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探讨采矿工程中绿色开采技术的相关应用

2022-11-22王成东

中国金属通报 2022年10期
关键词:采矿工程施工单位工艺

王成东

近年来我国科技的发展非常迅猛,因此很多传统工艺已经被新兴工艺取代,现代化的工艺应用在各行各业,这种情况在采矿业是比较常见的。现代化工艺相比于以往的采矿工艺还是非常有优势的,而采矿业对社会发展又起到巨大的推动作用,因此现代采矿工艺的开发与创新一直都是相关领域寻求突破的研究内容,要想让采矿业获得更加长远的发展机会,还需要在工艺技术创新方面不断努力。

1 采矿工程概述

在国家高度重视经济建设的社会背景下,对能源的需求量也在显著增多。而开采是获取丰富能源储备的重要工程项目,所开采的能源对象主要以金属矿石以及反射性矿石为主,所呈现的施工环境比较复杂,同时在具体的开采作业方面具有严格的要求。与常规的煤矿工程存在着一定差别,该类型工程在安全性上相对较高,并不具备爆炸的风险,所以,在进行施工作业期间,施工单位需要规范选择现代技术工艺,对具体的工程开采作业体系进行科学构建。

2 采矿工程的现状

2.1 行业发展

绿色开采技术是采矿工程中决定着资源开发以及使用的关键性因素,由于采矿本身是具备一定危险性的工作内容,安全施工成为在实际生产中非常重要的问题。需要让绿色开采技术在安全环境下得到适当应用,促进工程整体质量的提升。矿产的不断开采就意味着资源不断枯竭,资源的质量会受到影响,而随着开采量不断增加,开采的条件也会变得更差,这就导致矿产的储量变得越来越少,价格却是越来越多。与之同时,采矿的成本不断上升,影响着采矿的效率,采矿业的经济效益也会受到不利影响。因此目前采矿业的发展已经进入到一个关键时期,一方面是资源减少带来的危机,另一方面则是技术上的限制,采矿工艺方面急需做出突破。

2.2 设备和人员

采矿业不同于其他产业,无论是设备还是人员,都需要根据工作进度进行迁移,开采的时候会根据具体情况确定路线和巷道,采矿之前需要做好准备工作,这样回采才能顺利进行。采矿是非常复杂的一项工作,涉及到很多复杂的环节,设备和人员的布置都需要慎重考虑,并且要尽可能让各环节相协调,这样才能尽可能避免采矿失调的情况以及资源减少的现象。

3 采矿工程中绿色开采技术的管理要点

3.1 强化人员安全意识

在采矿开采方面,无论是施工人员或者是管理人员,在实际施工的过程中,安全都是采矿生产的主要前提,在这个基础上最关键的还是利用好一些先进的绿色开采技术。这就需要在采矿开采的过程中强化各岗位人员的责任意识以及安全意识,不断向各岗位人员强调施工安全的重要性。采矿开采的风险性是不需要强调的,而每个参与到其中的员工,其实都是在承担着安全风险,但是可以确定的是,每个人在安全措施方面做好,保证施工的规范性以及管理的力度,那么安全风险会被有效降低。以往在采矿开采中出现的安全事故,基本上离不开一些人为的因素,这些事故也是说明企业在安全宣教方面一定是有着不足之处的,并未对员工进行全面性的警示。

3.2 安全管理

要对采矿生产的具体计划实施严格的审核,可以适当参考一些国家规定,制定出合理的管理方案。这样在采矿生产的过程中,管理人员就要保证管理力度,在作业现场对施工人员进行严格的检查以及监督,对每个作业人员起到严格监督的作用,提升作业人员操作的规范性以及正确性。安全检查还是需要加强力度的,每一个采矿生产的步骤以及环节,都是作业人员需要明确并检查的,同时也是在安全风险方面加强评估以及识别,及时了解其中的安全风险以及潜在的隐患,对这些风险因素要实施妥善的处理,为采矿生产的安全开展打下良好的基础。

