基于銅鎳礦采礦方法優(yōu)化及應用研究

巴朕杰

新疆有色金屬工業(yè)（集團）全鑫建設有限公司 新疆烏魯木齊 830013

作為國家一種重要的礦產(chǎn)資源，銅鎳礦在工業(yè)應用上的作用非常重要，因此，必須要將銅鎳礦資源開采重視起來，然而，隨著開采工作的進一步深入，現(xiàn)存銅鎳礦資源越來越少，為保障后世子孫對于銅鎳礦資源的利用需求，當下就迫切需要通過不斷優(yōu)化銅鎳礦采礦方法，確保礦產(chǎn)資源的最大化利用率。學者周禮[1]根據(jù)黃山南銅鎳礦礦山開采技術條件，通過相關開采技術比較，初步選擇了大直徑深孔階段空場膠結充填采礦法，實踐證明這一選擇非常合理。李海峰[2]以金川銅鎳礦為研究對象，通過對礦區(qū)礦床地質、水文地質條件的分析，確定了適合該銅鎳礦礦產(chǎn)資源開采的技術方法，充填采礦法，受到企業(yè)的一致肯定。筆者通過查閱相關文獻，先介紹了常用銅鎳礦地下采礦方法，并對這些方法的應用情況進行了分析，希望能為同類礦山企業(yè)提供幫助。

1 常用銅鎳礦地下采礦方法介紹

1.1 空場開采法

所謂空場開采法就是在銅鎳礦開采作業(yè)中，開采人員運用一定的技術措施對采空區(qū)進行一定量的留存，但在留存時，必須保證采空區(qū)保持空場狀態(tài)，以便后續(xù)進行回采。在使用該方法時，首先要綜合分析礦壁情況，并找準核心，然后再運用科學的方法回采，最通用的開采工藝技術有房柱開采法、階段開采法和全面開采法三種。

1.2 崩落開采法

崩落開采法就是在銅鎳礦開采過程中利用礦區(qū)圍巖崩落的方式進行，這一開采方法不僅能最大限度地保障開采人員的人身安全，還能夠合理地控制低壓。在應用崩落開采法采掘銅鎳礦產(chǎn)資源時，首先要了解該開采方法的技術特點。崩落開采法所涉足內(nèi)容較多，因此，分段崩落是最為合理的方式。在崩落過程中，不僅僅只局限于礦產(chǎn)資源的崩落，還要對礦區(qū)周圍的圍巖進行崩落，同時，還必須對采空區(qū)進行充填，以免隨著崩落范圍的進一步擴大，造成采空區(qū)頂板冒落。在對采空區(qū)進行填充時，必須要結合實際進行整體控制，否則會導致銅鎳礦地下開采安全事故的出現(xiàn)，因此，在崩落、填充過程中一定要做到謹小慎微，畢竟安全大于一切。

1.3 填充采礦法

填充采礦法一般應用在恐采取回采過程中。隨著銅鎳礦回采工作的不斷深入，采空區(qū)范圍進一步擴大，為實現(xiàn)開采工作的順利進行，有必要使用填充料進行采空區(qū)的填充。在填充采空區(qū)時，首先需要使用填充料、礦柱和人工加固體系進行加固，確保采礦區(qū)的穩(wěn)定性，以防止采空區(qū)的塌陷[3]。與此同時，還要對價值較高的銅鎳礦區(qū)進行開采，否則就會造成礦產(chǎn)資源的巨大浪費。

2 銅鎳礦采礦方法選擇原則

結合銅鎳礦體賦存特點、開采技術條件，及國內(nèi)外同類型礦體開采現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，總結出銅鎳礦采礦方法選擇時必須要遵循以下5項原則。

（1）所選擇的采礦方法必須要具備良好的開采條件，同時還要具備較高的安全性，保障開采人員及開采設備的安全。

（2）所選擇的采礦方法在具體應用中能夠實現(xiàn)保護性開采，即在不破壞周邊低品位礦體基礎上順利采掘。

（3）所選擇的采礦方法符合可持續(xù)發(fā)展理念，即能夠在保障出礦品味的基礎上延長礦山服務年限，避免出現(xiàn)采礦損失貧化現(xiàn)象。

（4）所選擇的采礦方法在應對礦巖穩(wěn)固性、礦體產(chǎn)狀變化等情況時具有較強的適應性。

（5）所選擇的采礦方法生產(chǎn)能力必須足夠大，一般能夠滿足60萬t/a的生產(chǎn)規(guī)模即可，生產(chǎn)能力小于此規(guī)模的方法即可摒棄。

3 銅鎳礦采礦方法優(yōu)化及應用

盡管我國銅鎳礦礦體數(shù)量較多，但很多礦體的整體位較低。通常情況下，我們會選擇Ni邊界品位≥0.4%的礦體進行開采，對于Ni邊界品位＜0.4%的低品位礦體進行保護，實現(xiàn)低品位礦體的開采工程和技術條件不被破壞。

崩落采礦法可實現(xiàn)礦石回采與上盤圍巖崩落工作同時進行，但這一方法會對周邊低品位礦體開采技術條件帶來巨大破壞，對于整個礦產(chǎn)資源來說，無疑是一種浪費，造成大量礦產(chǎn)資源無法被回收利用。另外，崩落采礦法本身所賦予的采礦損失貧化指標就很難被控制在理想狀態(tài)之中。例如，我們黃山南銅鎳礦開采作業(yè)中就運用的是此種方法，統(tǒng)計結果表明這種方法所造成采礦損失率和礦石貧化率達到了20%-40%。再者，崩落采礦法僅適用于單中段生產(chǎn)中，是無法滿足60萬t/a生產(chǎn)能力的。

運用空場采礦法進行銅鎳礦礦產(chǎn)采掘時，所面臨的最大技術難題是礦柱回收和空區(qū)處理。一般的，在回收礦柱時，常運用空場崩落方式進行回采，很容易造成采礦損失貧化增大，但是，如果將采空區(qū)進行封閉，又會對礦區(qū)穩(wěn)定性帶來不利影響，無法保障礦區(qū)的安全；若選擇將采空區(qū)進行崩落，不僅會耗費大量的資金，還會對周邊低品位礦體及后續(xù)開采條件造成破壞。例如，獲各琦銅礦、四川鑫源礦業(yè)公司等在礦山初期都采用空場采礦法，都出現(xiàn)了不同程度的采礦損失貧化大、技術經(jīng)濟指標差、礦柱回收難度大等問題。

在銅鎳礦采空區(qū)回采過程中，充填采礦法是被認為是最有效的一種方法，因為這一方法不僅具備較高安全性，還能實現(xiàn)采礦損失貧化的有效控制，最大限度低實現(xiàn)礦產(chǎn)資源回收，延長服務年限。隨著開采作業(yè)的進一步深入，為保障采空區(qū)上覆巖層不會出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，必須要及時處理采空區(qū)，對低品位礦體開采技術條件進行有效的保護，可通過“保護性”開采方法的應用實現(xiàn)多中段同時生產(chǎn)，確保礦山出產(chǎn)能力。通過上述比較可知，除噸礦完全成本外，較空場采礦法與崩落采礦法，充填采礦法具有非常明顯的應用優(yōu)勢。

4 結語

隨著銅鎳礦地下開采的機械化程度及開采技術水平的進一步提高，銅鎳礦礦山綜合開采能力、生產(chǎn)效率都有了極大的提高，銅鎳礦損失率及貧化率也得到了很好的控制。