地下矿山采矿方法及技术探究

地下矿山采矿方法及技术探究

李明

新疆庆华能源开发有限公司 835100

摘要：众所周知，采矿行业是重要的资源供给行业之一，包括经济以及社会建设发展等都需要大量的矿产资源。为进一步提升采矿质量与效率，涌现了一大批前沿的采矿技术。而这也同时有效地降低了采矿成本，提升了企业效益。为了更为综合性地认识当前国内采矿行业的发展，本文就现阶段地下矿山采矿技术以及方法展开探究。

关键词：地下矿山；采矿方法；技术；

引言

目前，国内绝大多数采矿企业在执行采矿期间均面临着一关键问题，即如何选择更为科学以及有效的采矿技术，确保采矿的质量以及效率，并为企业带来更多的效益^[1]。由此可见，采矿方法以及技术直接关系到采矿效益，故而有必要就该方面展开讨论。

1. 采矿作业概述

作为我国传统行业之一，国内采矿行业发展至今已然取得了一定的进步。采矿覆盖面也由之前的地表作业逐步深入至地下^[2]。同时，采矿作业期间也更多地关注安全方面内容，尽可能地营造良好、可靠的井下作业环境^[3]。而要想切实发挥出地下矿山开采的效益，则务必解决下述几方面问题，首先做好开采成本低，并提升开采效益；其次，提升对先进机械设备等的应用；最后灵活地制定适宜的开采技术方案，提升各个技术方案的适用性，降低对环境等的负面影响^[4]。

2. 矿山开采方法分析

2.1空场采矿法

该技术在我国由来已久，也是当下应用最为普遍、技术最为成熟的采矿形式之一。相较于其他采矿技术，该技术在成本控制、效率提升及耗时等方面均有着显著的优势。当前，常用的空场采矿技法，又可以分为房柱采矿法、分段空场法、阶段空场法以及全面采矿法等几类。全面采矿法，就理论角度而言，主要表示结合采场的地压情况，借助矿石、矿柱等实现对顶板围岩等的合理管控。实际该技术主要应用于缓倾斜，角度为三十度以下等的矿体中。分段空场法，主要是指分级进行凿岩和分段巷道实施端部出矿技术。第一时期主要开展的为爆破落矿技术，将其制成矿石垫层，其余阶段则主要开展爆破落矿以及出矿作业，自回采进路端部对立槽进行切割，并做垂直扇形深孔，一步步地崩落矿石，基于装载机于矿石垫层覆盖空场情况下出矿。每一流程崩下的矿石处于操作位置眉线，眉线之外的矿山则在下一流程进行回采。房柱采矿技术，主要表示基于片石修葺人工矿柱，同自然矿柱以及矿房等实现交互设计，利用阶梯式落矿方式，自下而上地实施回采。该技术也是近些年应用较为常见的技术形式之一。阶段空场法，主要是指在原先分段空场的前提下进一步深化而来。其余分段空场技术作为不同之处在于，阶段空场法主要利用大直径深孔实施采矿，而该技术则以高风压潜孔钻机设备进行凿岩，借助高效的乳化炸药实施崩矿，按照高阶段深孔落矿的方式实施阶段性的爆破作业。但在搬运方面，阶段空场与分段矿场两者之间并无显著差异。

2.2崩落采矿法

目前，业内对于该方法的沿用也较为普遍。其主要工作机理为，利用自然或者强制崩落顶部围岩填充开采期间的空区，从而实现对地压的管控。相较于其他采矿技术，该方法在成本管控、效率提升以及工艺等方面，有着一定的优势性。当下常见的崩落采矿技术又可以分为底柱分段崩落、无底柱分段采矿和自然崩落方式。首先，自然崩落方式，主要指代将矿体划分成高差较大的不同阶段并构成特定的倾角，并于下盘延时内放置矿漏斗，顺着矿体逐步进入中深孔拉底，基于矿体自身架构原有特性以及低强度特点于矿块底端安置崩落区；有底柱分段崩落技术，该技术主要是指将矿体依据自上向下的方式划分为若干段，矿石则自下而上的进行回采作业，或者依据特定的流程采用强制崩矿等方式连续进行回采。应当引起关注，包括搬运以及再次破碎等流程均务必于底柱开槽的特定的巷道内实现，底柱则主要结合下一分段一道采出。无底柱分段采矿技术，该技术主要讲整个矿块分成多个不同部分，并于各个部分内实施落矿以及出矿等作业，无需特定的这是矿底部架构。通常而言，各个部分能够非诚上下两个部门，上部分则主要安置凿岩通风进路，而下面部分则主要用于设置凿岩出矿的进路。上下两个部分之间则需要设计成菱形的布置方式，依据分段逐个开展落矿以及出矿，利用进路端部崩落的间隙达到通风的效果。

