浅议金属矿山采矿技术与工艺的发展

摘要:随着全球人口的不断增长,各国经济技术发展对矿产资源的需求不断增大。矿产资源的合理开发利用已经关系到人类生存和可持续发展。因此，在矿产资源勘探与开采过程中，人们逐渐将注意力放在对开采方法的革新上。希望通过新的技术和方法，实现一个既能可持续发展有满足人们需求的矿产开采，

关键字：采矿工程；采矿技术及工艺；应用

一、我国采矿工程的现状

进入二十一世纪，我国社会经济正处于高速发展时期，与此相适应的是，全国矿业开发也开始迅猛发展。在我国的现代经济社会发展中,矿业及原材料能源加工产值占工业总产值的30%以上,如果考虑制造业等下游产业,矿业支撑了70%以上的国民经济总量及其相关部门的运转,95%以上一次性能源、80%以上的工业原料、大部分农业生产资料和1/3日饮用水都取自矿产资源。2011年，我国经济面对金融危机的局势实现8％的增长，但是经济发展和对铁、铜、铝、铅、锌等大宗金属矿产品的供需矛盾日益突出。近年来，铁、铜、铝、铅、锌的产量分别约有70％、70％、40％、50％、20％依靠进口矿产原料。矿产资源是人类生存和经济发展的重要物质基础，也是国家安全的重要保障。但是，资源紧缺、粗放利用、环境污染和生态破坏已成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈，重要金属资源供需矛盾十分突出。

二、地下采矿工艺技术

从地下矿床的矿块里采出矿石的过程。它是通过矿块的采准、切割和回采三个步骤实现的。采准工作是掘进一系列巷道为切割和回采工作创造条件;切割工作为回采矿石开辟自由面和落矿空间;回采是从矿块里采出矿石的过程,是采矿的核心,包括落矿(将矿石以合适的块度从矿体上采落下来的作业)、出矿(将采下的矿石从落矿工作面运到阶段运输水平的作业)和地压管理(包括用矿柱、充填体和各种支架维护采空区)三种作业。自70年代开始结合矿山开展了各种采矿方法的试验研究相继在空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法等采矿方法方面取得了显著成就。目前在我国金属矿山应用了各种类型的采矿方法。

（一）、空场采矿法

这种方法通常将矿块划分为矿房与矿柱逐步回采,先采矿房再采矿柱。在回采矿房时采场以敞空形式存在,依靠矿柱和围岩本身的强度来维护。矿房采完后要及时回采矿柱和处理采空区。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。

（二）、崩落采矿法

是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着崩落矿石强制(或自然)本来围岩充填采矿区以控制和管理地压。随回采工作面的推进有计划地崩落围岩填充采空区以管理地压的采矿方法。基本特征是崩落围岩回采部分矿房矿柱。适用于围岩容易崩落、地表允许塌陷的矿体。崩落采矿法按回采方式分为:壁式崩落法、分层崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。

（三）、充填采矿法

随着回采工作面的推进逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合以维护采空区。按采用的充填料和输出方式不同又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。

（四）、溶浸采矿

溶浸采矿又称化学采矿,它是根据某些矿物的物理和化学特性将溶浸液注入矿层或矿堆,通过化学反应有选择性地浸出矿石中的有用成分,使有用成分从固态转化成液态,再进行回收,从而达到开采矿石目的的一种新型采矿方法。

三、金属矿床的特性

（一）、矿床赋存条件不稳定

矿体的倾角、形状和厚度均布稳定。在同一矿体内，走向方向上或在倾斜方向上，其倾角、厚度有较大的变化，常出现尖灭、分枝复合现象。这就需要各种采矿方法与方法本身具有一定的灵活性，来适应复杂的地质条件。

（二）、变化大的矿石品位

金属矿床中，矿石品位在矿体的走向上以及倾斜上，常常有较大的变化。这中变化有事由一定的规律，伴随深度的增加矿石品位变贫或富。矿体中常存在夹石。有些硫化矿床的上部有氧化矿，使同一矿体产生分带现象。

（三）、矿床含水性

矿床含水两大，不但增加了排水的设施与设备，并且也对回采工作造成巨大的困难。

（四）、地质的复杂构造

断层、穿入矿体中的岩脉、褶皱、断层破碎带等构造在矿床中是经常出现的。

（五）、矿石和围岩的坚固性大

大多数金属都有此特点。所以，采用凿岩爆破方法来崩落围岩和矿石，这给实现综合机械化开采，造成困难。

四、地下金属矿开采技术的发展趋势

（一）、地下空间改建尾矿库技术

为了节约大量的尾矿建库经费并且解决采空区、塌陷坑给矿山开采带来的隐患、同时实现无尾排放创造条件，可把地表塌陷坑、地下采空区和一系列场所改建尾矿库。与其同时在一定程度上解决尾矿地面对方、建库经营费用大、农田占用量大等一系列问题。

（二）、地下遗留矿体开采技术

近些年来，民营企业大量加入，无序开采的情况严重，不但占有大量的国家矿产资源，同时严重破坏、浪费矿产资源，残留大量的矿体。民采残留和境外矿体期中铁矿资源量占有一定的比例，这类矿床在开采的过程中存在地压灾害、岩层控制采空区、巷道维护处理等技术问题，需要通过系统的研究来解决，回收有限的矿产资源。

（三）、继续开展地下金属矿山无废、少废开采技术

随着我国地下金属矿山进入无废、少废开采的曾多，其它类型的开采条件会随之不断的出现，而且全新的问题也会不断的出现，所以在已经取得的地下金属矿山无废、少废开采经验的基础上，增强科研力度，形成完全适合我国国情的地下金属矿山无废、少废的开采技术。

（四）、厚大第四系流沙含水层和大水矿床开采综合技术

此类矿床开采，通过系统研究解决岩层的控制和变形、塌陷岩层对地表建构筑物的破坏、地下水治理和采矿方法等一些列问题。要实现这类矿床的安全和高效的开采，就必须在不破坏开采环境的前提下。

（五）、松软破碎矿床综合开采技术

这里矿床在开采的过程中所产生的地压灾害、巷道维护、采矿方法、岩层控制。以及地表设施保护等都是有待解决的问题。所以通过开展技术研究来寻求适合的矿床开次方法和工艺，最后实现我们的目标。