井下采矿技术及其方法综述

摘要：矿产资源在我国经济发展中占据着非常重要的地位，所涉及的行业也多，如果矿产资源供给出现问题，会严重影响到各个行业的经济发展。因此，必须保障矿产资源的有效供给，提高采矿技术，选择科学合理的采矿方法，使采矿工作得到保证。

关键词：井下采矿；技术；因素；方法

中图分类号： TD43 文献标识码： A

近些年来，随着社会经济不断的发展，对矿场资源需求逐渐增多，对矿产资源的质量等要求也越来越高。这就需要矿产企业在保证自身利益的同时，将安全和高效作为主要目标，从矿产资源开采实际出发，研究先进的采矿技术，合理的选用采矿方法和工艺，以实现井下矿产资源的经济、社会和环境效益。文中主要针对煤矿井下采矿技术和方法等内容进行如下分析。

一、影响井下采矿技术方法合理选择的因素

1.采矿方法

目前来看，国内使用较为广泛地采矿方法有空场采矿方法、崩落采矿方法和充填采矿方法。当整个井下采矿区有大孔、深孔、空场、大采场或呈现阶段性出矿特点时，采矿企业通常会采用空场采矿方法。这种采矿方法是井下采矿较为常用且广泛的方法，实际应用中能提高工作质量和促进企业效益。崩落采矿法是用矿产资源开采中崩落在周围的岩石来实现与地面压力之间的重要方法，被应用在不同的采矿业中，尤其是在井下矿产资源开采中应用，应用总量占地下采矿总产量三分之一左右，随着矿产资源不断的开采，这种方法的使用范围在不断的拓展。不同的采矿方法在给采矿企业带来便利的基础上，也容易受一些条件的制约，不能更好的发挥自身作用，这就需要注意采矿技术条件等问题。

2.采矿技术条件

矿产资源开采中，需要从环境条件、技术设备条件和技术管理条件等方面出发，结合井下矿产资源实际情况，选择适合的采矿方法。当矿产资源地表允许塌陷时，可以选用崩落法，如果地表不允许塌陷时，则需要选用空场法或充填采矿方法；矿产资源开采中，其技术设备条件和材料供应状况如何，直接影响采矿方法各个过程的使用和工艺过程的实施及采矿设计的实现。这就需要开采中以实际技术装备条件和材料供应状况为依据进行井下采矿方案设计；技术管理水平是否与采矿规定的目标一致，也会直接影响采矿方法的实现，一般地方矿山和中小型矿山便是采用相对简单的技术和方便的采矿管理方法。

3.矿体分类和质量

现在来看，矿产资源主要有以煤铁为主的黑色矿、以锌铝铜为主的有色金属和以金银为主的贵金属等。因三种矿产资源价值不一，开采方法也各异。煤铁价值低，因此煤矿一般是露天开采，即便埋藏较深需要进行井下开采，也仅利用崩落法或空场法，如果用充填法进行开采，回采成本较高。而有色金属和贵金属性价比相对较高，可以采用充填法进行大量开采，以降低矿石损失率和贫化率。

此外，矿体外在的环境条件和整体指标的优化也是井下采矿技术方法合理选择重要影响因素。

二、井下采矿技术

1.充填采矿技术

1.1确保充填材料含水率

因充填材料的主要成分为粗骨料，分析时以骨料为主。据统计充填材料的含水率、级配标准对填充质量有直接影响。一般充填材料制成泥浆前，会先使灌液达到标准浓度，沙石井壁渗水和耙道顶板涌水。这时证需要煤矿开采企业填充材料的含水率，雨季含水率为10%～14%，其他季节的含水率为7%～8%。为了确保含水率，选择采矿方法时，对材料场及电铲吃料的深浅度进行调整，当含水率高于标准含水率时，及时用管路阀将多余的水放出；沙石井壁渗水时，用注浆的方式封闭、衬井或开凿环形管道排水；耙道顶板涌水时，连接接水盒进行分流和分堵，以降低水泥单耗，保证充填体质量。

