基于大数据背景的井下采矿技术发展趋势探究

曲展鹏++张硕

摘 要：随着现代科技的发展和互联网技术的进步，再加上计算机和互联网信息数据量的提升，为传统采矿技术的发展带来了新的机遇。从大数据背景下矿产资源开采的现状和其中存在的问题入手，阐述了当下井下采矿技术的特点及其未来的发展趋势，进而为井下矿产资源开采工艺的革新提供一定的参考依据和技术支撑。

关键词：大数据；采矿工艺技术；绿色生态发展；井下矿产资源

中图分类号：TD67 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.143

随着物联网、现代信息处理技术的崛起，以多源传感器、数据实时传输和处理分析为特征的技术手段为传统工业生产、矿山开采等提供了革命性的变革和创新的时代主线。作为大数据背景下的矿山企业，在资源开采中，应坚持生态绿色发展理念，从开采手段、设备升级到工艺技术方面，都要力争低碳、绿色开采，减小对周边环境的影响，并针对前期存在或引发的环境问题，利用现代技术手段予以科学治理。同时，还要引入数据挖掘理念，分析和预测不同地质条件下矿产资源开采的结构优化、质量提升等内容，以促进采矿行业的健康、绿色、可持续发展。

1 大数据时代背景

以物联网、云计算为主要依托，利用多源数据分析手段，探究对象中所隐含的变化规律和发展趋势，这对优化传统产业结构、提升产业发展内涵有非常重要的意义。而在大数据时代背景下，在信息获取、传输、存储处理的过程中表现出了数据量庞大、形式多样化、处理速度快等特征。图片、声音、文本和视频等多类型的数据表现方式为现代矿山资源开采技术的更新提供了数据与信息平台基础，同时，在其中融入云计算分析，能够推动矿山资源信息数据库匹配、庞杂的空间数据分析方式的创新和转型升级，有助于矿产资源开采结构的优化。

2 井下开采的现状与问题

从地质构造条件、矿物结构属性等客观要素来分析，不同环境与矿产类别开采的技术手段和工艺必然存在差异性，但从宏观角度分析，其主要呈现以下特征。

2.1 井下采矿工艺相对复杂

相对于露天开采而言，因为地下水分布、地质构造环境有差异，所以，井下采矿比露天采矿的开采效率低，稳定性差。为了保障井下开采安全，矿产开采主体经常要革新井下开采工艺、优化作业手段，丰富与发展井下采矿技术。

2.2 井下采矿工艺方式多样

以煤炭开采为例，当前，井下采矿工艺主要有放顶煤技术、倾斜分层采煤技术、倾斜长壁采煤技术、炮采技术、普采技术和综合采技术等，技术种类多样复杂。鉴于此，相关人员必须要利用现代数据采集与处理手段，客观地分析矿产资源的类别及其所处的环境，选择适宜的采掘工艺技术，并制订科学的开采计划和方案，以确保资源开采的经济性、安全性和生态性。

2.3 技术手段更新快

随着当前国家产业结构转型和优化调整步伐的加快，传统矿山开采企业之间的竞争越来越激烈。因此，要依托技术创新与管理创新来优化矿产开采环节，融入数字化技术，不断加大对采矿技术的研发力度，提升自身的竞争力，促进传统矿山开采工艺的变革和更新。

目前，我国井下采矿存在的主要问题有以下几个：①生产效率相对低下；②采矿质量不高；③生产成本比较高；④安全性能低，安全事故频发；⑤机械化水平有待提高。因此，基于大数据时代背景下，不断研究、发展和更新井下采矿技术，促进采矿行业的健康可持续发展是目前相关工作者的首要任务。

由井下采矿的工艺水平、经济成本和生态安全性分析可知，国内井下采矿行业普遍的问题是：劳动力与资本投入较高，矿产资源开采质量参差不齐，机械化作业水平相对比较低，生产安全事故率相对于国际平均水平较高。因此，基于大数据时代的背景，优化发展与更新井下采掘技术，提升矿产原开采行业的整体水平，有助于推动采矿行业的可持续发展。

3 大数据背景下井下采矿技术的发展趋势

在大数据海量数据处理的背景下，传统矿山开采信息的快速处理方式产生了新的变革，借助多源传感器、数据传输网络能够有效管理和控制矿山开采中的实施环节，监督次生物质的排放，有助于井下采矿技术工作效率的提升，保障施工安全。

3.1 井下采矿充填技术变革

传统井下开采的填充工艺是以干式填充、碎石混凝土砂浆胶结和尾砂胶结技术为主。在实际应用的过程中，或多或少的会存在环境次生问题。随着现代采矿技术的发展，逐渐衍生出了膏体泵送充填、高水全尾砂速凝固胶结充填等新型采空区充填工艺，大大降低了胶结材料的消耗数量。同时，借助现代传感器手段可以实时监管充填过程。

3.2 开采机械化设备日益提升

利用现代化数据获取和处理分析手段，优化国内井下采矿行业的信息化程度，提升开采工艺水平，加大对技术设备的投入力度，比如采用硬顶板控制手段，结合采掘设备工艺，能够在确保施工安全的前提下快速、高效地提升矿产开采的作业效率。

3.3 采矿工艺的绿色化进程

随着我国对生态环境关注程度的加大和当前采矿工艺水平的逐步提升，我国的采矿行业逐步朝着高效、绿色、环保、低碳的方向发展。利用数据分析技术，在提升矿产资源建模监管的同时，可以辅助进行矿山开采的方案编制、可行性分析。这样做，有助于降低采矿贫化率。另外，还要借助遥感、生化监测手段实时掌握对周边环境的影响，不断调整矿产开采手段和施工工艺。