浅谈深井开拓和采矿

[摘 要]本文从金属矿床深井角度出发，对我国深井采矿技术进行分析与研究，并在此基础上对国内外金属矿床深井的开拓方式以及优化方案进行分析，进而为金属矿床深井开拓与采矿提出相应的措施，促进其发展与进步。

[关键词]深井开拓；深井采矿；金属矿床

中图分类号：TD31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

近几年，在我国社会经济的快速发展下，经济建设步伐加快，对全球金属资源的使用量逐渐增多，这种情况下诸多地势过浅的金属矿床即将被耗尽。根据当前金属矿床的基本现状，越来越多的国家为提高金属产量，对金属矿床的深部进行开采与开拓。[1]本文针对这种现象，从金属矿床深井角度出发，对国内外深井采矿技术与采矿方式进行研究，对金属矿床开拓与采矿中所遇到的问题进行解决。

一、现阶段金属矿床深井采矿的特征与现状

（一）金属矿床深井采矿的基本特征

深井采矿是对金属矿床进行深部开采，根据我国采矿业规定得知，金属矿床深部采矿是在开采深度为900米以下，600米以上的区域进行深部开采。[2]一般而言，金属矿床深部开采具有非常复杂的条件，并且采矿区地形复杂，地势较深，再加上深部矿床内温度比较高，地压比较大，通风现象比较难，从而在一定程度上提高采矿的危险性。

（二）现阶段我国金属矿床深井采矿的基本现状

从整体而言，我国金属矿床深井采矿技术发展不够完善，并且深度采矿技术不够成熟，对于在不同地质环境下如何合理且科学的对适合本区域的深井采矿方式进行确定，如何对地压所带来的危害进行应对，如何避免岩爆现象的发生等，是当前我国金属矿床深井采矿中遇到的主要难题。

其中，胶结充填采矿法是我国金属矿床深井采矿中主要应用的采矿技术，在利用该采矿技术之后，能够使得地下深井的资源回收率达到80%以上，经过长时间实践证明，我国地下深井采矿技术在发展中取得良好的成绩，并且超过一半以上的矿山已经进入到深井开采期。[3]

二、现阶段深井采矿技术问题与解决措施

（一）现阶段深井采矿中所面临的技术问题

1 深井采矿中低温升高现象

在深井采矿中，最为主要的特点便是开采的浓度越大，其采矿的作业点便越深，围岩的温度便越高。根据研究表明，深井采矿地区的地势如果越低，那么就会产生比较高的气压，进而导致温度越高。在进行金属矿床深度开采中，如果围岩的温度会高达35―50度，在该气温下，采矿人员的工作效率会得到降低，并且也会在一定程度上提高深井操作的危险性。与此同时，深井采矿如果温度过高，采矿设备的工作效率也会有所降低，促进采矿设备的老化，增加企业的生产成本。

2 深井采矿中通风现象

一般而言，深井采矿的深度在600米以上，会对通风造成影响。在深井采矿中对通风技术要求比较严格，如果在设计中出现差错，便会导致风流断流，甚至出现反流向风，进而导致烟尘聚集，影响采矿人员的工作环境与身体健康。

3 深井采矿中岩爆现象

金属矿床的高应力区域是岩爆现象发生的主要区域，在该区域存在大量的坚硬岩块，而岩爆现象易在该岩块周围潜伏。研究表明，深井采矿的深度越高，那么地应力会得到提升，进而导致岩体的硬度有所提升，在地表温度升高以及地质条件恶化的同时，会产生岩爆现象，出现安全事故。[4]

4 深井采矿中巷道不稳定现象

在部分金属矿区中，在深井采矿的时候，地应力会得到增加，其水平力也会伴随着采矿的深度逐渐增加，进而致使巷道中岩体的强度有所降低，使巷道以及其支护体受到影响与破坏。

（二）深井开采中问题解决措施

1 地温升高问题

在深井采矿中需要采用地温预测技术以及降温手段解决地温升高现象。在深井采矿中，低热因素会给采矿质量与效率带来影响，针对这一现象，需要对温度升高问题采取科学预测技术，从而对深井采矿中的采矿点做到心中有数，进而避免因为温度过高而产生的不良现象。除此之外，还可以采用深井采矿降温技术，让温度能够降低在标准状态，从根本上保证深井采矿区域的安全与稳定。

