金屬礦山地下開采采礦方法研究

王小倩 趙志強

摘要：我國正處于經濟高速發展的階段，對礦產資源的開采需求量也是逐年增加，因此在礦山開采中也出現了一些問題。本文首先對金屬礦山連續開采的基本情況進行研究，然后根據地下開采采礦方法進行了詳細分析，并針對具體問題提出了可行性的建議。

關鍵詞：金屬礦山；地下開采；采礦方法；研究

中圖分類號：TD8文獻標識碼： A

一、前言

金屬礦山的地下開采是采礦技術的一個重要組成部分，對于地下開采來說，由于環境的特殊性，對技術的要求也是較高，因此采用合理的采礦方法變得尤為重要。

二、金屬礦地下連續開采的基本情況

礦體的開采方式分露天開采和地下開采兩種。地下采礦是通過礦床的開拓、礦塊的采準、切割和回采四個步驟將礦石從地下采出的過程。近年來，我國地下開采的金屬礦山逐漸增多，地下開采的各個工序基本實現了由機械化操作取代手工作業，開采自動化程度明顯提高。地下連續開采技術是我國目前地下采礦的先進技術。地下連續開采有兩種主要方式，一是當礦體硬度較小時，開采時各個工序連續平行進行施工。二是當礦體硬度大時，開采時分成若干個施工段，不同施工段的各個工序連續平行進行施工，這需要在開采時做好各個工序間的協調工作。國外地下采礦裝備系列齊全，配套完整，機械化程度也高，從鑿巖、裝藥到轉運，全部實現了機械化配套作業，各道工序無需手工體力操作，無繁重體力勞動，裝備無軌化、液壓化、自動化程度較高。地下無軌采礦工藝是目前國際先進采礦工藝技術的標志。國外目前先進的采礦裝備已完全實現了無軌化、液壓化。在自動化方面，已成功地應用了無人駕駛、機器人作業等新技術。

三、常見金屬礦山地下開采采礦方法

采礦方法指的是如何通過安全、經濟的手段把位于礦塊、礦柱以及礦房內的礦石開采出來的方法，主要包括對礦塊進行的采準切割、礦石的回采以及對采空區的處理等多個方面的工作。依照對礦石進行回采時對采場地壓的管理方法不同，金屬與非金屬礦山的地下開采方法主要有以下三種類型。

1.空場采礦法

這種采礦方法的主要特點就是在進行回采的過程當中，對采空區采用暫時留存或者是永久留存的礦柱進行技術性的支撐加固，采空區始終處于一種空著的狀態。根據礦壁與礦塊表現出來的實際結構差異以及進行回采作業的工作特點，該采礦法又能夠劃分成全面采礦方法、階段性礦房采礦方法以及房柱采礦方法。

2.崩落采礦法

這種采礦方法是通過崩落圍巖的辦法來使地壓管理得到實現的采礦方法，也就是在崩落礦石的過程中，通過強制或者是自然的方式把圍巖崩落以用來填充采空區域，通過這種方法來實現對地壓的管理與控制。該采礦方法的特點就是在礦石陸續采出之后，通過有計劃、有步驟的方式利用崩落的礦體中存在的上下盤巖石以及覆蓋巖層來對采空區進行合理的填充，通過這種方法及時地實現對采空區地壓的控制，妥善地處理好采空區，通常情況下是在礦體圍巖處于一種不穩定的狀態、地表情況可以承受陷落的情況下采用該種采礦方法。具體的方法包括單層、分層、分段以及階段性崩落法。

3.充填采礦法

這種采礦方法是在回采工作面逐步進行推進的過程中，通過填充料對礦體采空區域進行填充的一種采礦方法。它的主要特點是進行回采的過程中，礦體采空區域依靠其內部填充的充填材料、支柱以及兩者配合而出現的人工支撐體對采空區進行支撐。這種采礦方法通常應用于開發具有較高價值礦石、具有較高回收率要求的礦石、能夠較方便的獲取充填料、地表不能夠出現陷落情況以及地質情況較為復雜特殊的礦體。

