关于有色金属矿山采矿技术的探索

关于有色金属矿山采矿技术的探索

杜杉

新疆地矿局第一地质大队  831100

摘要：现阶段，我国对于有色金属矿产资源的需求越来越大，采矿技术是影响有色金属矿产资源开采的关键因素。目前开采技术有很多种，各企业根据矿山资源的种类、埋藏深度合理选择采矿技术及采矿设备。本文首先分析了有色金属矿山采矿的现状和存在的问题，然后详细阐述了有色金属矿山采矿技术。

关键词：有色金属；矿山；采矿；深井

一、有色金属矿山采矿的现状和存在的问题

总体来说，有色金属矿山采矿技术是在突飞猛进的发展，但是矿产资源开采过程比较复杂，相应的开采企业还存在比较多的问题。施工资质与许多现象相关，机械设备水平普遍较差。一般缺乏企业管理方法，安全生产主体责任落实不到位。同时采矿人员的流动性很大，大多数工人是就近或偏远贫困地区的农民工，安全与职业卫生防护意识不强。合同管理很困难，在实现合同开采的入库、日常考核、结算、合同变更、合同退出等细节上无法进行管控。最后在开采工作过程中严重超负荷，生产超负荷成了一种普遍现象，造成了人员、设备、作业点多等许多不安全因素。

二、有色金属矿山采矿技术

（一）露天采矿技术

1、露天矿的安全高效开采技术

露天矿山的安全、高效开采技术采用的方法结合现代三维数值模拟和三维极限平衡分析，用科学方法进行露天矿边坡设计深度和空洞。开发基于GPS定位的实时自动生产调度系统和管理平台，实现了生产过程中人员和设备的定位、跟踪和调度。开发陡倾露天矿剥离防洪动态优化技术，基于动态经济评价和剥离集料均衡生产规模因子的优化技术，特大型露天矿开采贫化损失控制下的适应性技术等技术。

2、矿场无公害爆破技术

矿山无公害爆破技术针对矿山爆破产生的爆破噪音、爆破震动和爆破弹射三大公害，开发新型高效气体吸收器，确定合理的静态爆破装药结构和液压装药结构，实现了采矿爆破无污染，大大降低了粉尘和爆破震动，减少环境污染。

3、应对露天矿场安全问题的技术

矿厂的安全问题是相当重要的，从崩落的安全技术问题出发，可以采用矿岩复合覆岩的形成技术，以提高矿山对地下突水灾害的防治能力。另外可以建立露天转地下开采过程中的安全监测和灾害预警系统，监测数据，预防矿山灾害。

4、对露天矿陡坡进行铁路运输的技术

陡边坡开采技术初期剥落量相对较小，基础设施工程量也相对较小。可以采用小于30‰缓边坡铁路运输和缓工作面开采方法，开发一种大型深凹露天边坡铁路运输系统，有效解决陡坡铁路爬行，缺少机车牵引供电、网络安全等技术难题，提高了大深凹露天矿边坡铁路运输水平。

5、金属矿山露天采矿趋向性技术

现在金属矿山露天采矿技术的发展趋势，主要是无人采矿技术、智能化、自动化。在露天无人采矿技术中，主要有可视化和虚拟现实的技术，可以根据金属矿分布的特点，实现有效地掌握矿场资源功能，科学利用并保护资源。在智能化时代，智能采矿技术肯定也是趋势。员工可以通过设备完成采矿作业，推出世界先进的开采设备，提高金属矿开采效率和金属矿开采数量。自动化设备现在也不断完善和完善，不仅为地底深处的金属矿开采奠定了坚实的基础，还同样对其他能源的开采例如石油的开采有借鉴作用。我国的金属矿山露天开采技术和开采设备正在逐步向大型化、自动化方向发展。

