論金屬礦山大水礦床的地下采礦方法

李曉峰

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，第二第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷向前推進(jìn)，人們的對(duì)生活水平及生活質(zhì)量的要求的不斷提高，我國對(duì)礦產(chǎn)資源的需求也在不斷增加。處于露天或者地表的礦產(chǎn)資源已經(jīng)處于被開發(fā)殆盡的狀態(tài)。然而，生產(chǎn)生活對(duì)礦產(chǎn)資源的需求不會(huì)因礦產(chǎn)資源的減少或采礦難度的增加而減少，因此，為了滿足我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)不斷提高生活質(zhì)量的要求，人們開始加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜地形地域礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，大水礦床就是其中之一。本文旨在圍繞金屬礦山大水礦床的地下采礦方法，簡(jiǎn)要論述我國大水礦床的充水類型，淺議選擇地下采礦方法的基本原則和要求以及介紹了金屬礦山大水礦床的幾種常見的地下采礦方法的特點(diǎn)和使用條件等。

關(guān)鍵詞：地下采礦方法；大水礦床；充水類型

前言

金屬礦山的大水礦床地形地質(zhì)及水文條件非常復(fù)雜，相對(duì)于一般的金屬礦山開發(fā)采集，其需要考慮的因素更多，開采難度更大，采集過程中更易出現(xiàn)突發(fā)狀況，危險(xiǎn)性更大。因此，選擇適宜此種條件的地下采礦方法非常關(guān)鍵。相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)金屬礦山大水礦床的實(shí)際地形地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮地形、環(huán)境、氣候、人員等因素，對(duì)比不同采礦方法的優(yōu)勢(shì)和局限性，選擇出最恰當(dāng)?shù)牡叵虏傻V方法，保證開采活動(dòng)的順利進(jìn)行，高效完成。

一、我國的大水礦床的不同充水類型

我國的地形地質(zhì)環(huán)境比較多樣化，因此金屬礦山的大水礦床的充水類型及條件比較復(fù)雜多樣。大水礦床可能由多種水源共同作用形成，可能囊括了地表水、自然降水、冰川水、熔巖水、孔隙裂隙水等。通過金屬礦山大水礦床的不同充水類型，大致可以將大水礦床分為以巖溶水層為主要充水方式的礦床和以孔隙含水層為主要充水類型的礦床兩大類別。

其中，以孔隙含水層為主要充水方式的礦床主要產(chǎn)生在第三第四系的巖層中，它們的特點(diǎn)有：

1、充水巖層與地表非常接近，甚至直接處于呈現(xiàn)在地表的狀態(tài)，尋找與采集所要進(jìn)行的深度挖掘工作難度能夠得以減輕。因其主要以接受地表水和自然降水等形成礦坑，其受季節(jié)及降水量等自然因素的影響較大，礦坑的充水量也隨之進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化。

2、受地表積水的影響較大，礦坑充水量及其變化受地表積水的自身特性如面積大小等控制。

3、由于水的滲透作用使土層變疏松，金屬礦山大水礦床的巖層比較不穩(wěn)定，地形地質(zhì)條件相對(duì)惡劣和復(fù)雜，增加了采礦工作的難度。

4、多種類型的土層等沉積物堆積在礦坑之上，不同性質(zhì)的石層及土層分布不均，各自的滲透能力各不相同，這造成了水平和垂直方向上同時(shí)出現(xiàn)滲透能力不均衡的狀況。

5、礦床位于水下，補(bǔ)給相對(duì)于容易，但水下的水文及地質(zhì)狀況復(fù)雜，這給金屬礦山大水礦床的礦產(chǎn)開采工作造成了更大的開采難度，提出了更高的技術(shù)要求。

二、選擇地下采礦方法的基本要求

1、適用性

針對(duì)于金屬礦床大水礦床的實(shí)際情況選擇出相適宜的采礦方法非常重要。適宜礦床的周邊及實(shí)際環(huán)境的采礦方法既能夠保證采礦活動(dòng)的順利進(jìn)行，保證采礦的進(jìn)度，又能在一定程度上減少突發(fā)事故發(fā)生的可能性，或者減輕事故發(fā)生造成的損失和傷害。因此，選擇地下采礦方法時(shí)不能片面追求簡(jiǎn)單易行，應(yīng)綜合考慮，謹(jǐn)慎選擇出適宜這一大水礦床開采活動(dòng)的采礦方法。

2、經(jīng)濟(jì)性

金屬礦產(chǎn)資源的開采需要耗費(fèi)開采企業(yè)大量的人力物力財(cái)力，不同大小、類型、條件的礦床需要的物質(zhì)支出各不相同。企業(yè)在開采前應(yīng)對(duì)礦區(qū)建設(shè)的廣度深度及開采礦產(chǎn)所需要耗費(fèi)的人力物力財(cái)力等進(jìn)行預(yù)計(jì)。在大水礦床的開采活動(dòng)可以采用一種以上的采礦方法進(jìn)行開采時(shí)，應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)性原則，在不影響礦產(chǎn)開采質(zhì)量的情況下，盡量選擇耗資低的采礦方式。

3、科學(xué)性

金屬礦山大水礦床的地下采礦方法的選擇同樣需要遵循科學(xué)性這一原則。科學(xué)性體現(xiàn)在科學(xué)的采礦方法以及科學(xué)的選擇方法兩方面。遵循科學(xué)性這一原則，對(duì)降低開采風(fēng)險(xiǎn)；節(jié)約開采成本；對(duì)礦床周圍環(huán)境進(jìn)行保護(hù)等方面有重要作用，這也將直接影響到整個(gè)礦產(chǎn)開采活動(dòng)的安全、順暢、平穩(wěn)、有序進(jìn)行。

