有色金属矿山深井采矿技术研究

张道长

（浙江建辉矿建有限公司，浙江 温州 310030）

有色金属在经济科技不断发展中起到非常关键的作用，需要重视对有色金属的高效开采，并注重开采技术的革新。有色金属的社会需求不断增多，开采的深度也是在不断增加，这给采矿工作带来诸多的难题，特别是深井采矿，国内的深井采矿与发达国家是有一定差距的，因此相关部门需要重视对深井采矿的开发和探索，解决深井采矿的诸多问题。

1 研究深井采矿技术的必要性

深井采矿的运用是因为有色金属的浅层矿床已经逐渐被开采完，经济迅速发展，对高新技术的创新不断加强，在技术的开发中有色金属是非常重要的材料，面临着需求量不断增大的问题。现阶段浅层的有色金属基本上被开采完，那么要想实现对有色金属的进一步开采，就需要采用深井采矿，而在深井采矿中，遇到高温以及高地应力的问题，给深井采矿带来了很多难题，比如深井采矿中遇到岩爆，就会对人员生命以及机械设备造成严重威胁，降低深井采矿的效率。现阶段需要找到解决深井采矿难题的对策，否则就会对深井采矿的顺利开展造成严重影响，也会限制国内深井采矿的技术革新，对有色金属开采的可持续发展也是会造成严重影响。为了促进高新技术的不断开发，提升深井采矿的效率以及技术水平[1]。保证深井采矿的人员安全以及设备安全，要加强对深井采矿的技术革新。

2 有色金属矿山采矿技术的种类

（1）连续采矿技术。其中涉及到振动机组的强化开采、原矿车架带式输送机。作为主体进行深井采矿，和无间柱深井采矿技术。

（2）胶结充填采矿技术、充填技术以及回采技术不断更新，充填采矿可以运用胶结充填的方式，对该技术不断展开应用，因为矿井的条件是有一定差异的，其中有盘区高分层以及高阶大直径、分段充填等不同的技术分类。

（3）固体废料充填技术。在深井采矿的实际开展中，会产生一些废石以及尾砂等固体废料，这些固体废料也是可以利用起来的，让废物实现资源化，降低废物的排放。

（4）原地溶侵采矿技术。经过不断试验以及研究，该技术开始变得成熟起来，在深井采矿中不断得到应用。

（5）深井采矿技术。深井采矿的实现条件，是借助工程和技术，对原本的开采条件和技术进行更新，创造出更好的开采条件，研发出更加有效的开采技术。比如钢纤维砼支护以及高地应力卸荷，这样都是可以为深井采矿的开展提供更加有利的条件，让深井采矿提升效率。

3 国内外采矿技术现状和发展趋势

国内的深井采矿技术水平与发达国家是有一定差距的，最早开始在“九五”时期。对采矿工艺以及岩爆的规律展开研究，这个阶段研究的重点，是对采矿技术进行探索，预报并防止有几率出现的灾害。此外是工作人员非常重视集成深井采矿，对深井采矿不断改进以及完善，让集成深井采矿可以满足相关矿产的要求。国内各地区的深井采矿发展并不均衡，经过几十年的不断研究，浅层资源的开采技术成熟。600米～800米的浅层开采有着一定高度机械化水平以及综合开采能力。但是多数的矿山面临着深井采矿的初期阶段，在保证对地下资源进行高效回收的基础上，只关注大规模进行资源开采，忽视了复杂深井采矿。深井采矿有着高温以及高地应力的限制，现有的采矿技术无法满足深井采矿的要求。需要展开长期的探索和研究，才能满足深井采矿的相关要求。因此需要对深井采矿不断加强研究，对相关数据展开分析，一些南非国家在深井采矿方面进展非常迅速，开采的深度可以达到2000米。但需原岩温度50℃～80℃，原岩应力40兆帕～100兆帕，才能对相关技术展开应用。解决这个问题，主要的措施对研究出采矿方法，确定好开采的顺序，并改善回采的结构，引进适合的监测系统，可以在深井采矿中展开实时监测，并对岩爆做好预报。

