金属矿山采矿技术问题初探

摘要：传统的开采方式越来越不适应目前矿业高效、安全、环保开发的需求，所以金属矿山企业经营者应该解放思想、拓展思路、积极采用一些新技术、新设备，创新开采技术，才能保持和发挥金属矿床开采技术优势，促进金属矿山采矿技术的发展和提高企业的核心竞争力。

关键词： 金属矿山 采矿技术问题 初探

中图分类号：F416.41

随着金属矿床开采深度的不断增加， 开采技术难度加大， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加等一系列问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。传统的开采方式越来越不适应目前矿业高效、安全、环保开发的需求，所以金属矿山企业经营者防需要解放思想、拓展思路、积极采用一些新技术、新设备，创新开采技术，才能保持和发挥金属矿床开采技术优势，促进金属矿山采矿技术的发展和提高企业的核心竞争力。

一、目前金属矿山采矿存在的问题：

虽然我国金属矿山开采技术工艺己取得显著成就，但总体水平仍然较低，与国际先进水平相比存在一定的差距。突出表现在多数矿山装备落后、开采规模小、劳动生产率低、矿山效益差和矿产资源利用率低。

1、随着浅部资源的逐渐减少和消失， 金属矿山多使用地下开采，其比例将越来越大，开采深度的不断增大，地质条件恶化， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、作业环境恶化、地压、岩爆与岩层控制、通风降温、排水疏干、提升能力、采矿方法及采空区处理等技术难题及生产成本急剧增加等问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。

2、深部矿岩体开挖后，原岩应力平衡遭到破坏，应力重新分布，巷道或采场周围的岩石发生变形、破坏，甚至出现岩爆等多种动力灾害。由于开采范围和采掘空间状态随生产推进而不断变化，矿岩重复受到工程扰动，岩层发生变形、移动和破坏，其发生机理难于认识，灾害的发生难以预测，因此，安全条件严重恶化，事故频发。

3、伴随深部开采而来的是原岩温度不断升高，致使开采与掘进工作面的温度逐步升高，热害日益严重。高温环境下作业的工人，体能迅速下降，工作效率低，易出现中暑、热晕，还可能诱发神经中枢系统失调等疾病。加之金属地下开采的过程中， 局部通风不合理有很多长距离的掘进并没有设置局部通风机进行供风，仅仅只是依靠打眼用的空压风来解决供氧以及排除污风的问题，这便造成了掘进效率的低下致使事故频发。

5、金属矿床开采引起地表破坏、岩石、水土流失、河流淤塞，严重破坏矿区生态环境。金属矿地下开采常常破坏地下水系；采矿、选矿过程中，大量废水排入河流，造成河流、湖泊严重污染；在开采、装卸、运输的过程中，产生大量矿尘，危害人体健康；矿山排出的大量废石和尾矿，不仅占地面积大，而且往往使矿区成为不毛之地。

二、我国金属矿山较为成熟的采矿方法

随着露天采场不断延深，开采深度的增加，采场空间作业尺寸逐渐缩小，开拓运输和提升能力困难增加，采矿强度降低，运输距离增长，重车上坡长距离运行，设备效率降低，生产能力下降。同时露天采场边坡越来越高，缓倾斜薄矿脉属难采矿体也相继增多，存在劳动强度大、生产能力低、损失贫化大等缺点。特别是进入深井开采的高地压环境，传统的被动支护方式严重影响了回采作业的正常进行。金属矿山深部开采给安全生产带来一系列技术难题：深井开采的地压加剧，岩爆发生的可能性加大；地温增高，井下工作环境热害严重；给深部作业区新鲜风源供应与污浊风流处理带来困难。这些技术问题如不能很好地解决，不仅使矿山企业存在伤亡事故和职业危害的危险性，而且使正常的生产无法顺利进行，对许多即将进入深部开采矿山企业的安全生产带来诸多隐患。因此只有加大科技投入，着眼于自主创新和自身实力的增强，充分利用后发优势，解决深井开采关键性的开采技术才能保证金属矿山稳步发展，实现金属矿山企业跨越式发展。因此在未来的一定时期内我国金属矿山开采技术工艺主要发展方向是：机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等新工艺和新技术的应用。

1、空场采矿法。它是把矿块划分为矿房和矿柱两部分来开采，是目前大多数矿山企业采用的方法。技术较为成熟。其特点是回采过程中，采空区主要暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石与围岩很稳固时采用。根据矿块或矿壁的结构不同与回采作房柱业的特点，空场采矿法可分为全面采矿法、采矿法、阶段矿房采矿法等。

2、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）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压，其特点是随着矿石采出，有计划地用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采空区地压和处理采空区，这种采矿方法简化了采场结构，实现了一巷道多种用途，减少了采掘工作量，降低了采矿成本，一般在矿体地表允许陷落的条件下采用。主要围岩不稳固、分层崩落法、分段崩落法、阶包括单层崩落法、段崩落法。

3、留矿采矿法。将采下的大部分矿石暂留矿房内，工人站在矿石堆上作业，主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体，其特点是在回采过程中，采空区内暂时存留部分采下来的矿石，借以配合矿柱支承采空区，一粘结和自燃，矿般在矿石较稳固，且不易氧化、体围岩中等稳固的条件下采用。本法结构简单，采准工作量小，易于掌握。

4、充填采矿法。是随着回采工作面的推进，用充填料对采空区进行充填的采矿方法。其特点是在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高、要充填料材方便、地表不允许陷落和求回收率高、特殊复杂地质条件下的矿体。充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低。我国部分矿山企业先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。成功应用了高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺，取得良好的技术经济指标，填补了国内采矿领域多项空白，扭转了我国地下金属矿山普遍存在的多中段采场作业的被动局面，为地下矿山大规模安全、高效、低成本开采提供了途径，同时也标志着我国高阶段大直径深孔采矿技术进入了世界先进行列。

三、应对深部开采，实施科技创新，改造传统采矿工艺和发展新型采矿技术的展望。

随着科技不断的进步，一些先进的采矿关键技术方法也得到了实践和应用。矿岩爆堆的块度及其分布、有用矿物品位及其分布等参数的即时分析技术及方法以及基于井下环境的空间距离识别、定位及导航技术，诸如埋线导航、无源光导、有源光导、墙壁跟踪、惯性导航技术及装备，主体设备工况的智能监测技术、故障预防技术、失效安全等技术、采矿设备遥控及智能化技术和高速数字通信网络技术不断得到探索和实践，也在不断的推广应用

总之，随着科学技术的进步和采矿技术条件的进一步推进，在今后一定时期内采矿技术的主要发展方向为无废开采、机械化大规模开采、连续采矿以及深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。还将逐步发展露天地下联合采矿技术、无爆破采矿技术、自动化采矿技术和连续采矿技术。对大型采矿设备进行GPS和网络通讯技术自动化、智能化管理，从而提高劳动生产率、降低成本，延长矿山有服务年限。

参考文献是：参考文献：

1、 长沙矿山研究院：《浅论我国金属矿山采矿技术现状与发展趋势》

2、 王运敏：《 “十五”金属矿山采矿技术进步与“十一五”发展方向》