采矿工程设计优化探析

采矿工程设计优化探析

郝磊

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摘要：矿产资源在促进国民经济发展中起着举足轻重的作用。绿色发展是当今世界三大采矿理念中的一条，也是矿山工程设计和施工的重要方向。由于矿床地质情况复杂，在矿山工程设计中存在着许多不确定性因素，因此，在对矿井的主要技术条件及经济指标进行分析的基础上，对矿井工程进行了合理的调整与优化。规划和主要技术指标，不但要一步一步地给出各种可行的技术方案，而且要在技术工作中不停地“质疑”，对生产系统、竖井工程、采矿方法等进行进一步的优化，以达到降低成本，提高企业利润的目的。

关键词：采矿，设计优化，分析

1采矿工程设计的含义

近几年，煤矿井下采矿逐渐受到各煤矿企业的重视。因矿床长期埋置，各种矿床的储藏条件各不相同，储量也各不相同。矿山企业的生产状况是动态变化的，因此，航道也是动态变化的。不管矿山企业的规模有多大，开采条件有多好，但矿山开采过程十分复杂，矿山开采过程呈现出多维特征，开采过程演变过程十分复杂。在此背景下，大部分矿山都采取了回填法，随着采收率的提高，回填法逐步缩小，直至完全消失，并开始进行新的采掘。在这样的条件下，矿山企业不可能一次就设计出一套科学、合理的工程建设方案，因此，就必须在各个阶段采取不同的设计方法，以确保矿山运作的顺利进行。所以，对矿井自身特征有充分的认识，是进行矿井设计的前提，也是确保矿井施工安全的前提。

2采矿工程技术特点

2.1潜在安全风险程度较高

煤炭资源的开采在某种程度上是不安全的，其产量也随之降低。为此，必须在确保其安全的前提下，对其技术缺陷进行总结，并对其进行优化和完善，使其在矿井中得以最大限度的推广使用。

2.2广泛的挖矿技术

在矿山项目众多、规模各异的实际情况下，矿山技术的运用是有选择的。比如，目前应用最广泛的长臂式采煤工艺并不适合于金属矿的开采。最后，随着经济和科技的发展，矿井数目呈现出不断增加、大小不等的态势，迫切要求矿井开采技术的更新，以提升矿井开采技术，推动矿井的长远发展。长期经营。

3采矿工程设计问题

3.1矿山概念设计与矿山概念设计安全专章关系处理

本文介绍了一种新的煤矿地质勘察资料，介绍了煤矿地质勘察资料的详细情况，并对其进行了详细的分析。但是，在实践中，由于两个文件的内容相互重叠，不但造成了大量的资源浪费，同时也使《矿井概念化》、《矿井概意化》以及《煤矿概念化设计》的系统化程度降低。

3.2环境影响问题

煤矿开采活动将给生态环境带来严重的危害，而煤矿开采活动对生态环境的影响是可以在矿山设计阶段加以控制的。因此，在矿井建设过程中，必须充分考虑到环境问题。在工程实践中，若不对其进行充分的了解，将会导致工程建设过程中的环境效应难以控制。此外，如果设计者对有关的法律和法规不熟悉，或是对环境保护不够重视，在进行设计时，往往会出现设计上的不足、设计上的不足、设计上的最优，这样就会对环境产生某种程度的损害。工程施工过程中或工程后期所用的环境。

4最优设计方案

4.1矿山设计优化

如何选择合适的采掘方法，是煤矿井下资源经济、安全和高效开发的重要课题。因为矿体开采的技术条件存在差异，所以一定要以矿块的地质条件、矿石量、含量、矿石贫化率、采矿损失率、开采效率、矿石开采能力、主要物质消耗等为基础，来对开采方法和成本指标进行选择，并对其进行优化比较，从而使参数的设置得到合理的改进。

采矿法的设计优化，包括了工程布置、矿块组成要素、底部构造形状、开采工艺、空区处理方案、通风与安全、施工作业和技术保证措施等内容。优化后的工程图具体包含了以下内容：矿山整体外观和柱式开采、采割布置图、充填布置图、支护结构图、炮孔布置图、采割量表、开采周期图（工程量、规格、射孔数量、材料消耗）等。

