采矿方法应用的探讨.pdf

工 术 采矿方法应用的探讨 陈远洋 紫金矿业集团股份公司紫金山金铜矿 【 摘 要】本文主要介 绍了 空场采矿法、 崩落采矿法、 充填采矿 法、 原地溶浸采矿法等几种方法的应用， 在采矿方法技术上进行优化及 创新。 【 关键词】采矿； 采矿方法； 创新； 应用 采矿主要是为人们的生产和生活提供必要的矿产资源， 具有非 常重要 的地位和作用。 随着当今科学技术和社会经济的发展， 新技 术、 新工艺和新设备层出不穷， 促使采矿方法也有了新的变化和进 步。 现今有很多的采矿方法， 我们需 要结合地 质的条件和要求， 创造 性地提 出可行的采矿方法。 采矿方法的创新， 倡导科学采 这是对采 矿工业发展规律认识的深化 ， 是促进采矿工业健康发展的重要 驱动 力。自 2 O 世纪7 0 年代开始， 我国就结合矿山开展了非常多的采矿方法 的试验研究， 取得了不错的成绩。 1 ． 空场采矿法 空场采矿法， 主要是指在回采的过程中， 采空区始终是空着的， 主要是依靠一些不规则矿柱或者人工支柱进行支撑。 使用这种采矿 方法， 必然要对矿石和围岩的稳固性提出较高的要求 ， 否则就有可能 出现意外情况， 造成一定的经济损失。 这就要求， 在最终确定使用空 场采矿法之前， 一定要提高矿床地质资料的准确性与完整性， 对矿山 地质条件进行非常深入的研究， 有充分的把握或者实验成功以后才 能最终选定采矿方法。 空场采矿法具有很多的优点， 比如大采场、 空场、 深孔、 阶段出 矿等等， 可以在其 中直接使用大型的装载运输设备， 使得采矿 的强度 得到大幅度的提高， 从而使得出矿的成本相对地降低下来。 因此 ， 空场 采矿法在地下采矿过程中， 利用率非常高， 尤其是在如加拿大、 南非 等国家和地区有着绝对的优势。 空场采矿法在我国矿业应用的开先河之作， 就是2 0 世纪5 0 年代 首次在华铜铜矿试用中深孔分段空场法。 空场采矿方法真正成为矿 山的重要采矿方法， 最主要的原因是因为大直径深孔采矿法在凡口铅 锌矿的试验成功、 推广应用， 实现了高效率、 高效益的采矿 2 ． 崩落采矿法 崩落采矿法适用于采场结构非常简单， 是单步骤、 按一定的顺 序进行连续回采， 不需要将采区划分为矿房和矿柱两步骤回采。 崩落 采矿法是以崩落围岩来实现地压管理， 也就是说， 在矿石采出的同时 或者稍后， 有计划地强制或者 自然崩落矿体上部的围岩， 用来充填采 空区。 当然， 前提必须是上部的地表允许崩落， 没有水体和流沙， 不会 造成太大损失。 这样， 采用崩落采矿法， 一来可以避免回采矿柱 ， 以免 影响工作人员的人身安全和遗留矿石的损失， 二来可以避免处理采空 区， 节约了生产成本， 提高了采矿效率。 因此， 崩落采矿法在矿业生产 实践中， 使用比较广泛。 崩落采矿法最主要的有以下几种 1 有底柱分段崩落法 矿房留有底柱， 将整个开采过程划分为若 干个分段， 自上而下地逐段地进行回采， 底柱随同下一分段的矿石一 起采出。 顶部的围岩应自 然崩落， 如若不能自 行崩落， 应及时进行强制 崩落， 或者用充填料进行充填。 2 无底柱分段崩落法 使用这种采矿方法， 简化了采区的结构， 取 消了结构复杂的底柱， 增大了进路间距， 提高了工人的劳动生产率， 降 低了成本， 提高了采矿的强度。 因此， 它是一种非常安全、 高效的采矿 方法， 在实际应用中所占据的比例非常高。 3 阶段崩落法 阶段崩落法与分段崩落法非常接近， 不同之处就 在于阶段底部布置底部结构。 