浅析深部铜矿采矿方法的技术改造

摘要：随着经济社会的发展，人们对铜矿的需求也随之越来越高，铜矿开采量在急剧增大。中浅层的铜矿日益枯竭，铜矿的开采深度不断的加深。深部铜矿的挖掘成为当今铜矿的主要来源。深部铜矿的开采技术也日臻完善，但是人们在开采的过程中依然发现了存在着不少的问题，是接下来需要我们去大力解决的。

关键词：铜矿开采；中浅层铜矿；深部铜矿；深部铜矿开采技术

中图分类号：TD8 文献标识码： A

一、前言

红色矿场---抚顺红透山铜矿是于日伪时期就十分出名的矿场，主要包括三个矿区，但是由于历史性因素还有科学技术的相应的缺陷，导致红色矿场于20世纪末都逐步的走向了闭坑；通过公司的集体改造还有科学技术的大力发展的，在这个大形势之下，红色矿场又焕发了新的生机----深部铜矿的开采方法逐渐的成熟，使得红色矿场的铜矿能够让企业所开采。不仅如此，当人类步入了青铜器时代之后，铜作为一种资源被广泛地使用到各个地方，如：礼乐器的铸造、农业工具的使用等等。所以，铜矿石又被人们称作为“人类文明的使者”。 地球的地壳中，铜的储量并不是很大，可是在四千多年前人类就开始使用铜器了，这是因为很多铜矿存在于地壳表面，并且他们的纯度都非常高，再加上这些早期被发现的铜矿它们具有质软，富有延展性以及不易氧化的特点，只要经过简单的粗加工敲就可以做成劳动工具和生活用品。正因为铜矿发现的早，并且在社会生活中使用的多，造成现在浅层甚至是中层的铜矿都几乎被开采完了。人们不得不向更深的地下进军，开采深层铜矿。

二、深层开采的基本特点

原来人们使用的传统的开采技术已经远远不能胜任现在的深层开采了，因为这些技术在使用过程中，表现出了很多的特点，归结为以下几点：

1、开采压力的增大

随着矿洞的开采深入，所承受的来自地面的压力也越来越大。一般在六百五十的深度测到的压力通常在九点五帕到十九点五帕之间，但当深度到达八百米时，受到的最大压力提升到三十点四帕。所以随着开采深度的增加，冒顶落盘事情的概率不断的增高，给在洞内开采的工人带来了严重的安全隐患。

2、经济损失的增大

由于地下压力的不断增加，铜矿在开采的过程中为了保证开采的稳定和安全，通常是采取缩小矿块面积的方法。但是因为矿块面积的缩小，造成不知矿数目的增多，同时矿壁数目也随之增多。矿壁数目的增多直接导致矿量损失的增大，极大的降低了经济效益。

就如红透山矿区的铜矿为例，他的累计开采深度和矿体产状十分的复杂。我们知道，红透山矿区开采了足足有五十多年的历史，浅层比较容易开采的都已经开采殆尽，而哪些开采深度非常大的，都是因为当时的一些历史因素和当时的科学技术水平所导致的，不能开采。其次，矿区的矿体产状十分的复杂，红透山矿区的铜矿，不是和没有开采的铜矿是一样的，它的立体空间性十分的强，有的一部分是存在铜矿的，而一部分就是没有铜矿的。那么就需要在深层开采的时候多加探测和研究。

三、深部矿体的采矿方法

开采人员以理论为基础，结合多年开采的实际经验。创造出了适合深部开采的开采技术。这些开采技术是在中浅层开采的基础上发展起来的。通过使用这些技术不仅大大提高了开采人员的安全系数，还很大程度上提高了开采量，从而提高了开采生产的经济效益。

