地下深孔采礦技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀

摘 要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不算進(jìn)步與發(fā)展，礦產(chǎn)資源在經(jīng)濟(jì)中所占的比重也在逐年增減，但是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境惡化的主要的原因之一就是礦產(chǎn)資源的短缺問(wèn)題。所以說(shuō)，對(duì)于采礦技術(shù)的分析與研究，有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)礦產(chǎn)資源合理的進(jìn)行開(kāi)采。當(dāng)前，我國(guó)很大一部分金屬礦產(chǎn)埋的比較深，因此地下深孔開(kāi)采技術(shù)是主要的開(kāi)采方式。本文對(duì)我國(guó)采礦技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了深入的研究，同時(shí)提出了今后我國(guó)采礦技術(shù)主要的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：地下深孔金屬；礦山采礦；發(fā)展趨勢(shì)；科學(xué)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0229-02

前 言

我國(guó)的地下深孔金屬礦山開(kāi)采技術(shù)在相關(guān)部門(mén)與相關(guān)工作人員的努力之下，已經(jīng)得到了很大的進(jìn)步。當(dāng)前，在充填、空?qǐng)鲆约氨缆涞幕A(chǔ)上建立了地下深孔金屬礦山開(kāi)采技術(shù)，同時(shí)再根據(jù)國(guó)內(nèi)地下深孔金屬礦的相關(guān)情況，不斷的對(duì)它進(jìn)行完善與改進(jìn)，最終形成了各種各樣的地下深孔金屬礦開(kāi)采組合的方法，并且這些方法都非常適合我國(guó)地質(zhì)情況。與此同時(shí)，這些方法對(duì)于自然環(huán)境的保護(hù)也非常有效。此文章從我國(guó)現(xiàn)在使用最為廣泛的地下深孔金屬礦山開(kāi)采技術(shù)、露天轉(zhuǎn)地下深孔開(kāi)采技術(shù)及無(wú)底柱開(kāi)采工藝技術(shù)所取得的研究成果進(jìn)行了充分的解釋與說(shuō)明。

1 回顧我國(guó)的歷史采礦技術(shù)

1.1 大間距集中化的無(wú)底柱高效開(kāi)采的工藝技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用非常的廣泛，應(yīng)用廣泛的主要原因是其機(jī)械化程度比較高、開(kāi)采成本相對(duì)較低、開(kāi)采方式安全、操作相對(duì)簡(jiǎn)單等因素，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)我國(guó)地下深孔采礦技術(shù)的發(fā)展有著非常重大的意義，發(fā)揮著不可替代的作用。在河北大廟鐵礦進(jìn)行了無(wú)底柱崩落采礦技術(shù)的實(shí)驗(yàn)并且獲得成功，之后便是應(yīng)用推廣到了河北銅礦、板石溝鐵礦、大廟鐵礦等一些地下金屬礦中。它的技術(shù)特點(diǎn)決定了它的應(yīng)用前途：①在應(yīng)用推廣時(shí)，非常的方便；②采礦的工程量在很大程度上由于大間距的采礦結(jié)構(gòu)而減少，采礦的效率因此提高，采礦時(shí)成本的消耗量也大大降低；③采礦地壓的狀況也因此得到了改良；④在對(duì)緩傾斜礦體進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候，首選的技術(shù)便是大間距集中化無(wú)底柱高效開(kāi)采技術(shù)。除了這些意外，無(wú)底柱崩落采礦法低貧化的采礦工藝技術(shù)也被研究出來(lái)，放礦理論因此提高，在回采率相同的情況之下，礦石的貧化率可以在很大程度上被降低，產(chǎn)品的質(zhì)量也因此而提高，減少了費(fèi)用的支出，節(jié)約了成本，礦山的經(jīng)濟(jì)效益也因此而提高。

1.2 地下深孔金屬礦山的無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)

伴隨著世界的不斷發(fā)展，環(huán)境的污染問(wèn)題也逐漸進(jìn)入人們的視野，各國(guó)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)要求也不斷的提高，在對(duì)礦產(chǎn)資源的合理利用、環(huán)境的保護(hù)方面，我國(guó)工作者做了非常多的研究與工作，當(dāng)前來(lái)說(shuō)，在處理尾礦的時(shí)候，出去傳統(tǒng)的建筑材料、土壤以及工程建設(shè)改良劑之外，還可以使用無(wú)廢料的開(kāi)采方式，這樣可以把尾礦用充填到采空區(qū)。對(duì)于將尾礦排入深海中或者是使用露天采坑對(duì)尾礦進(jìn)行處理的方式來(lái)說(shuō)，它不僅僅能夠大大的節(jié)省成本，并且還能夠使得礦產(chǎn)資源得到有效的利用，并且使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大大提高，同時(shí)還不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，有效的保護(hù)了環(huán)境。

1.3 露天轉(zhuǎn)地下深孔開(kāi)采良好的過(guò)渡及二者聯(lián)合開(kāi)采的技術(shù)

在露天地下深孔聯(lián)合開(kāi)采的時(shí)候，衍生出來(lái)了一種新的采礦的方法，就是露天地下深孔聯(lián)合采礦法。在回采、切割以及采準(zhǔn)中，有效的將地下深孔采礦技術(shù)與露天采礦技術(shù)結(jié)合起來(lái)，便形成了新型的采礦技術(shù)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，在工藝技術(shù)的結(jié)合程度方面，這種新型的開(kāi)采技術(shù)更加的緊密。在露天轉(zhuǎn)地下深孔的開(kāi)采的過(guò)程里，應(yīng)當(dāng)把露天坑底有無(wú)留設(shè)境界礦柱、露天邊坡地壓情況以及礦體本身的特點(diǎn)等情況相結(jié)合，來(lái)進(jìn)行開(kāi)采工作。