根据 围岩落矿方式的不同， 阶段崩落法 分为阶段自 然崩落法和阶段强制崩落法两种。 3 ． 充填采矿法 现在各地经常出现由于采矿出现的地表下沉、 地面陷落等现象。 因此， 需要在采矿作业后， 对采空区进行充填， 以防止地表下沉或者上 部围岩的崩落。 这种用充填料对采空区进行逐步充填的采矿方法， 就 是充填采矿法。 它可以实现机械化和设备大型化， 不但能够防止围岩 崩落和地表下沉， 还能够为回采工作创造一定的便利条件， 并能够预 防因自 l燃J陛矿石而引起的火灾等。 随着绿色开采、 生态矿山概念的不 断推广 充填技术逐步趋于成熟， 使得我国采矿工业的局面得到了改 善， 一些采矿沉陷区得到了有效的治理。 根据充填料的不同和输送充 填料的方式不同， 充填采矿法可以分为以下三种 1 干式 充填采矿法 这是一种最早的充填采矿方法， 利用地面 或井下的干式充填料 砂石、 废石等等， 要求有一定强度、 化学性质稳 定 ， 随着回采工作的进行， 自 下而上地逐层充填采空区。 干式充填采 矿法， 可以维护围岩， 也可以形成继续上采的工作平台。 但是随着充填 技术的日益进步， 干式充填法暴露 出了越来越多的缺点， 比如生产率 较低、 矿石贫化率高、 充填时间长等， 在实践中的使用率逐年下降。 2 水力充填采矿法 将碎石砂石、 炉渣、 尾砂等混合水， 借助管 道输送到井下， 作为充填料对采空区进行充填。 充填水从矿房渗透出 经滤水井流出， 充填料则留下来充填采空区。 充填料尽可能地选取加 工运输比较方便、 价格比较便宜的材料， 争取做到就地取材， 同时充填 料还应该不溶于水， 颗粒度不能过大或过小。 随着采矿技术的发展， 可以实现低浓度泵压或自流输送的水力充填采矿o 3 胶结充填采矿法 在水力充填采矿法的基础上， 为了更好地解 决回采矿柱和防止地表下沉， 创设了胶结充填采矿法。 采用胶结充填 采矿法， 将采区划分为矿房和矿柱 ， 开采后用胶结充填料充填形成人 工矿柱， 再回采矿柱。 胶结充填料主要包括骨料和胶结剂两部分， 骨 料一般采用废石、 尾砂、 碎石、 混凝土等。 随着材料科学的不断进步、 充填采矿工艺和技术的日益成熟， 胶结充填料品种更加多样化， 尽量 减少废料， 提高了废石和尾矿的利用率， 实现全尾矿充填、 高浓度尾矿 料的制备和输送、 高分层充填采矿 高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填 法工艺， 盘区机械化充填等工艺和技术的重大进展。 4 ． 原地溶浸采矿法 原地溶浸采矿法俗称溶 浸采矿， 是一种不需要将矿石采出地表 而是直接从地下提取金属的采矿方法。 原地溶浸采矿法需要将采 、 选 、 冶技术结合起来， 先根据某些矿物的物理化学性质， 选择相应的 特殊溶浸剂， 再利用钻孔将溶浸剂注入矿体 层 中进行化学反应， 将固 态的矿物转化为液态或气态， 并通过钻孔将其提取出来， 争取以较低 的成本进行开采。 这样， 利用原地溶浸法， 有了其它采矿方法所不可能 有的优点， 将矿石留在地下， 地表上没有废石和尾砂， 不但可以节省投 资的成本， 确保了采矿工人的安全， 最大的优势就是能够最大限度地 保护环境， 不破坏矿区的植被。 综上所述， 新技术、 新工艺和新设备， 促进了采矿方法产生了创 新的需求。 我们需要综合考虑矿山的各种开采技术条件， 在创新中促 转变， 在转变中促发展， 选择具有较好的可行性、 安全性和经济性的 采矿方法， 为国家经济社会的可持续发展做出应有的贡献。