4 有色金属矿山深井采矿技术研究

4.1 矿山深部开采条件重构理论和技术

（1）高温矿井排热通气技术。该技术是依据岩石以及空气的热交换原理，和复杂通风条件下，对通风环境展开分析，以及借助网络智能技术，实现对矿井上部调热机能的充分利用，保证从井上以及井下的作业，可以保证空气的温度达到最低的程度。

（2）高地应力卸荷技术。在矿山回采的开展中，借助采场局部弱化，设置好矿山回采的科学顺序，可以对岩石应力的实际情况进行调整，这样向深部转移应力比较集中的位置。为保证该技术的合理应用，取得良好的效果，让承受荷载的岩石在三向应力的状态下，可以增强岩石的整体强度以及承受能力，避免外力对岩体造成破坏，从而让岩层的荷载以及应力更加集中，借助岩石本身的承受力，对这些应力进行承担。

（3）钢纤维砼支护技术。钢纤维砼支护可以防止砼结构的裂缝扩张，并强化砼结构后基体的韧性以及耐久性，从而降低开采中的高地应力下，出现岩爆的可能性。

4.2 矿山的安全保障技术

在深井采矿中，安全保障是至关重要的，对深井采矿采取合理的安全保障，其中涉及到地压威震的实时监测以及震源定位，以及岩爆倾向性的因素评判，在深井采矿时要借助先进的技术，在安全保障方面加强技术应用。

5 技术问题及解决策略

（1）深井采矿中岩爆等地质问题及解决策略。矿井岩爆是在开采中非常严重的事故，对矿井岩爆进行预测以及控制也是国内外矿山开采中的难题，半个世纪内国内外的诸多科研人员，不断研究矿井岩爆的问题，在岩石破裂时进行很多工作。矿井岩爆是有一定随机性以及突发性的，现阶段对矿井岩爆的研究，还无法满足安全开采的需求。但是对于矿井岩爆，现在也有很多预测以及控制的方法。

结合矿体构造和原岩石应力的基本分布，作业人员要注意开采顺序的合理性，合理布置采场，减少能量的贮存。对矿井的能量释放进行科学控制，在开采时要运用回采的方式，以小断面为切入点进行开采，对可能发生矿井岩爆的位置，可以用松动爆破的方法，或者超前支护的方式，对矿井岩爆进行防护。借助先进的检测科技，运用专业化的科研人员，建立矿井岩爆的检测系统，对地应力的规律进行研究，从而采用合理的矿井岩爆保护措施。

（2）深井采矿中通风问题及解决策略。深井采矿不断向纵深方向发展，规模扩大，生产布局会不断变化，这种情况下就需要对通风系统做出适当的改变，让通风系统保持良好的效果，为井下的工作人员提供更好的作业环境。通常情况下深井采矿的通风系统，主要问题是风机的配置效率有待提升，进风量小以及风流调整被破坏等问题。因为深井采矿的地质条件是有所区别的，这种情况下所采用的开采方式是不同的，深井采矿通风系统也要考虑到各方面的因素，采取合理的优化方法。可以对深井采矿的风量需求进行准确计算，这是对深井采矿的通风系统进行优化的基础，结合生产情况，考虑到整个深井的通风需求，计算出总需风量。然后结合作业点的设置，将风量分配给各个作业段，结合需风量，设置风扇设备，避免漏风。

6 深井采矿技术研究的意义和方向

深井采矿是现阶段有色金属开采面临的主要问题，对深井采矿展开应用，要遇到高温和高压的情况，对深井采矿的顺利开展造成影响，若是在深井采矿中出现岩爆，就会对作业人员的生命造成威胁，降低深井采矿的效率。需要强化深井采矿的技术，解决各类问题，保证深井采矿的顺利开展，让有色金属的开采更加安全和高效。随着深井采矿的深度不断增加，主要的研究趋势，一方面是要对深井采矿地压特点展开分析，掌握深井采矿会遇到的地压特征，然后用合理的方法，对高应力部分地压展开控制，避免出现岩爆。另一方面是要不断改善通风系统，运用循环通风的技术，深入预防深井热害。

7 结论

总之，深井采矿是现阶段有色金属实际开采遇到的主要问题，浅层的有色金属基本被开采完，而深井采矿面临的环境更加复杂，开采的难度更高，这种情况下需要对深井采矿进行优化，加强综合性采矿技术的开发。