金属矿山采矿技术发展趋势及管理探讨

杨林

【摘  要】矿石开采工程对技术要求较为严苛，且在金属采矿施工过程中由于矿场自然环境相对较为特殊，需要注重安全管理问题也比较多。本文分析金属矿山采矿技术发展趋势，并结合M锰矿采矿工程分析矿石采矿管理策略，希望可以起到一定借鉴意义。

【关键词】矿山;金属;采矿技术;发展;管理

引言

金属矿产资源是人类发展与生存重要资源，提升金属矿山开采工程质量，对于确保人类可持续发展具有重要意义。而想要提升金属矿山开采质量，就需要从金属矿山开采技术未来发展趋势、当前金属矿山开采工程存在问题等方面入手分析，以全面助力金属矿山开采工程质量提升，满足社会发展需要。

1.金属矿山采矿技术发展趋势

随着社会各领域技术与理念发展与进步，未来采矿技术逐渐呈现出朝着自动化、智能化、大型化方向发展趋势。首先，金属矿山采矿设备大型化。随着机械技术不断发展，与社会对金属矿产等资源需求量进一步增加，为了满足采矿量需求，金属矿山采矿无疑会选择挖掘机、轮钻机等更加大型化甚至超大型设备，以贴合采矿需求。其次，采矿过程更加自动化。随着自动化技术不断发展，无人设备在金属采矿中应用势必会进一步加深，装备液压化、无轨化、自动化水平进一步提升，未来金属采矿过程无需实际采矿人工作业，实现自动采矿，为金属采矿工程安全推进提供强有力支持。再次，采矿管理更加智能化。金属采矿企业将大数据、云处理等先进技术与各种先进管理理念运用到采矿管理之中，进一步优化企业采矿工程管理模式，提升采矿管理水平。

2.金属矿山采矿常遇到的问题

M锰矿采矿工程项目，矿区矿脉属于极薄急倾斜矿脉。主要由 2 条锰矿矿脉组成，锰矿矿区主矿脉为 V1矿脉，相对规模较大，次矿脉为 V2 矿脉。矿脉主要集中在矿区T2f4（中三叠统法郎组）含锰粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩地层中。锰矿矿体呈层状产出，连续稳定，围岩与产状一致。矿脉表现为190 m出露高差，750.02m走向长。矿体表现为203 .01m最大倾斜延伸，0.415—0.942 m厚度，0.721m平均厚度，50°以上倾角。

2.1技术问题

极薄急倾斜矿脉在开采过程中，开采企业除了需要考虑地表环境、含水率、稳固性等基本因素之外，还需要考虑相应技术处理问题，以保证整个开采过程安全、可靠、效率高。开采企业在该锰矿区开采过之前对矿山开采技术条件进行分析，该矿矿脉稳固性较好、底板稳固性次之、顶板稳固性最差，如何充分利用矿岩自身条件进行安全开采是下一步开采主要研究问题。由于开采处为极薄急倾斜矿脉遇到技术问题主要包括以下几个：（1）锰矿石贫化、损失率相对比较高，为了满足锰矿石实际开采需要，开采企业不得不增加废石开采量，难免导致矿石贫化、损失率较高。（2）生产效率低、劳动强度较高。由于该矿区矿脉分布情况无法采用大型机器进行机械化生产，劳动强度比较大。（3）采矿技术选择相对比较难，受到该矿区实际条件限制，在采矿技术具体选择上需要综合考虑因素较多，技术选择较为困难。（4）矿脉较窄仅开采矿脉空间小，没有办法满足实际作业需要。

2.2现场安全问题

开采企业根据该工程实际情况，总结自身以往开采现场安全管控存在问题，以为现场安全开采控制方案制定提供有力参考。当前现场安全管控上主要存在问题包括以下几个：（1）开采现场参与人员与设备相对较多，过去在安全管理上具备单纯人员与设备安全管控措施，但在实际施工中发现人员与设备依旧存在混乱情况，一定程度上埋下安全隐患，对于整个金属开采过程安全推进产生一定不利影响。（2）安全管控人员整体素质水平有待进一步提升，尽管现在已经具备安全管控小组，但安全管控小组在学历、经验、技术等方面良莠不齐，导致整体安全管控水平相对较低，对开采现场安全管控造成一定不利影响。

