煤礦采礦工程的采礦工藝技術

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摘要：采礦業(yè)已成為經(jīng)濟支柱性產(chǎn)業(yè)之一，采礦工藝技術的發(fā)展也越來越多地引起人們的關注。隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤礦采礦工程越來越多，并且在采礦工程中需要更多的先進技術作為支撐，這樣才能減少問題的出現(xiàn)。在現(xiàn)代化采礦業(yè)中，對采礦工藝進行了更多的分析，讓采礦工藝和采礦技術有效地結合，以此引導煤礦產(chǎn)業(yè)進入新的發(fā)展階段。煤礦產(chǎn)業(yè)中采礦工藝技術發(fā)揮著十分巨大的作用，是否合理選用了采礦工藝技術、采礦工藝技術的高低，將會對采礦企業(yè)的整體效益產(chǎn)生直接影響?；诖?，本論述對采礦工程中的鑿巖技術、爆破技術、回采技術等采礦工藝的主要技術進行分析，以期給同類工程提供參考。

關鍵詞：采礦工程；鑿巖技術；爆破技術；回采技術

目前，現(xiàn)代科學技術和工程技術快速發(fā)展，中國由產(chǎn)煤大國向產(chǎn)煤強國邁進，采礦工程中的新思想、新方法、新技術不斷涌現(xiàn)。但是，對采礦生產(chǎn)實踐及其相應技術的應用研究并不多，提高礦山技術人員和科研人員的水平十分必要。本論述的研究重點是鑿巖技術、爆破技術、回采技術等采礦工藝的主要技術，以求為礦山生產(chǎn)技術人員提供借鑒。

1鑿巖技術

1.1巖石分級

1.1.1按巖石堅固性分級蘇聯(lián)學者普洛吉亞柯夫提出，按巖石堅固性分類，可以將巖石類型分為最堅固（普氏堅固性系ƒ=20）、很堅固（ƒ=15）、堅固（ƒ=10）、堅固（ƒ=8）、較堅固（ƒ=6）、較堅固（ƒ=5）、中等（ƒ=4）、中等（ƒ=3）、較軟弱（ƒ=2）、較軟弱（ƒ=1.5）、軟弱（ƒ=1）、軟弱（ƒ=0.8）、土質巖石（ƒ=0.6）、松散性巖石（ƒ=0.5）、流沙性巖石（ƒ=0.3）等15類。1.1.2礦山工程巖石分級法綜合考慮爆破材料、工藝、參數(shù)等標準，將巖石類型分為極易爆、易爆、中等、難爆、極難爆五個等級［1］。1.1.3隧道工程分級法在總結中國隧道圍巖分類的基礎上，提出隧道工程分級法，將巖石分級為五級.

1.2巖石破碎技術

1.2.1巖石可鉆性巖石可鉆性取決于巖石的抗壓及抗剪強度，常用公益性指標來表示?？摄@性指標包括兩項，（1）鑿碎比功，（2）釬刃磨鈍寬，在衡量巖石掘進難易程度時，應根據(jù)鑿碎比功與釬刃磨鈍寬成正相關關系的規(guī)律來計算巖石的可鉆性［2］。1.2.2鑿巖破巖工藝按鑿巖工具破碎巖石的機理，可將鑿巖破巖分為沖擊式鑿巖和旋轉式鑿巖。沖擊式鑿巖主要利用釬子的沖擊作用，在沖擊力作用下釬頭釬刃切入巖石中，形成鑿溝A—A，轉角再次沖擊形成鑿溝B—B，兩溝間形成扇形巖體，反復如此后飽孔就可逐漸加深。但是鉆機機構簡單，能耗大、噪聲也大。旋轉式鑿巖主要通過釬子持續(xù)旋轉切削破碎巖石，在軸向壓力P作用下，釬刃進入巖石并保持旋轉動作，轉力矩M使釬刃形成了切削力G，孔底巖石在此作用下持續(xù)被破壞。

2爆破技術

2.1電力起爆法

設計合理的爆破網(wǎng)絡，要求電源可靠、網(wǎng)絡簡單、每個雷管都能夠獲得足夠多的起爆電流。確保雷管質量符合標準，將其腳線調整至短路狀態(tài)，短路接頭用工業(yè)膠布包好。懸掛標記牌，放入專用箱，按運輸要求穩(wěn)定送至爆破施工場地，按照場地布置情況依次放置于炮孔處。在裝藥的過程中，嚴禁搗斷雷管腳線，便于準確、安全、可靠起爆，腳線要沿孔壁順直。

2.2非電起爆法

2.2.1導火索起爆法導火索、火雷管和點火材料構成導火索起爆法主要應用的材料，其原理是用點火材料引燃導火索（芯藥燃燒），導火索再引燃火雷管，主要操作流程是：制作起爆雷管、制作起爆藥包、裝填炮孔、導火索點火［3-4］。2.2.2導爆索起爆法導爆索起爆法主要是通過導爆索爆炸過程中發(fā)出的能力來引爆炸藥，由于是在爆破前引爆導爆索的雷管，除此過程以外的其他過程（裝藥、堵塞、連接線等）都不用雷管，所以安全性較高，且操作簡單，抗雷電、雜電能力強，應用較廣。主要操作流程是：導爆索連接、導爆索起爆網(wǎng)路連接（包括串聯(lián)網(wǎng)絡、并簇聯(lián)網(wǎng)絡和分段并聯(lián)網(wǎng)絡）、導思索網(wǎng)路微差起爆。在銨油炸藥的藥卷中對導爆索進行利用的過程中，務必用塑料布進行包裹，使其與油源分開，以免被炸藥中的柴油侵蝕而削弱或喪失爆轟能力。

