關(guān)于有色金屬礦山采礦技術(shù)的探索

賴華樑

（江西省贛州市大余縣漂塘鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341515）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對金屬的需求也逐漸增加。雖然我國礦產(chǎn)資源比較豐富，但作為有限的礦產(chǎn)資源，會(huì)隨著開采量的增大而逐漸減少，尤其是有色金屬的礦產(chǎn)資源。因此，有必要加強(qiáng)對金屬礦山地下開采技術(shù)的研究。本文分析了我國金屬礦產(chǎn)的資源現(xiàn)狀，探究了有色金屬礦山采礦技術(shù)，并分析了其技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國有色金屬礦山工作也取得了一定的進(jìn)展。采礦業(yè)是我國支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占據(jù)著重要作用。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求不斷加大，這就需要更深入的挖掘以及礦山的勘探和開發(fā)。對有色金屬礦山的開采技術(shù)進(jìn)行深入研究勢在必行。只有不斷更新和發(fā)展開采技術(shù)，才能使促進(jìn)我國采礦業(yè)的發(fā)展。

1 我國金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

我國是礦產(chǎn)資源豐富的國家，具有資源量大、人均占有量少的特點(diǎn)。目前，經(jīng)過相應(yīng)的勘查對比，我國礦產(chǎn)資源總量約占世界礦產(chǎn)資源總量的12%，但人均礦產(chǎn)儲(chǔ)量約為世界平均水平的58%，但結(jié)構(gòu)不太合理。目前，我國礦產(chǎn)生產(chǎn)能力較高，其中鐵礦石年總產(chǎn)量超過9 億噸。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)能力將不斷提高。此外，中國加大對海外鐵礦石的投資，增加海外權(quán)益礦約1 億噸，占中國進(jìn)口總量的20%以上。

2 當(dāng)前有色金屬礦山采礦技術(shù)

（1）地下金屬礦山無廢開采技術(shù)。就有色金屬礦而言，地下礦是其重要組成部分之一。采礦過程中會(huì)遇到各種各樣的問題，只有有效解決地下采礦問題，才能更好地進(jìn)行有色金屬開采。這里的無廢開采是指綠色開采。無廢開采技術(shù)是一項(xiàng)非常系統(tǒng)的技術(shù)，它不僅具有多元化的采礦方法和廣泛的開采范圍，而且還包括多種采礦方法，例如如何填充和制備尾礦，加工和運(yùn)輸?shù)?。就無廢采礦技術(shù)而言，它可以通過以下方式進(jìn)行：一是將尾礦排入深海地區(qū)或填埋礦產(chǎn)資源的開采區(qū)域；整個(gè)采礦過程減少了對環(huán)境的污染。通過無廢開采技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了礦產(chǎn)資源的利用率，減少了環(huán)境污染，節(jié)約了資源，在處理廢棄礦產(chǎn)資源方面達(dá)到了環(huán)境保護(hù)和有效性。此外，無廢開采技術(shù)符合有色金屬開采的標(biāo)準(zhǔn)要求。在確保有色金屬的高質(zhì)量和高效率的前提下，它是綠色環(huán)保的，并且在環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益方面都發(fā)揮了重要的價(jià)值。

（2）大間距集中化無底柱高效開采工藝技術(shù)。就我國有色金屬資源的開采狀況而言，我國地下礦產(chǎn)較多，但開采難度較大，安全性有待提高。在有色金屬礦山開采中，大范圍集中開采技術(shù)可以很好地解決上述問題，是一項(xiàng)重要的開采技術(shù)。它具有以下特點(diǎn)：第一，操作過程簡單，方便，容易；第二，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，在提高工作效率的同時(shí)，還要確保采礦過程的安全；第三，它降低了開采成本，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了機(jī)械化開采，減少了人力的使用并節(jié)省了一定的人工成本。礦山開采是一項(xiàng)相對復(fù)雜的任務(wù)。過去，采礦業(yè)不僅要面對復(fù)雜的底部支柱，而且還要根據(jù)有色金屬礦產(chǎn)資源的具體情況進(jìn)行抵押。通過使用沒有門檻支柱的大間距采礦技術(shù)，就沒有復(fù)雜的門檻支柱，同時(shí)解決了以前采礦過程中費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。此外，大間距無柱開采技術(shù)具有合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在某些傾斜礦山的開采中起著重要作用。在保證開采質(zhì)量的前提下，大大提高了有色金屬的開采效率。對于某些有稀釋現(xiàn)象的有色金屬礦山，該技術(shù)也適用，可以有效降低稀釋率，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）鏟運(yùn)機(jī)和松土機(jī)的露天開采技術(shù)。刮板松土機(jī)的露天開采技術(shù)更適合于鋁土礦的開采，該技術(shù)的開采過程主要是通過松土器完成對礦山巖體的破碎，從而代替了鑿巖爆破，減少了工人的勞動(dòng)。鏟運(yùn)機(jī)主要負(fù)責(zé)裝卸和運(yùn)輸。這種露天采礦技術(shù)相對簡單，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器具有多種功能的效果，即鏟運(yùn)機(jī)可以完成分層傾卸，采礦和運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)任務(wù)。以山西孝義鋁土礦為例，就采用了這項(xiàng)技術(shù)。詳細(xì)信息如下：將刮板應(yīng)用到松土機(jī)上的主要過程是：首先，使用松土機(jī)破碎巖石或礦石；其次，使用鏟運(yùn)機(jī)裝載，松土機(jī)完成碎石操作后，在加強(qiáng)松土機(jī)的作用下，鏟運(yùn)機(jī)將松散的巖石切成不同的厚度。薄層的厚度一般為300mm ～500mm，然后擠入斗中直至斗充滿。最后，鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)輸和卸載，頭部和鏟斗靈活連接，裝載重心低，速度相對快。在下坡行駛時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)的卸料使用其自身的重量來減輕主機(jī)的負(fù)荷。進(jìn)入傾卸階段時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)的速度降低，鏟斗門打開，傾卸板用來推動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)。行走時(shí)卸貨，使鋪展層層展開。松土機(jī)合理參數(shù)表見表1。

