关于井下采矿技术和井下采矿的发展趋势研究

杨茂春

摘 要：本文分析了我国矿产资源的现状，阐述了井下采矿技术的主要特点及目前使用的集中主要的采矿技术，最后提出了井下采矿业未来的发展趋势，旨在利用先进的采矿技术，提高资源的利用率，促进我国采矿行业的可持续发展。

关键词：井下采矿技术;井下采矿技术的发展趋势

一、我国矿产资源现状及井下采矿技术的特点

（一）我国矿产资源现状

我国的矿产资源丰富，储量大，种类繁多，但由于技术水平及人口因素的影响，矿产资源开发利用中存在诸多的问题。我国是世界上主要的资源消耗大国。工业及生活实践中矿产资源的需求量大，随着市场需求的不断膨胀，矿产资源开采行业的技术水平不断的提升。随着资源短缺及现代社会环境问题的不断恶化，节能理念及环保理念逐渐发展起来，现代人们在强调满足自身发展需求的基础上，开始注重资源的节约与环境的保护，矿物开采行业资源开采的技术不断的提高，有效的减轻了资源开发利用环节造成的环境污染问题，改善了矿产资源短缺的现状。为规范矿产资源的合理利用，相关资源开发保护法等逐渐的出台，法律法规的规范下人们的环保意识不断的增强，我国矿产资源开发利用呈现出可持续发展的趋势。

（二）井下采矿技术的特点

1.技术类型具有多样性

我国地域广阔，矿产资源丰富，随着技术的不断革新，矿产资源采掘的技术发展较快，在采矿业发展的过程中，肆意索取及过分开采的方式造成了严重的资源、能源短缺问题，破坏了生态平衡，引起了环境问题。现代采矿技术的完善使得矿产企业建立了自身完善的矿产生产链，传统企业有单纯的采矿实现了发展综合业务的转变，井下开采包括多方面的内容，开采技术的多样化发展降低了采掘企业的局限性，提高了资源的利用率。井下开采中的长壁开采技术是一项较为完善的技术，该向项技术操作简便，被广泛的应用于煤炭资源的井下开采，有效的提高了开采效率，提高了施工作业的安全性。目前，我国金属矿的开采一般也采用长壁开采的技术。

2.技术更新具有快速化的特征，井下作业复杂多变

井下采矿作业与露天采矿相比具有更高的复杂性，危险系数较高，存在诸多的安全隐患，对作业人员的安全防护意识要求更高。井下采矿技术的施工内容广泛，施工企业的人力、物力及资金投入较大。在具体的施工环节，相关人员必须进行全面的安全检查，对井下机器设备等运行状态等进行确定，避免设备故障引发的井下坍塌及保障事故发生，降低施工单位的经济损失，保证作业人员生命安全。随着现代技术的不断进步及人们安全意识的提高，井下开采技术更新换代的速度逐漸的加快，采矿企业技术的更新是采矿业满足现代市场发展需求的重要措施，提高了采矿企业的竞争力。

二、井下采矿技术及井下采矿的发展趋势

（一）主要的井下采矿技术

1.井下充填采矿技术

在井下采矿作业中，井下充填采矿技术利用砂、水泥等填充材料对采空去进行全部或部分填充，有效的降低了 井下坍塌事故的发生几率。该技术是井下采矿中最常见的一种技术，发源于英国，随着现代技术的不断进步，填充材料在性能及技术等方面不断的完善，传统的填充技术实现了不断的优化。胶结材料的使用量不断的降低，该技术具有高尾砂及高浓度的发展趋势。

井下胶结充填技术具有不脱水、不浓缩的优势，改善了井下作业的环境，降低了采矿企业的作业成本，保证了安全施工，同时降低了作业环节对周围环境的影响。泵压输送的填充技术、全尾砂高浓度自流输送技术、膏体泵送的填充技术及粗粒级水砂充填技术等井下充填采矿技术不断的发展，促进了采矿事业的机械化、大型化发展。充填采矿法技术分类如图1所示。