1.2充填材料来源及适用条件

充填材料是来源于地表堆积、掘进坑边、采石场采掘的废石或冶炼厂的炉渣和选矿厂的尾砂等，实际输送过程中会采用矿车或其他运输工具进行运输，也可以借助风力和水力进行输送，现在来看，水力运输应用相对较广。充填采矿法技术适用于较高回采率和较低贫化率的富矿开采或贵重金属开采；适用于开采条件和赋有条件较复杂的矿床开采，即矿体形状、水文地质条件较为复杂的矿体，埋藏较深的矿体，矿产周围有自燃危险或井下开采的煤矿等；适用于矿区围岩不稳固、矿石稳固的矿床，利用向下分层充填法或特殊支护方法对矿床进行开采。

2.深部采矿技术

井下深部矿产开采技术需要对不同巷道进行设置，对开采地热进行控制，以确保矿产开采安全。

2.1矿柱设置。巷道作为矿产资源运输重要通道，布置合理与否，直接影响矿产资源运输安全。为保证巷道质量，便于维护回采巷道，有必要采取煤柱护巷方法。因煤柱大小直接决定巷道位置的深度，依照以往经验设置煤柱时，最小煤柱应不小于矿产埋藏深度的1/10且大于30m。这些煤柱除了对巷道运输有重要作用外，还可以回收利用。近几年来，矿产企业为了尽可能回收煤柱，煤柱设置中宽度会采用长壁工作面长度，按照正规长臂工作面进行回采。

2.2采空区内巷道设置。采空区巷道工作面较宽，巷道两边没有矿柱，采用的是宽工作面掘进法，其作为应力接触法能使采出的工作面保留，使巷道处于卸压拱内状态，减少应力集中而造成的工作面回采动压。这种宽工作面掘进法适用于薄煤层工作面的开采，开才时将巷道设置在矿矸石被压实的老采矿区，老矿区的受集中支承压力和采动压力小，维护效果相对较好。

2.3长臂多巷道设置。长臂多巷道设置，是在传统长臂单巷道无法满足掘进和高瓦斯工作面通风问题而出现的巷道，这种巷道美国和澳大利亚使用的较多，进行长臂开采后，在巷道内进行多巷布置，少则掘进三条巷道，多则掘进五条巷道。这种多巷道矿产掘进量较一般量大，巷道多能为矿产运输、通风、人员流通及材料运输提供条件，实现高产、高效工作面开采，同时也可以用机械设备对巷道中的煤柱进行长臂连续回收。

2.4矿井开采的地热控制。深层次矿井开采中，会有地热或瓦斯出现，一旦出现这种问题，会给井下采矿安全带来隐患，这就需要对矿井进行通风处理，然而矿井开采后，地热会随着开采不断的使温度逐渐升高，简单的通风不能使矿井热量达到标准环境温度，需要在矿井区或采矿区安装空调以达到降温的目的。空调安装时可以采用集中和分散两种方式，集中式空调安装在地面或井底车场，便于矿井运输和人员流动等；分散式空调安装在采矿区或工作面，便于矿区开采和工作面开采工作。而分散式空调虽成本低、安装使用简单，但制冷调温效用较低，长期使用会增加运行成本，故此现在集中式空调的使用相对较多。为了更好的降低井下开采温度，也可以利用非制冷空调措施，通过改变通风系统、增加风量、缩短风路、隔绝热源和个体支护等减少井下开采高温、高湿环境，这些措施只能缓解井下温度，无法从根本上解决井下开采带来的高温热害。

三、结束语

综上所述，从井下矿产资源实际出发，合理应用采矿技术和方法，对降低井下采矿危险指数，实现企业效益、环境效益等有重要作用。文中对常见方法进行简单介绍，对井下充填法技术和深部采矿技术进行分析，而采矿技术和方法较多，随着科学技术不断的发展，井下采矿技术还会增多，要求也会随之增多，采矿企业为了适应不断变化和发展的需求，应该紧随时代步伐，对井下采矿技术和方法进行进一步研究。

参考文献

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