井下礦層開采工藝選擇分析
時間:2022-08-06 10:54:32
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摘要:無論是在我國還是在其他國家,礦產(chǎn)資源是一種寶貴的財富。有關專家制定了一個科學上合理和經(jīng)濟上有效的采礦概念,以開發(fā)安全和有效的綠色采礦技術。第一步必須依靠合理的采礦技術。比較厚礦層三種開采工藝的利弊,并建議優(yōu)化開采工藝和操作。
以我國能源消費情況來看,一次能源占總礦產(chǎn)資源的比重一般在75%左右,近年來,隨著社會對礦產(chǎn)資源需求的不斷增加,礦產(chǎn)產(chǎn)量也逐年增加,礦井開采量和深度不斷增加,同時,安全技術管理要求也越來越高,雖然近年來我國由于地質條件的差異,在礦井開采技術上取得了長足的進步,在我國礦產(chǎn)資源收入中,厚礦層和特厚礦層所占比例高達40%[1]。在拆除這類礦層時,要結合地質結構具體條件,選擇合理的開采方法和技術,這也是安全高效采礦的核心[2]。結合當前我國迪克采礦的現(xiàn)狀進行分析,對其技術的選擇性原則,研究該技術的優(yōu)缺點,以及采礦工藝的優(yōu)化方法,并提出以下方法。
1國內(nèi)厚礦層開采的現(xiàn)狀
由于我國幅員遼闊,雖然礦產(chǎn)地質條件反映差異較大,但與薄礦層相比,厚礦層所占比例較大,礦產(chǎn)資源豐富,在進行礦層開采時,其工作范圍較廣,便于工程機械的布置,及人員的操作工作。經(jīng)過多年對采礦設備的科學研究,厚礦層開采技術已基本形成[3]。
2厚礦層開采工藝選擇的原則
應選擇一種較為適合的開采技術,可提高礦山的開采效率。它不僅對安全生產(chǎn)和管理礦物具有重要意義,而且提高礦物的經(jīng)濟效益和社會效益,因此,選擇適合的方法和技術條件,合理開采技術的關鍵是礦產(chǎn)安全生產(chǎn)第一個條件,應該遵守的原則最大的回收率,安全的去除原理和先進的種植技術[4]。2.1最大采出率原則。雖然我國的礦產(chǎn)資源儲備量較大,但是這種不可再生資源礦產(chǎn)仍然是有限的,這就要對其進行合理利用,盡量減少礦產(chǎn)的開采工程,取得比開采要求更好的經(jīng)濟效益和社會效益的原因。它為礦井開采劃定了明確界限,力求采用先進的開采方法和技術,確保開采安全[5]。近年來,一些礦井工程為了提高礦產(chǎn)資源的回收率,開始回收邊角的殘礦廢礦,雖然效益相對不明顯,但在一定程度上鼓勵了廢礦的回收和利用,在進行早期礦井開采時,必須要按照最大的回收率原則,選擇一種適應當?shù)氐刭|的采礦技術,可使礦產(chǎn)資源的出產(chǎn)率最大化。2.2安全開采原則。礦產(chǎn)工程的安全開采,是黨與政府高度重視的工程項目??倳泴τ诎踩a(chǎn)重要理論,明確了“人命關天,發(fā)展決不能以犧牲人的生命為代價”。鑒于生產(chǎn)環(huán)境符合安全生產(chǎn)條件的要求,這也是礦井開采的首要原則;而在開采方法和方法的選擇上,必須以安全開采原則為重;鑒于必須確保生產(chǎn)系統(tǒng)各連接件和工序的安全;特別是在發(fā)生井下氣體濃度過高的情況下,必須適用安全拆除原則;確保有效杜絕爆炸事故的發(fā)生[6]。2.3裝備技術先進性原則。近年來,隨著礦產(chǎn)科學研究水平的提高和發(fā)展,采用了一套適合井下生產(chǎn)條件的先進機械操作方法、工藝和設備,隨后出現(xiàn)了創(chuàng)新的改進。采礦方法和方法,提高了生產(chǎn)效率,降低了工人的強度,實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。井下機械設備的先進技術特點有助于礦井開采工藝的發(fā)展,提高礦產(chǎn)資源生產(chǎn)條件的安全性,提高工作場所生產(chǎn)的安全性和效率[7]。隨著采礦技術向自動化經(jīng)營轉變,先進的設備技術是礦井開采方法和工藝的選擇原則。
3各類厚礦層開采工藝的優(yōu)缺點
所謂厚礦層,是指地下開采大于3.5m的礦層,是我國最重要的礦層。它們的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的45%。就礦產(chǎn)資源而言,根據(jù)礦產(chǎn)資源的厚度,選擇合適的提取方法是十分必要的。隨著礦產(chǎn)市場的擴大和礦產(chǎn)儲量的減少,這已成為業(yè)內(nèi)的共識。為了保證礦產(chǎn)資源的合理有效的拆解,必須根據(jù)具體情況選擇合適的拆解方法[8]。我國是一個大型礦產(chǎn)資源開采國,開采了更多的礦產(chǎn)資源,經(jīng)過長期研究和實踐,主要分為三類分層礦產(chǎn)開采。下面描述了利用厚礦層的各種技術。3.1分層開采工藝。礦井開采是將礦層劃分為兩層或兩層以上的一種開采技術。20世紀80年代以前,我國礦井開采的主要方法是不同機械化程度的人工頂板施工[9]。為防止頂層開采后從頂板通過混入下層開采,應先放人工假頂板,對于直接頂厚礦層,采用覆層開采工藝具有以下特點:①工作面具有較高的礦產(chǎn)資源回收率,一般厚礦層回收率達到近95%。