3.3 生产管理的标准化和系统化

提升整个采矿生产体系的标准化以及系统化,这是从整体上强化采矿生产施工的管理水平。企业需要在采矿生产方面制定出完整全面的管理制度,在安全管理方面更是要进行制度上的健全,诸多的细节问题都要交代清楚,在实际生产中,保证生产的安全性,同时在采矿生产的技术上要不断进行技术更新,保证绿色开采技术的安全性以及先进性,这样才能让企业取得更加理想的经济效益。可以借助商业保险,将安全管理结合风险管理,提升采矿安全性的同时,也是对其中的安全风险进行有效规避。生产管理的标准化主要是为了保证采矿生产是符合相关规定的,这样可以尽可能避免其中的安全隐患,诸多采矿的安全事故都是与人为的因素息息相关,可见生产管理是必要的措施,也是在实际管理中非常值得重视的一个方面。

4 采矿工程中绿色开采技术的技术分析

4.1 空场采矿

空场采矿是目前采矿业非常普及的一种工艺技术。该技术主要将矿区分为矿房和矿柱两个方面,采矿的过程中,需要先开采矿房中的资源,然后才能开采矿柱中的资源。在实际施工中,矿柱是矿房回采的重要支撑,使用的是一种敞空的形式。矿柱开采需要借助一些工具和设备提供支撑,这样在采矿的过程中,矿房才不会发生巨大的改变,从整体的角度上来说,空场采矿这种技术可以让工作效率得到提升。该技术在当前的工程领域所呈现的应用范围相对比较广泛,是一种比较常见的处理工艺,所遵循的工作原理主要体现在两个方面,分别是分开矿柱,和矿方。在利用该技术进行工程施工作业的过程中,需要确定具体的的注意事项。首先,需要科学选择回采方式,一般情况下可以组织技术人员利用敝空的处理手段对具体的作业工艺进行合理优化。其次,在具体进行采矿处理操作的过程中,需要借助一定的外力,针对其所具有的维护功能进行合理开发。科学选择围岩、矿柱等载体进行有效规范。同时,在进行回采作业完成之后,施工单位需要针对具体的矿柱资源进行回采处理操作。不仅如此,在进行施工作业期间,可以合理选择填补材料和规范性的技术手段,对采空区域进行填补处理设置,从而保证所呈现的采矿处理工艺操作更具有一定的规范性。

4.2 充填采矿

充填采矿是一种回采前应用的工艺技术。需要借助充填材料的辅助,将采空区填补充分,这是为了保证采空区具备一定的支撑强度,也是为了提升采矿的安全性。在一定的情况下,为了让采空区的支撑强度得到保证,需要结合使用的充填材料以及起到支撑作用的支架,使用向下分层的方式进行充填。使用该工艺技术可以让回采的效率得到提升,同时让采矿过程中的安全事故发生率得到了有效降低,对材料企业来说,也能够进一步提升经济效益。

4.3 岩体加固

主要是在采矿工程中,各类环境的限制非常严重。例如机械、气候、地质状况等,采矿区的岩体也会出现不稳定的情况,要想让开采工作顺利进行,就要借助一些工具对不稳定的围岩进行加固。这种工艺技术就是所说的岩体加固。在实际施工中,通常岩体加固是与充填采矿以及空场采矿结合到一起的。这是为了保证采矿工作的稳定性和安全性。岩体加固的实施过程中,最常用的就是支柱法以及注浆法,这种方法可以让现场的流沙和破碎岩体得到有效加固。该类型工程在具体施工建设期间,所呈现的影响诱因具有一定的多样性,其中包括气候、地质等各项参数。如果受到上述因素影响,工程在施工建设期间会呈现出一定的不稳定风险。因此,施工单位需要选择岩体加固的处理技术,对具体的保护措施进行有效规范。同时,在科学选择这一处理工艺的过程中,施工单位需要在具体的技术要领上进行有效规范,将注浆法和支柱法进行有效的贯彻下去,从而保证所构建的工程施工作业环境在内部结构上更加趋于稳定。

