關(guān)于金屬礦采礦技術(shù)的探討

■欒維迪

（新疆哈密市西部黃金哈密金礦有限責(zé)任公司新疆哈密839000）

關(guān)于金屬礦采礦技術(shù)的探討

■欒維迪

（新疆哈密市西部黃金哈密金礦有限責(zé)任公司新疆哈密839000）

傳統(tǒng)的開采方式越來越不適應(yīng)目前礦業(yè)高效、安全、環(huán)保開發(fā)的需求，所以金屬礦山企業(yè)經(jīng)營者應(yīng)該解放思想、拓展思路、積極采用一些新技術(shù)、新設(shè)備，創(chuàng)新開采技術(shù)，才能保持和發(fā)揮金屬礦床開采技術(shù)優(yōu)勢，促進(jìn)金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展和提高企業(yè)的核心競爭力。

金屬礦山采礦技術(shù)問題

隨著金屬礦床開采深度的不斷增加，開采技術(shù)難度加大，破碎巖體增多，地應(yīng)力增大，涌水量加大，地溫升高，帶來了深部地壓、提升能力、作業(yè)環(huán)境惡化、通風(fēng)降溫和生產(chǎn)成本急劇增加等一系列問題，抑制了生產(chǎn)能力提高和礦產(chǎn)資源的充分回收。傳統(tǒng)的開采方式越來越不適應(yīng)目前礦業(yè)高效、安全、環(huán)保開發(fā)的需求，所以金屬礦山企業(yè)經(jīng)營者防需要解放思想、拓展思路、積極采用一些新技術(shù)、新設(shè)備，創(chuàng)新開采技術(shù)，才能保持和發(fā)揮金屬礦床開采技術(shù)優(yōu)勢，促進(jìn)金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展和提高企業(yè)的核心競爭力。

1　目前金屬礦山采礦存在的問題

雖然我國金屬礦山開采技術(shù)工藝己取得顯著成就，但總體水平仍然較低，與國際先進(jìn)水平相比存在一定的差距。突出表現(xiàn)在多數(shù)礦山裝備落后、開采規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、礦山效益差和礦產(chǎn)資源利用率低。

（1）隨著淺部資源的逐漸減少和消失，金屬礦山多使用地下開采，其比例將越來越大，開采深度的不斷增大，地質(zhì)條件惡化，破碎巖體增多，地應(yīng)力增大，涌水量加大，地溫升高，帶來了深部地壓、作業(yè)環(huán)境惡化、地壓、巖爆與巖層控制、通風(fēng)降溫、排水疏干、提升能力、采礦方法及采空區(qū)處理等技術(shù)難題及生產(chǎn)成本急劇增加等問題，抑制了生產(chǎn)能力提高和礦產(chǎn)資源的充分回收。

（2）深部礦巖體開挖后，原巖應(yīng)力平衡遭到破壞，應(yīng)力重新分布，巷道或采場周圍的巖石發(fā)生變形、破壞，甚至出現(xiàn)巖爆等多種動(dòng)力災(zāi)害。由于開采范圍和采掘空間狀態(tài)隨生產(chǎn)推進(jìn)而不斷變化，礦巖重復(fù)受到工程擾動(dòng)，巖層發(fā)生變形、移動(dòng)和破壞，其發(fā)生機(jī)理難于認(rèn)識(shí)，災(zāi)害的發(fā)生難以預(yù)測，因此，安全條件嚴(yán)重惡化，事故頻發(fā)。

（3）伴隨深部開采而來的是原巖溫度不斷升高，致使開采與掘進(jìn)工作面的溫度逐步升高，熱害日益嚴(yán)重。高溫環(huán)境下作業(yè)的工人，體能迅速下降，工作效率低，易出現(xiàn)中暑、熱暈，還可能誘發(fā)神經(jīng)中樞系統(tǒng)失調(diào)等疾病。加之金屬地下開采的過程中，局部通風(fēng)不合理有很多長距離的掘進(jìn)并沒有設(shè)置局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)，僅僅只是依靠打眼用的空壓風(fēng)來解決供氧以及排除污風(fēng)的問題，這便造成了掘進(jìn)效率的低下致使事故頻發(fā)。

（4）金屬礦床開采引起地表破壞、巖石裸露、水土流失、河流淤塞，嚴(yán)重破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。金屬礦地下開采常常破壞地下水系；采礦、選礦過程中，大量廢水排入河流，造成河流、湖泊嚴(yán)重污染；在開采、裝卸、運(yùn)輸?shù)倪^程中，產(chǎn)生大量礦塵，危害人體健康；礦山排出的大量廢石和尾礦，不僅占地面積大，而且往往使礦區(qū)成為不毛之地。

