井下采矿技术及井下采矿的发展趋势
时间：2021-01-27 16:10:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】在我国井下采矿行业不断发展和进步的背景下，采矿技术水平要求越来越高，新工艺、新技术、新设备应用于井下采矿中，有利于提高采矿整体质量、效益和安全性。因此，要清楚了解采矿未来发展趋势，并顺应时代发展潮流。下文将以磷矿分布特点和井下采矿技术为研究对象，对我国矿产行业的发展进行分析，希望为我国采矿行业的可持续发展提供数据支持与发展指导。
【关键词】磷矿分布特点；井下采矿技术；发展趋势
我国磷矿资源总量较为丰富，但是，低品位磷矿较多，在开采过程中，开采难度较大，倾斜至缓倾斜、薄至中厚矿体多，适宜大规模高强度开采的少。而且，我国大部分磷矿成矿时代久远，埋藏较深，岩化作用强，矿石胶结致密，且约有75%以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出，为薄至中厚层。上述特征给磷矿开采工作带来了技术性难题，為此，加强井下开采技术研究具有重要意义。
1、我国磷矿分布特点及主要开采技术
1.1我国磷矿分布特点
我国磷矿产资源主要特点为资源储量较大、分布不集中，南方多，北方少，主要分布在云南、贵州、湖北、湖南、四川等地，其磷矿储存量分别为39.59亿吨、27.33亿吨、27.13亿吨、20.30亿吨、16.54亿吨。经过调查分析，上述几个省市磷矿产资源占全国总量的76%，北方和东部地区可供利用的储量很少，资源“丰而不富”，南多北少，形成了“南磷北运，西磷东调”的产销格局。此外，我国磷矿产资源主要为中低品位磷矿，富矿资源少。磷矿保有储量中品位大于30%的富矿仅占总储量的70%，几乎都集中于云、贵、川、鄂。
易选矿少，难选胶磷矿多。除少数富矿可直接深加工利用外，绝大部分矿石需经选矿才能被利用。这类矿石中有害杂质的含量一般较高，矿石颗粒细，胶结共生普遍，嵌布紧密，选别较困难。开采难度大。大部分磷矿床呈倾斜至缓倾斜产出，这种产出特征无论是露天开采还是地下开采都有一定的技术难度，会造成损失率高、贫化率高、资源回收率低以及地下开采难以实现大型化、机械化开采等问题。磷矿主要以沉积型磷岩块为主，类型较多，矿石性质差异较大。我国磷矿中，岩浆岩型磷灰石占总储量的7%，属易选磷矿；沉积变质岩型磷灰岩占总储量的23%，矿石可浮性较好；沉积型磷块岩（俗称胶磷矿）占总储量的70%，属难选磷矿。而沉积型磷块岩中的混合型磷矿选矿难度最大，在云南最具代表性，占到全省的81%。
1.2磷矿开采井下技术
磷矿井下开采方法通常采用空场法和崩落法，其中又以房柱法和分段崩落法为主，如贵州开磷集团采用锚杆护顶分段空场法。空场法主要是采场布置和结构参数采场主要分布于装矿穿脉之间，装矿穿脉垂直矿体走向布置，间距50-60m，采场长度等于穿脉间距，亦为50-60m。其主要适用于矿体厚度>6m、倾角>45°，矿石和围岩中等稳定层；崩落法的主要特点是在回采过程中，不分设矿房矿柱，随着回采工作面推进，以强制或自然崩落的围岩充填采空区，以实现采场地压管理的采矿法。这一采矿方法简化了采场结构，增加了巷道的用途，减少了开采工作量，降低了开采成本。
当前，我国磷矿开采利用率较高的几家大型磷矿开采企业已经接近国际先进水平，例如云南磷化集团、贵州瓮福磷矿、湖北黄麦岭磷矿等，其中，贵州开磷集团地下开采回采率可达70%以上甚至80%，其它中小型矿山的资源回采率相比要低得多。在开采技术、装备、管理、企业规模和集中度方面水平参差不齐，与国外相比还有差距。
2、井下采矿发展趋势
2.1智能化发展趋势
随着科技水平的不断提高，劳动力投入大幅度较少，井下采矿井实现智能化。未来矿产资源开采中，无需大量人员进行，机械设备可以进行操作，并高效运行。现阶段，智能化技术已经逐渐显现出其优势所在，可以预见，其必将成为各行各业生产活动中的主要手段。将其运用于井下采矿的工艺之中，并与自动化技术、科学的开采技术、信息通讯技术、井下定位技术相结合，提高工作效率。当前，部分矿产资源开采企业采用集数据通讯、卫星定位等新兴技术于一身的采矿调度系统，能够实时观测井下开采动态，针对出现的问题，及时应对，提高矿产资源开采安全和效率。
2.2设备大型化
就井下采矿设备来说，为了顺应我国采矿行业中井下作业规模化发展趋势，今后采矿设备必将朝着大型化方向发展。比如，目前在作业穿孔爆破中使用的设备，应该以逐步提升其工作效率，钻进机械设施应以逐步实现规模化，只有这样，才能在各设备的综合利用基础上，顺应井下采矿作业对设备在自动化与高效化等方面的要求。
2.3机械化生产技术
为了提高采矿效率，要不断优化采矿生产效率，根据实际情况，采用不同的开采设备、工艺等，最大限度扩大生产技术、生产设备的应用放哪位，提高矿产开采行业的机械化水平。
2.4井下充填技术应用
井下填充技术在有色金属矿开采中得到了广泛的应用，但是，考虑到施工成本，磷矿山主要靠留设矿柱支撑顶板，造成了大量资源浪费。磷矿属于不可再生资源，随着不断开发和利用，我国储存量逐渐减少，当前，我国富矿储量越来越少，其占有量不到总储量的十分之一。在前期磷矿开发利用时，大都不重视中低品位资源的利用，大量的不可再生磷矿资源被浪费。随着磷矿的价值不断提高，磷矿企业应积极探索和研究充填技术在磷矿开采企业的运用，贵州开磷集团采用磷石膏、水泥、粉煤灰等充填体对采空区顶板岩体的支撑，提高了资源回收率，也减少磷石膏和废石占用大量的耕地和对周围环境的污染。
结语：
总而言之，井下开采作业是一项系统性、复杂性、危险性较高的工程，在追求经济效益的同时，相关企业要结合开采区域的实际情况，灵活选择合理的开采技术，同时秉着技术、效益、成本相协调的原则，引领开采技术朝着更加机械化、自动化与安全化的方向发展。
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