金屬礦深部開采現(xiàn)狀與發(fā)展探討

徐冬東

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一六大隊，江西 九江 332100）

在我國金屬礦產(chǎn)的地質(zhì)勘查中，我國大部分的金屬狂潮位于地下較深處，其開采模式主要 為地下深部開采。例如在我國的鐵礦開采中，伴隨著露天開采的影響，當前的鐵礦開采模式正朝著地下深部開采轉(zhuǎn)移。同樣借助開采技術(shù)的發(fā)展，通過針對當前的金屬礦深部開采現(xiàn)狀，通過創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)深部金屬礦產(chǎn)的高效開采，從而提升金屬礦深部開采的效益，為金屬開采企業(yè)提供經(jīng)濟效益與社會效益。

1 金屬礦深部開采現(xiàn)狀分析

我國現(xiàn)開采金屬礦以銅、金、鉬、鉛鋅、鎢、錫、鐵、鈾、輝銻等為主，成礦母巖以巖漿巖，變質(zhì)巖為主。礦床類型涉及熱液礦床，接觸熱液礦床，巖漿巖礦床，變質(zhì)巖礦床等。矽卡巖型，斑巖型，玢巖型，巖漿變質(zhì)型。根據(jù)我國的金屬礦產(chǎn)資源地主分析中，由于礦產(chǎn)資源主要分布較深上，造成金屬礦產(chǎn)資源的地下礦井壓力往往過大，并且地質(zhì)存在著不穩(wěn)定因素，礦產(chǎn)資源伴生的掘進與支護問題較多，從而造成金融礦產(chǎn)資源開采難度相當大。例如，在河北遷西縣金廠峪金礦作為我國冀北地區(qū)最大的金礦開采，其地理位置屬于高應力的軟巖礦區(qū)，其復雜的開采地質(zhì)條件引起開采工作的難以進行[1]。

2 金屬礦開采技術(shù)分析

在我國金屬礦的開采方法上，當前階段的開采技術(shù)主要涉及到以下三大種類。其一，空場開采法，主要應用在我國凡口鉛鋅礦、安慶銅礦、獅子山銅礦開采中?，F(xiàn)階段的空場開采技術(shù)主要為深孔崩落采礦法，通過對采礦局部面積進行一定面積的切割，通過大孔徑裝藥，從而爆破開采。自然崩落采礦法，主要應該到礦產(chǎn)巖石自然應力落礦的形式，其需求與礦床的自然崩落的低品位礦產(chǎn)，其生產(chǎn)能力較高，成本較低，但受到的現(xiàn)狀較大。同樣崩落采礦法中的填充采礦，主要為高水全尾砂速凝固化膠結(jié)充填線工藝。其二，深部開采法，在現(xiàn)階段的金屬礦產(chǎn)的深部開采技術(shù)，已經(jīng)能夠達到500 至一千米左右。例如紅透山的銅礦開采，其深部開采技術(shù)能夠到達一千米左右。其三，原液溶侵采礦法。其作為一種地下提取金屬的方法，其現(xiàn)有優(yōu)勢在于，不需要提取原礦，因此不會產(chǎn)生礦渣與尾砂，能夠?qū)Νh(huán)境起著較好的保護作用。同樣原液溶浸采礦能夠節(jié)省成本，提高礦產(chǎn)資源的利用率，但是其實際的開采數(shù)與實施條件性對較難。因此在現(xiàn)有階段的金屬礦產(chǎn)開采中，其深部的開采技術(shù)發(fā)展方面需要結(jié)合綜合治理與發(fā)展進行創(chuàng)新，通過開采與保護環(huán)境的相結(jié)合，從而提高金屬礦的可持續(xù)開采。

3 金屬礦深部開采巷道掘進與支護

3.1 難點分析

深部金屬采礦工程，其掘進支護的工作技術(shù)難度在于以下四點：其一，地質(zhì)條件的復雜，由于采礦工程礦區(qū)本身存在著較多的地質(zhì)短程，在礦產(chǎn)資源開采中，往往會出現(xiàn)很多較大的巷洞，加大了施工難度；其二，地質(zhì)問題。高應力的地質(zhì)，加劇了礦井巖石的變化破裂，在掘進過程中，往往會出現(xiàn)地質(zhì)裂縫，從而造成巷動的施工難以進行，進而加劇了掘進支護工作的難以進行；其三，采礦工程礦區(qū)的礦產(chǎn)資源在儲量相當巨大，在開采中，對支護要求相對較高，并且支護工藝繁瑣；其四，采礦工程礦區(qū)的掘進技術(shù)應用的落后，往往跟不上現(xiàn)代化先進的機械水平，管理體系的不健全，造成采礦工程礦區(qū)的掘進支護的技術(shù)應用不能夠體現(xiàn)技術(shù)的良好效果[2]。

3.2 掘進技術(shù)的運用

在深部金屬礦產(chǎn)的開采過程中，需要重視掘進技術(shù)的運用。其實際的運用需要考慮綜合掘進機和普通掘進機的選擇。由于綜合掘進機與普通掘進機存在不同的工作特點，因此在工作施工長度低于三百米的掘進工程中，采用普通掘進機進行作業(yè)。在掘進機的選擇上綜合利用資源配置。綜合掘進機能夠在長距離的掘進工作中減少施工實踐，為掘進施工過程后的支護技術(shù)的運用創(chuàng)建更有利的施工時間，確保掘進技術(shù)能夠適合實際的施工需求。同樣在掘進機的選擇上，需要根據(jù)實際的礦產(chǎn)資源掘進來選擇不同型號的掘進機，對于強度高的地質(zhì)煤層采用高功率的綜合掘進機，為礦產(chǎn)資源的開采提供良好的保障。在掘進機的截面破損選擇上需要選擇耐磨性較高的截面，建設(shè)掘進機的維護，降低維修成本，同樣也可以采用鋸齒形的截面來加快掘進機的掘進速度[3]。