1、深部矿体开采的理论基础

在进行深部开采中，应当使用机械化程度高，生产能力强的技术方法进行开采。因为通过这种方法开采不仅可以减少深部开采的成本，而且还有利于对岩层进行有效的控制。

优先选择贫化率小或可进行选别回采的采矿方法，以提高原矿品位、减少提升量。

在确定了采矿方法之后，进行采空的面积不宜暴露过大，避免引起暴露的岩层突然出现冒落。但是有些特殊情况为了保证矿块的生产能力不得不增加采空区的暴露面积，一般是采用预加固长锚索等技术方法来对岩层进行有效的加固。同时出去可能会影响顶板岩石下沉的各种类型矿。因为由于这些矿柱的存在容易受力集中到一点，从而很有可能发生岩爆的现象，所以必须使用能形成连续采空区的采矿方法。这时候必须从回采过程中蓄积弹性应变能量与释放能量近于相等的角度，或从减缓蓄积能量释放速度出发来选择采矿方法。从而可从崩落法或者充填法中选择合适矿岩条件的采矿方法。苏联在开采埋深较大，矿石及围岩不够稳定的倾斜及急倾斜矿体多采用崩落法。

2、深部铜矿开采技术的变更

在选择深部矿床的采矿方法时，一般可以借鉴不少由浅部矿床开采转入深部矿床开采的经验。在浅部开采用的空场采矿法转入深部开采时，因地压增大将会引起某些矿柱破坏，顶板垮落，给回采工作造成困难。克服这些困难可采取下列技术措施：

通过采用缩小矿房尺寸，增大矿柱尽寸的方法。一般在铜矿开采中，从浅层开采一直到中深层的开采，基本上是采用浅孔留矿法，因为在这些深度使用浅孔留矿法，仍然可以获得比较不错的效果。但是随着回采深度的不断增加,矿山开采压力的不断增大，在深层进行采矿作业的条件越来越困难，因此相应地改变了矿块结构参数，矿房和矿柱的回采方法根据具体条件，从而改变了开方法，使用多种留矿法变型方案，基本上取得了不错的成果。但是问题又随之而来，当开采深度到达七百一十米以下的阶段，因深部地压急剧增加，原来的留矿法变型方案已经很难再解决深部开采中遇到的顶板管理的困难，导致矿井的开采口不能得到保证，矿柱难以回采，损失贫化过高。通过分析长期开采的实际数据表明，当开采深度为七百一十到九百五十米时，留矿法将不再适合开采。比如加拿大弗林弗伦铜矿采用深孔落矿阶段矿房法，使矿柱中占有的矿量达三分之一。

通过改变采矿方法，创新采矿手段。南非的威特沃特斯兰德矿开采倾角为二十一度的缓倾斜金矿床，开采深度小于三百米时，采用留矿柱的全面采矿法。当它的开采深度超过三百至四百米后，留矿柱的全面法比重减少。工作面呈填线布置连续推进的壁式采矿方法比重逐渐增加。

3、浅孔留矿法和充填采矿法

比较常见的方法主要有两种，他们是浅孔留矿法和充填采矿法。首先，浅孔留矿法，他具有使用简便为人们所能更为容易的接收、应用时间长、应用深度大和开采范围大等特点，其次，他是红透山矿区能够深层开采的伟大的功臣之一。因为铜矿的开采首先受到的是地质运动的应用，多年的开采，无疑会对矿区的地质情况造成一定得影响。这样，采用浅孔留矿法就能够更加透彻的体现其重要性，能够全方面的通过一点来看清楚整个矿区的铜矿的储藏量，富含量以及安全系数等等。其次充填采矿法，这种采矿方法适用于那些形态、产状较为复杂的矿体来进行操作，在红透山矿区中，充填采矿法又是另一个非常重要的采矿方法，他主要是用尾砂、河沙等废料为原料，进行胶结充填，应用这种采矿方法具有损失率低和回采率高等特点，因为，我们每次作业之后出现的平台都会形成一个新的平台，我们在这个新的平台上进行采矿作业的时候，就能够降低一部分损失率，而且虽然每次作业形成新平台的过程复杂了一些，但是其有效性是毋庸置疑的。不仅如此还能够较好的控制地压显现。我们采矿的安全性主要是依赖于地压的显现，通过每次构造新的平台能够很好的控制地压，能够提高其安全性。这就是两种非常先进的常见的方法。

四、结束语

随着我国经济社会的不断发展，科学技术水平的不断提高。铜矿的深部开采技术，也随之越来越高。我们在开采中应该学会总结经验，分析数据，从而有助于我们创新开采技术，完善开采方法。相信，在不久的将来会有很多更好，更方便、更安全、更经济的技术方法运用到铜矿的深部开采中。

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