提高厚大矿体开采效率的采矿工艺优化

提高厚大矿体开采效率的采矿工艺优化

张应良

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摘要：随着国外铁矿石价格不断上涨，铁矿石进口环境越来越严峻，国家的发展要求急需加大国内铁矿石开采量。但是随着浅部铁矿资源的消耗，国内越来越多的铁矿山逐渐转入深井开采。我国投产深井矿山已经达到19座，这些矿山通常采用常规的采矿方法，生产规模相对较小。同时，国内对地表环境保护越来越重视，因此，亟需一种适用于深井铁矿山大规模开采的高效充填采矿方法。基于此，本篇文章对提高厚大矿体开采效率的采矿工艺优化进行研究，以供参考。

关键词：厚大矿体；提高开采效率；采矿工艺；优化方法

引言

煤矿属于我国能源结构体系中不可或缺的组成部分，与国家的能源安全和国民经济发展息息相关。基于各方面因素的影响下，与发达国家相比，我国现有煤矿开采技术相对比较落后，不管是技术层面上，还是装备水平上均存在比较大的差距。为了使上述问题得到有效解决，并确保煤矿厚大矿体开采工作的顺利进行，需要加强对采煤新技术的应用，下面将会对其进行详细阐述。

1煤矿开采原则

在煤矿开采的过程中，应制定一定的原则，对煤矿开采过程进行规划，确保其能够在实际的运行过程中，做好相应开采工作，保障整体的工作效率。首先，安全性原则，煤矿开采是一项具有较大危险性的工作，在实际的开采过程中应保障作业的安全性，降低事故发生的概率。矿山开采过程中，受到矿山内部支撑性、内部瓦斯含量、地震等灾害的影响，矿山可能存在坍塌的危险。同时煤矿采煤过程中，工作人员以及设备的运行等因素，均会影响实际开采的安全性。因此，为保障整体作业的安全性，应加强对矿山内部的管理，优化煤矿开采技术，从而提高煤矿开采安全性。其次，经济性原则，煤矿开采技术水平直接与企业的经济效益相关联，开采技术水平低，将会影响整体企业收益情况，因此，应对煤矿资源的开采技术进行合理优化，提升开采效率，保障煤矿的质量，降低浪费和故障等不良影响。最后，资源利用原则，在煤矿开采的过程中，为实现对煤矿资源的有效利用与管理，应加强对资源的合理利用。针对不同地理环境和资源情况进行探查，结合资源特点制定相应的开采措施，保障矿山资源合理利用的同时，提高开采安全性。

2煤矿开采中常见问题

2.1地面沉陷问题

在进行煤矿开采过程中，很难对矿区地表沉陷进行有效控制和预测，尤其是对深度超过300m的观测站，控制难度更大。在深部煤层开采过程中，很难通过实测来掌握岩层移信息，不仅造成了人力、财力和物力的浪费，而且还会降低煤矿企业整体效能，不利于煤矿开采工作的进行。同时，若地面沉陷情况问题较为严重，甚至可能危害到煤矿开采工作人员的生命安全，因此，在煤矿开采工作中，煤矿企业以及开采工作中相关人员必须要关注和重视地面沉陷问题，采用具体的措施与方法解决矿区地面沉陷问题，维护煤矿开采工作人员的安全。

2.2技术创新力度不足

虽然现有大多数煤矿企业开始加大煤矿开采技术创新力度，但是由于部分企业技术创新体系还不够完善，无法满足技术创新需求。基于开采技术、煤层赋存条件的影响，也会导致新设备和新技术的应用落后于发展，进而降低了煤矿开采效率。少数企业还在继续沿用干式变压器等落后设备，加之缺乏机械化整体操作体系，设备缺乏安全标志开关等，这些都是由于技术创新力度不足所致。