3.3 支護技術(shù)的運用

在深部金屬礦產(chǎn)的開采過程中，主要涉及到退后臥底法和直接破定法兩種斷層錯網(wǎng)支護技術(shù)。退后臥底法支護技術(shù)適用于斷層頂部相對堅硬，采用錯網(wǎng)支護來進行巖層圍護，確保掘進機在施工過程中斷層不會發(fā)展相應的改變，保證巷動的施工安全，保證斷層不會發(fā)生塌陷現(xiàn)象，退后臥底支護法能夠有效的保證斷層出的完整性，從而增加巷洞的安全施工[5]。在復雜的地質(zhì)環(huán)境中，如果遇到斷層支護外，也往往會采取破除斷層的方法進行支護保護，通過錨網(wǎng)進行強化支護的同時，破除容易碎裂的巖層，可以從根本上解決支護安全和施工問題。但是直接破定法往往成本過高，施工難度也相對較大，因此在實際的施工中需要根據(jù)實際的情況而定。此外，在落差相對較大的斷層支護施工中，可以采用U 型錨桿鋼架支護技術(shù)來固定斷層，通過加強斷層的強度來有效避免斷層的脫落和斷層頂部的塌陷[6]。U 型錨桿鋼架支護技術(shù)需要嚴格把控錨桿之間的距離，確保固化錨桿支護能夠發(fā)揮相應的優(yōu)勢，確保斷層的強度，提高施工過程中的安全性和可靠性。

3.4 掘進支護技術(shù)的優(yōu)化管理

在深部金屬礦產(chǎn)的開采過程中，在掘進支護技術(shù)的應用中，需要選擇科學合理的掘進支護技術(shù)，確保掘進支護技術(shù)施工下巷道的安全施工，減輕后期掘進開采的工作振動，為開采施工提供更好的安全性和可靠性。因此，在采礦工程巷道掘進中形成科學合理的掘進支護機制，實現(xiàn)良好的掘進支護技術(shù)的運用管理，提高管理水平，才會明顯的提高掘進支護施工作業(yè)的高效率。通過多種支護技術(shù)的組合運用， 能夠保證深部金屬礦產(chǎn)資源在復雜多變的地質(zhì)情況下能夠安全開采，控制斷層不穩(wěn)定給施工人員造成的安全隱患，從而提高我國深部金屬礦產(chǎn)資源作業(yè)的安全性和開采效率[7]。

4 金屬礦深部開采發(fā)展趨勢

在當前的深部金屬礦開發(fā)發(fā)展中，其主要的發(fā)展趨勢設(shè)計到以下三個方面。其一，先進設(shè)備的運用。在深部金屬礦的開采發(fā)展中，先進的開采設(shè)備的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)深部金屬開采的機械化發(fā)展，同樣借助先進機械開采設(shè)備的運用，能夠有效地提高開采效率。例如無軌開采技術(shù)的發(fā)展，借助先進的無軌開采設(shè)備的應用，能夠確保深部金屬礦產(chǎn)開采能力的提高，同樣也能夠降低采礦損失，從而提高金屬礦產(chǎn)的回才效率[8]。其二，監(jiān)控的自動化發(fā)展。在深部金屬礦的開采發(fā)展中，通過完善環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、地面震動監(jiān)控系統(tǒng)，以及地質(zhì)勘測的自動化，能夠有效的提升金屬礦深部開采的安全性，從而實現(xiàn)地下金屬礦的開采效率與質(zhì)量的提升。其三，綠色開采。在我國的資源開采當中，金屬礦資源的可持續(xù)開采主要受到環(huán)境保護問題的制約。在當前生態(tài)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念下，金屬礦資源的新礦井建設(shè)需要重視環(huán)境保護問題，確保環(huán)境保護與金屬礦資源開采的雙向落實。以此來實現(xiàn)我國金屬礦資源的新礦井低成本建設(shè)、高產(chǎn)出、低消耗以及可持續(xù)發(fā)展的綠色開采體系。其四，數(shù)字化發(fā)展。在信息技術(shù)時代背景下，金屬礦深部開采發(fā)展需要實現(xiàn)數(shù)字礦業(yè)化發(fā)展，借助信息技術(shù)來實現(xiàn)礦上的數(shù)據(jù)信息化，通過完善礦山信息數(shù)據(jù)體系，能夠以實際的礦產(chǎn)資源空間信息為基礎(chǔ)，借助信息模擬技術(shù)來提升金屬礦產(chǎn)深部開采的安全性，通過合一運用深部開采技術(shù)，從而確保金屬礦開采的高效、智能，從而為金屬礦開采行業(yè)的健康發(fā)展提供技術(shù)保障。

5 結(jié)語

由此可見，在我國的金屬礦產(chǎn)資源深部開采過程中，由于存在著復雜的地質(zhì)條件，其開采難度往往相對較大。因此在深部金屬礦產(chǎn)開采，為確保開采人員的人身安全，應用掘進支護技術(shù)最大程度的保證開采的安全性和可靠性，加快我國金屬礦產(chǎn)資源的機械化水平和掘進支護水平，為我國金屬礦產(chǎn)資源深部開采的效率和安全性提供堅實的保障。同樣對現(xiàn)階段的開采問題進行深入分析，通過開采技術(shù)的發(fā)展研究，為金屬礦開采企業(yè)的健康發(fā)展提供保障。