论采矿工程中采矿方法的创新与实践

霍子阳

神华神东煤炭集团寸草塔二矿掘锚五队霍子阳

摘要：矿业是国家工业发展的支柱，采矿方法是衡量一个国家矿业发展水平的重要因素。同时矿产资源的日益枯竭也使得人们追求更加高效的采矿方法来实现可持续发展的同时又满足人们需求的资源的开采。本文对于采矿方法的创新实践做出了相关阐述。

关键词：采矿工程；采矿方法；创新；实践一、引言现代社会，随着全球经济的腾飞，人类对于矿产资源的需求与日俱增。我国基本国情是人均矿产水平低下，矿产资源的日益枯竭带来的压力更大。目前我国的矿产工程需要和世界先进水平接轨，走在世界的前沿，就要我们利用更加先进的技术对有限的矿产资源进行开采和利用，提高效率，减少浪费，达到和谐社会可持续发展的目标。但是，现阶段我国采矿工程的总体情况并不容乐观，开采环境恶劣等一系列问题阻挠着我国的采矿业的发展。同时，矿床开采环境愈来愈恶劣，矿石的生产原材料价格不断升高，企业未来追求最大的经济利润，就要根据所开采的矿山的实际情况不同创新地采用新方法进行采矿，满足社会技术进步的需求。

二、采矿创造工程以及采矿创新的必要性创造工程是一门较为新的科学。它起源于人们在古今中外的科技发明故事的研究中，什么属于创新，创新发明的一般规律和方法，把创新点子变成创新的实践方法，在对于这些都有深入的认识之后，创新工程在欧美国家和日本得到发展。将创新工程运用在采矿工业就成为采矿的创新。目前国内外使用的新方法都有如下特点：安全、经济、可靠；拥有某种关键的技术或者工艺或者使用某一先进设备；采切工作量少或者采矿率高，管理方便，施工简单；同类型的方案不具备该方案的某些优点。

我国矿产资源虽然种类多样，总量丰富，但是人均占有量甚少，同时矿产资源分布严重不均匀，贫矿较多，矿产资源的开采技术不高，矿山的经营者思想不够开明，因循守旧，只重视眼前利益而忽视长远发展，利用最古老传统的开采方法来经营矿山。这样一方面会缩短矿山的开采寿命，浪费大量资源，达不到提高经济效益的目的，同时盲目无目的无科学规划地开采导致乱挖坑道，会带来地质构造的损坏，严重的甚至引发矿山坍塌的重大事故，不但造成经营者的经济损失，更加会威胁到采矿工人的生命。国务院颁布的《中国矿产资源政策》明确要求：加强新材料技术、新理论、新方法的基础研究，促进采矿工业由劳动密集型向技术密集型转型，由粗放经营向集约经营的转型。

三、采矿方法的创新与实践实例采矿方法创新与实践的一个具体实例如下：上世纪90年代，内蒙古撰山子金矿当地附近原材料价格持续上涨，同时矿山又要扩建来增强生产能力，因此现实情况就是根据现有的采矿方法找出一种能在采矿生产能力扩大的同时采矿成本又不能太高的方法。当时的开采条件允许使用的采矿方法主要是削壁填充采矿法。利用人工在矿山和矿内搬运矿石导致每天开采能力少于10吨。当年实验显示成功的方法是利用耙矿绞车出矿和微型铲运机出矿的削壁填充法，已经证明这两种办法能够有效扩大开采能力，但是削壁填充导致原材料的损耗大，采矿成本没有减少。铲运机的技术受到进口限制，矿山资金和矿脉的长度也不允许使用铲运机。同时，在中小型金矿山中被广泛使用的浅孔留矿法运用在此处，在矿石稳定度、矿脉倾角和开采成本上都能够满足要求，唯独对于矿脉厚度及其薄弱的特点不适合。因此，工程师大胆将削壁填充和浅孔留矿这两种方案的融合，取长补短，形成削壁留矿的新技术。该新工艺把掏槽崩落的矿石先留在开采现场，针对矿脉薄弱的缺点则在扩大作业的时候将围岩从开采现场放出。经过一年多的采场中的实地试验，采准、采矿和放矿作业完成之后，实地测得相关经济指标有：开采生产能力提到到了每天接近28吨，是原先的3倍，开采成本由原先的每吨2800元降到了1600元，同时开采损失率降为百分之二，贫化率降为三分之一，比之前降低了十余个百分点，开采强度比之前的方案提升了二倍多。实践结果达到了矿山的技术指标要求。该方案经过相关部门坚定，属于国内首次使用并且国内外没有类似的方法，因此申请了专利。

