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24 矿山建筑 Mine building 采矿工程中采矿方法的创新与实践探析 曹 龙 （长春黄金设计院有限公司， 吉林 长春 130000） 摘 要 矿产资源时促进社会经济发展的重要基础， 与人们的生产和生活息息相关。 合理利用开采资源， 科学开采矿产资源时 采矿工程的重要内容。 通过对采矿工程中采矿方法的创新与实践探析， 指出采矿方法的技术形式和创新实践内容， 为矿产资源 的可持续发展提供帮助。 关键词 采矿工程 ； 采矿方法 ； 创新 ； 实践 中图分类号 TD167 文献标识码 A 文章编号 11-5004 （2020） 05-0024-2 收稿日期 2020-03 作者简介 曹龙， 男， 生于1987年， 汉族， 山西大同人， 本科， 工程师， 研究方向 金属矿山工程设计。 矿产资源一直是人们赖以生存和发展的根本，在国民经济 及社会的快速发展中占据着十分重要的地位，随着工业化和城 市化进程的不断加快，人们对于矿产资源的需求呈现出持续上 升的状态，供求矛盾的不断激化，大量铜、铁、铝、铅等金属矿 产资源需要依靠进口，使得资源短缺成为了制约经济社会发展 的关键 [1]。 同时矿产资源开发的可持续发展还受到粗放开采、 环 境污染、生态破坏等问题的限制。当前传统的采矿方法十分落 后， 使得到阿玲的矿产资源得不到有效地开采和利用。 研究学者 们得出的采矿理论也没有随着矿山开采的具体情况得到推陈出 新， 造成了大量的矿产资源在开采的过程中被浪费， 开采过程不 重视对环境的保护， 也造成了谁提的破坏、 水源的污染以及水土 流失等问题产生， 对此， 本文对采矿工程中采矿方法进行深入的 研究， 并对其进行创新与实践。 1 采矿工程中采矿方法的创新 由于当前矿区表面的矿产资源量较少，因此采矿工程中的 创新采矿方法应逐渐转向纵向发展的模式，增加对较深矿井的 采矿技术， 引入传统露天开采技术的优势， 结合新兴技术， 提高 对深部矿井的开采效率 [2]。 在较深的矿井中开采要考虑到随着深 度的增加， 其温度和压力也会随之增加的问题， 因此对于采矿工 程而言提出了更加严格的要求。 结合深井采矿的工艺技术， 例如 充填技术、 满管流输送技术等， 对深井进行充填处理， 通过充填 材料和充填质量的控制， 实现对深井的开采。 在保证开采工人人 身安全的前提下， 进一步加快对深井采矿技术的应用， 从而提高 对矿产资源的开采数量和质量。 对于结构较为简单、无需建立矿床和矿柱的矿区表面的矿 产资源开采， 要注重对矿产资源的利用率， 减少不必要的浪费， 可采用崩落采矿的方法进行 [3]。崩落采矿方法的原理是利用崩 落的矿区围岩对矿区地压进行管理。 在采矿工程进行的过程中， 将地表上的矿体顶部围岩实施有计划、有目的的崩落，再对崩 落的岩石进行采空区填充， 完成对矿产资源的开采。 这种采矿方 法存在的弊端在于会受到矿区周围环境的限制，当矿区矿体围 岩上出现流沙或水体的情况下， 无法使用崩落方法采矿。 而有点 在于， 这种方法不需要回采矿柱， 防止对开采工人的安全造成威 胁。 同时， 不会存在被遗留损失的矿体出现， 提高对矿产资源的 开采效率， 也降低了采矿工程的成本。 2 影响采矿方法需求 2.1 地质因素 地质因素指的是每个矿床本身的条件，主要包括了矿山及 围岩的物理学性质，并综合反映出了矿山岩体的稳定性，直接 影响到采矿场低压的管理方法。 同时还包括了矿体的产出状况， 如， 矿体斜角、 厚度及形状等， 可用矿物在矿体及围岩中的具体 分布、 矿产的实际品位与价值、 矿体赋存深度及矿体同围岩之间 的自燃性与结构性等， 这些地质因素都对采矿场的布置、 构成要 素、 运输方法以及采矿方法的选择等产生影响。 