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一、井下采礦的方法
(一)充填式
它的材料穩定性不足而且價格昂貴,所以該技術的運用存在成本過高而且穩定性起伏很大的現象,從而限制其擴展。新世紀以來,填充技術得到了進一步的提高。我國在新技術開發之前,運用最廣泛的是干式填充或者分級尾砂膠結等技術,而現在,為了節約膠結材料等用量,填充技術不再單一化,開始向高尾砂高濃度的方向發展,這種轉向在節約材料的同時,還節約了生產的成本。另外,還保護了礦山生產,避免對礦山的環境造成破壞。實踐中表明,充填采礦技術還具有減少礦石貧化率,防止地表發生塌陷等作用。在采礦的過程中,礦體的組成都相對復雜,因此,在礦石形狀并不規則的礦區,一般方式的采礦方法,會造成采礦的成本過高,不利于企業經濟效益發展,所以選擇高分段式的充填采礦技術,相對其他采礦技術而言,更加有效率,而且在安全方面也更加的有保障。
(二)回采式
最后一步,用鑿巖車施工,將落在地下的礦石用工具運出回采式,又分成留礦柱式和無礦柱式的連續開采式。根據圖中的回采方案,由一號位置向一百米長的礦段劃分為一個盤區。以下向膠結式的充填法為主,采完八十米到八十五米,留下十五米到二十米的礦柱。一個階段完成以后,可以利用這樣的方法,在第二步過程中,繼續回采礦柱。當采用中間段進行開采的時候,每個盤區內會產生多個空間,也就是礦房。當回采礦房時候,由于開始采場位置低壓過低,能夠有效的維護通道的穩定性。從整體上看,這樣的開采方法,有利于整個采場的穩定和安全。無礦柱式的回采方法與有礦柱的方法。相同之處在于,第一步都是每隔一百米的距離劃分一個開采位置,不同之處在于它的盤區與盤區之間不能留有礦柱。然后利用下向膠結式的充填方法,在中段部位來回開采,當完成整個礦石開采之后結束。
二、技術的運用
(一)“三下”采煤技術
“三下”采煤技術指的是鐵路和一些建筑下采煤方法的統稱。我國每年采煤量超過了一百四十億噸,然而我國利用三下采煤技術采出的煤炭只有十億左右,只占我國采煤量一個很小的部分。然而隨著技術的不斷提高,三下采煤技術得以迅速發展起來。以前僅僅是充填式的方法開采,現在出現了更多的技術,例如陷落法開采。它與以前的技術相比,優勢很明顯,對地面的建筑物和鐵路,減少了破壞的程度,相對而言,還降低了企業生產的成本,提高了企業的經濟效益。在三下采煤技術上,主要針對的是建筑物或者鐵路。我國對于建筑物下的礦井開采,已經研究了很多年了。從一九六二年開始,我國在建筑物底下礦井開采中,運用了多種手段方法。下面,舉幾個例子進行說明。例如條帶開采法。所謂條帶開采,就是將一個煤層的區域,劃分為一些條帶,在條帶與條帶之間進行開采。這種開采的方法,保留了上覆巖層的重量,有效地增加了煤柱的穩定程度,而且在開采的過程中,保證了開采者的安全問題。在鐵路下采煤的時候,應該注意的是,在開采的過程中,對于路基可能產生一定的影響,造成路基的變動。有的時候,甚至導致地表的開裂、塌陷,直接影響到行人或者車輛的安全。所以,在開采的過程中,應該多加注意。首先,在開采的深度上,一定要把握到位,由于是在鐵路下方開采,所以煤層的深度與其厚度之間的比例一定要符合要求。其次,開采的過程中,應該留設鐵路,它能夠對煤柱產生一定的保護作用。在開采區域上,應該合理的布置好采區,盡量讓采區范圍處于鐵路的正下方。并且,要合理控制開采速度。最后,也不應該完全忽視上方的地表,對地表應該及時的檢查,一旦出了問題,最好立即進行診斷然后彌補維修,讓它恢復到正常狀態。
(二)深礦井開采技術
由于深部礦井底下的形勢更為復雜,所以,要如何有效地解決深部開采礦井中一些技術上的問題以及如何讓深部礦井在建設方面更加合理與安全,如何提高開采效率,提高開采量,成了深礦井開采所面臨的關鍵問題。其實,在深礦井的技術上,并沒有很統一的方法。在開采的過程中,主要會遇到以下幾個關鍵問題,例如在開采的過程中遇到礦震或者井爆怎么辦?由于地質結構的不同,在對煤層開采時候要更加注意如何控制好礦壓和對地壓的沖擊等。一般情況下,深礦井開采需要一些技術措施,例如降溫。在深部開采中,通風度這一點相當重要,在一般狀況下,我們都是對礦井開采時的通風系統進行改造,加大礦井內部的風量,從而降低內部溫度。在有關防治瓦斯突出的安全問題上,應該注意的是,除了加大采區的風量這些基本措施以外,還應該采取別的有效方法。如在開采的過程中,適當對礦井內部的解放層進行采掘,能夠降低瓦斯帶來的危險度。或者向煤層內注入一些水量,破壞瓦斯一些基本性質,讓它的應力降到安全范圍內。深部開采煤礦技術還未完全成熟,由于它的地質條件,一直在技術和方法上存在種種問題,但是深部礦井的開采仍然在發展之中。在深部礦井的開采過程中,它向我們揭示了深部煤礦的地質構成及其原理,有利于未來地質勘探等技術的發展。并且,保證了未來深部礦井中資源的持續開發和利用。
(三)改善巷道布置
特別是近幾年來,在采煤技術和方法不斷得到改進的時候,巷道布置也成了提高生產水平、加快開掘速度的方式之一。合理的巷道,成了深層礦井中工作的關鍵因素之一。除此之外,在開采的礦區內,應該把握好開采方法與開采布置兩者的匹配度,改變優化通風以及運輸的系統,減少掘進巷道的工程量。減少矸石的排放,矸石一般留在礦井內,簡化了生產系統。在提高產區的經濟效益的時候,應該重視綜采技術與中掘技術共同的發展,提高生產的效率。布置好巷道,減少矸石排放,有利于高效集中的開采。結束語由于礦產資源的稀缺,所以有關礦產資源的開采,在近幾年成為了熱門的關注點。在我國的礦產開采生產中,由于井下地勢的豐富多樣并存在著不同的問題,所以開采井下礦產的方法也不是單一不變的。同樣,井下礦產的開采技術與方法也不能停滯不前,應該不斷的進行改革與發展,創造開采業的良好環境。
作者:劉玉鋒單位:中煤科工集團南京設計研究院