3.金属矿山采矿的管理策略

3.1引入新方法、新技术

应对该采矿工程技术选择等问题，开采企业引入细致化管理模式，针对锰矿开采技术进行全方位探讨与研究。分析自身当前所具备开采技术与该矿区极薄急倾斜矿脉的特征，通过比对分析削壁充填法与浅孔留矿法具体使用可行性，发现削壁充填法更加适宜此处矿区采矿需要。采矿企业选定削壁充填法开采技术之后，为了保证开采施工可以有序推进，进一步从采场回采工艺、削壁厚度、采切工程布置、结构参数等方面细化设计采矿工艺。

开采企业经过对矿区进一步科学测算，最终确定采场结构参数如下：中段高度设置为60.00m或20.00m，锰矿采矿场沿着矿体整体走向进行布置，矿快长度控制在50.00m，采矿0.781m削壁厚度;矿场宽度为水平厚度（矿体）+0.781m削壁厚度即1.51m;回采时设置相应预留柱，包括矿房顶部底部底柱（预留）、矿房顶部顶柱（预留）、两相邻采场之间间柱（预留），柱体尺寸为2.00 m顶柱厚、6.00m间柱宽、6.00m底柱厚。

①—中段运输巷道;②—联络道;③—人行天井（通风）;④—顺路溜井（废石）;⑤—顺路溜井（矿石）;⑥—间柱;⑦—顶柱;⑧—底柱;⑨—拉底巷道;⑩—围岩;—矿体;—闸门（放矿）;—充填废石;—炮孔

开采企业在开采工程布置上，沿矿体下盘脉外掘进中段运输平巷，控制矿体底板距离平巷中心线（中段运输）距离为5.00m左右，同时在间柱中央开掘相应矿块天井，确保材料运送、行人、通风等正常。待天井施工挖完毕后，沿着矿房底部进行拉底巷道开掘施工。开采企业在回踩工艺控制上，采用从下到上分层回采方式，每层高度控制在2.25m左右。开采企业在锰矿回采过程中需要控制爆破、凿岩、出矿、矿柱回采等每一个回采环节，全面提升作业质量。例如，在凿岩作业上采用上向凿岩方式。

待整体方案设计完毕之后，开采企业针对该技术方案进行试采作业，试采经济指标结果如下。通过试采经济技术指标测试，可以看出削壁充填法精细化技术方案相对经济效益比较高，符合此矿区锰矿实际开采需要。

试采经济技术指标：

矿块地质矿量/t 指标7726. 32;矿石贫化率/% 指标6.45;矿石损失率/%指标8.37;矿块采出矿石量/t指标7 567. 75;矿块生产能力/（t/d） 指标40;采切比/（m/kt） 指标23.94;导爆管用量/（ m/t） 指标0.35;炸药用量/（ kg/t） 指标0.9;非电雷管用量/（发/t） 指标0.7;钢板用量/（kg/t） 指标2;旧胶带用量/（m2/kt） 指标16.

3.2现场安全管理措施强化策略

开采企业根据该工程实际情况，并结合安全管理上存在问题主要采取以下安全管理策略：（1）协调设备与人员管理。相关安全管理人员需要每日对开采设备与人员安全情况进行管理，并运用现代化技术优化设备与人员具体位置，缓解现场管控混乱等问题，确保开采安全进行。（2）加强安全管理培训工作。开采企业定期组织专业化现场安全管理培训工作，从安全管理技能、安全管理理念、安全管理方法等方面进行全面培训，提升安全管控人员整体管控水平，保证采矿现场安全。

4.总结

综上所述，金属矿山采矿技术逐渐朝着自动化、智能化、大型化方向发展。矿石开采企业可以顺应这一趋势，结合实际采矿工程具体情况，引入新技术与新方法，强化安全管理，全面促进自身良性發展。

参考文献

[1]杨子奎. 试论金属矿山采矿技术与工艺发展趋势[J]. 市场周刊·理论研究， 2018， 000（006）：214.

[2]蔡美峰， 薛鼎龙， 任奋华. 金属矿深部开采现状与发展战略[J]. 工程科学学报， 2019， 000（004）：P.417-426.