采矿工艺技术在采矿作业中的应用研究

＊史利民

（新景矿运输工区 山西 045000）

1.传统采矿技术

(1)填充开采技术

填充开采技术是矿产开采过程中常用的一种开采技术，填充开采技术一般指矿物开采、废料处理或其他采矿作业时，将填充材料回填到采空区域，避免出现采空区区域的塌方或者地表渗水情况发生的技术，以保证开采作业的顺利进行。我们研究填充开采技术的工作原理后发现，填充开采技术可以尽量避免采空区坍塌。这也是填充开采技术的重要意义，给采空区的矿坑提供支撑，分层回采的底板也可以提供着力点。根据实际情况进行操作的时候，需要分析填充材料的种类，矿产的运输方式和矿产的充填以及回采方式，分成上向、下向、事后分成充填采矿技术三种。总而言之，填充开采技术适用性很广，比如矿石容易坍塌的开采地区、尽量减少矿床暴露面积的开采地区、地表贵金属和硫化矿床不能损坏、氧化反应敏感性高的矿床等，而且填充开采技术有灵活性高、工程小、矿石损耗低的特点，维持围岩稳定、减小围岩移动防止坍塌的优势。随着近年来分层回采的应用越来越广泛，技术提高，填充工艺也更加适用，现在在一些铁矿、煤矿等矿山中，填充开采技术也在逐渐应用起来。如 图1所示。

图1 填充采煤剖面图

(2)空场采矿技术

空场采矿技术也是比较常用的采矿技术。其特点是将矿块分成几个采集区，包括矿房和矿柱，矿柱由间柱、顶柱、底柱三部分组成。如图2所示。空场开采技术的回采过程中，作业人员需要在内部通道垂直的工作面出矿或者凿岩，这要特别注意作业人员的人身安全。多数情况下，矿体厚度满足时，采用水平方向布置矿房，若厚度超过了水平方向的要求，则采取分段技术垂直方向布置矿房。

图2 空场采矿法模型图

空场采矿技术的优点主要有两方面，一方面，对于稳定坚实的矿石和围岩或者特别厚的倾斜矿床，空场采矿技术可以具有较高的安全性、通风性，矿房回采的强度也较大。另一方面，多个施工段同时间作业的方式，可以大大提高开采矿石的效率。而空场采矿技术的弊端在于，空场开采技术需要大量的劳动力来准备前期的工作；大量的矿柱占比会导致矿石的损耗以及增高贫化率。

(3)留矿开采技术

我国经过近年来的经验积累，留矿开采技术有了进一步的提高，较为广泛的应用于有色金属和稀有金属的开采过程中。如图3所示。留矿开采技术与空场开采技术的相同点在于，二者的类型都是有水平走向和垂直走向两种。留矿开采技术的矿房布置走向主要取决于矿床的整体厚度，以10m为界限，厚度小于10m时，矿房的布置一般采取水平走向；厚度大于10m时，矿房的布置一般采取垂直走向。担任运输和通风任务的运输平巷根据矿房布置的走向设置，水平走向的运输平巷在矿体中，垂直走向的矿房运输平巷设置在矿体内部。当矿床的整体厚度可以进行施工的情况下，人行天井和通风天井一般设置在间柱里，通过每5m一个的联络通道把所有矿房联系在一起。应该在可能的情况下尽量提高通风以及作业条件。如果采用了浅孔爆破的方法开采矿石，需要根据现场的爆破程度进行作业，如果只有部分大块不符合要求的矿石，只需对这部分再次爆破即可。如果此次的爆破不合格，应该再次爆破，重新爆破矿石。为了防范爆破后出现坍塌或者矿石膨胀的情况发生，所以爆破作业后不要马上进入作业范围。通常每次爆破后只有不到一半的区域局部放矿，其他的部分还留在在矿房中，这样可以使作业区域工作空间更灵活，矿房回采工作完成之后，才会放出其余的大量矿石。处理好顶板的浮石，不平整的矿石，才能为以后的开采提供安全方便的工作环境。矿柱的开采要在矿房的矿石全部放出后再进行。

图3 留矿法示意图

2.采矿工艺技术的应用

(1)关于安全方面

矿山的开采过程中频发安全事故，所以矿山的开采与运输的整个过程相关工作需要严格遵守规定，重点检查，爆破时炸药的类型以及用量要层层把控。开采前设计部分，要把安全性充分考虑到，进行严格的危险因素筛查，查找漏洞并及时修复。因为这些环节与作业人员的安危息息相关。巷道布置依照合理化等原则可以从简，但是与安全相关的机械设备必须安全可靠，防范事故发生的设施要有效。

(2)关于环境保护

我国正处于开发大量资源，科学技术与经济水平快速提升，社会主义现代化建设大力推进的时期。在这样的情况下，要想确保环境与经济协调发展，就必须确保科学采矿同环境保护并重，矿产作业要响应国家相关政策，把可持续发展战略深入贯彻落实到工作当中。而且采矿业的发展可以促进经济发展，比如带来必要的资金、物力等方面的支撑，并且采矿时做好对环境的保护也能够推动采矿业的可持续发展。所以，节能环保的开采技术对矿产产业的健康快速发展特别重要。我们应该积极探索开发节能环保的采矿技术，完善之前的采矿作业技术，结合实际情况，推广应用，为我国矿产资源的开发采集提供高端的技术支持，进一步推进我国社会主义现代化建设。

3.结束语

综上所述，采矿工艺技术在矿产资源的开采与运输的整个过程起重要作用，我们必须合理地选择采矿技术。我国采矿工业不断发展，采矿工艺技术也随之不断更新，既充分考虑作业人员的人身安全，又需要保证采矿产业的效益。本文从填充开采技术、空场开采技术以及留矿开采技术几个类型出发，对其开采特点、适用范围、优点缺点等方面进行探讨，对采矿工艺技术在安全方面的应用与环境保护方面的应用进行讨论，希望对矿业开采相关工作人员有所启发，也对采矿工艺技术的发展有所帮助。