表1 松土機(jī)合理工作參數(shù)表

（4）露天轉(zhuǎn)地下開采良好過渡及二者聯(lián)合開采技術(shù)。聯(lián)合采礦技術(shù)是指露天采礦技術(shù)與地下采礦技術(shù)的結(jié)合，或前者向后者的轉(zhuǎn)換。該技術(shù)結(jié)合了露天采礦技術(shù)與地下采礦技術(shù)的優(yōu)勢，并將其應(yīng)用于有色金屬礦山的采礦過程中，以提高采礦效率。

3 有色金屬鎢礦典型礦山與采礦方法

（1）淺孔留礦法。婺源礦區(qū)屬于高溫?zé)嵋烘u礦床、鉬礦床、石英脈型鎢礦床。礦床由細(xì)脈組成，沿山脊分布。礦脈(帶)由南至北共51 條，走向80°～90°，向北傾斜80°以上。脈(帶)長約650m，寬10cm`60cm，平均25cm。礦帶主脈寬度最大為0.6m，一般為0.2m～0.3m。礦床工程地質(zhì)條件為硬、半硬、完整、穩(wěn)定。礦區(qū)水文地質(zhì)屬于簡單構(gòu)造裂隙水，富水性較弱。

摘要在鎢工業(yè)木子園礦區(qū)采用淺孔保留采礦方法，開發(fā)了平硐。礦區(qū)段長80m～ 100m，開采范圍1m～ 2m。采用兩種拉拔方式，一種是自滑拉拔，另一種是上料機(jī)拉拔。拉拔斗間距4.5m～ 5.5m，采用ysP-45 鑿巖機(jī)。淺洞呈“枝”或“梅花”形向上?？椎拙嚯x0.4m～0.6m，孔深1.8m～2.2m。

采礦方法主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表2。

表2 淺孔留礦法主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

（2）連續(xù)階段崩落法。石竹園多金屬礦床是一個(gè)大型接觸交代矽卡巖礦床。工業(yè)類型為夕卡巖復(fù)合鎢多金屬礦床。礦體呈透鏡狀，厚度大，成礦作用強(qiáng)，穩(wěn)定性好。礦石巖性為矽卡巖，為網(wǎng)狀大理巖脈，緩向東南傾斜，傾角為5°～ 20°，局部為30°。頂板、圍巖和東南頂板為網(wǎng)狀灰?guī)r脈夕卡巖和夕卡巖。地面、西壁和北壁為花崗巖。礦巖穩(wěn)定性好，無自燃結(jié)塊現(xiàn)象。富礦段西北角除裂縫密度高外，巖體連續(xù)性和完整性好，礦巖整體穩(wěn)定性好。水文地質(zhì)條件簡單，對開采影響不大。

石竹園多金屬礦床在富礦段490m 以上采用連續(xù)分段崩落法開采，采用平孔、斜井、通孔開采。礦區(qū)采用上下區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。標(biāo)題下面板垂直布局，高度68m 高，一盤分為九個(gè)礦體，礦體為東西向，穗長64m，寬15m，寬度采空區(qū)中部的洞穴到20 m，工作臺(tái)高度是68m，高11m，部分結(jié)構(gòu)的使用電動(dòng)漏斗結(jié)構(gòu)底部的耙，漂移通道類型(平面結(jié)構(gòu)，雙向交通)。采前切割順序?yàn)椋翰蓤龆巳小⑻炀?、上象限平行?。Ygz-90 鉆孔機(jī)是用于在巖石隧道中向上鉆孔的扇形孔。在頂板開采過程中，采用yQ-100 型井下鉆床在巖石硐室中鉆水平扇孔。掘進(jìn)工作面采用7655 型鑿巖機(jī)，掘進(jìn)工作面開挖斜面；天井工作面配備YSP-45 鑿巖機(jī)，裝藥采用bQF-100 裝藥裝置，采用非電毫秒雷管進(jìn)行毫秒延時(shí)起爆。大功率電耙通過振動(dòng)牽伸機(jī)輸送至采場溜槽，通過汽車輸送至主溜槽，或通過ST3.5 刮板直接輸送至主溜槽。

