地下深孔采礦技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀分析

曲 巖

（陜西鳳縣四方金礦有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721706）

金屬礦是一種比較典型的自然資源，也是人們生活必不可少的一種能源物質(zhì)，給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了極大的貢獻(xiàn)，但是，隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，礦產(chǎn)產(chǎn)量明顯已經(jīng)有所不足，目前是科技高度發(fā)展的技術(shù)時(shí)代，對(duì)礦產(chǎn)的需求量變得更大，地下深孔采礦技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。

這是一種可以高效率采礦的技術(shù)，在采礦的時(shí)候也可以讓操作變得更加安全。目前隨著我國(guó)科技不斷發(fā)展，對(duì)深孔采礦技術(shù)已經(jīng)有了一定的改進(jìn)，這也讓我國(guó)社會(huì)獲得了更加全面的發(fā)展。

1 深孔采礦技術(shù)使用現(xiàn)狀

1.1 束狀孔球形藥包水平落礦技術(shù)

我國(guó)在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開(kāi)采的時(shí)候，因?yàn)槭艿揭恍┘夹g(shù)方面的限制，必須要在現(xiàn)場(chǎng)完成束狀孔當(dāng)量球形藥包的試驗(yàn)。采場(chǎng)長(zhǎng)度大概在80m左右，寬度在10m左右，礦體的厚度不一定，技術(shù)人員需要在現(xiàn)場(chǎng)中間放置深孔，束孔主要是五個(gè)孔徑大概在100mm左右，間隔一定的垂直平行孔所組成。采場(chǎng)總共放置了200多個(gè)，孔深為7000多米，布孔范圍的礦石量大概在20萬(wàn)噸左右[1]。

1.2 階段深孔落礦采礦技術(shù)

階段深孔的落礦采礦技術(shù)主要是適合使用在礦山體巖型是矽咔巖巖質(zhì)，這種巖質(zhì)一般情況下是一種致密塊的狀態(tài)，節(jié)理并不能夠完全發(fā)展，整體性能也比較穩(wěn)定，堅(jiān)硬度不會(huì)產(chǎn)生比較大的變化，甚至普式系數(shù)大概只在20到21左右，一般情況下這種巖石爆破起來(lái)都屬于難度相對(duì)比較大的類(lèi)型。

在對(duì)類(lèi)似的礦山完成操作的時(shí)候，工作人員要能夠使用束狀孔來(lái)分段式的進(jìn)行礦體的連續(xù)開(kāi)采，在開(kāi)采的位置上面設(shè)計(jì)鑿巖硐室，之后再使用一些設(shè)備來(lái)完成鉆孔任務(wù)。使用球形的炸藥包來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)爆破之后，采礦人員可以使用樹(shù)狀深孔，回采開(kāi)采資源，這樣的操作方法一般情況下需要工作人員放置大于四個(gè)孔的數(shù)量，讓這些孔可以構(gòu)成一個(gè)比較完整的束狀孔，這樣的方法來(lái)使用的炸藥每噸必須要維持在0.3kg左右，崩礦量大概在每米43噸。

1.3 垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房采礦法

垂直深孔球狀藥包落礦階段的礦房采礦法，是一種比較典型的采礦技術(shù)，使用起來(lái)相對(duì)較為簡(jiǎn)便，其工作過(guò)程主要包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

首先，要按照特定的炮孔分布，使用礦房或者是礦柱上面巷道里向下的鉆取一系列直徑比較大的炮孔。之后再由操作人員按照實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定底部一直到上部更加優(yōu)秀的防止球狀藥包的位置，這樣放置可以隨著炸藥引爆，讓特定礦體能夠按照重力作用正巧落到預(yù)采空間里，使開(kāi)采變得更加簡(jiǎn)便。這樣的采礦技術(shù)最早使用在20世紀(jì)80年代的試驗(yàn)當(dāng)中，這次試驗(yàn)當(dāng)中礦體的厚度大概在30m～40m左右，礦石是一種中等穩(wěn)定的狀態(tài)。垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房采礦法使用的球狀炸藥密度比較高，威力比較大，炸起來(lái)速度較快，這樣的方法安全性很高，而且可以盡量減少人力作用和勞動(dòng)強(qiáng)度，讓生產(chǎn)效率有效提升，甚至可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，而這種方法的局限性也是比較明顯的，比如經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞或者是超爆的現(xiàn)象，對(duì)一些邊界巖的破壞性也很大，相鄰回采安全性比較欠缺。

2 我國(guó)深孔采礦技術(shù)存在問(wèn)題

2.1 自動(dòng)化水平不高

目前我國(guó)有很多開(kāi)采企業(yè)，主要是使用人工的方式來(lái)完成開(kāi)采任務(wù)，無(wú)論是對(duì)炸藥的放置還是開(kāi)采都難以完成自動(dòng)化的要求。使用人工的方法來(lái)完成勞動(dòng)任務(wù)，不但效率難以提升，而且很容易出現(xiàn)事故，造成難以挽回的后果。自動(dòng)化是目前正在不斷發(fā)展的一種勞動(dòng)方式，國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)都已經(jīng)逐漸走上了自動(dòng)化的道路，在這方面我國(guó)的發(fā)展空間是很大的[2]。

2.2 成本相對(duì)較高

目前我國(guó)的深孔采礦技術(shù)大部分使用的是充填法的方法，這樣的方法使用起來(lái)效果較差，而且必須要重復(fù)勞動(dòng)。進(jìn)行一次性充填的效率比較低，在成本方面相對(duì)也較高[3]。

