煤矿采矿工程方法优化研究
李继东
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李继东,. 煤矿采矿工程方法优化研究[J]. 国际科技论坛,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157033.
摘要: 近年来,我国经济发展非常快速,这离不开诸多领域的大力支持,其中采矿工程是我国非常重要的工程之一,它是促进我国国民经济增长的重要动力。在矿产当中拥有丰富的资源,包括煤矿、金属矿、水晶、钻石矿等等,这些矿产富含巨大的价值,在经济增长方面有着极为重要的作用。因此我们在进行采矿过程中应用的技术方法也非常的重要,它直接决定着我们获得的矿物质量。不仅如此,科学合理的采矿技术,还能够对保护环境有一定的帮助,这对于响应我国可持续性发展的战略部署有着重要意义,同时还能保证采矿人员的生命安全。因此,我们一定要将重点放在采矿工程技术应用的研究与优化方面,保证采矿过程的质量,同时尽可能的使技术更加节能环保,避免对环境造成破坏,保证煤矿领域的可持续性发展。
关键词: 采矿工程;采矿方法;绿色施工
DOI:10.12721/ccn.2021.157033
基金资助:

一、采矿工程对环境造成的影响

1、破坏土地资源

随着社会的不断发展,人类活动的不断增加,对于生态平衡造成严重的影响,其中对土地资源造成了较为严重的破坏,常见的土地破坏问题,包括土地沙漠化、水土流失、固体废弃物对土地的污染以及地面塌陷等等。而进行采矿工程施工操作会导致大面积的地面塌陷问题,通过研究表明,每采1万吨的矿物就会导致0.3公顷左右的土地出现塌陷问题,并且塌陷情况还在逐年增加。

2、破坏水资源

土壤下有着大量的丰富的地下水资源,而在采矿工程施工后会使地下水的流向发生改变,因此使得地下水的水位降低,导致地下水降落漏斗,这将会使当地的水文条件发生改变。不仅如此,采矿工程除了破坏地下水以外,还会对地面的水源产生影响,导致水资源枯竭,这将会影响当地的植被生长,从而逐渐走向土地沙漠化,目前我国土地沙漠化的问题非常严重,尤其是在西部地区非常明显,已经影响人们的生活。

3、造成大气污染

采矿工程是规模较大的工程,因此采矿过程中会需要大量的机械设备,这就会产生很多的气体,其中包括二氧化硫,二氧化碳等有害气体,导致大气环境受到影响,出现温室效应的问题。在采矿工程开展的过程中,会造成严重的环境污染。因此对采矿工程进行绿色技术的研发与应用迫在眉睫,我们应当对采矿应用的施工技术进行创新优化,来极大程度上的减少对环境的破坏,保护自然环境。

二、新形势下采矿绿色技术的发展现状以及背景

矿产资源是一种非常宝贵的不可再生资源,资源的丢失也是之中相当大的浪费。然而,综合当前我国的铁矿具体的情况来看,国有大型铁矿在生产能力的设计以及服务年限的选择上,具有很大的不同。与具体开采过程以及开采阶段之间具有较大的差异,此种状况一般是通过以下原因造成的:

(1)生产规模在社会发展、社会需求以及资源量不断变化的过程之中也产生变化;

(2)地质条件在开采的过程中也会发生变化;

(3)采矿工艺的逐渐的改进。

三、采矿工程绿色开采技术的应用

1、减沉开采

减沉开采技术通常包括有条带开采以及充填开采。条带开采技术之中存在的主要问题包括有采出率低、浪费大量铁矿资源,但是传统的全部充填开采技术主要有的问题是充填成本较高、充填材料的来源较窄、充填量较大、充填工艺没有办法满足铁矿高效开采的要求。为了降低充填成本,不少人都提出了部分充填控制开采沉陷的思路同时进行推广应用。近些年来我国在兖州、抚顺、大屯等等矿区使用采空区上方离层裂隙注浆充填法,并有着减缓下沉速度以及下沉量的作用,然而开发廉价性能优良的充填材料以及提高对于岩层移动控制规律的认识则是当前的主要任务之一。

