浅谈采矿技术和方法优化

[摘要]井下采矿工作具有非常高的危险性，受许多因素的影响，并且任何因素都可能酿成祸患，然而采矿技术的合理性和事故的发生密切相关。所以，采矿企业必须依据矿区实际状况选择最优技术，不仅提高了采矿的效率，还能减少对安全事故产生影响的因素，让采矿工作安全进行。

[关键词]井下采矿 技术 方法

[中图分类号] TD8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-109-1

0引言

采矿是指由地下开采出具有价值的物质或矿物。采矿法有：钻孔、填充、硬岩石、分块崩开和分段落采矿法、收缩开采法和长壁开采法。

采矿分两种基本技术形式：（1）地表采矿：露天开采，矿砂开采，采石场和消山头开采。表面采矿的数量最多，大约有80%的采矿业都属于表面采矿。矿物基本分为两大类：①砂矿床，海沙滩、河边的碎石和不合并的材料里面发现。②脉状矿床，矿粒、岩层和大岩脉中发现有用处的材料。这两类矿物都能使用地下和表面采矿法。（2）地下采矿：浅矿床、斜井、直井、硬岩和钻井采矿。地下采矿是指通过挖竖井和通道使工作人员抵达矿物开采点，并把矿物和需要打碎处理的废岩石经竖井或通道搬到地面。地下采矿依据所使用的竖井类型或到达矿物开采处的技术分类：①用水平隧道开采浅矿床。②竖井和斜井采矿。根据岩石的软硬度，所使用的技术也有不同。

1有色金属矿的开采技术分析

开采有色金属矿山需要根据对地压的控制分为空场、填充和崩落法三类，一般都使用前两类，崩落法使用较少。

1.1空场采矿法

空场采矿法能大体分作三类，分别是全面类、房柱类和阶段矿房类采矿法。

（1）水平或缓倾斜的矿床一般采用全面采矿法进行开采。主要特点是沿矿床或倾斜走向全面推进，按层次回采。在回采过程中留下废石和贫矿石，然后根据其所需堆积矿柱支撑住采空区的顶板，这种开采法的优势在于生产效率高，成本低，通风好，工作量相对较好。但是由于采矿场的顶板面积大，容易产生大面积矿井巷道的顶板塌下来。所以。此方法只合用在缓斜或水平的矿床，并且需要矿石和顶板之间的稳固，厚度必须少于5-7m。

（2）房柱留矿法适合开采缓斜或水平的矿床。主要特征是矿块内矿房与矿柱之间的交替规划，在回采矿床的时候留下连续、不连续或有序的带状矿柱，借以支撑住其顶板。这种开采法的优势在于工序简单，工作量少，通风及工作环境好，各工艺均能平行作业，这是回收率略低。并且需要矿石和围岩稳固，倾角度必须不大于40度的矿床。

（3）厚度大，倾斜度急的矿床主要使用阶段矿房和分段采矿法段平。矿房以垂直或者沿矿体的走向进行规划，以扇形或深孔炮眼进行爆破落矿，下部漏斗柱阶巷放矿。此方法适合矿石和围岩稳固，倾角大于自然倾斜角，厚度在8-20米，且夹石率小的矿床。

1.2充填采矿法

充填采矿法是指回采工作的展开，用充填料逐渐充填采空区。有时候还需要充填料和支架的配合来对采空区进行维护。使用充填物对地压进行控制，用来防治地表下沉和围岩的崩落，让回采工作更加的方便和安全，还能防止因自燃矿石所导致的内因火灾，是采空区进行充填的目的所在。根据矿块的结构和回采工作的全面推进方向，使充填采矿法分为四类：分采、上向分层、下向分层和单层充填采矿法。又根据其搬运方式与充填物质的不同，分为胶结、水力和干式充填采矿法。

（1）分采充填采矿法。如果矿脉的厚度低于0.3m-0.4cm，在其中采矿工人无法工作，只能分别回采围岩和矿石，让采空区达到0.8m-0.9m工作允许的最小厚度，矿石搬运出采场，而围岩进行充填采空区，为继续开采作前提。

（2）单层充填采矿法。此方法适合用在缓倾斜薄矿体，在矿快倾斜全长的壁式回采面沿着走向方向，一次按矿体全厚回采，随着工作面的进行，用水力或胶结有计划的实行充填采空区，用以防治顶板崩落。也叫壁式充填法。

（3）上向水平分层充填采矿法。此方法将矿块分作矿房和房柱子。先回采矿房，后回采矿柱。回采矿房时，从下往上水平分层，随着向上推进工作面，一层一层的充填采空区，保证工作空间能继续向上开采。充填体维持围岩的稳固，并作为上层工作的平台。矿石崩落在充填体的表面上，用机械将矿石搬运到溜井中。当矿房被开采到最上分层时，需实行接顶充填。在全部矿房或全阶段采完采空后，在实行矿柱的回采。矿房的充填方法，可用胶结、水力或干式充填法。

（4）上向倾斜分层充填采矿法。此方法与上向水平分层的区别在于，在倾斜的分层进行回采，在采场里的充填料和矿石主要依靠重力来搬运。这种方法只能使用干式充填法。

（5）下向分层充填采矿法。此方法适合开采单一矿石不稳固或者矿石和围岩都不稳固，矿石品质或者具有高价值的稀有金属或有色金属的矿体。这种采矿法的实质是至上向下分层回采，然后按层次充填，每分层的回采工作是在上分层的人工假顶保护下实行的。回采水平分层或与水平成40-150度倾角。倾斜分层用以填充直接顶，方便矿石的搬运，但是支护与凿岩工作不如水平分层便利。

（6）方框支架充填采矿法。开采薄矿脉方面一般采用的是木棚支架或横撑支柱采矿法。在矿石与围岩不稳固，矿体厚度大，形态复杂和矿石贵重等等条件下，此方法是开采薄矿脉的有效方法

2采矿方法的优化

井下采矿要以井巷和井道的设计合理性为前提，但由于无规律性的资源分布和不稳定的地下条件让这两方面难以实现双赢局面，这需要选择最优的原则对井下路线进行井下路线设计，不仅要尽量的往资源聚集地靠拢，也要尽可能的避开不安全带，并以安全、高效为原则选择开采方法，让路线设计、地质条件和采矿方法达到最优化。对特定的井巷进行单一地层采矿模式，避免因为空缺所导致的危险，同时还可以将矸石留在井下，减少运送的效率和成本，使生产系统负担得到降低。同时减少一对十高产矿井的井巷布置，集中开采和勘测单一地层的矿石情况，井巷的多开，矸石的减少，生产率的提高，还能把矸石当作填充物在井下空缺的地方使用，不仅减少污染还能节约成本，降低生产系统的负担对高产采矿得到实现具有非常重要的影响。

3结语

综上所述，井下采矿技术和方法是没有统一且固定的模式及框架，根据地质条件和矿石条件的不同，以利益最大化，危险最小化的原则，技术方法最优化的原则，对采矿技术和方法进行科学性的选择。科技在不断发展，采矿的相关设备在不断更新，更智能，更安全，更具有程序性，集安全与效益为一体，使采矿业不断的进步。

参考文献

[1]杨井志.井下采矿技术与方法的探讨[J].科技创新和应用，2014（4）：101.

[2]王俊.井下采矿技术与方法的选择[J].内蒙古煤炭经济，2013（9）：139-150.

[3]刘荣.李事捷.卢才武.我国金属矿山技术进展及趋势综述[J].2007（10）：14-17.