿环形管道排水，及时清除沙石井壁渗水，从而确保充填体质量能够达到预期效果。上向分层充填采矿法（见图1）适用于开采矿石稳固与围岩中等稳固的各种厚度与形状的矿体。充填材料一般是源于地表堆积与冶炼厂的炉渣及掘进坑边的废石等，依据矿井工作的实际条件，利用风力与水力输送充填材料，或是利用矿车与其他运输工具运输充填材料，以满足充填采矿技术实施要求，提升井下采矿工作质量。

图1 上向分层充填采矿法

2 井下采矿的发展趋势

（1）井下深部开采技术。我国的井下深部开采技术起步较晚，随着矿产资源需求的日益增加与开采力度的加大，采矿企业越来越重视井下深部开采技术的研发及应用，充分考虑到矿产资源储量逐渐减少的现实情况，提升井下深部开采的质量与效率，满足经济与社会发展对矿产资源不断增长的需求，对推动我国矿产行业的发展与转型有利。安全问题是井下采矿工作中较为突出的问题之一，特别是井下深部开采工作，必要的安全防护措施与工作平台的科学搭建，有助于提升井下深部开采及其技术实施的安全性。信息时代下，应当将新技术与新方法应用到井下采矿作业中，以先进的信息化技术为支撑，进一步搭建井下信息平台，及时了解井下采矿工作情况及人员作业情况并及时作出反馈，提升整合井下采矿工作质量，为井下采矿作业人员的生命安全提供保障，突显出搭建井下信息平台的重要性。例如，根据井下开采工作以及相关技术应用的实际情况，有机结合遥感技术与地理信息系统及全球定位系统等信息技术，为井下采矿作业提供支撑，及时检测与回传井下采矿的相关信息，加强地面工作人员与井下采矿作业人员的交流，第一时间处理出现的紧急情况，防止出现不良事件或是安全事故，为井下采矿作业人员提供安全保障，增强井下采矿工作的安全性。

（2）井下填充采矿技术。随着矿产行业的快速发展，采矿作业的相关技术也在不断更新，当前形势下传统的充填技术逐渐向着高浓度与高尾砂的方向发展，泵压输送填充技术与上向分层充填采矿法等井下填充采矿技术的应用受到重视，减少了对胶结材料的使用，能够满足井下采矿作业的需求，促进井下采矿作业环境的改善，最大程度降低井下采矿对生态环境造成的污染与破坏，减少井下采矿作业成本。在整个井下采矿的工作中，加强井下采矿技术的创新，优化井下采矿技术效果，逐步制定一套科学合理的井下采矿方法，进一步创新井下采矿技术措施，促进采矿企业经济效益的增加。井下采矿作业普遍是按照由远及近与由上到下的顺序进行开采作业，需要根据井下采矿工作的具体需求，灵活运用锚杆桁架等先进的顶板支护工艺进行井下支护，充分考虑采矿企业的技术与经济条件，选用高强度的钢杆与涨壳式锚杆等搭建支护，为井下采矿作业的顺利推进提供安全防护，从而维护井下采矿作业的安全。

3 结语

当前各类企业对矿产资源的需求不断增加，以及现阶段我国井下采矿作业存在的诸多不足之处，推动采矿行业的发展与转型，促进井下采矿技术的创新。结合生态环保的生产理念，充分认识当下井下深部采矿技术与井下充填采矿技术等相关技术的实际情况与水平，积极引进先进的技术手段，优化井下采矿作业效果，不断更新井下采矿技术，增加采矿企业的市场竞争力，提升整个井下采矿技术的质量。