在矿山开采过程中，必须严格实行分级（段）、分爆分采的管理办法，并及时对矿体进行再划分，以便对开采方案进行优化，对贫化损失指数进行科学计算，对下一层开采具有重要的指导意义。

矿井设计优化以减少矿石贫化率、采煤损失率、提高采煤效率、提高采煤安全、降低采煤单位成本为目标。敢于打破陈规，勇于创新，不满足于已有的成就。对采煤方法，保护层的开采，炮眼的布置，以及工作装备的优化进行了改进。

4.2地下矿坑稳定性及岩层控制技术

在此基础上，结合地压监测、数值模拟、物理模拟等方法，对基坑及竖井周围岩体的稳定性进行综合评估，为基坑开采及回填的安全保障奠定基础。主要研究内容有：采用专家系统的方法对悬挑顶板的失效形式进行预报，并将其作为确定顶板加固方案的主要依据；在填充量不够的情况下，对充填体的稳定性进行了分析和研究；通过室内比较试验，对尾砂对填筑材料的力学性能进行了比较研究。

4.3井下地面沉降滑坡灾害预警系统研究

利用3 S (RS、 GPS、 GIS）技术，也就是遥感、全球定位系统和地理信息系统，对矿区地表塌陷区展开遥感研究和判断。在此基础上，提出了一种基于多因子综合分析的矿山灾害评价方法。煤矿安全生产是煤矿安全生产的重要组成部分。在井下监测数据、遥感信息、矿山提供的原始数据以及数值模拟结果等信息来源的基础上，运用系统分析和综合分析方法，对矿区地理空间等信息展开存储、处理、综合分析和评价，并实现相关信息的动态反馈和适应，从而达到预防采空区事故的目的。

4.4计算机在采矿设计中的应用

矿井设计要求有思想的原创性，也要求有每天的思考过程。矿山开采设计中的智能需求包含了多种推理与论证，矿山开采设计的初步成果是在众多的影响因素中，通过对各个方案的检验而形成的。在此之后，这个概念性的计划会被转换成一个具体的计划，包括详细的说明，计划安排，财政评价等。

通过对当前矿井设计与规划中应用电脑的回顾，可以看出，在上述几个方面，电脑的应用已取得了很大的进展。但是，因为可以使用的电脑种类太多，所以只有少数几台标准的电脑。所以，针对某一台电脑所写的程式在电脑与电脑之间的转换是相当困难的。另外，尽管大多数的采矿设计流程已经可以使用专门的电脑程式，但是各阶段间的资料转换还需要进行。这些工作的重要意义在于，它在于节省了很多时间，降低了出现错误的可能性。在矿井设计的四大阶段中，以电脑为基础的技术路线都有不同程度的融合。这些差别很可能是由于挖掘方式的不同造成的。从60年代初期开始，利用计算机对露天矿的井筒进行了设计，并进行了矿、尾含矿量的计算。另外，目前还没有一个通用的地下采掘工程数值模拟软件。但是，有很多方案可以用来对地面和井下开采方法的不同部件进行详细设计。

结束语

在进行一个矿山开发项目的时候，需要设计者对矿井的总体地质特点有一定的认识，在制定一个工程方案的时候，设计者还需要对地质构造等基本要素展开详细的分析，将这两个方面的内容有机地结合起来，对选定一个合适的方案起到很大的促进作用。同时，在制订矿井建设计划时，也要确保矿井的总体安全，节省采矿费用，使矿井的经济效益得以提高。在设计者确定了施工计划后，由监理者对施工计划的合理性进行复审，以确保施工计划的顺利进行。

参考文献
　　[1]王宏森.矿床地质特征对采矿设计的影响[J].江苏冶金，2019，35（3）：51～53.
　　[2]王国权.矿井开采设计的方法步骤及参数的确定[J].科技风，2020，2：124.