礦井下采礦技術(shù)與采礦方法的選擇研究

勞宏峰

（廣西河池市桌泰建筑工程有限責(zé)任公司大新分公司，廣西崇左 532315）

采礦技術(shù)方法在很大程度上決定了井下采礦效率和質(zhì)量能否達(dá)到預(yù)期的要求，因此采礦技術(shù)方法的選擇是一項十分重要的工作，必須引起相關(guān)人員的高度重視。一方面要充分考慮對采礦技術(shù)方法選擇有直接影響的因素，針對不同情況，確定適宜的采礦技術(shù)方法，另一方面則要考慮其他各項條件和因素，保證所選采礦技術(shù)方法的合理性、可行性與經(jīng)濟性，為之后的開采工作順利進(jìn)行提供可靠的技術(shù)支持。

1 采礦技術(shù)方法選擇影響因素

1.1 礦床地質(zhì)條件

通常應(yīng)先對現(xiàn)有地質(zhì)資料進(jìn)行分析，由于礦床地質(zhì)條件對采礦技術(shù)方法選擇有直接影響，所以必須掌握足夠基礎(chǔ)地質(zhì)資料，以此保證所選方法的合理性與可行性。否則必然會使所選方法與礦床實際情況不相符，威脅生產(chǎn)安全。

礦床地質(zhì)條件通常包含以下幾方面內(nèi)容：

（1）礦石與圍巖自身物理力學(xué)性質(zhì)。首先是穩(wěn)固性，對具體采礦方法選擇至關(guān)重要。比如，當(dāng)?shù)V石與圍巖均較為穩(wěn)固時，可使用地壓管理相對簡單的方法，如空場采礦法，同時適當(dāng)增加礦房的尺寸，并減小礦柱尺寸，礦房與礦柱劃分如圖1所示。而若穩(wěn)固性較差，則采用空場法將使圍巖出現(xiàn)冒落，此時建議采用流填法或崩落法；當(dāng)?shù)V石的穩(wěn)固性很差，但圍巖卻比較穩(wěn)固時，同時厚度和傾角等其他條件都比較合適，則建議選擇階段礦房法，該方法能避免在相對較大的暴露面進(jìn)行工作。如果礦石與圍巖的穩(wěn)固性都很差，則應(yīng)選擇崩落法與分層充填法[1]。

圖1 礦房與礦柱劃分

（2）礦體產(chǎn)狀，包括形狀、傾角與厚度。其中，礦體傾角對采場中礦石搬運方式有很大影響，并且這種影響還和厚度存在一定關(guān)聯(lián)。但礦體傾角超過50°～55°時，可利用礦石的自身重量運行搬運；但采用留礦法作業(yè)時，傾角必須達(dá)到60°以上，但大厚度礦體基本不會受到這些因素的限制。此時可開挖下盤漏斗，利用礦石的自身重量來搬運。如果礦體的傾角較小，比如在30°～50°范圍內(nèi)時，可以在其他各方面條件都允許的情況下，考慮使用溜槽來搬運。但傾角小于30°時，采用電耙進(jìn)行搬運通常比較方便。若開采方法選擇為崩落法，則當(dāng)傾角在65°以內(nèi)時，可采用開鑿下盤漏斗的方式來搬運，因為這樣可以最大限度減少礦石的損失。

礦體的厚度對采礦與落礦方法選擇和礦塊布置方法選擇都有一定影響。比如，厚度小于0.8m的薄礦體，建議選擇分采或混采的方式；采用單層崩落法時，礦體厚度不能超過3m；采用分段崩落法時，礦體厚度應(yīng)得到6～8m；采用階段崩落法時，礦體厚度應(yīng)達(dá)到15～20m以上。選擇落礦方法時，淺孔落礦一般用于礦體厚度比5～8m小的情況；中深孔落礦一般用礦體厚度達(dá)到5～8m以上的情況；而深孔大爆破則用于礦體厚度超過10m的情況[2]。厚度較大的礦體中，礦塊的布置應(yīng)與走向保持垂直。

礦體的形狀與礦石和圍巖之間的接觸情況會對落礦方式選擇帶來很大影響。比如，當(dāng)接觸面模糊，且礦體形狀不夠規(guī)則時，一旦采用深孔落礦法，則有可能導(dǎo)致礦石損失或貧化。對于厚度很小的礦脈，當(dāng)其礦體形狀比較規(guī)則，并且礦石與圍巖之間的接觸也較為清晰時，建議采用分采的方法；相反，則要采用混采法。

（3）礦石的品位與價值。對品位和價值相對較高的礦石進(jìn)行開采時，要用高回采率方法進(jìn)行采礦，如充填法等。相反，則要使用低成本且高效率的方法采礦，如分段崩落法與階段崩落法等[3]。

（4）礦體中有用成分實際分布與圍巖礦成分。當(dāng)?shù)V體中有用成分實際分布較不均勻且存在明顯差別時，建議采用分采法，同時注意需將品位相對較低的礦石作為礦柱。當(dāng)圍巖出現(xiàn)明顯的礦化跡象時，回采時對圍巖混入的要求可適當(dāng)放寬，此時建議選擇崩落采礦法。如果圍巖中礦物成分戶對之后的選礦及冶煉造成不利影響，則應(yīng)重點考慮廢石混入率，不能選擇該混入率較大的方法。

