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采矿工程中采矿技术的应用研究

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采矿工程中采矿技术的应用研究

采矿技术不断发展、持续更新,能够满足现代挖掘作业需求。在采矿工程中,为确保相关业务能有效实施,并形成稳定、可靠的采矿行业发展趋势,需要深入剖析采矿技术应用情况,采用实用、有效的方法,及时处理采矿技术在操作中的不良问题,促进采矿作业水平不断提升。奠定坚实的技术基础,有利于矿业的持续发展。

1采矿工程中对于采矿技术的相关应用

1.1深层开采技术浅层区域煤层的储量明显降低,已经无法与现代化开采作业需求相契合。在煤矿的开采作业中,深层煤层开采逐渐成为重点内容。在深层井下,开采作业的落实难度系数较高,因此对深层开采技术的应用提出了更高的标准与要求。在煤层开采作业中使用深层开采技术,需要重点考虑以下几方面内容。需要结合深井的设置情况,考虑通风条件,在出现冲击地压等情况时,及时提出有效的防治对策,避免对开采环节造成不良影响。及时处理瓦斯等气体,保障开采环节的安全性。在有效治理热害时,加大对矿压的控制力度,形成优良的开采条件,促进采矿作业顺利进行。在开展监测工作时,需结合采矿工程的总体环境。为有效应用深层开采技术,需要结合深井场地的环境状况,全方位落实相关勘查工作,掌握应力场的总体分布现状。综合考虑围岩状态,为应用深层开采技术提供相应的参考依据。为进一步提高深层开采技术的应用水平,还需要配备快速挖掘技术,引进与之对应的支护技术和基础设施,辅助采矿工程作业有序进行[1]。

1.2充填采矿技术充填采矿技术具有独特的优势和特点,各工序的设置具备机械化发展趋势,引进的设备呈现出大型化特点。在落矿、支护、出矿等多方面均能发挥充填采矿技术的应用优势。胶结充填技术是充填采矿法的重要组成部分,其总体发展速度相对较快。胶结充填技术的应用过程可以划分为3个阶段。在回采工艺方面,需要适当提高分层或分段高度,直到实现大孔落矿。随着高新技术的迅速发展,可以通过修改采场的结构参数达到预定目的。充填体系建设逐步进入半智能开发阶段,形成了高效的开采工艺,可以充分利用该技术进行支撑。现阶段,充填采矿技术已经达到了先进水平。经济与科技同步发展,采矿技术的应用水平日益提升。将充填采矿技术应用于采矿领域,能够为采矿工程的开展提供较大动能。技术的支持有利于地下金属矿开采作业的顺利进行,能够提升开采技术水平,形成高效化、低成本优势。全新的开采路径奠定了我国采矿技术的重要基础。

1.3空场采矿技术在空场采矿技术的应用过程中,通常需设定具体的矿块位置,矿块划分以矿房和矿柱两种形式为主。在开展采矿作业时,需要先采矿房,后采矿柱。或采取不采矿柱的形式,直接实行两步骤回采。在回采矿房的过程中,要从采空区域入手,既要依靠岩石的稳固性,还要借助围岩自身的稳定性,发挥矿柱的辅助作用,获得良好的维护成效。完成矿房回采作业之后,要有计划、有步骤地回采矿柱,并及时对采空区予以妥善处理。在使用空场采矿技术时,应加强对基本条件的控制力度,通常要从矿石和围岩两方面入手,充分保障其稳固性。在国内、外矿山开采作业的实践中,空场采矿技术的应用具有广泛性,涉及的采矿方法较多,如全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法等。上述几类采矿法具备各自独特的操作优势,近年来其总体的应用范围呈扩大趋势。

1.4岩体加固技术采矿作业的实施受到多因素的共同影响,在采矿区域周边范围内,岩体可能存在不稳定情况。常见的采矿影响因素通常以地质条件、气候环境、机械设备为主。在矿山开采过程中,要充分运用锚索工具,考虑溜井、顶板和围岩的整体状况,准确找到不稳定点,并采取相应措施,使岩体加固技术的应用效果得到最大程度的优化。在开采作业的实施阶段,为进一步优化岩体加固技术的应用成效,通常需要结合空场法、充填法等采矿技术,有效提高采矿作业的安全系数。在开展岩体加固作业时,支护、注浆两种方法的应用较为普遍,能够从矿场区域出发,对流沙、破碎等岩体进行处理,获得极佳的紧固效果。

1.5崩落采矿技术矿井出现危险围岩时,必须采用崩落开采技术,以降低顶部坍塌风险。在采矿过程中,要保证施工安全。崩落开采技术分为有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法。应用有底柱分段崩落法时,需要确保各项参数设置的合理性,如阶段高度、分段水平断面尺寸、分段高度、底柱高度、漏斗间距等。同时,需要将其他参数的设置囊括在内。例如,在设置底柱高度时,需要对矿石的稳定性进行测量,并在综合考虑矿巷道形式时,为高度参数的设置提供决定性数据。如果实际采用的结构以漏斗底结构形式为主,需要在每个阶段采用分段形式,确定底柱高度。一般情况下,底柱高度需保持在5~7m,而下分段的底柱高度则需控制在11~13m。通过耙矿和阶段运输之间的牵制对其进行有效消除。无底柱分段崩落采矿法的机械化发展程度相对较高,在实际操作阶段能节省大量的人力资源。其能够消除回采巷道上部的分段临时底柱,所以在实际应用过程中具备广泛化特性[2]。