四、采矿方法的创新与实践针对现阶段我国采矿工业的情况和特点，可以实现的改进和创新可以从采掘设备的大型化、自动化和智能化、开采流程的连续或者半连续化、矿山生产管理的计算机自动化等方面着手，但是更为重要的是对于采矿方法的创新与实践，利用核心技术的革新来带动采矿水平的提高。利用现代的科学管理方法对传统工艺进行改造是进行创新的途径。以下图的模糊层次分析法为例。

传统的方法对于采矿方案的选择上一般采用类比经验法来确定，在用此法对于创新方案的选择时，由于矿山条件多样性以及技术经济限制条件不同，存在局限性。运用模糊层次分析就能对创新采矿方案的因素进行抉择，定性分析和定量分析结合起来选择最佳因素组合。

在此基础上，将已经在实际中大规模采用的空场采矿法、填充采矿法和崩落采矿法等等进行大规模推广，同时融合进入深井采矿技术、浸溶采矿技术和机械化连续采矿等先进技术，使得采矿手段越来越机械化，逐步朝着智能化的角度迈进。

4.1空场采矿法这是我国采矿史上运用早技术成熟的方法。该方法依靠围岩自身的稳定性和矿柱的支撑力维持采空区来进行回采，必要时用支架或者采下来的矿石作为临时支柱。这种采矿方案需要围岩和矿石保持稳定。空场采矿法在有色金属和化工开采中广泛使用。它的优点是成本低廉、生产能力强、时间短。在实践中该方法也被做了适当改进和创新，改进之后该方法能够运用在一些矿岩破裂的矿体中。例如为了提升锰矿的矿块回采率，科研专家在对云南鹤庆锰矿进行研究和考察之后，用人工柱锚杆房柱法进行实验，利用片石砌筑人工矿柱代替原来的矿石矿柱，再用铁丝网固定不稳定的顶板，提高了顶板的固定度，极大提高了作业条件和安全保障，矿石回采率提升到了93%，经济效率大增。成功的创新也使得该矿的方法被应用推广。因此，空场采矿法经过实际中的创新，结构愈来愈合理而且简单，生产能力和开采效率都不断提高。

4.2深井采矿技术近年来，人们对于矿产的开采不断加深，地表层面的资源已经开始渐渐枯竭，因此采矿工程开始向纵向深度发展，因此对于深井采矿方法的研究意义越来越重要。我国标准是垂直开采深度超过800米即定义为深部开采，在南非和澳大利亚等国开采进行到地下1000米之后才属于深度开采。我国的金川镍矿和乳山金矿等许多矿山预计在本世纪中叶进入深度开采，已有的冬瓜山铜矿和红透山铜矿已经进入深井开采阶段。深井开采不同于浅部开采，环境十分恶劣，地压大，温度高，开采环境就是这样的特殊条件。因此矿石的运输提升、给水排水、支架和通风透气以及开采机器的选择都需要更加严格的技术支持。我国对于这方面的研究水平较低，因此九五期间国家将千米矿山的开采作为专题进行研究，相关的《深部地底资源开采》项目也已经立案。

五、结语地球矿产资源相对于人口而言十分有限。现代社会对于能源需求的不断增长使得矿产开采要进行最大程度的进行，对采矿方法进行创新是提高开采率最有效的办法。对于采矿方法的革新要根据原有的技术和所开采矿山的实际情况，认真调研，大胆假设，合理实验，可以利用现代创新工程的相关思想加以指导，用模糊层次方法对各种因素进行选择，争取做到矿产资源的不浪费，提高我国采矿工业的整体水平。

参考文献[1]郭良金.采矿方法的创新与应用[J].科技创新导报，2012，16：23.[2]史太禄，任凤玉，李文增，周宗红，叶振华.模糊数学在采矿方法优选中的应用[J].金属矿山，2007，11：29-31.[3]张鹤松.浅析采矿工程中采矿方法的创新与实践[J].黑龙江科技信息，2013，10：78.作者简介：霍子阳（1986—）男，本科，籍贯：内蒙古赤峰人，工作单位：神华神东煤炭集团寸草塔二矿掘锚五队，主要从事：井下巷道掘进现场施工设计与管理。