采矿工程设计与施工中应注意的问题与措施

杨克湘

摘要：铜铁矿作为工业化生产中极为重要的矿产资源，相对于露天铜矿的开采，井下铜矿的开采不但施工难度大，而且涉及的开采技术、设备等都极为复杂，必须采用专业的、先进的开采方法才能有效的保障铜矿开采的产量、贫损与施工安全。本文对采矿工程设计与施工中的注意问题与对策做出阐述及分析。

关键词：井下采矿;设计施工;问题;措施

我国的铜铁矿开采由于矿层深度深，开采难度大，各类事故带来的风险高，虽然经过多年的不懈努力，井下采矿的安全生产取得了前所未有的进步，但是铜铁矿的开采仍存在着诸多问题亟待我们进一步研究解决。一、地质构造概况

玉溪矿业有限公司大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜矿床。矿体倾角20～35°（局部地段大于35°），构造及节理裂隙发育，呈层状、似层状产出，矿区共有3个含铁铜矿体（I3、I2、I1）和四个含铜铁矿体（Ic、Ib、la、Io），自上而下分别为Ic→I3→Ib→I2→la→I1→lo）。其中I3、I2含铁铜矿体规模大，是主要的开采对象。大红山矿体呈缓倾斜一倾斜铜铁多层平行产出，矿体厚度薄～中厚～厚大，形态与倾角变化较大，矿体及围岩中等稳固，围岩层理发育。由于矿体呈铜一铁互层现象，品位变化大，夹石多且厚度变化大，采矿中夹石剔除困难。

二、采矿方法的相关概述

在对矿山进行开采之前，采矿人员必须事先做好相关的技术分析工作，熟知中深孔采矿技术的基本情况。玉溪矿业有限公司大红山铜矿“铜铁合采”的主体支撑技术是下向大直径深孔侧向崩矿技术。大直径深孔崩矿法有诸多优点，主要表现在：（1）炸药单耗低，只有0.35～0.45kg/t，而常规小分段空场法扇形孔单耗为0.7～0.77kg/to（2）采切工程量小，由于采用垂直下向孔回采厚大矿体时下向孔布置较深，可达50-60m，这样减少分段凿岩巷道，使得采切工程量明显较少，采切千吨比由原来的6m～10m/kt降低到2～5m/kt;（3）因盘区切顶工程与废石充填综合考虑，极大地提高了废石充填能力。大红山铜矿研究了下向大直径深孔高切割槽回采工艺，实现了切割槽大爆破工艺灵活应用，实现了采矿效率及安全保障质的飞跃，巩固及加深了大直径深孔工艺的推广应用。

空场嗣后充填采矿法中采场结构尺寸较大，使得采场暴露面积较大，受出矿时间的影响，围岩暴露时间较长。顶板岩石往往在拉应力的作用下发生冒落，冒落到一定程度，形成"拱”稳定下来。由于采场顶板拱内的岩石已发生冒落，不再承载上覆岩层重力荷载，因此上覆岩层重力荷载转移到采场四周围岩，从而导致四周围岩破坏滑移，即所谓的片帮。

三、采矿工程设计施工要点分析

采矿工程设计主要按照《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）及相关安全、技术操作规程规范执行。

（一）施工准备

作业人员必须经过严格的安全教育知识与技术技能培训，并考核合格，掌握相关的安全措施和作业技术技能，特种作业人员必须持证上岗作业。其次，作业人员必须穿好工作服、戴好安全帽、水鞋、口罩、照明、炮烟检测仪、自救器后方能入坑进行井下作业。最后，进入作业现场之前，做好现场准备工作，所需材料配备齐全（临时支护材料、永久支护材料、通风设备设施等材料）。

（二）施工质量

1.施工过程中必须严格按设计图纸给定的方位、坡度及施工顺序进行施工并控制工程的断面规格。

2.为了减小巷道支护量，提高工程合格率，减小爆破作业对围岩的破坏，要求工程掘进一律采用光面爆破。

3.在工程施工过程中，应加强现场跟踪工作，核实断层、倾角和坑道矿体揭露情况，若现场顶帮岩层发生变化时，要及时取得工程揭露的地质信息并反馈于设计者。遇断层且节理发育地段，要及时采取支护措施，必要时组织支护现场办公，安全确认后才能继续作业。

4.测绘技术人员要精準给出施工测量点，控制好工程的标高、方位、坡度、进尺，防止工程的意外贯通，并做好相应点的贯通、预贯通标记，及时下发贯通、预贯通通知，并做好相应点的设备设施保护工作，并悬挂警示标志和做好放炮前的站岗放哨工作，确保安全施工。

（三）施工标准及措施

1.作业人员进入现场时必须认真检测一氧化碳浓度，认清进退线路，清理顶帮浮石;确保现场照明充足，对凿岩设备及相关设施等安全确认进行检查无误后方可进行作业。

2.现场用到的风水管、电缆线路必须安装整齐、规范，现场要做到无杂物、无积渣、无积水。

3.作业过程中，施工单位必须安排专人进行现场跟班，与作业人员同时上下班，监督现场作业安全，落实各项安全措施，确保施工安全。

4.危险工程施工必须列入危险源点管理范畴，安防措施应落实到位，组织、保障有力，施工过程中发现或存在的问题，措施上必须落实到位。

5.加强岩石破碎段的监管力度，认真清理浮石，确认无安全隐患后才能进行作业。

（四）顶板管理

1.在工程施工过程中揭露断层、节理、裂隙时，要随时观察顶板、侧帮的岩石变化情况，当顶板发生变化出现安全隐患时，必须先处理隐患后方作业;如遇到岩石较破碎地带，需认真清理浮石，做好安全确认，对顶帮采用锚杆或锚网喷浆等支护方式进行处理，才能继续施工。

2.现场处理大面积浮石时，必须先从各个方向进行观察且商定出切实可行的处理方案后再行处理，若出现大的安全隐患时，必须立即停止现场所有作业，将所有作业人员撤退出工作面，并安排人员在所有可能进入到该作业现场的进路安全位置进行站岗，禁止人员进入。同时立即通知现场值班领导，并及时与设计者联系，经组织现场办公后，确定最终处理方案，确保安全后才能继续进行作业。

四、结束语

采矿工程周围的环境比较复杂，企业需要采用科学合理的采矿设计方案与施工安全措施，这样才可以切实提升采矿施工的安全性，在提升采矿效率的基础上，为企业赢得更多的效益，促进采矿行业的可持续发展。

参考文献：

[1]《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）.

[2]《有色金属采矿设计规范》GB50771-2012.

[3]《有色金属矿山井巷工程设计规范》GB50915-2013.

[4]玉溪矿业有限公司大红山铜矿铜铁合采工程化试验区域开采顺序及结构参数优化研究2018年度报告。

[5]玉溪矿业有限公司大红山铜矿充填系统参数优化关键技术研究2018年度报告.