金属矿山井下开采采矿方法研究

摘 要：金属矿山井下采矿工作主要是持续采矿技术。中国在金属矿山井下持续采矿方面已经几乎达到和处在全球先进水平，初步实现了井下操作的智能化、机械化、持续化。文章介绍了金属矿山井下采矿的现状，然后详细阐述了常见的金属矿山井下采矿方法，并制定出了科学的管理策略，以期可以为业界带来一定借鉴依据。

关键词：金属矿山;井下开采;采矿方法

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0149-02

0 引言

金属矿山是人民生存及发展期间比较重要的部分，据相关文献统计表明，金属矿山在矿产资源方面占有较大比重，促使我国市场经济发展十分迅速，对资源需求量日益增加，所以，国家在开采金属矿产时，采矿力度很大，如此就对金属矿山采矿技术提出了较高要求。

1 金属矿山采矿现状

21世纪背景下，随着科技水平的不断提高，在井下连续采矿技术探究方面获取了显著成果，多项井下连续采矿方法已经用于金属矿山内。与世界先进国家比较，依旧有明显差别。当前，金属矿山采矿过程还有许多问题急需处理，具体表现在以下几个方面。

1.1优质矿源较少

当前，针对国家金属矿山采矿的实际情况来说，国内资源较为丰富的金属矿源很少，而且中型金属矿在国家矿产资源方面占有的比重很大，小型金属矿源总量很多，而比较大型的金属矿源总量很少，很多矿产开发企业一般只重视本身在采矿期间可以获得的利润，这种情况的出现，极易导致国家矿产资源耗费，而且导致资源能源消耗情况比较明显。

1.2采矿技术不先进

中国地域十分辽阔，各个区域的经济发展状况都不一样，而且在经济发展阶段，其外界条件有明显差别，在矿业发展期间，也有明显不同。矿产资源较为丰富的地区，采矿技术较为成熟。据了解，在我国偏远区域采矿技术不先进，而这些区域采矿过程成本较高，且效率偏低，矿产单位在该阶段可以获取的利润很少。

1.3对周围环境造成严重破坏

在地下采矿时，其操作不合理或是受外界环境干扰易引起坍塌问题，而且还会导致地形变化，造成矿山在继续开采时产生矿山资源耗费问题。环境污染容度存在一定界限，于金属矿山采矿期间，若对其长远发展的规律无法提供较大的支撑，将会使之受到严重影响，期间会产生较大的大自然反噬现象，对于社会的发展造成阻碍。

2常见的金属矿山井下采矿方法

采矿方法主要指怎样采取安全、经济的方式将处在矿块、矿柱和矿房中的矿石开挖出来的手段，主要涉及对矿块的采准切割、矿石回采和对采矿区的处置等方方面面的工作。根据回采矿石过程对采场地压的控制方法差异，金属和非金属矿山井下采矿方式主要包含以下几种。

2.1充填开采

在金属矿山采矿持续进行的基础上，原来采空区将极易产生围岩崩落情况。对此，要求采取充填法把填充料充进采空区，用作支持采空区避免出现崩落。其是保证矿山安全顺利工作的关键举措。在开挖稀缺矿体，但围岩并不可靠的矿山时，充填开采是一种较好的方法。充填开采一般用在开采条件很复杂的地方，如容易受到交通、火灾以及水源干扰的状态下，都能够采取这种方法。充填开采可以大幅度提高金属矿山井下采矿的安全性，另外这种采矿方法针对环境污染很小。按照填充料和填充料运输方式差异，通常把充填开采分成三种形式。第一种形式是干式充填，是指把砂石材料通过风力运送或者机械运送带形式送进矿区，该种方法常用在不发达地区。但是，在开采技术越来越先进的如今，这种开采方法显得比较落后且非常复杂，操作成本很高，促使人们在近几年已经不再选择这种方法。第二种形式是水力充填，是指把水和填充料充分拌合制成沙浆，然后用泵压把砂浆填充料送进采空区，在填充料固结后就能够给采空区提供比较坚硬的载体。第三种形式是胶结充填，指把水泥、石灰、砂子以及碎石混合在一起，然后用管道把混合物送进采空区。胶结充填不但流程简便，而且工作迅速，因此是当前矿产开发企业最常使用的方法。

2.2空场开采

空场开采方法指回采时，把采场分成两部分逐一开采。先采矿的部分是矿房，另外一个部分是矿柱。该种开采方法按照矿块、矿壁的构造差别和回采操作的特征，能够分成房柱开采、阶段性开采、全面开采。这种开采方法最大的特征就是回采矿房存在的空场并没有及时处置，而是利用這个空场展开出矿、回采作业。在完成矿房开采后，按照矿房的采矿顺序，在空场展开矿柱回采作业。空场矿柱的布置形式和是否留设矿柱要按照矿岩性质与采矿形式决定。通常情况下，这种开采方法只可以作用在围岩和矿石比较稳定的环境下，这种采矿方法允许开采区在特殊时间内大面积暴露。值得注意的是，由于这种开采方法存在一定的危险性，所以安全处理要引起高度重视。首先，加强顶板控制。对开采中产生的顶板、围岩、空间检测和观察，掌握以上内容的移动、变形规律与变化状况，便于在产生冒落前就提出科学的应对预防措施，保证开采作业人员和设施安全[1]。其次，按照监测信息、岩石力学、矿体地质选择爆破形式、回采顺序减小冒落危害。另外，还要按照矿石品位大小、破碎带部位、地质结构、采场面积和结构选取科学的岩柱和矿柱管理，以及地压与顶板维护。最后，回采矿房时，禁止损坏顶板。在采取深孔爆破时，需要严格把控炮眼深度、方位，不能穿过暂不回采的矿柱。实际上，我国在常年发展过程早就可以熟练使用这种方法，我国对这种方法的理解和使用能力已十分成熟，因此具有比较大的使用范围。