2 我國(guó)地下深孔金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量也是大大增加，特別是近些年，由于國(guó)內(nèi)礦場(chǎng)質(zhì)量?jī)?yōu)異、開(kāi)采條件良好的礦床都已經(jīng)開(kāi)始了開(kāi)采工作，低語(yǔ)那些質(zhì)量差、地理水文條件復(fù)雜、以及主礦體開(kāi)采之后的殘留體，都開(kāi)始逐漸的進(jìn)入各個(gè)開(kāi)采單位的視野中，但是就當(dāng)前的技術(shù)而言，還無(wú)法找到合適的技術(shù)，同時(shí)這種礦山在開(kāi)采的時(shí)候的成本比正常礦山開(kāi)采的成本要高的多，耗費(fèi)的財(cái)力物力以及人力都很多，最終還無(wú)法達(dá)到想要的效果，最終就導(dǎo)致了這類(lèi)資源進(jìn)一步的被開(kāi)采，最終可能會(huì)導(dǎo)致各種事故的發(fā)生。綜合我國(guó)地下深孔采礦技術(shù)的現(xiàn)實(shí)情況，相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行努力：

2.1 松軟破碎礦床的綜合開(kāi)采技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)

此類(lèi)礦床在開(kāi)采的時(shí)候所產(chǎn)生的地壓災(zāi)害、巷道維護(hù)、采空區(qū)處理、采礦方法以及巖層的控制等問(wèn)題都是當(dāng)前專(zhuān)家們所研究分析的問(wèn)題，因此當(dāng)前在礦產(chǎn)技術(shù)方面的研究應(yīng)當(dāng)大大增強(qiáng)，找到安全并且合適的礦床開(kāi)采工藝以及方法，保證礦床開(kāi)采的安全問(wèn)題。

2.2 關(guān)于厚大第四系流沙含水層和大水礦床開(kāi)采的綜合技術(shù)研究

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)看，在2013年年末，我國(guó)大水礦床、流沙含水層以及厚大第四系巖層等鐵礦資源的含量將近34億t。在開(kāi)采這類(lèi)礦床的時(shí)候，首先應(yīng)當(dāng)解決的是巖層的控制與形變、巖層塌陷時(shí)對(duì)地下深孔的水治理和地表建筑的破壞問(wèn)題。所以說(shuō)，應(yīng)當(dāng)在不毀壞開(kāi)采環(huán)境的基礎(chǔ)之上，對(duì)礦床進(jìn)行高效以及安全的開(kāi)采。

2.3 極貧礦體的安全開(kāi)采綜合技術(shù)的研究與研開(kāi)發(fā)

當(dāng)前，我國(guó)有著許多的極貧礦體正在等待這開(kāi)發(fā)，伴隨著我國(guó)采礦技術(shù)的不斷進(jìn)步以及對(duì)于原材料需求的不斷增高，伴隨著時(shí)間的推移，極貧礦體的開(kāi)采問(wèn)題也在逐漸的進(jìn)入人們的視線中。因此說(shuō)，有關(guān)的工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合極貧礦體的境界外和深部礦體以及開(kāi)采的特點(diǎn)，根據(jù)我國(guó)開(kāi)采技術(shù)的實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)分析，用這些方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行研究。

2.4 DIMINE三維數(shù)字化軟件在測(cè)量中的應(yīng)用步驟

關(guān)于DIMINE軟件和全站儀設(shè)備、CMS三維掃描系統(tǒng)的配合生成采空區(qū)三維模型的方法和步驟。

2.4.1 將DXF格式文件另存為2004CAD格式

打開(kāi)DIMINE軟件，導(dǎo)入2004CAD格式文件。在對(duì)該界面操作的時(shí)候，要注意理解導(dǎo)入文件和導(dǎo)入視圖兩者的區(qū)分，最終效果其實(shí)是一樣的，只不過(guò)對(duì)于前者操作起來(lái)有些繁瑣。

2.4.2 導(dǎo)入DIMINE軟件后不同角度的空區(qū)實(shí)體模型

通過(guò)從不同角度旋轉(zhuǎn)觀察空區(qū)模型，可以看到掃描儀開(kāi)始圈和結(jié)束圈掃不到的“洞”，有些情況下，在掃描過(guò)程中，除了掃到空區(qū)主體外，還可能掃到與主體無(wú)關(guān)的其他相通巷道，這些多余的部分在專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)上叫做“噪音”，是在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中必須處理的問(wèn)題。本文針對(duì)空區(qū)模型較為規(guī)則的情況下進(jìn)行處理。全部選中，并進(jìn)行合并，合并后再次選中實(shí)體，點(diǎn)擊右鍵提取開(kāi)口線，此時(shí)會(huì)看到模型中的“噪音”，也就是CMS獲取數(shù)據(jù)時(shí)的盲區(qū)對(duì)該處進(jìn)行編輯，封閉為面，再次全選實(shí)體模型，再合并，此時(shí)就可以查看實(shí)體模型屬性中的面積、體積等內(nèi)容。如果要近似計(jì)算實(shí)體體積的塊段化實(shí)體模型，需進(jìn)行六面體化。

3 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合以上所說(shuō)，此文章對(duì)于我國(guó)地下深孔采礦技術(shù)的問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，同時(shí)也回顧了這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷史，并且為地下深孔金屬礦山采礦技術(shù)指明了今后研究與發(fā)展的方向，同時(shí)也進(jìn)一步的推導(dǎo)出了地下深孔采礦技術(shù)在新時(shí)代的背景之下，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)一步的發(fā)展的問(wèn)題。

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收稿日期：2018-9-3