2、充填开采

我国大部分铁矿有着建筑物下、水体下、铁路之下压煤的现象。充填采矿法在解决这种问题上有重要的意义。充填开采法主要是使用充填材料来充填采煤工作面。这个方法可以解决工作面支承压力而出现的矿压现象,提高采场以及巷道维护的状况,有效的避免或减少地表下沉以及变形的发生,提高铁矿的采出率,确保地面建筑物构筑物生态环境以及水体。按照充填材料进行区分,充填采矿法主要可以分成矸石充填、水砂充填以及膏体充填。

3、保水开采技术

保水开采技术与防止溃水技术是有着明显的区别的,防止溃水技术更注重操作的安全性,而保水开采技术则更注重开采前后的岩层的地质水文条件的变化情况。在一些地区进行完采集活动后,会形成所谓的地下漏斗,随着降雨的不断增加,下降漏斗就会慢慢消失,岩层的隔水性能是较好的;而在某一些地区开采煤炭后,会形成水洼,还可以在湖、河、海下进行开采活动,这对当地的水文地质条件的影响就不大;当然也有很多区域在进行完开采活动后,对当地的水文地质条件会造成严重的破坏,甚至还会流失大量的地下水。

4、优化巷道布置

当前的铁矿开采方法的布置要求有新的改变,主要是为了实现采矿效益的最大化,研究开发铁矿地质条件开采巷道布置以及工艺技术评价体系专家系统,确保采矿方法、开采布置等互相适应。推广毛石充填、嗣后一次充填等采矿方法,毛石不需要运出地面,简化生产系统,同时实现采掘与充填同步发展,这样就能大大提高生产效率。重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置的系统优化,减化巷道布置,完善采区的工作参数,研究集中开拓,挖掘集中准备、集中回采的关键技术,使采掘比降低;研究毛石在井下直接处理、作为充填材料的技术,这毕竟是一项减少污染的有效措施,还是减化生产系统的关键,能提高铁矿的集中化生产水平,提高开采效益。

5、研发新设备

想要使得采矿技术得到发展,新型设备是不能缺少的条件,生产工具是重要的生产要素,会直接影响生产率,如果生产工具得不到保证,就谈不上实现生产效率的最大化,而且还会造成一些不必要的损失和浪费。所以在铁矿开采中要加强对这些方面的研究:第一,在深矿井中开采对热害进行治理的设备以及技术;第二,深矿井监测监控技术以及冲击地压防治技术;第三,应该研究实现矿井高产高效相配套的设备和技术;第四,在深矿井开采之后需要采取一定的维护措施,因此就需要相应的维护设备。而新型设备具有更高的安全性和可靠性,而且适用性也比较强,尽量采用新型设备,实现安全高效生产。我国在大型采矿机械设备的研发生产上和国际上的相比依然存在一定的差距,因此为了保证采矿工程的效率以及质量与施工人员的安全,我们一定要加强对采矿技术的研究,通过借鉴国外的先进经验或引进国外的先进技术来更好的对采矿工程技术进行优化与创新。

结束语

总之,对采矿过程中存在的环境问题,根据使用绿色开采技术的必要性发出,加强对绿色开采技术的相关分析。结合各个矿区的自身情况,采取较为适合的采矿方法,重视研究以及探索每一个矿区的环保工作,注重使用绿色开采技术工作,以进一步实现采矿工程的可持续发展。

参考文献:

[1]陈峰;刘中胜;李常厚;高庄铁矿绿色开采技术的实践与应用[J];山东煤炭科技;2011(03)

[2]秦雷;绿色开采在采矿工程中的重要应用[J];黑龙江科技信息;2012(05)

[3]郑文翔.谈煤矿开采技术的发展及存在的问题[J].中国科技投资,2013(11).

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