3提高厚大矿体开采效率的采矿工艺优化

3.1采场充填

采场出矿完毕后，即进行充填准备工作，从上二个采矿阶段的堑沟拉底巷吊挂外包滤布的塑料波纹泄水管，在出矿横巷中构筑充填泄水挡墙封闭采空区，在出矿横巷的每个挡墙前再砌筑500～600mm高的沉淀池。充填料浆由上二个采矿阶段的堑沟拉底巷、切割天井进入本采矿阶段的采场，采场充填要根据充填料的泄水情况和沉淀情况等，分多次充填，多次接顶，尤其必须保证接顶充填质量。经采场沉淀后的泄水溢流至盘区进、回风联络巷，汇集到采区进、回风天井，经泄水钻孔下放至排水水平，汇入井下排水系统。采场充填分为两种充填方式，即高强度胶结充填和低强度胶结充填。一步采场采用高强度充填，二步采场采用低强度充填。先开采一步采场，后开采二步采场，保证二步采场的安全开采。

3.2高效的回采工艺

（1）采准切割。在每个开采阶段，自上而下分别为充填水平、凿岩水平和出矿水平，3个水平工程互相利用。在出矿水平，采场两侧布置出矿联络巷，采场中间布置堑沟拉底巷，出矿联络巷与堑沟拉底巷之间通过出矿横巷连通。在凿岩水平，凿岩巷道为出矿水平的堑沟拉底巷;在充填水平，充填巷道也为出矿水平的堑沟拉底巷，即充填巷道利用上二个采矿阶段的堑沟拉底巷，凿岩巷道利用上一采矿阶段的堑沟拉底巷。（2）回采工作。1）凿岩。采用DL2710型凿岩台车在分段凿岩巷道内钻凿上向扇形中深孔，孔径Φ76mm，排距1.5～1.8m，孔底距1.8～3.0m。每个采场配1台YSP-45型凿岩机辅助钻凿个别边孔。2）爆破。炮孔凿完后，以切割槽为初始自由面侧向爆破，单分段分次爆破或多分段同时爆破，每次爆破3～5排炮孔。采用BQF-100装药器装填粉状铵油炸药，导爆管雷管微差起爆。3）采场通风。出矿时，采场新鲜风流从中段运输巷道，经各装矿进路，到达出矿工作面；凿岩时，采场新鲜风流从斜坡道，经各分段凿岩巷道到达凿岩工作面。清洗工作面后的污风，经切割回风天井汇入上中段平巷，经回风井抽出地表。为善采场工作面通风效果，凿岩时和爆破后采场内采用局扇加强通风。4）出矿。采用CYE-2型电动铲运机出矿。崩落矿石集中在底部集矿堑沟。根据矿山实际情况，采用铲运机从出矿进路铲运至阶段出矿巷道，直接装入自卸式汽车经斜坡道运出地表。

3.3优化前后开采工艺优缺点对比

（1）优化后的采矿方案将采区工作面的数量提高了一倍，因而能够投入更多采矿设备，以更多的回采工作面展开凿岩、爆破与出矿工作，极大地提高了采矿效率。上下盘各布置一条运输巷道既缓解了运输压力，也避免了设备车辆过于集中，有利于提高运输效率。（2）优化后的开采工艺沿用了传统开采工艺参数，无须另行设计采场的进路间距、分段高度等结构参数，具有使用灵活、结构简单等特点。（3）优化后的工艺缩短了进路长度，改善了进路的通风效果，节省了通风时间。（4）优化后的采矿工艺将厚大矿体分隔为上盘和下盘两个回采区进行回采，因此需要投入更多的凿岩、出矿设备，新增的分段运输巷道也额外增加了巷道掘进工作量，相对增加了生产成本。同时，随着生产效率的提高，分段的年下降速度也会增加，缩短了矿山的服务年限。（5）为保证上盘运输巷道的稳定性，优化后的采矿工艺一般适用于急倾斜极厚、上盘围岩稳固的脉状矿体。

结束语

综上所述，在现代化背景下，想要提高煤矿的开采速度与效率，应对厚大矿体开采技术进行合理的优化，提高作业质量的同时，使开采过程的安全性得到保障。相关研究人员应在以往的基础上进行创新研发，提高厚大矿体开采技术和设备的功能，不断优化煤矿开采效果，进一步促进我国煤矿行业的发展。

参考文献

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