2采矿工程中对新型采矿技术的应用和实践

2.1伪倾斜柔性掩护支架技术在采矿工程的推进过程中,伪倾斜柔性掩护支架技术较为常见,通过构建完善的支架体系,从采矿区域和工作空间两方面入手,对其进行有效隔离。随着矿产开采作业的推进,其能有效减少生态环境破坏等问题。一般情况下,当采矿工程中的斜角矿层具有良好的稳定性时,斜角矿层的厚度较大,具有固定性特点。从该类区域着手,促进开采作业的推进,能为伪倾斜柔性掩护支架技术的应用提供支持。在应用伪倾斜柔性掩护支架技术时,应尽可能增加工作面长度。在回采过程中,要对回风巷支护进行有效处理。在工作面进入采掘范围后,必须保证支架可以完全回收。在采矿工程中,通过分析伪倾斜柔性掩护支架技术的应用现状,可以看出其具有操作简便性,能够有效降低采矿工作人员工作强度,避免其陷入高压工作状态。随着开采作业的推进,该技术可以逐渐提升采矿安全系数,为企业提高经济效益提供有力保障。

2.2硬顶板技术随着采矿技术的不断创新,硬顶板技术的应用频率相对较高。在采矿工程中,通过分析硬顶板技术的应用要点,其通常在矿产资源、储藏深度、压力控制等方面有较好的应用价值。在采矿工程中,硬顶板技术往往还要与其他技术共同使用。操作硬顶板技术时,需要与定向水力压裂、倾斜顶板等技术有机结合,便于开采作业顺利进行,为随采随冒等环节提供便利,进而提高回收率。在应用硬顶板技术的过程中,其冒放性缺乏稳定性,当采矿工程跨度较大时,无法实现理想的硬顶板技术应用效果。所以,该技术的发展还有较大的进步空间。为此,要组织相关工作人员,使其在优化硬顶板技术的过程中投入足够的时间与精力,从整体上促进开采能力提升。加大对顶板的掌控力度,在安放液压支架时,确保项目操作的有效性和安全性。

2.3小阶段爆破技术在采矿工程的发展过程中,采矿技术的研发和创新为小阶段爆破技术的发展提供了相应支持。分析小阶段爆破技术的应用现状,将其与其他采矿技术对比,可以看出前者在应用过程中形成了更便捷的操作模式,几乎不需要采用支护方法[3]。在引入矿山设备时,配置需求不高,可以有效降低工作人员的专业水平。在矿山项目的推进过程中,小阶段爆破技术可以大大降低采掘工作难度,提高采掘企业的成本管理能力,提高采掘工作效率,在人力、设备等方面为企业减轻资金压力。需要注意的是,小阶段爆破技术的应用不具备普遍性。原因在于在矿层开采作业中,无法应用小阶段爆破技术形成高效的开采模式。矿产开采作业量与相关标准要求不符合。

2.4缓倾斜矿层开采技术在矿山生产中,部分采掘工作必须采用综采液压支架。在采用缓倾斜矿层开采技术时,应加强相关技术研发,确保技术得以安全运行。与缓倾斜矿层联合应用,可形成高效的采矿作业方式。厚矿层开发作业的推进,为缓倾斜后矿层开采技术的应用提供了空间支持,能够促进日常工作效率的提高,进一步加大对滑道的控制力度。可以在顶梁焊缝位置中有效避免开裂情况,对四连杆的变形现象形成更有效的控制对策。在矿产施工作业中,合理应用缓倾斜矿层开采技术能保障开采作业的可靠性,使其可靠程度得到大幅度提升。

3采矿工程中采矿技术的未来发展方向

采矿行业的发展过程逐渐呈现出迅猛化特点,高新科技与先进技术的融入,加快了采矿行业的总体发展进程[4]。可视化VR计算技术为采矿工程的发展提供了新思路。可视化计算VR技术的应用有较广阔的发展前景,在数据获取、理论规律总结等方面有显著成效。VR系统结合不同等立面的表达形式,从颜色深浅入手,对物体的大小做出客观、合理的判断。角度调节的过程中也可以借助VR系统,形成灵活性的调整方式,从多个不同方位物体的具体位置形成准确判断[5]。在采矿作业开始之前,灵活地应用BIM技术可以对矿井开采环节进行模拟,并对有效数据进行整合。在归纳总结相关结果时,可以加大对开采风险的预防力度[6]。在数据存储和处理过程中,VR交互功能呈现出了良好的发展前景。合理应用VR交互功能能够结合不同类型的数据,在对比、分析的过程中采用实时化形式,及时对数据进行修改,保障数据处理的精确性。采矿作业工艺流程具有复杂性,在使用可视化技术时,可以将其运用于结构设计阶段,减少人力、物力和成本的投入[7]。

4结束语

在采矿工程中,采矿技术能够发挥重要作用。结合采矿行业的总体发展形势,为了顺应未来科学技术发展走向,对煤矿提出了较高的要求,使其加大对采矿技术的研发力度。在全面优化采矿技术操作成效时,对采矿工程的各个环节进行严格管控,通过引进高素质、高水平的工作人员,在合理利用现代化采矿技术时,有效解决矿产资源开采环节的不良问题。开阔良好的技术发展前景使采矿技术水平大幅度提高,为采矿工程的发展提供技术支持,实现持续、稳定发展等多项目标。

参考文献:

[1]崔振涛.采矿工程中采矿技术的应用分析[J/OL].中国科技期刊数据库工业C[2016-08-05].

[2]周明良.采矿工程中采矿技术和施工安全探讨[J].卷宗,2021,11(18):366.

[3]张国昌.采矿工程中采矿技术与安全管理问题的思考[J].中国金属通报,2022(04):51-53.

[4]张兆东.采矿工程中采矿技术的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2016(11):2937.

作者:张勇 单位:内蒙古平庄煤业〔集团〕有限责任公司