2.3 設(shè)備比較落后

目前我國(guó)在進(jìn)行深孔采礦的時(shí)候，使用的設(shè)備相對(duì)較為落后，還有一些設(shè)備是比較笨重的，和國(guó)外的很多設(shè)備比起來(lái)，并不能夠完全利于采礦工作的實(shí)施。我國(guó)有很多礦產(chǎn)企業(yè)也進(jìn)口了一些國(guó)外的設(shè)備，但是人員脫節(jié)的現(xiàn)象比較明顯，而且使用的技能不高[4]。

3 我國(guó)深孔采礦技術(shù)的發(fā)展

垂直深孔球狀藥包落礦階段的礦床采礦法，在幾十年中先后在一些比較發(fā)達(dá)的國(guó)家被使用，而且已經(jīng)取得了較好的效果。

這種方法必須使用比較特殊的球狀藥包，在開(kāi)采的過(guò)程中可以盡量減少分層或天井的工程量，也可以盡量解決回填的問(wèn)題所造成的一種貧化的現(xiàn)象，這樣的采礦優(yōu)點(diǎn)是比較明顯的，可以改善爆破的效能以及提升工作效率并且消除危險(xiǎn)。和別的方法比起來(lái)，適用性比較高也比較簡(jiǎn)單。當(dāng)然這樣的方法局限性比較大，比如經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些堵塞或者是超爆的現(xiàn)象等。

而且對(duì)于邊界巖破壞起來(lái)也比較明顯，相鄰的回采安全性不高，束狀孔球形藥包落礦能夠整合單孔球形藥包的爆破，以及深孔階段的爆破的優(yōu)點(diǎn)在一起。并且可以綜合使用最優(yōu)埋深球形藥包爆破，合理的使用炸藥能量的最優(yōu)化的條件，并且可以增加裝藥中遠(yuǎn)區(qū)爆破作用的束狀孔效應(yīng)，真正的實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)大量連續(xù)落礦的可能性，開(kāi)采的效率比較高，而且成本比較低。

為了可以真正追求人們自身的發(fā)展，對(duì)自然的礦產(chǎn)資源的掘進(jìn)要能夠從地下采淺層轉(zhuǎn)為更深層次的地方，這樣的轉(zhuǎn)換并不簡(jiǎn)單，而淺層開(kāi)采逐漸轉(zhuǎn)換成為深層次的開(kāi)展，也是一項(xiàng)相對(duì)較為復(fù)雜的工作，其中的技術(shù)是非常綜合性的。地下深孔采礦技術(shù)，主要是為了能夠深層次的挖掘地下的礦產(chǎn)資源，而使用的一種方法。

垂直深孔球狀藥包落礦階段的礦房采礦法，以及階段聲孔落礦采礦技術(shù)等幾種技術(shù)，都是有其自身優(yōu)點(diǎn)以及不足之處的。目前，我國(guó)的深孔采礦技術(shù)仍然存在著一些比較基礎(chǔ)的問(wèn)題，不過(guò)依舊可以對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而了解我國(guó)在深孔采礦技術(shù)方面的發(fā)展趨勢(shì)。大直徑的深孔采礦技術(shù)將會(huì)變得更加成熟，同時(shí)使用范圍更加廣泛。隨著加深開(kāi)采以及高壓環(huán)境的克服，為了能夠讓經(jīng)濟(jì)性得以實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行礦山填充的過(guò)程當(dāng)中，選擇一些比較廉價(jià)的填充材料，勞動(dòng)密集型現(xiàn)象將會(huì)逐步受到技術(shù)化的取代，我國(guó)在地下深孔采礦技術(shù)方面仍然存在著一定的發(fā)展空間，必須要不斷的學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)比較先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從而使我國(guó)開(kāi)采的技術(shù)水準(zhǔn)獲得全面提高。

目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的金屬礦產(chǎn)仍然存在著很多極貧礦體，還需要進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用。隨著國(guó)內(nèi)的采礦技術(shù)不斷的發(fā)展，以及對(duì)于原材料資源方面的需求變得更多，人們會(huì)更加重視對(duì)極品礦體的開(kāi)采。

工作人員要能夠結(jié)合極品礦體開(kāi)采的實(shí)際特點(diǎn)，主要包括有深部以及境界外礦體等。以國(guó)內(nèi)技術(shù)的實(shí)際狀況作為重點(diǎn)分析，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)分析以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)等各種方法完成重點(diǎn)探索。

從目前已有的一些技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，深孔階段爆破以及梯段爆破的效率比較高，強(qiáng)度比較大，而且爆破作業(yè)的次數(shù)比較少。但是崩落礦巖塊度以及爆破有害效應(yīng)的控制比較難。落礦前必須要進(jìn)行切割井以及切割槽等效率比較低的輔助工程來(lái)完成相關(guān)作業(yè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)工業(yè)事業(yè)不斷的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也有所提升，開(kāi)展深孔采礦技術(shù)，對(duì)提高礦產(chǎn)資源的開(kāi)采度是非常重要的。而且實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，工作人員要能夠按照礦山的實(shí)際特點(diǎn)以及自身的實(shí)際技術(shù)條件來(lái)選擇比較適合的方式。

垂直深孔狀藥包落礦階段的礦房采礦法，以及階段深孔落礦采礦技術(shù)和束狀孔球形藥包爆破必須合理進(jìn)行布置。目前在進(jìn)行地下深孔采礦的時(shí)候，仍然存在著很多問(wèn)題需要解決，比如設(shè)備比較落后，人員技術(shù)水準(zhǔn)不夠以及成本比較高和自動(dòng)化水平不高等。

所以在采礦的過(guò)程當(dāng)中要能夠盡量對(duì)采礦方法進(jìn)行考察和發(fā)展，是采礦技術(shù)可以獲得全面提升，從而使采礦質(zhì)量可以有所發(fā)展。