3回采技術

3.1采礦生產(chǎn)工藝

3.1.1采準工程采準方法主要采用脈內采準與脈外采準，階段運輸平巷的布置務必要跟礦塊、階段的生產(chǎn)水平和采礦方式的標準保持一致。對于中、小型礦山，可采用沿脈單線有錯車道布置。布置方法分為脈內布置、脈外布置和脈內外聯(lián)合布置（見圖4），根據(jù)不同的情況選擇不同布置的方式。巖石穩(wěn)固性不佳時，可將巷道布置于較穩(wěn)固的巖石中。大中型礦山可采用穿脈或沿脈盡頭式布置，此種布置方式對于雙機車牽引的礦山十分適合。對于厚大礦體或平行多條礦脈主要采用脈內外環(huán)形布置，一般采用單線環(huán)形布置，如果開采緩傾斜厚礦體，可采用折返連接方式。對于傾角不大的中厚礦，主要采用脈外環(huán)形布置，裝車線、行車線依次布設于兩條沿脈巷道內［5］。對于采準天井的布置，主要采用脈內天井與脈外天井方式。對于脈內天井，天井可在間柱內，在礦塊中央內，也可在礦塊兩側。對于無軌自行設備的礦山，主要采用斜坡道采準。3.1.2切割工程（1）拉底空間。采用掘進拉底巷道及拉底橫巷方式，開鑿水平平行孔來產(chǎn)生拉底空間。（2）擴漏。擴漏應在待產(chǎn)生漏斗的空間先完成漏斗頸開掘，然后將漏斗頸作為自由面打密集的束狀炮孔。（3）切割槽。切割槽的目的是創(chuàng)造初始回采的自由面，其是在切割天井、切割橫巷等工序結束后形成的。

3.2空場采礦法

3.2.1留礦采礦法礦塊構成要素為：階段高度為30～60m，礦塊長度為40～60m，間住的寬度為6～8m，頂柱高度為4～6m，漏斗放礦底部結構為5～6m。采準切割時，根據(jù)礦體的薄厚程度分別選擇脈內沿脈巷道或礦體下盤接觸線上作為階段運輸巷道，普通留礦法切割工作為拉底和擴漏。礦房回采自下而上依次按層實施，依次做好鑿巖、爆破、通風、局部放礦等工作，鑿巖在礦房內的留礦堆上實施，爆破建議通過微差導爆管起爆，通風時外部風流建議自上風向天井進入，局部放礦時務必放出當次爆破礦石體積1/3左右礦石量，礦堆內沒有空洞后即可實施撬毛乎場作業(yè)［6］。3.2.2房柱采礦法礦塊構成要素為：礦房長度小于60m，礦房寬度一般為8～20m，采區(qū)礦柱寬度一般為4～6m，直徑或邊長為3～7m。采準切割的過程中，在下盤脈外距礦體底板處5～8m開采挖掘階段運輸巷道1，從各礦房中心線處掘進礦石溜井2至礦體，在階段礦柱中開采挖掘電耙絞車硐室4，沿礦房中心線并鄰接礦體底板掘進礦房上山5，貫通聯(lián)絡平巷6。礦房上山5以及聯(lián)絡平巷6用于通行、通風及運搬材料設備。3.2.3全面采礦法礦體厚度不超過4m，沿走向長度50～100m，礦塊沿走向布置的長度為50m以上，礦塊沿傾斜方向的長度為40～60m，階段礦柱寬度2～3m，采區(qū)礦柱寬度6～8m，礦石榴子間距5～7m。采切工程中礦石溜子間距為5～7m，電耙閑室的位置與礦石溜子相對應。回采工作工作面可布置成階梯狀，階梯數(shù)常為2～3，使用氣腿式鑿巖機鑿巖，采場使用電耙運搬礦石，將貧礦、夾石、無礦帶留作不規(guī)則的礦（巖）柱，采場回采完畢可部分回收礦柱。

4結束語

采礦工程是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及到鑿巖、爆破、回采等各個環(huán)節(jié)，除此以外，還包括井項施工、通風、提升運輸?shù)燃夹g，由于篇幅所限未詳細展開。近年來，隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，采礦工程正在朝著智能化、無人化發(fā)展，“無人開采模式”是未來一段時間的發(fā)展趨勢。此外，采礦工業(yè)對于環(huán)境的污染是不容忽視的，要在研究采礦技術的同時，深入開展對廢水、廢氣、廢礦渣的處理技術的研究和應用，確保實現(xiàn)生態(tài)化的礦產(chǎn)開采，促進經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)協(xié)同發(fā)展。

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作者:張其堂 單位:甘肅省蘭州市窯街煤電集團有限公司三礦