采煤方法的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：采場生產(chǎn)能力900-1000t/D；礦石損失率18%；礦石貧化率13%；剝脫比15.3 m/kt。

（3）全面采礦法。湘廬山鎢礦為矽卡巖白鎢礦。礦體賦存于燕山晚期楊柳崗組細(xì)粒黑云母花崗巖與炭質(zhì)粉砂質(zhì)泥灰?guī)r的接觸帶。它以層狀形式出現(xiàn)，并隨接觸區(qū)的存在而變化。C+D 級(jí)鎢含量216，600 噸，平均品位0.663%。主礦體長1250m，長576m，深40m～300m，高358m～658m。礦體產(chǎn)狀與香廬山背斜一致，軸向傾角為10°～ 25°，西北翼為7°，東南翼為38′。礦體厚度為2.55 m～ 45.59m，其中軸向部分最大，向兩翼逐漸變薄。軸內(nèi)礦體平均厚度為25.83m，東南翼平均厚度為6.53m，西北翼平均厚度為9.06m，礦體平均品位為0.705%。礦石工業(yè)以原生礦為主，含少量氧化礦，天然礦石類型為白鎢礦-硅酸鈣角鐵礦，礦床水文地質(zhì)條件簡單。

主礦體主要采于地下，采動(dòng)方法為留點(diǎn)柱和留條柱的積分法。生產(chǎn)能力約2200t/d。采用平硐開發(fā)，刮板輸送。采礦方法結(jié)構(gòu)參數(shù)：礦石斷面沿走向布置，長50m，斜長40m～60m，上柱0m～3m，下柱3m，中柱6m。根據(jù)上板巖穩(wěn)定性和礦石品位，采場中留有不規(guī)則礦柱，開采高度與礦體傾角有關(guān)。采用氣腿鑿巖機(jī)提前打開下部，淺孔壓放礦，刮刀放礦。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：損失率12.33%，貧化率3.07%。

4 金屬礦采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）大型極深露天礦采礦技術(shù)。由于金屬礦物開采的不斷發(fā)展，導(dǎo)致開采深度不斷增加。由于礦物的深層開采，給整個(gè)開采過程帶來了一定的困難，如采場空間作業(yè)范圍的逐漸縮小，采礦強(qiáng)度的降低，開發(fā)和運(yùn)輸距離的增加以及設(shè)備的減少等。面對這些日益增加的困難，中國在現(xiàn)階段已經(jīng)形成了相對成熟的系統(tǒng)研究計(jì)劃。大型極深露天礦的開采技術(shù)，爆破技術(shù)，設(shè)備配置和環(huán)境保護(hù)已基本完成，這項(xiàng)技術(shù)將在之后相關(guān)采礦中扮演重要角色。

（2）露天礦境界外駐留礦開采技術(shù)。當(dāng)前許多冶金露天礦都已進(jìn)入采礦后期。由于技術(shù)限制，露天礦沒有得到有效開采，仍然有許多可用的礦石。 增加礦區(qū)面積將嚴(yán)重影響礦山的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)，它將嚴(yán)重破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。

為了有效地開采和利用，研究和分析蝕變礦石和巖石的特征，選擇相應(yīng)的開采方法，使用聲波技術(shù)和位移變化監(jiān)測和控制數(shù)據(jù)，掌握巖體的地質(zhì)活動(dòng)特征，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，在采礦過程中進(jìn)行分析并選擇相應(yīng)的采礦計(jì)劃，以最大限度地提高采礦效率和礦石利用率。

（3）復(fù)雜難采地下殘留礦體開采技術(shù)。由于長期無計(jì)劃開采地下金屬礦開采受到技術(shù)水平和不規(guī)則開采順序的影響，因此礦區(qū)中仍有大量未開發(fā)的礦石資源。為了開采這些遺留礦石，需要更高的技術(shù)支持和安全保護(hù)，因此無法更好地處理一流的采空霧；遺留礦區(qū)的二次開采需要獲取該區(qū)域中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。主要困難是復(fù)雜采空區(qū)其余部分的檢測技術(shù)，大參數(shù)大面積綜放開采技術(shù)，復(fù)雜回填和下層開采技術(shù)，重建剩余開采條件的技術(shù)，以及用于復(fù)雜殘礦體安全開采的監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)?？朔鲜黾夹g(shù)難題對我國礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)和規(guī)劃具有重要意義。

5 結(jié)語

總之，有色金屬的開采是礦產(chǎn)資源利用的先決條件。加強(qiáng)有色金屬開采技術(shù)是重要的開采手段。因此，我們應(yīng)該繼續(xù)研究和開發(fā)新的采礦技術(shù)，以有效地開采礦物，促進(jìn)有色金屬礦物資源的有效利用，并促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。