②工作面開采工藝復雜,且與其他兩種開采方法相比效率較低、成本較高。③工作面需要多次移動,多挖幾條隧道,巷道工程總量大,工作面開采在底層開采中難度較大[10]。3.2大采高一次采全厚工藝。隨著礦井開采技術裝備的發(fā)展,1984年緩傾斜特厚礦層一次采全厚開采工藝與裝備,首先,在沈陽浦河礦進行了井下工業(yè)試驗。目前,全厚度開采方法已廣泛應用于某一礦山。由于技術設備的不斷發(fā)展,大采高成套設備已具備[11]。大采高一次采全厚工藝具有下特點:①與其他兩種開采方法相比,大采高一次開采全厚技術開采程序少,礦產(chǎn)資源回收率高。②由于采用大采高、一次采全厚工藝,工作面礦壓規(guī)律明顯,對地質巖層結構造成嚴重破壞。③大采高,全厚開采技術,配套的開采設備和液壓支架體積大,運輸安裝不方便。3.3放頂?shù)V井開采工藝。放頂?shù)V井開采工藝技術是一個拆卸過程,礦區(qū)位于厚礦層底部,上部礦層受開采壓力吹碎后運至后部液壓支架上部或刮板輸送機,1985年至1986年為省窯街礦務局二礦甘肅對特厚礦層的全機械化開采方法進行了試驗,全國礦產(chǎn)企業(yè)相繼應用了該項開采技術[12]。一般來說,采礦技術具有以下特點:①礦井開采效果好,人工成本低,但矸石含量高。②與分層開采技術相比,放頂?shù)V井開采技術移動次數(shù)少,生產(chǎn)濃度高。③為保證礦產(chǎn)質滿足用戶要求,應根據(jù)頂?shù)V井性質控制放頂?shù)V產(chǎn)量[13]。3.4綜合機械化固體充填采礦技術要點。實現(xiàn)大面積機械化采礦的技術難點在于泥炭充填室、充填通道和充填過程中產(chǎn)生的動態(tài)問題的解決,通過對大量活動的分析,發(fā)現(xiàn)采用綜合機械化充填技術可以有效地解決大面積機械化采礦的技術難題綜合采礦可采用多種方法來處理負面現(xiàn)象:(1)將屏蔽梁從常規(guī)綜采象限中拆除。此時用我們通常使用的水平短梁代替。將填充材料放在保護區(qū)域,而不是像我們通常那樣放置填充材料。從而合理地處理該工藝在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的灌裝范圍受限的負面現(xiàn)象[14]。(2)比例填料直接輸送至懸浮在填料短梁下的煙機填料機,使泥炭中的填料體始終處于連續(xù)的輸送通道中。其目的是解決無法合理地保持填充區(qū)域的問題,確保填充區(qū)域不被堵塞,并確保進展順利。(3)由于填料本身重量較大,直接落入盾構防護室,在開啟刮板式填料機前:在壓力作用下加入壓縮機的輔機,填料在泥炭中完全壓實,使礦井閘門等固體填料具有很好的壓實,改善充填后井下采礦的良好工作環(huán)境。(4)通過對崗威充填采礦技術經(jīng)濟效益的分析,不僅解決了礦井開采中存在的崗務等大量固體廢棄物的問題,而且將綜合采礦技術與礦山充填開采結合起來實施。此外,它還可以有效地提高資源開采效率,為機組實現(xiàn)適當?shù)慕?jīng)濟特性,通過對眾多實際內(nèi)容的分析,我們確定:該工藝為各應用單位帶來了很高的利潤,通過對眾多具體內(nèi)容的分析,發(fā)現(xiàn)膏體充填技術的總成本最高。
4開采工藝與操作作業(yè)的優(yōu)化
雖然我國礦山采礦技術已取得了很大的成就,但對于不同的厚度層,可以選擇適當?shù)姆椒ê统绦?。但是,為了保證安全高效開采,保證礦山安全生產(chǎn),進一步提高礦產(chǎn)資源的利用率,采礦技術仍有優(yōu)化的空間:(1)靈活選擇采礦方法。礦井應采用科學方法,在傳統(tǒng)采礦方法所規(guī)定的限度之外,根據(jù)礦層的地質保存條件,選擇靈活的采礦方法。合理而有效,打破傳統(tǒng)觀念,努力安全地使用采礦工藝,并采取措施提高礦井生產(chǎn)效率和效率。(2)合理控制礦井開采作業(yè).合理控制每次開采作業(yè),對主要運行點進行仔細監(jiān)測,防止因過量礦物造成的壓力滑坡失靈和系統(tǒng)故障等零售問題,采取有效的安全措施。在工作中,有必要制定符合實際地質條件的健全的操作規(guī)程,提高工作人員的安全意識,提高他們的事故管理技能,并獲得工作許可證,以確保所有人的生產(chǎn)安全。
5結語
在礦產(chǎn)施工安全管理中,只有100%的嚴格度才能防止這一現(xiàn)象的發(fā)生。”為了確保安全性不會比起始點好,偶爾也不會有終點,過去的成績已經(jīng)達到零,保持每一級的工作狀態(tài)是一個新的起始點,提高礦產(chǎn)的開采效率,因此,我們堅信,隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展和進步,我國的礦井技術無疑將取得顯著的成果,使整個國家能夠更迅速地朝著有效的經(jīng)濟和社會發(fā)展邁進。
作者:蔣明府 單位:云南能源職業(yè)技術學院
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