（二）深井有色金属矿床安全高效采矿方法

1、阶段空场嗣后填充采矿技术

受到特殊地质环境影响，在深井矿山开采过程中，主要选择高效率的阶段空场嗣后填充采矿技术。在应用该技术时，要对深井采矿的开采条件与回采方式进行综合分析，设计合理的采矿方案。隔离矿柱是当前深井采矿工作中主要使用的一种方法。这种方法能够增加矿房采场回采的灵活性，同时也使矿房采场回采的安全性得到了大幅的提升，回采工艺的应用也更加简单便捷，并且为施工人员管理和控制采矿生产提供了便利。在布置盘区时，需要根据采矿方案和矿体的整体走向，同时确保盘区的长度与宽度适中，并且还要保证采场的受力状态能够有效控制地压和岩爆。将打孔采场的顶部凿岩巷道和填充联络道与拉底和出矿水平有效结合，将系统分为凿岩充填层和出矿层，同时在单号勘探线顶板的围岩中布置填充联络道，可以使填充工作的效率与质量得到有效提升。在大部分的深井采矿作用中，一般会选择大直径深孔与扇形深孔的落矿方案。电动液压凿岩台车与电动与高风压潜孔钻机会在此过程中进行回采与打孔作业。

采矿过程，一般以矿体的可采厚度来确定采矿方式，同时用电动铲运机将采场崩落的矿石运出矿井。在采场结束出矿之后，要及时有效地对矿井进行填充，填充的材料可以选用全尾砂胶结料。根据平面及三维弹塑性有限元进行模拟计算的结果选择矿柱的长度与宽度，同时保证隔离矿柱的宽度与长度的选择能够优化矿柱的受力情况。盘区与采场的回采顺序由三维有限元的模拟数值、低压以及岩爆的控制和实际经验来综合考量。回采顺序需要沿矿体走向向上，再由斜轴部向两侧推进，以保证对岩层进行有效地控制。如果存在局部断层与岩墙的情况，要从弱面向远处推进。

2、深井开采地热防治与通风降温技术

深井金属矿的开采规模较大，且开采过程中的温度较高，矿井中的通风降温工作需要由大风量多级机站的通风系统来实现。在分配各级机站风压的过程中，要以通风系统的风压平衡原理为基础，利用多级机站通风网络软件进行计算，在保证有效减少成本的同时，提高各级机站风压分配的科学性和合理性。在一级采区，进风机站的风机风压的主要作用是，有效控制进风井筒内通风阻力。在二级采区，使用无风墙机站对风量和风流进行分风导向，同时控制采区风路的通风阻力；再采用两级串联、每级由两台风机并联的三级回风机站抵消整个系统中其他井巷的通风阻力。在多级机站通风系统运行的过程中，计算机网络通讯技术与风机变频调速技术能够实现有效结合，还可以监控深井中，多级机站通风系统的各级机站的风机运行全过程。

另外，通过完善通风系统与节能控制技术，能够使井下各级机站风机的压力得到科学、合理的分配，有效解决通风系统的进风和需风段的漏风以及污风循环问题。同时，通过对多级机站进行改进，能够达到降温通风的作用，进而使井内的作业温度得到改善，并且降低了系统运行的管理与成本。

3、冲击地压防治技术

近年来，随着我国深井矿山开采技术的不断进步，我国在深井作业中也积累了一些经验，比如，我国在防治冲击地压方面形成的防冲击体系。利用地压监测系统，对冲击地压进行实时监测，有效预判矿山开采中存在的危险，同时有助于矿山开采单位及时采取有效的安全防护措施。这就要求矿山开采单位要重视地质勘察工作，结合实际的地质勘察资料，对地压监控系统进行合理的布置，以达到有效避免采矿过程中由于采动造成地应力向巷道围岩转移的影响。

4、水害治理技术

为保证深井金属矿床开采工作的顺利进行，必须要做好水害的防治工作，以减少承压水给金属矿床造成的影响。这需要矿山开采单位在进行地质勘察时，充分监测矿井水，准确计算矿井水的涌出速率。特别是在巷道的掘进过程中，必须要遵守先勘探后挖掘的程序，在巷道中采取相应的排水和节水方式。

结语

综上，随着我国经济的不断发展，一些埋藏浅、开采难度小的有色金属矿藏已经被开采完，今后的有色金属矿产开采工作将逐渐向深井开采发展，这样才能使经济发展所需要的金属需求量得到满足。为此，矿山开采单位在开采过程中要优化开采技术，减少矿山开采事故的发生，保证工作人员的生命安全。

参考文献

[1]曹贞兵.地下金属矿山采矿技术进展及研究方向[J].中国金属通报，2020(7)

[2]高静.我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述[J].中国金属通报，2020(7)

[3]韩青松.矿山采矿技术中的安全管理问题研究[J].中国金属通报，2020(6)