2.3深井开采法

在国内浅层金属矿山资源持续削减的状态下，人们将在这种情况下逐步把金属开采方向瞄向大地深处的部位。而在国内矿山开采处理环节，一般会把深度处在1000m以上的矿山称作深井。于金属矿山井下采矿环节，其深井采矿是较为关键的部分，其采矿工作在实际开展中也有很大的难度，而且采矿时也比较困难，主要是因为这些矿山在正式开采时采矿难度很高，而且作业顺序也比较复杂。而且，深井采矿时，在实际开采过程既要充分处理矿井高温与高地压等方面出现的问题，还要保证在矿山开采时严格控制开采场地地压和运输问题等情况的出现。

2.4崩落开采

该种开采方法的使用旨在严格管理地压。采取多种多样的方法使围岩崩落充填采空区，该种采矿方法大都用在矿体围岩不稳固、地面状态比较稳定的状态下[2]。值得注意的是，在采取这种方案与开采方法前，需要制定规范详细的计划，在具体操作中，必须严格根據预期规划步骤处理，防止出现安全事故。在围岩崩落后，应当立即运输矿石，把废石填满采空区。最后围岩支护操作也要引起高度重视，如此方可保证金属矿山采矿的正常开展。

另外，还有很多开采方法，比如留矿开采法等均是相对而言技术指标较为显著，收益很高的开采方法。在选取开采方法之前，开采方应当提前详细调研开采技术条件与地质环境，便于采取最恰当的采矿方法展开矿山开采，提升矿山回采效率和企业经济利润。

3 金属矿山井下采矿管理策略

矿山开采形式包括露天开采与井下开采两类。井下开采是经过矿床的拓展、矿块的采准、切割与回采四个顺序把矿石从井下采集出来的过程。近些年，我国井下采矿的金属矿山不断增加，井下开采的每个工序大致实现了从机械化操作替代人工操作，开采智能化水平明显提升。

由此，在金属矿山井下采矿管理过程中，首先，在开采时应当把采场作为其主要内容进行处理，为了可以有效提高采矿效率，就必须科学借鉴我国最先进的科技和经验，而且，还要严格遵循相关工作步骤。其次，应当把策划的采矿回收率和开采贫化率作为核心依据，而且还要科学分配采场的策划内容，科学划分相应的格局，按照安全法规要求进行必要的处理[3]。最后，在采场的策划设计过程中，具体实施以前应当全面采集矿产信息，主要涉及矿体赋存条件、工程地质条件和施工条件等，而且采集到的相关内容要求进行仔细审核与内容确定以后，才可以进行充分使用处理，采场在规划处理时，应当与相关标准等要求相一致。

金属矿山井下开采管理阶段，工作人员是非常关键的组成部分，在后续管理时，应当对数据测量与地质勘察等负起责任的员工组织专业的培训，而且使之可以在这项工作中更为深入的了解作业现场，并且对开采数据的精准性可以提供保证，促使开采质量得到提升。此外，在开采指导过程中，其指令和工作分配所涉及的内容可以达到更为精准的程度。而且矿体条件产生变动时，有利于工作人员及时找到问题，使得相关部门可以及时解决，让工作得以顺利开展。

4 金属矿山井下采矿今后的发展

国内的金属矿山井下采矿方法与原来相比尽管有了明显的进步，但要赶上且超过全球先进水平还有很长的路要走，井下金属矿山开采的大型化、信息化、持续化会是今后发展的重要趋势[4]。在采矿技术进步的基础上要兼顾社会价值与经济利益，研究并使用适合井下金属矿山持续采矿的工艺，让矿山采矿和周围生态环境相协调。相关部分还要安排专家仔细探究矿、岩应力，提高围岩的稳固性，由此提升井下采矿的安全性。同时还需加强对充填采矿工艺的推广力度，而且坚持向建设绿色矿山的趋势发展。

5 结语

金属矿山井下开采资源本身就是非常关键的资源，金属矿山资源对国家发展有较大作用，而且金属矿山资源还可以满足人类发展阶段的基础需求。此外，我国目前的金属矿山采矿工作也逐步朝着大型化与智能化等趋势演变，开采技术在实际使用时，也有连续化和半连续化等特点。在电子计算机系统运行的前提下，对矿山管理和生产进行优化，也是使得金属矿山资源获得充分使用的基本形式，在时间推移的同时，促使金属采矿技术更为成熟，进而使得开采效率不断提高，让国家获得进步及发展。

参考文献

[1] 冯华.矿山井下开采采矿方法分析[J].山东工业技术，2019（4）：92.

[2] 李建国.金属矿山井下开采采矿技术[J].世界有色金属，2018（5）：81-82.

[3] 宋金国.金属矿山井下开采采矿方法分析[J].中国金属通报，2018（4）：207+210.

[4] 王洪喜.金属矿山井下开采采矿方法分析[J].世界有色金属，2017（2）：143-144.

收稿日期：2020-02-26

作者简介：陈旭（1989—），男，河南安阳人，大专，工程师，研究方向：采矿工程。