（5）礦體賦存深度。如果礦體的埋深很大，達(dá)到500～600m，則隨著地壓的不斷增加會產(chǎn)生一定沖擊地壓，此時不可選擇空場法，建議考慮崩落法與充填法。

（6）礦石與圍巖自然性和結(jié)塊性。對硫化礦石進(jìn)行開采時，應(yīng)考慮是否存在自燃的風(fēng)險，硫含量達(dá)到30%以上的礦石，很有可能發(fā)生火災(zāi)，在這種情況下不可使用對礦石有較大積壓的方法，如階段崩落法與留礦法。另外，對于結(jié)塊性較好的礦石，選擇具體的采礦方法時，也應(yīng)考慮以上自燃性要求[4]。

1.2 技術(shù)經(jīng)濟條件

（1）地表對陷落的允許度。在地表移動區(qū)域內(nèi)若存在既有建筑，或存在環(huán)保要求，使地表不允許發(fā)生陷落時，應(yīng)選擇崩落法與空場法。

（2）礦石質(zhì)量要求。當(dāng)?shù)V石的加工部門對礦石品位提出了要求時，需限制采礦方法對應(yīng)的貧化率，另外，若對礦石中的粉礦含量及品級分采提出了要求，則也要在采礦方法選擇中引起足夠的重視。

（3）技術(shù)裝備與材料供應(yīng)。采用需用到很多特殊材料的方法進(jìn)行采礦時，必須先對這些材料的實際供應(yīng)情況進(jìn)行充分的了解。此外要注意，應(yīng)優(yōu)先考慮盡可能不用木材的方法，以此減少木材消耗，起到降低成本和減少環(huán)境污染破壞的作用。采礦方法和機械設(shè)備之間也有十分密切的關(guān)系。選擇具體采礦方法的過程中，也要充分考慮設(shè)備的實際供應(yīng)情況。比如，采用鏟運機進(jìn)行出礦的過程中，要實現(xiàn)了解設(shè)備實際供應(yīng)情況與各項設(shè)備性能參數(shù)。

（4）技術(shù)經(jīng)管水平。實際選擇的方法應(yīng)做到簡單可行，便于施工人員掌握和使用，且經(jīng)營管理方便，這對規(guī)模不是很多的礦山格外重要。若使用一些技術(shù)比較復(fù)雜且沒有經(jīng)驗的方法，則應(yīng)先對其進(jìn)行必要的實驗。以壁式崩落法為例，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行放頂，掌握難度很大；在空場法中，留礦法和分段鑿巖階段法相比比較簡單，當(dāng)這兩種方法都可以使用時，對于規(guī)模較小的礦山，由于其技術(shù)力量相對薄弱，所以建議優(yōu)先選擇留礦法[5]。

2 采礦方法選擇

首先要對礦床的地質(zhì)條件做深入且全面的調(diào)查分析，與獲取足夠地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，然后在相關(guān)人員了解了不同開采方法的技術(shù)經(jīng)濟條件后，方可按照以上要求確定最終的采礦方法。在實際的方法選擇過程中，經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，在初步確定了一些方法后，通過初步分析判別不同方法的優(yōu)劣，進(jìn)而確定最終的方法。事實上，只進(jìn)行簡單的技術(shù)經(jīng)濟分析很難分辨不同方法的優(yōu)劣，需要進(jìn)一步的比較，即對不同方法進(jìn)行更深入和全面的計算，然后以計算結(jié)果為依據(jù)通過綜合分析選定最佳的方法。

除以上影響因素外，在選擇具體采礦方法時，還應(yīng)注意以下幾點：

（1）適當(dāng)提高對礦床范圍內(nèi)地質(zhì)資料提出的準(zhǔn)確性及完整性等要求，特別是要有與礦石和圍巖穩(wěn)固性有關(guān)的資料。如果地質(zhì)資料掌握不足，將使采礦方法選擇失誤，導(dǎo)致礦石損失或長時間無法達(dá)產(chǎn)，造成難以挽回的經(jīng)濟損失[6]。

（2）當(dāng)?shù)V床的地質(zhì)條件較為復(fù)雜時，需在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完成后針對不同的采礦方法開展實驗，然后根據(jù)試驗結(jié)果確定適宜的采礦方法。

（3）在對不同的采礦方法進(jìn)行分析對比時，要注意因方法不同影響的范圍。比如空場法和充填法，在比較工程中，除了包含礦房回采，還有礦柱回采，某些時候還涉及空區(qū)處理[7]。

（4）選擇具體的采礦方法并非在現(xiàn)有方法當(dāng)中選出一個適合的，有些時候也要根據(jù)礦床地質(zhì)條件，結(jié)合具體的開采要求，有針對性和創(chuàng)造性地提出一些與當(dāng)前要求相符的新方法。

3 結(jié)語

綜上所述，井下采礦技術(shù)方法的選擇是一個綜合性的過程，需要相關(guān)技術(shù)人員在明確礦床地質(zhì)條件和不同采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟條件基礎(chǔ)上，先初步選定幾個可能適合的采礦方法，然后通過技術(shù)經(jīng)濟分析，從中篩選出幾個更加適用的，最后還要通過嚴(yán)格的計算選擇最佳的采礦方法，以此從根本上保證所選方法的合理性與可行性，為之后的生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)，為各項生產(chǎn)目標(biāo)的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。