2.2 技术因素 在技术因素中， 重要包括了施工人员对矿体勘探的程度、 施 工装备水平、采装机的机械化发展程度及矿山的技术操作与管 理水平、 地表陷落的程度、 相关加工部门对矿体提出的要求等。 如开采技术设备的条件与材料的供应情况，直接影响到采矿方 法的选择与实施， 同时也影响到采矿方法优化目标的实现情况。 而现行的技术管理水平是否能复合采矿方法所规定的技术管理 水平，也对是否能够实现采矿方法所要求的目标有着极大的关 系。 如， 对于一些中小型矿山或地方矿山， 其采矿方法可以选择 那些技术较为简单、 操作便捷且管理方便的开采方法。 3 采矿方法实践 针对深井的采矿方法实践，首先根据深井的不同可选择不 同的充填类型， 例如泵送充填、 水力充填和风力充填。 三种不同 的充填方法是根据填充材料粗砂、 细砂、 细泥和水泥的比例改变 的。用于输送充填的管道应保证其输送摩擦阻力控制在一定范 围，以160mm的通用管道直径为例，每米的摩擦阻力应控制在 60Pa ～ 110Pa范围内最为适宜。 图1为深井采矿方法充填装置示 意图。 充填材料 砂浆 上清液 沉砂 图1 深井采矿方法充填装置示意图 25 矿山建筑 Mine building 在上清液中添加适量药剂，可以使质量浓度为30的全尾 砂浆沉降特性得到明显的改善，同时在每立方米中30的质量 浓度的全尾砂浆中增加药剂也可使清浊界面得到快速的沉降 [4]。 再向立式砂仓中添加适量的药剂可以实现砂浆的动态沉降，实 现在输入砂浆的过程中， 将上清液完全溢出， 从而得到保存大量 矿产资源的沉砂。 针对矿区地表开采的崩落采矿方法在实践过程中可分为三 种类型的开采模式， 分别为无底柱分段崩落、 有底柱分段崩落和 阶段崩落。 表1为三种崩落开采方法的在实践中的差异对比。 表1 三种崩落开采方法的在实践中的差异对比 类型差异优势劣势 无底柱分 段崩落 进路间距较大、矿房不 需要底柱预留 结构简单，开采 效率高， 成本低 受环境影响较大， 矿石贫化率大 有底柱分 段崩落 进路间距较小、矿房需 要底柱预留 开采效率高成本高、 安全性低 阶段崩落 进路间距较小、矿房不 需要底柱预留 不受环境影响底部结构布置复杂 无底柱分段崩落采矿方法在实践过程中首先要设置分段高 度， 通常情况下为11m ～ 14m， 通过设备井、 电梯井或斜坡道与 划分出的各个分段连接。 回采在矿体的全厚， 并沿矿体走向向前 不断推进， 当回采工作推进到一定距离后， 实现对采场地压的管 理 [5]。有底柱分段崩落采矿方法在实践中首先要对矿房预留底 柱， 再划分出对应的开采顺序， 在回采阶段也按照顺序由上而下 开采， 底柱开采与下一阶段的开采同时进行， 当围岩的顶部无法 进行自然崩落时， 可采用强制措施使其崩落。 阶段崩落采矿方法 的实践过程与有、 无底柱分段崩落类似， 但在底部结构上需要进 行更加复杂的设置， 可用于顶板稳定性较低、 矿体厚度在3m以 内、 倾斜角度在30以内的缓倾斜矿体， 主要用于开采铁矿、 煤 矿、 铝土矿等。 4 结语 通过本文研究得出，采矿工程的质量直接影响着社会经济 的发展，本文针对深部矿井和地表矿体的开采方法创新进行了 深入的研究，通过实践证明两种方法均可以在一定程度上提高 采矿工程的质量和矿产资源的利用率，但在当前众多的采矿方 法中仍然存在某些方面的问题，制约着采矿的效率和速度。因 此， 还需不断对采矿方法进行创新， 从而提高对矿产资源的利用 率， 使采矿工程更加规范化， 促进采矿企业的发展。 参考文献 [1] 张钦礼,赵宇飞,荣帅,康虔.基于变权重理论和TOPSIS的缓倾斜薄矿脉采矿 方法优选[J].黄金科学技术,2019,2706844-850. [2] 唐振江,王文茂,李施庆,曲伟勋,宋恩祥.上向水平进路充填采矿法在嵩县金 矿的应用[J].黄金,2019,4002039-041045. [3] 姚高辉,胡凯建.基于AHPFUZZY模型的巴鲁巴缓倾斜矿体采矿方法优选 [J].矿冶,2019,2802011-016. [4] 李文相,李斌,吴红云,常吕奎.