金屬礦山地下采礦方法優(yōu)選

闞洪星

（香格里拉縣虎跳峽鑫磊鎢業(yè)有限責任公司，云南 迪慶 674400）

隨著工業(yè)建設(shè)的步伐不斷加快，礦產(chǎn)資源的需求量也日益加劇，但是我國礦產(chǎn)賦存規(guī)模較小、采礦技術(shù)與設(shè)備的水平不高，嚴重影響了我國金屬礦山的開采。因此發(fā)展采礦技術(shù)是勢在必行的。金屬礦山的采礦深度越來越大，各種不確定的因素影響也會越來越多，如何選擇采礦方法顯得非常重要。采礦方法與不確定因素之間是一個復(fù)雜的、非線性的關(guān)系，不同的采礦方法具有不同的適用條件與應(yīng)用效果。本文分析了幾種比較常見的采礦方法，以便為專家系統(tǒng)提供更廣泛、更全面的選擇。

1 采礦方法介紹

1.1 空場采礦法簡介

空場采礦法是在回采時將礦塊劃分為礦柱與礦房兩部分，采礦時首先對礦房進行開采，其次對礦柱進行開采?？請霾傻V法適用的基本條件一般是在礦石和圍巖穩(wěn)定牢固的前提下進行開采，在一定時間之內(nèi)采空區(qū)允許有較大規(guī)模的暴露面積?？請霾傻V法是我國最早應(yīng)用的一種采礦方法，也是目前最常用、最廣泛，技術(shù)上最成熟的一種采礦方法。國內(nèi)外礦山實踐表明，比較常用的空場采礦法一般包括留礦采礦法、分段礦房法、全面采礦法以及階段礦房法。

1.2 崩落采礦法簡介

崩落采礦法是一種采礦結(jié)構(gòu)比較簡單的采礦方法，它是在礦體邊界挖環(huán)形運輸?shù)南锏?，并在礦體的上下盤開挖，將巷道切割成不同的立體空間，然后在塹溝向上鉆孔，放炮進行爆破作業(yè)，再往后退進行回采工作。崩落采礦法的基本特征就是簡化了采場的結(jié)構(gòu)，通過在運輸巷道與塹溝巷道之間切割出環(huán)形通道，實現(xiàn)一個巷道多種用途，大大提高了采礦效率，減小了采掘過程中的工作量，是一種高效、低成本的采礦新方法。崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦方法，該方法在回采過程中不再將回采單元劃分為礦房、礦柱，而是連續(xù)進行單步驟回采，不但沒有回采礦柱的任務(wù)，也無需另行處理采空區(qū)。這類采礦法具有生產(chǎn)效率高、作業(yè)安全、使用靈活等優(yōu)點，故在生產(chǎn)實踐中使用也較廣泛。使用崩落采礦法的前提是地表允許陷落。崩落采礦方法一般包括：壁式崩落法、 分層崩落法、 階段崩落法等。

1.3 充填采礦法

充填采礦法是指在礦房和礦塊中，隨著回采工作面的不斷推進，向采空區(qū)輸送各種充填材料，以進行控制圍巖崩落、地表移動和地壓管理，然后在形成的采空區(qū)內(nèi)進行回采工作。充填采礦法適用于開采圍巖不穩(wěn)定、但礦體穩(wěn)定，且礦體的品位較高，屬稀缺、貴重的礦體。同時充填采礦法要求地表不能有陷落，對礦體開采復(fù)雜的地區(qū)比較適用，例如礦體存在水體、自然火災(zāi)危險以及臨近交通干線或建筑物等復(fù)雜因素。充填采礦法特有的采礦手段，在深部礦體開采中能有效地控制地壓。綜合以上分析可以看出，充填采礦法的優(yōu)點主要有礦石回采率高、適應(yīng)性強、作業(yè)安全、貧化率低且環(huán)境污染小。一般根據(jù)充填材料和輸送方式的不同，充填采礦法包括膠結(jié)充填法、水力充填法、干式充填法等。另外根據(jù)回采的方法、工藝以及采場結(jié)構(gòu)的不同，可以將充填采礦法分為壁式充填法、上向分層充填法、方框支架充填法和下向分層充填法等。