2.3充填采矿技术

该技术的产生与应用主要利用废石对采空区进行填充。常见的又可以划分成上向进路充填技术、上向水平分成充填采矿技术以及下向分层进路充填采矿技术、阶段空场嗣后充填技术等几类。首先，阶段空场嗣后填充技术，其主要表示利用空场采矿技术以及填充采矿技术的综合性的开展采矿，首先依据空场采矿技术实施开采，阶段性完成之后在开展填充作业；上向水平分成填充技术，其主要方式为将矿房垂直以及倾斜的划分为多个不同的部分，随后自上而下的开展回采作业。各个层采完之后立即开展充填并且修建矿溜井以及行人天井；上向进路充填采矿技术，其主要特点为未有区分矿房以及矿柱，但是依据自下而上进行分层回采，各个层均实施分层联络道后回采。进路大多为垂直方向或者分层全高沿的走向形式；下向分成进路充填采矿技术，主要依据自上向下的方式进行逐层的回采以及填充。对于十五度左右的倾角情况下，则需要于矿块内部安置矿石溜井以及行人天井。该技术主要出现在围岩稳定性不理想的矿体场合。

3. 地下采矿技术的应用展望

地下连续采矿技术无疑是未来地下采矿行业的主要发展方向之一。主要包括两种方式，首先当矿体硬度较低的情况下，开采期间各个工序持续平行的作业；其次，当各个矿体的硬度较高的情况下，作业期间分成多个部分，不同的部分的工序平行开展。近年来，随着技术以及投入等的不断增加，地下连续开采方面也取得了一定的突破，多个地下连续开采技术已然被广泛应用于矿山开采作业中。应用于地下开采的设备、技术也比较完善，自凿岩、装药至搬运等均有着完善的配套的机械化装备，各个工序也都有现代化机械操作方式取代传统的人工形式，实现了无轨化、液压化发展。就自动化层面而言，已然实现了无人驾驶以及机器人作业等形式。尤其为地下连续开采无矿柱技术的出现于应用，很好地规避了以往地下连续作业存在的诸多不便。该技术将矿体划分为多个组成部分，不留矿柱，并切割槽设计在矿段的中间位置，底端则设计了振动机出矿。崩矿期间，同时开展回填作业，平行实施采切、回采以及充填等多项工作，确保整个采矿作业的连续性及可持续性进行。很好地规避了矿柱回收的难题，采矿效率远高于传统采矿技术，规避了资源浪费，大大提升了采矿作业的经济效益。

4. 结束语

地下采矿无疑是当前国内矿产开采的重要形式之一，其采矿的质量及效率等对多个方面有着重要意义。另外，矿产资源关系到社会的可持续发展等问题，为此涌现了大量的矿产开采技术形式。针对现场环境，应当结合不同的开采技术特点进行科学的匹配与设计。总而言之，我国是典型的能源消耗大国，对于矿产资源的需求也比较高，但近年来，随着社会大众越来越关注生活环境等问题，对于各个行业与环境建设方面有了更高的关注。对于传统采矿行业而言，各项技术的发展与应用，也应当迎合时代发展需要，尽可能地推动绿色技术的融合，切实提升矿产行业的发展。

参考文献

1. 孙祥彪, 刘冰冰, 乔世超. 地下金属矿山采矿技术进展及研究方向[J]. 工程技术(全文版):00045-00046.

2. 亓文恪, 徐梅冬. 地下金属矿山采矿技术的发展探究[J]. 全文版:工程技术, 2016, 000(005):P.245-245.

3. 王光育, 光君波. 黄金矿山地下采矿技术现状与发展探究[J]. 中国科技投资, 2017, 000(026):202-202.

4. 李超. 地下矿山开采技术及其发展趋势[J]. 大科技, 2013, (06):22-23..

作者简介：李明，男，1985.6.12，籍贯（具体到县）：新疆伊犁巩留县，单位：新疆庆华能源开发有限公司，职称：初级工程师，职务：调度指挥中心调度员，学历：大专，研究方向：采矿工程。