從具體的統計數據來看，目前鐵礦山地下開采主要仍以空場采礦法及崩落采礦法作為主要的采礦方法，有色金屬與黃金礦體的地下開采則以充填采礦法為主要方法。

四、金屬礦山地下連續開采的問題及處理措施

同世界先進國家相比，仍有一定的差距。目前礦山開采中還存在某些問題急需解決。有的礦山在采礦時，將采礦分為礦石和礦柱兩個步驟，將收礦柱放在開采礦石后面。這種采礦方法存在如下不足之處：礦柱質量難以保證，所留礦柱截面形態各異，抗壓強度低，易產生破壞。礦柱回收結果不理想，能正?；厥盏牡V柱較少，不但浪費了資源，而且降低了采礦效率，延長了采礦作業時間，對地下采礦的經濟效益產生很大影響。并且由于采礦步驟多，在管理上也產生許多困難。

為了解決上述問題，有關專家不懈的努力，研究出地下連續開采無礦柱法。這種地下連續采礦施工方法如下：將步驟劃分成礦段，不留礦柱，回采單元用礦段表示，采用將切割槽布置在礦段中部，并把振動機布置在結構底部出礦的方法。礦石由振動車搬運，連續進行出礦、運礦的作業。崩礦過程中及時進行回填，平行進行采切、回采、充填的作業，使采礦工作連續不間斷的施工。地下連續無礦柱采礦的實施，表明我國地下金屬礦開采技術進入一個新的層次。使礦柱回收困難的問題得到很好的解決，加快了采礦的時間，避免了資源的浪費，提高了地下采礦的經濟效益。由于減少了采礦步驟且使采礦各工序銜接緊密，連續不間斷的開采，為采礦集中管理帶來便利，使勞動效率大幅增長?；夭蓵r工序安排合理，連續開采，還解決了深部礦體開采時因為地壓較大引起的圍巖失穩問題。極大的促進了我國礦山開采的現代化進程。

五、地下連續采礦技術的應用

某鐵礦年產礦石能力20萬噸。礦區屬丘陵地帶，氣候干燥，夏季雨水較多，年平均降雨量1732.6毫米，冬季氣溫較低區域內未有大的河流，礦區地震烈度為6度。經勘察礦區深層土質為巖石，淺層為砂礫層。礦床為緩傾斜礦床，礦體為脈狀礦體。地下開采的日產量為3000噸。采用地下連續開采方案，用膠帶運輸機連續運輸，地下開采按由上往下的順序開采。將整個礦塊劃分為一個回采單元，礦塊厚度即采場寬，相互采場之間不留礦柱，依次連續的進行采切、回采、充填三大工序，三個工序不允許在同一分層上同時進行，要分層進行，不同時進行相鄰采場的采切。為避免開采時破壞四周土的應力，出現應力集中現象，影響圍巖穩定，產生地面塌陷，設計對采空區采用非膠結充填方式處理，可以消除塌陷的危險。這種充填方式工程量較大，生產效率低，回采操作不便。后經專家研究決定，采用連續帷幕隨時充填技術。該充填工藝施工時不留礦柱，開采各工序連接緊密，連續性好，而且作為支護的可壓縮金屬支座支護能力好。確保了采礦的安全，為出礦、轉運和充填提供了方便。能對采空區進行及時迅速的回填。此采礦技術開采時采用將整體礦脈一體推進方式。主要的采切工程有：底盤轉運巷道、切割巷、出礦漏斗及切割天井。地下連續采礦技術將回填空區用礦巖分離出的廢石回填，采用了先進的礦漿輸送方式。將深孔連續采礦技術、礦巖分離技術、礦漿輸送技術等工藝與技術綜合起來應用，實現了回采的高效率，經驗證經濟效益和社會效益良好。

六、金屬礦地下連續開采未來的發展

我國的金屬礦地下開采技術和過去相比雖然有了很大的進步，但要趕上并超過世界先進水平尚需不斷發展，地下金屬礦開采的大型化、數字化、連續化將是未來發展的主要方向。在采礦技術發展的同時需考慮社會效益和經濟效益，研制并應用適合地下金屬礦連續開采的技術，使礦山的開采與周邊生態環境相諧調。有關部門還需組織專家加大對礦巖應力的研究，增加圍巖的穩定性，以提高地下開采的安全性。還要加大對充填采礦法的推廣力度，并且堅持朝快速化、環?；姆较虬l展。

七、結束語

綜上所述，采用合理的金屬礦山地下開采采礦方法需要工作人員對環境進行具體的分析，從而因地制宜的采用適合的采礦方法，這樣才能保障金屬礦山的開采在安全合理的范圍內進行。

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