1.4 地下組合采礦法

空場采礦法在礦巖不穩(wěn)定時，無法有效地控制地壓，從而避免地壓事故。地下組合采礦法是基于巖石力學，結(jié)合采礦工藝、設(shè)備的具體情況，兼顧其它采礦方法的特點，發(fā)展起來的具有良好技術(shù)、經(jīng)濟效益的采礦方法。目前常見的組合式采礦方法包括分段空場崩落采礦法、階段留礦采礦法、分段空場充填采礦法等。（1）分段空場法允許陷落，適用于礦體傾斜、中厚礦體，且底盤穩(wěn)定，頂盤欠穩(wěn)的礦床。該方法不需要人員、設(shè)備進入空場作業(yè)，安全性較好，同時分段空場法采用高效的設(shè)備進行采礦，因此生產(chǎn)能力強，效率高。（2）階段留礦崩落采礦法同樣允許礦體陷落，適用于急傾斜、中厚至極厚礦體，礦體較穩(wěn)定，但圍巖不穩(wěn)定的礦床。該方法具有工效高，礦柱回采率大的特點。（3）分段空場充填采礦法不允許礦體陷落，其它適用條件同階段留礦崩落采礦類似，該方法存在一定的損失率，貧化率很低。

2 實例應(yīng)用

2.1 工區(qū)概況

某銅鎳礦具有礦埋藏深、礦體傾斜度大、形態(tài)復(fù)雜，且厚度變化比較大，礦體與圍巖均不穩(wěn)定，地應(yīng)力大等特點。具體說來，礦區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，巖漿活動強烈，圍巖蝕變多樣，大氣降雨是礦坑主要的涌水來源，巖石類型為欠穩(wěn)定至比較穩(wěn)定，礦體一般為層狀和透鏡狀，礦石結(jié)構(gòu)以板狀結(jié)構(gòu)和溶蝕結(jié)構(gòu)為主。綜合以上分析，該銅鎳礦為典型的復(fù)雜金屬礦體。

2.2 采礦方法優(yōu)選

系統(tǒng)了解了金屬礦山的地質(zhì)、礦體特征，根據(jù)不同采礦方法的技術(shù)特點與適用條件，該金屬礦山比較適用崩落采礦法。具體優(yōu)選過程如下：（1）收集不同礦山的開采情況，建立針對不同地質(zhì)條件下的采礦方法方案集；（2）系統(tǒng)分析不同采礦方法的使用條件與技術(shù)要求，并進行標準化，對傾角、厚度、穩(wěn)定性以及松散系數(shù)等進行定量分析，同時綜合考慮生產(chǎn)安全、環(huán)境保護、社會效益與經(jīng)濟效益，從多方面、多因素選取采礦方法；（3）將該礦山的實際情況與類似礦山進行對比，分析該金屬礦山的特點，并按具體量化的指標進行評價，以最終確定采礦方法。根據(jù)以上步驟最終確定了采礦方案的優(yōu)先率，分別是階段連續(xù)崩落采礦法、自然崩落采礦法、分段采礦法等。通過優(yōu)先確定的采礦方法與經(jīng)專家認證后確定的采礦方法一致。

結(jié)語

為進一步提高采礦效率，減小資源浪費，本文從幾種常見采礦方法的原理、適用條件以及特點出發(fā)，分析不同采礦方法的適用條件。應(yīng)用實際表明，通過建立一定的優(yōu)選方案，根據(jù)礦山具體的地質(zhì)、地層特征選擇采礦方案，應(yīng)用效果良好。

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[2]汀亮.龍首礦西部貧礦體采礦方法優(yōu)選研究[D].昆明理工大學，2008.