4.4 崩落采矿

崩落采矿这项工艺的主要作用就是降低顶层崩落的危险性。采矿本身就是危险系数非常高的工作,营造出安全的施工环境是非常有必要的,而崩落采矿就是一种非常实用的工艺技术。通常崩落采矿有两种,一种无底柱分段法,一种是有底柱分段法。有底柱分段需要对漏洞的间距以及分段的水平尺寸进行合理设计,底柱的高度以及分段的高度也是非常重要的参数。底柱的高度受到巷道形式的影响,矿石的稳定性也会影响到底柱高度的选择。无底柱分段需要高技术水平的机械设备的支持,节省大量的人力成本,这种技术的应用范围比较大。在具体实施开采技术工艺的过程中,施工单位需要科学选择崩落的处理手段,进而保证所构建的工程处理环境所呈现的安全性特征更加突出,切实避免在施工进行期间顶层部位出现坍塌等不良风险隐患。在进行施工作业期间,可以针对具体的参数进行有效选择,从而保证所呈现的安全作业效能更加突出,不仅如此也能够在成本方面进行有效控制。

4.5 溶浸采矿

溶浸采矿是一种化学采矿工艺。这种工艺需要结合地质勘查的结果,探索开采的矿产的化学性质以及物理性质,其中化学性质是选择溶浸液的主要依据,开采的矿物需要经历固体向液体的转化,这样可以让矿产资源的开发更加有效。溶浸材料可以提升采矿的效率和安全性,符合如今的环保意识,其发展前景是非常可观的。在进行施工作业期间,施工单位需要在具体的溶浸采矿的处理手段进行有效规范。其所呈现的工作原理具体体现在针对具体的矿层区域进行规范施工,通过注入的操作方法将相关的化学溶液有效注入进去,然后借助一定的化学反应特性,针对矿产资源中所存在的化学成分进行有效提炼,这样能够让内部的物质组成更加稳定。同时,在进行作业施工期间,需要结合工程所处的现场环境,在融浸的方式选择上进行规范处理,这样一来能够保证所开展的工程作业所呈现的环保性能更加突出。

5 采矿工程中绿色开采技术的相关应用

5.1 硬顶开采技术

硬顶开采是当下采矿工程中十分常用的一种绿色开采技术,是一种综合性极强的开采技术,其中包括深孔爆破、高压注水等多种不同的工程技术,在实际运用中有着诸多方面的优势。该技术的特点是回收率比较高,可以在很多时候完成随采随冒。但是该技术的运用也是有着一定的弊端,那就是开采出来的煤块往往并不均匀,煤块的体积比较大。要想解决这样的问题,就需要在实际生产中适当运用液压支架,用顶煤破碎以及顶板进行控制。硬顶板开采与硬顶煤开采都是其中的技术类型,前者要比后者的回收率更高,在岩层压裂、深孔爆破等方面都是比较常用的,同时也可以借助低压原理和定向水力,让采矿取得更好的控制效果,让开采出来的煤块更加均匀,对岩层也能起到良好的保护作用,避免产生采矿的垮落,让施工安全得到进一步的保障。

5.2 填充开采技术

在采矿开采中,作业面往往要承担极大的压力,这样在采矿空隙的地方会出现变形以及洼陷的状况,严重的时候甚至会导致垮塌。这对施工进度是一种延误的因素,同时也是让采矿开采的安全风险更高。填充开发可以将这一问题有效解决。在实际生产中可以将沙、水等填充到空隙中,主要受避免围岩崩落,让采矿开采更加具备安全性。

5.3 深层井绿色开采技术

矿压控制以及地压冲击是该技术的主要功能。一些采矿的瓦斯治理以及热害治理就是运用该技术取得了理想的效果。在该技术的实际运用中,可以借助支护技术以及快速掘进技术等。防止环境出现变化对施工进度造成冲击,在这期间需要对环境进行密切的监控,对矿井坍塌的风险进行评估,及时处理其中的一些安全风险。

5.4 生态智能化

在今后的工程项目进行生产作业期间,需要遵循生态化的发展原则,在具体的技术工艺上进行合理优化。遵循经济与生态协调发展的原则,有效分析在工程建设中所存在的各类风险问题,从而保证所开展的工程建设环境更加规范,推动整个工程事业实现长远发展。