2 通风问题

针对深井采矿中的通风问题，需根据地质条件与地质状况，在不同环境中采取不同通风技术。另外，在设计中对通风现象进行分析与研究，能够使深井采矿中通风现象良好运行，避免产生安全问题。

3 围岩控制问题

在金属矿床深井采矿中采取合理的围岩控制技术，能够提高深井采矿的安全系数。在深井采矿中，巷道会出现不同程度的围岩碎裂现象，需及时采取支护技术，将其对巷道进行保护。并且在巷道的整个支护设计中，需要采用优质的材料与先进的工艺，从而减少巷道维修的次数，减少巷道支护成本，提高巷道的安全性。

三、深井开拓方式以及深井开拓方案的选择

（一）深井开拓方式以及在开拓中应该注意问题

在金属矿床深井开拓中最常用的开拓方式便是竖井开拓，相对于其它竖井开拓而言，竖井开拓具有安全性，在地质比较复杂且岩爆区域频发地区，开拓的方式比较安全。[5]另外，立井或者竖井的断面一般为圆形或者椭圆形，在采矿的实际工作中，根据采矿设备的大小对断面的截面进行确定，并且还需要选取大型矿区对深井的通风现象进行确定与预测。

在深井采矿中需要注意的问题包括：（1）在需要开拓的区域合理的选择开采主井口以及副井口，并根据当地的天气状况，对风井的位置以及井筒的书迷进行布置；（2）要严格按照金属矿床深井的需要，在主要运输水平巷道中对巷道的方式进行安排。

（二）金属矿床深井开拓方案的选择

在深井采矿中深井开拓有着非常重要的作用，并且在受到诸多因素的影响下，深井开拓方案变得非常复杂。一般而言，在深井开拓中利用模糊数学模式进行深井开拓方案的确定与选择。其中应用模糊数学模型的具体做法包括：（1）综合深井开拓中所涉及到的安全性、技术性以及其它经济因素，对模糊数学计算原理进行考虑，确定优选时的指标体系。[6]（2）严格按照实际计算的数据模型，对深井开拓方案的设计进行确定。（3）利用模糊数据模型的评价体系，对设计的审计开拓方案的安全性与经济学进行评估。

四、结语

综上所述，在进行深井采矿的时候，要对围岩的整体性与安全性进行了解，实现深井采矿中高效率与低成本的开采。并且在金属矿床深井开拓中，要以最大力度原则作为主要依据，及时将深井开拓中的经验模式进行转变，建立相应的审计开拓模式。只有在不断创新，更新采矿技术，改善生产工艺的基础上，才能使深井采矿能够保证其安全性，减少其不良性，并且在降低生产成本的同时，保证深井采矿企业经济利益的发展与进步。

参考文献

[1] 饶小明，陈建宏，郑海力，杨瑞波.利用模糊数学优选深井开拓方案[J]. 矿业研究与开发，2011，01：6-8.

[2] 余南中，张志雄，郭枝新.胶带斜井在金属矿山及深井开拓中的应用和探讨[J].中国矿业，2012，S1：560-565.

[3] 余南中，张志雄，郭枝新. 胶带斜井在金属矿山及深井开拓中的应用和探讨[A].中国核学会、中国煤炭学会、中国地质学会、中国金属学会、中国有色金属学会、中国化工学会、中国硅酸盐学会、中国矿业联合会、中国黄金协会.第九届全国采矿学术会议暨矿山技术设备展示会论文集[C].中国核学会、中国煤炭学会、中国地质学会、中国金属学会、中国有色金属学会、中国化工学会、中国硅酸盐学会、中国矿业联合会、中国黄金协会：，2012：6.

[4] 王团结，张启春，谢永东.深井矿山开拓长距离平巷贯通控制测量[J].西部探矿工程，2013，02：119-124.

[5] 顾士坦，李男男，蒋邦友.深井开拓巷道围岩破坏形态的探讨及控制技术[J].矿业研究与开发，2013，04：30-32+87.

[6] 胡彦华.千米深井矿床开拓测量技术的研究与实践[D].中南大学，2002.