采矿工程中采矿方法的创新与实践探析[J].世 界有色金属,2019， 6704246248. [5] 王洪锐,王子云,张永华,沈成平,吴永久,张碧辉.留矿全面采矿法在某金矿 的研究与应用[J].有色矿冶,2019,3505,021-023. （上接23页） 同时借助现代化测量设备， 对矿山周围的水文、 地应力及工 程地质等方面进行详细测量， 并以此为基础进行计算， 寻找最为 合适的开采方式， 同时合理选择安全保障及加固措施， 进一步提 高采矿工作的安全性， 进而促进矿产开采领域的进步与发展 [3]。 5.3 加强对矿山地应力场测量的分析 当前时期， 在现代金属矿山开采过程中， 岩石力学还会应用 于对矿山地应力场进行测量分析的过程中，经过对地应力进行 分析可知， 岩层底部的地应力， 能够引起地上的道路、 建筑、 水 利及部分地下工程出现形变及损坏等问题，极大地影响着人们 正常的日常生活及社会正常发展。 为此， 相关人员可以借助岩石 力学， 对地应力进行测量， 以此来选择合理的施工方案， 并借助 大量先进技术对井下巷道进行加固， 确保在足够的安全保障下， 逐渐提高生产效益， 进而推动矿产企业的进步与发展。 5.4 加强对矿山深部开采危害性的分析 除了以上方面之外，岩石力学还会应用于对矿山深部开采 危害性分析方面 ；由于矿山内部岩层的结构较为复杂，且矿产 开采工作存在较高的风险性， 例如， 在国外某些矿场开采时， 偶 尔会出现岩石爆炸、 矿山震动等现象， 而某些问题会造成极大地 破坏力与杀伤力，对施工人员的生命安全有着极大的威胁。为 此， 相关人员需要借助岩石力学， 对矿山深部开采工作的危害性 进行充分分析， 同时加强安全防范措施的应用， 并在日常工作过 程中加强对该领域进行宣传教育，促使企业员工能够明确深部 开采事故的危害性，以此来实现在最大程度上降低事故问题出 现的概率， 进而对采矿工程的健康发展提供保障。 6 金属矿山开采工作的未来发展 在未来金属矿山的开采过程中，为了提高开采工作的效率 与质量，相关人员首先需要在矿山的浅层位置进行开采，以此 来确定矿山内部岩体结构的强度，为了实现这一目标，相关人 员需要采用拉压复合方式，来对岩体自身的强度进行确定，同 时对整体岩层的强度进行确定。之后，施工人员需要借助浅层 开采的方式来确定岩层内部的稳定性，为此，相关人员需要对 某一区域进行多次的支护处理，避免由于单次或两次支护导致 稳定性数据不准确等问题的出现。最后，相关人员还需要对设 计方案进行确定 ；通过借助浅层开采过程为依据，结合传统线 性设计理论，提高采矿工程稳定性控制的水平，进一步促进采 矿工程效率的提高 [4]。 7 总结 综上所述， 随着时间的推移， 我国采矿行业得到了极为快速 的发展， 不过， 在部分金属矿山开采过程中， 由于岩体结构较为 复杂， 且稳定性无法得到保障， 影响着采矿工程的效率与质量。 为此，相关人员需要在日常的施工过程中加强现代先进设备的 应用， 并结合岩石力学等专业领域的技术， 强化提高矿产开采过 程的水平与效率， 降低采矿过程所投入的成本， 同时保障施工单 位及人员的安全性，进而促进我国矿产开发及工业领域的进一 步发展。 参考文献 [1] 李志强, LiZhiqiang.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用[J].江西煤炭科 技,20173142-144. [2] 赵军,王绍臣.采矿工程中现代化采矿工艺技术的应用探微[J].内蒙古煤炭经 济,2017228-28. [3] 马广举, MAGuang-Ju.工程爆破技术在矿山开采中的应用研究[J].工程建设与 设计,201715209-210. [4] 路振毕,张东,杨和平.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].黑龙江 冶金,20185.