在今后大力发展采矿工程事业的过程中,施工单位在技术工艺的发展趋势上进行有效转变,推动智能化的方向实现有效发展,从而推动工程开采作业呈现出全新的发展面貌。积极开发和利用先进的信息化载体,合理构建自动化的监控体系,从而在进一步规范工程作业环境的同时,也能够推进整个工程事业实现更长远的发展。

5.5 生物绿色化

在今后的发展领域,施工单位需要在具体的技术处理上进行有效规范,重点开发先进的生物化技术手段,全面提高整体的作业水平。将微生物的处理技术有效地贯彻和应用到工程当中,针对矿产工程中所存在的铜、金等金属资源进行合理开发,从而有效控制成本,保证对矿产能源的开发更加全面和充分。

在大力发展该工程事业的过程中,施工单位需要积极践行绿色发展理念,在具体的技术工艺上进行有效规范。因为采矿工程开发是获取能源的重要载体,在开采作业的过程中可能会产生一定规模的废石资源,这给工程所处环境的生态建设造成了十分不良的影响。因此,施工单位需要在具体的施工处理技术上进行有效规范,在大力开采的基础上科学制定处理方案,针对废石进行集中处理。

6 绿色开采技术的发展趋势

6.1 地下矿山采场稳定性技术

在全新的时代背景下,随着国家的经济建设速度不断加快,针对能源的开发也逐渐提出更高的要求。相关单位在具体负责采矿工程的过程中,需要顺应新时期的市场需求,在具体的技术处理工艺上进行有效开发,遵循具体的工程开采要求,积极开发现代化的处理技术,从而进一步优化作业环境,也能够有效控制在开采作业具体实施期间出现不良风险,全面提高采矿工程的综合质量。采矿过程中一个非常关键的问题就是保证地下矿山采场的稳定性,地下采矿过程中工作人员对采场的实际情况并不能全面掌握,因此很容易出现意外的事故,近年来采矿的意外事故一直都无法杜绝。未来采矿工艺的发展方向一定会将保证采场稳定性作为重点,相关的研究人员也会在这方面投入更多精力,目前在这方面还有很多技术上的不足,只要这方面得到提升,采矿的效率也会得到提升。

6.2 地下矿山无废开采技术

在具体实施开采作业的过程中,施工单位需要明确具体的工程建设要求,在具体的施工工艺上进行合理优化。遵循现代工艺发展原则,将空场开采、崩落开采等技术手段有效应用到工程当中,从而保证现场作业更具有规范性。同时,在今后的工程建设领域,施工单位需要针对具体的发展趋势加以明确,从生态化、智能化、生物化以及绿色化等几个方面进行有效探索,从而保证所构建的现代工艺体系更全面,所呈现的开采性能优势更加突出。采矿的过程中需要借助爆破以及搬运等手段,这种手段会让一些资源无法得到充分利用,很多矿产资源无法完全开采,资源被白白浪费掉。这种情况直接降低了企业的经济效益,因此在开采的过程中,做到无废开采也会是未来研究人员的主要研究方向。

7 结论

综上所述,采矿生产本身就是具备一定的风险性,当下绿色开采技术不断进步与发展,对每个采矿产业来说是非常大的推动力,对采矿工程的开展来说,先进技术以及安全管理都是非常关键的内容,要提升采矿生产的安全性,让绿色开采技术的真正功能以及价值得到完美体现,同时也是要完善各方面的制度,提升生产管理的标准化以及系统化,提升整体的生产水平。现代化工艺在采矿领域具备比较明显的优势,可以让采矿工作的稳定性和安全性得到提升,也能提升采矿的工作效率以及矿产的质量,这对采矿业的发展以及社会经济的发展都是非常有利的。在科技高速发展的背景下,采矿工作需要结合安全理念以及可持续发展的理念,开发出更加有效而且兼顾环保效益的工艺技术,推动我国采矿业的发展,本文介绍的一些技术上的应用以及未来的发展趋势希望可以起到借鉴作用。

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