2.井下深部开采技术

现代社会对矿产资源的需求不断的增加，随着我国矿产储量的不断减少，深部开采技术在保证资源开采量方面发挥了重要的作用，深井开采的环境危险系数更高，开采环节对技术设备及操作要求更高，我国的深部开采技术处于初步发展的阶段，矿层压力、冲击力的控制及瓦斯等危险气体的管理等是深井开采应重点解决的难题，深井围岩监测应对井下的地质条件及地理环境变化等进项详细的检测，制定科学合理的应急方案，保证开采作业的安全开展。

3.深井采矿的“三下”技术

深井岩层极不稳定，“三下”技术是实现深井安全开采的技术保障，作业人员应率先对井上的建筑、水土、环境及深井岩层状况等进行全面的检查，为防止地表坍塌应及时的填补深井岩层中的空缺处，最好周围建筑物的加固工作，考虑开采环节对周围水体的影响，采取相应的措施降低开采对周围区域水质的破坏，避免水资源的流失与污染，将矿产资源开采带来的负面影响降至最低。

4.井下起爆系统及支护技术分析

为保证井下开采作业的安全顺利开展，作业人员在施工中应采取必要的井下支护技术，避免井下坍塌事故的发生。我国的井下支护技术发展较为成熟，其中，锚杆析架支护技术作为一种新型的支护工艺，其安全性较高，在井下作业中发挥着重要的作用。深井作业中全新起爆系统的使用，减少了井下安全事故发生的几率，保障了开矿企业的利益。

（二）井下采矿的发展趋势

目前，我国井下采矿技术的整体水平不断的提高，建立起了完善的采矿技术理念体系，随着创新理念及新技术、设备的不断引用，我国采矿事业朝着可持续发展的目标不断的前进。

1.井下采矿设备的发展趋势

随着技术的不断进步，未来采矿设备在性能及功能上不断的提升，我国采矿工程机械设备呈现数字化、智能化、精密化及生态化的发展趋势，井下采矿的安全性及效率将不断的提高。随着环保理念的不断深化，采矿机械设备的可持续性发展特征逐渐明显，采矿作业对环境及生态的影响会越来越小。在采矿作业中，现代钻进机械设备的大型化特征明显，现代井下资源开采的规模化发展要求机械设备也实现规模化，同时，井下作业的爆破穿孔设备应实现高效化发展。通过微机自动控制技术及采矿设备的不断完善，深井采矿可实现大型铲运机与微机控制技术的有效结合，促进采矿行业的快速发展。

2.井下采矿技术的发展趋势

现代井下采矿工艺朝着绿色化、低碳化就高科技化的特征不断的发展，随着开采技术的不断发展，技术流程及规范也更加的成熟，面对当今资源短缺问题的凸显，绿色化、高科技化的开采技术有效的提高了资源开采率。我国深海矿井开采处于初级阶段，深海矿井开采是未来我国金属矿产开采的重点技术，是实现矿产采集、海底矿物运输的关键技术，相关技术人员在深海矿物的提升、采矿船的定位及矿物的输送控制等方面进行研究，积极建设完善的深海矿产开采系统。现代矿产事业强调高效化、可持续化的发展，井下采矿技术应以矿产事业的发展目标及现代高科技的发展为依据，在不断的探索中实现自动化、智能化的发展。

三、总结

综上所述，井下采矿工程危险系数高，存在诸多的不稳定因素，井下充填开采及深井开采技术的不断完善，是现代科技不断进步的重要体现。随着可持续发展理念的不断深化，未来井下采矿的发展呈现书智能化、自动化、环保化及可持续化的趋势，采矿技术的进步是实现采矿企业可持续发展的基础，提高了矿产资源的开采率。

参考文献：

[1]王亚龙.当代采矿技术发展趋势及未来采矿技术探讨[J].中国高新技术企业，2015，09：165-166.

[2]周剑.试论井下采矿技术的发展趋势[J].能源与节能，2015，07：17-18.