2　我國金屬礦山較為成熟的采礦方法

隨著露天采場不斷延深，開采深度的增加，采場空間作業(yè)尺寸逐漸縮小，開拓運(yùn)輸和提升能力困難增加，采礦強(qiáng)度降低，運(yùn)輸距離增長，重車上坡長距離運(yùn)行，設(shè)備效率降低，生產(chǎn)能力下降。同時(shí)露天采場邊坡越來越高，緩傾斜薄礦脈屬難采礦體也相繼增多，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)能力低、損失貧化大等缺點(diǎn)。特別是進(jìn)入深井開采的高地壓環(huán)境，傳統(tǒng)的被動(dòng)支護(hù)方式嚴(yán)重影響了回采作業(yè)的正常進(jìn)行。金屬礦山深部開采給安全生產(chǎn)帶來一系列技術(shù)難題：深井開采的地壓加劇，巖爆發(fā)生的可能性加大；地溫增高，井下工作環(huán)境熱害嚴(yán)重；給深部作業(yè)區(qū)新鮮風(fēng)源供應(yīng)與污濁風(fēng)流處理帶來困難。這些技術(shù)問題如不能很好地解決，不僅使礦山企業(yè)存在傷亡事故和職業(yè)危害的危險(xiǎn)性，而且使正常的生產(chǎn)無法順利進(jìn)行，對(duì)許多即將進(jìn)入深部開采礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來諸多隱患。因此只有加大科技投入，著眼于自主創(chuàng)新和自身實(shí)力的增強(qiáng)，充分利用后發(fā)優(yōu)勢，解決深井開采關(guān)鍵性的開采技術(shù)才能保證金屬礦山穩(wěn)步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)金屬礦山企業(yè)跨越式發(fā)展。因此在未來的一定時(shí)期內(nèi)我國金屬礦山開采技術(shù)工藝主要發(fā)展方向是：機(jī)械化大規(guī)模采礦、深井采礦、溶浸采礦和充填采礦等新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用。

（1）空?qǐng)霾傻V法。它是把礦塊劃分為礦房和礦柱兩部分來開采，是目前大多數(shù)礦山企業(yè)采用的方法。技術(shù)較為成熟。其特點(diǎn)是回采過程中，采空區(qū)主要暫留或永久殘留的礦柱進(jìn)行支撐，采空區(qū)始終是空著的，一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固時(shí)采用。根據(jù)礦塊或礦壁的結(jié)構(gòu)不同與回采作房柱業(yè)的特點(diǎn)，空?qǐng)霾傻V法可分為全面采礦法、采礦法、階段礦房采礦法等。

（2）崩落采礦法。是以崩落圍巖來實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦方法，即隨著崩落礦石，強(qiáng)制（或自然）崩落圍巖充填采空區(qū)，以控制和管理地壓，其特點(diǎn)是隨著礦石采出，有計(jì)劃地用崩落礦體的覆蓋巖層和上下盤巖石來充填采空區(qū)，及時(shí)控制采空區(qū)地壓和處理采空區(qū)，這種采礦方法簡化了采場結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一巷道多種用途，減少了采掘工作量，降低了采礦成本，一般在礦體地表允許陷落的條件下采用。主要圍巖不穩(wěn)固、分層崩落法、分段崩落法、階包括單層崩落法、段崩落法。

3　應(yīng)對(duì)深部開采，實(shí)施科技創(chuàng)新，改造傳統(tǒng)采礦工藝和發(fā)展新型采礦技術(shù)的展望

隨著科技不斷的進(jìn)步，一些先進(jìn)的采礦關(guān)鍵技術(shù)方法也得到了實(shí)踐和應(yīng)用。礦巖爆堆的塊度及其分布、有用礦物品位及其分布等參數(shù)的即時(shí)分析技術(shù)及方法以及基于井下環(huán)境的空間距離識(shí)別、定位及導(dǎo)航技術(shù)，諸如埋線導(dǎo)航、無源光導(dǎo)、有源光導(dǎo)、墻壁跟蹤、慣性導(dǎo)航技術(shù)及裝備，主體設(shè)備工況的智能監(jiān)測技術(shù)、故障預(yù)防技術(shù)、失效安全等技術(shù)、采礦設(shè)備遙控及智能化技術(shù)和高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷得到探索和實(shí)踐，也在不斷的推廣應(yīng)用

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和采礦技術(shù)條件的進(jìn)一步推進(jìn)，在今后一定時(shí)期內(nèi)采礦技術(shù)的主要發(fā)展方向?yàn)闊o廢開采、機(jī)械化大規(guī)模開采、連續(xù)采礦以及深井采礦、溶浸采礦和充填采礦等工藝和技術(shù)。還將逐步發(fā)展露天地下聯(lián)合采礦技術(shù)、無爆破采礦技術(shù)、自動(dòng)化采礦技術(shù)和連續(xù)采礦技術(shù)。對(duì)大型采礦設(shè)備進(jìn)行GPS和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)自動(dòng)化、智能化管理，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本，延長礦山有服務(wù)年限。

［1］池洪斌.露天采礦技術(shù)及發(fā)展方向探討 ［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013.

［2］邢寶恒.關(guān)于露天礦高臺(tái)階爆破問題的幾點(diǎn)看法 ［J］.神華科技，2012.

P61［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-24-1