三、常見的幾種金屬礦山大水礦床的地下采礦方法

1、空?qǐng)霾傻V法

空?qǐng)霾傻V法按地壓管理分類屬于自然支撐法。適用于礦石和周圍巖石比較堅(jiān)固穩(wěn)定的礦床。此種采礦方法的特點(diǎn)是在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較大面積的暴露不會(huì)產(chǎn)生較大問題?？?qǐng)霾傻V法將礦塊分類，分為礦房和礦柱兩大類。在回采活動(dòng)中，先對(duì)礦房進(jìn)行開采，再進(jìn)行礦柱采集工作。這樣，在回采礦房的過程中，整個(gè)采集場(chǎng)就逐漸敞空了，形成了靠四周礦柱和巖石支撐的空間。空?qǐng)霾傻V法在我國屬于應(yīng)用最廣泛也是最早得到引用的采礦技術(shù)，經(jīng)過多年來的不斷實(shí)踐與發(fā)展，已經(jīng)成為我國最成熟的地下采礦方法?？?qǐng)霾傻V法由全面采礦法、淺眼留礦法、房柱采礦法、階段礦房法、分段礦房法等多種方法組成。

2、崩落式采礦法

崩落采礦法按地壓管理分類屬于崩落法。適用于礦石及周圍巖石比較松脆、容易瓦解且地表崩塌不會(huì)對(duì)采礦活動(dòng)造成負(fù)面影響的大水礦床。此種采礦方法的特點(diǎn)是通過崩落周圍的礦石和巖石，填充采礦空區(qū)。崩落采礦法在我國采礦業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。一般來說，處于季節(jié)性河流，、奧陶灰?guī)r含水層以及屬于熔巖裂隙水為主要充水類型的礦床都適宜采用崩落采礦法。崩落采礦法又可以分為壁式崩落采礦法、分層崩落采礦法、分段崩落采礦法、階段崩落采礦法等。

3、充填式采礦法

充填式采礦法按地壓管理分類屬于人工支撐法。它的工作原理是在采集工作進(jìn)行過程中，隨著采集工作的不斷推進(jìn)，不斷向采集過形成的空間區(qū)域填充其他材料對(duì)礦區(qū)進(jìn)行支撐，防止地表坍塌阻礙采礦工作的進(jìn)行。適用于礦床礦石及周圍巖石不夠堅(jiān)固穩(wěn)定，松脆常崩落，但礦石非常珍貴稀缺，價(jià)值很高且易損壞的金屬礦山的礦產(chǎn)采集工作。此種采礦方法的特點(diǎn)是能夠滿足地表坍塌會(huì)對(duì)采礦活動(dòng)造成負(fù)面影響；采集礦產(chǎn)的地形地質(zhì)水文等自然環(huán)境復(fù)雜難測(cè)等高難度開采工作的需要；且此種開采方法能夠保證開采過程的安全；對(duì)礦區(qū)周圍環(huán)境的破壞程度較低，能充分利用工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行廢物利用。此外，此種采礦方法適應(yīng)各種復(fù)雜的地形條件下的地下采礦活動(dòng)，在采礦過程中能夠保證采礦活動(dòng)的順利進(jìn)行，能夠保護(hù)所采集的礦石的完整性，增大其回收的可能性，提升整個(gè)礦產(chǎn)采集工作的工作效率和利潤。例如：對(duì)一些處于交通線路、重要管道線路等之下的礦石的采集工作采用充填式采礦法能夠最大程度的維護(hù)地表設(shè)施不被破壞。目前我國廣泛使用的是點(diǎn)柱式充填采礦法。

除了以上幾種地下采礦方法，通常使用的還包括地下組合式采礦法和地下聯(lián)合式采礦法，地下組合式采礦法在前期與空?qǐng)霾傻V法的工作步驟相似，在后期與充填式采礦法相似，因此稱之為組合式。地下聯(lián)合式采礦法適用于珍稀礦產(chǎn)資源的開采工作，能夠適應(yīng)多種不同條件的礦區(qū)其情況，能夠提高礦產(chǎn)開采的工作效率，目前的應(yīng)用較少。

結(jié)語

綜上所述，金屬礦山大水礦床由于其所處的地理地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，加之需要考慮水文條件等因素，在對(duì)此種礦床進(jìn)行開采之前，應(yīng)綜合多種因素對(duì)采礦活動(dòng)可能造成的影響，謹(jǐn)慎選擇適用的地下采礦方法。通過對(duì)幾種常見的地下采礦方法的特點(diǎn)及適用范圍的比較與分析，對(duì)企業(yè)的實(shí)際情況等選擇符合金屬礦山大水礦床的地下采礦基本原則的采礦方法，最大程度地降低大水礦床的開采難度，提高大水礦床采礦活動(dòng)的工作效率及開采質(zhì)量，為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)推進(jìn)提供物質(zhì)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鉆云，施澤進(jìn)，鐘康慧，李天存.青海南部三江成礦帶北緣治多地區(qū)鐵銅鉛鋅多金屬成礦帶礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)[J].地質(zhì)與勘探，2010年03期

[2]郭滕飛，韋庫明.我國金屬礦山開采方法及發(fā)展前景研究[J].黑龍江科技信息，2010年22期

[3]馬俊.金山店鐵礦塌陷區(qū)回填體移動(dòng)規(guī)律與回填措施研究[D].武漢科技大學(xué)，2012.