浅析矿床开采的技术条件

摘要：我国地域辽阔，地质条件复杂，矿藏品类多样，开采条件各异，且矿山企业规模和管理体制也存在很大差别。矿床开采地质工作中的各种技术条件也越来越重要。本文就矿床开采工作中的主要技术条件及需要关注的各项工作进行了系统的分析和介绍。

关键词：采矿 矿床 地质

1 矿体埋藏条件分析研究

埋藏深度（覆盖岩层厚度）和矿区地形等是决定开采方式的重要因素。矿床开采的方式可以分为矿床开采方法、矿床地下开采开拓方式和地下开采方法三大部分。此外，包括运输、通风、排水、供水、供风、供电等系统，组成一个完整的开采系统，只有通过这一完整的生产系统，才能将埋藏于地下的矿产资源开采出来为人们所利用，到这时矿产资源才具有工业价值。

1.1 矿床开采方法

矿床开采方法是根据矿床地质条件（主要是矿体分布、形态、产状、埋藏条件等）和规模大小，通过技术经济分析而确定的。简单地说，矿体规模比较大，直接出露地表或埋藏于浅部的矿体，因为需要剥离的废石少，宜采用露天开采；反之，宜采用地下开采。总之，这是一项很重要工作，必须认真分析各方面影响因素才能确定下来。随着科学技术的不断进步和不断改进生产组织，采用露天开采方法将越来越多。据统计，在美国和加拿大，露天开采的铁矿石占90%，英国为85.9%，前苏联为80%。露天开采，废石剥离量（泥石流量），或剥采比系数，这是统计开采矿石单位体积的废石剥离量的比例。它是影响开采技术复杂程度和成本高低的主要因素。统常使采用的剥采比有分层剥采比、平均剥采比、境界剥采比与经济剥采比。经济剥采比又称极限剥采比，它是衡量露天开采经济效益的主要指标，如果该矿床实际计算出来的平均剥采比小于根据类似矿山所确定的经济剥采比，则认为露天开采在经济上是合理的，大于这一比值，露天开采在经济上就不合理了。确定经济剥采比的原则是露天开采费用应低于或等于地下开采费用。其计算公式如下：η经=■

式中：η经——经济剥采比；a——地下开采1m3矿石的成本（元/m3；）；b——露天开采1m3矿石的成本（不包括剥离废石的费用）（元/m3；）；c——露天开采1m3矿石的成本。

1.2 矿床地下开拓方式

简单地说，地下开拓是开辟矿面的所有综合工程项目矿体组成。这使矿床开采过程中提高了运输，通风，排水和其他关键的系统是合理的。因此，必须根据矿床储量分布探索地质条件，矿产资源储量大小，表面形貌，生产规模，技术和其他工业用地和采矿多方案比较，选择最好的方式来开拓。

1.3 地下开采方法

可分为空场采矿法、留矿采矿法、崩落采矿法、充填采矿法四类，而且各类中又可分成几种采矿方法。例如空厂采矿法可分为全面采厂、分段采矿、阶段矿房采矿法；充填采矿法可分为水、砂充填采矿法，胶结充填采矿法，尾矿充填采矿法。

一般来说，在各种采矿方法的适用条件，矿体厚度及围岩稳定起着主导作用，最好的选择通过比较回采率和高劳动生产率高，基础设施投资少，生产成本低，符合要求生产规模与安全的开采方法。矿山可行性研究的建设往往是通过选定的采矿方法和确定的技术和经济指标，这样就可以计算经济利益。

2 露天开采边坡工程地质条件分析研究

此项分析研究一般是在地质勘查期间所提供的矿床地质构造和岩性等资料的基础上进行专门的边坡工程地质勘察和边坡稳固性研究，提出既经济又安全的边坡角。影响边坡稳固性的因素很多，不仅是岩块的极限抗压强度，而更重要的是各种地质不连续面和岩石的抗剪强度、地下水和地震力等。

3 矿体（层）及其顶、底板岩石的稳固性分析研究

在露天开采矿床的顶板和底板岩石的稳定性要特别注意。矿石或岩石的稳定性是指矿石，岩石暴露在空间的面积允许的大小和持续时间的曝光，通常需要确定通过一个地下坑道才能予以测定。矿体顶板和底板岩石物质组成，结构，风化蚀变程度，风化带，蚀变带深度分销，各种软弱夹层岩性，厚度及变化等。水文地质，工程地质条件，矿石粉尘，老洞穴，洞穴，泥石流，山体滑坡，塌陷，地面沉降和其分布范围等。对岩溶或断裂发育的矿区，要研究并预测由于矿床疏干可能引起的岩溶塌陷情况、地面沉陷程度，在可能情况下圈定其界限。

4 矿石和围岩的物理力学性质分析研究

矿石和围岩的物理力学性质一般包括矿石密度，矿石和岩石的体重，矿石的湿度、孔隙度，含水性矿体顶、底板岩石的抗拉、抗压、抗剪强度、变形参数（硬度），矿石和岩石的松散系数（碎胀），矿石块度，矿石和岩石的安息角和表面摩擦角等。它们决定着矿井崩落和加固的方法，对于确定开采时的支护方式、支柱密度、爆破效率、运输量、露天采场的边坡角、地下开采的回采方法、机械设备的选择、劳动生产率、材料消耗及采矿成本等都有较大影响。如体重、湿度测定不准确，将会影响装运、提升设备的选定。松散系数测定不准确将会影响矿车、吊车、矿仓等的容积和运输量等。抗压强度资料不可靠将影响凿岩设备的选择和采矿场的生产效率等。

5 矿床水文地质条件分析研究

矿床水文地质也是影响矿床开采的重要因素，从工业利用方面考虑可以分为简单和复杂两类。在生产过程中需要采取特别措施来处理正常的排水模式。顶层板岩层含水丰富，且连通性好，矿床地质构造比较发育，坑矿涌水因素较为复杂，是涌水量较大的矿床。除了地质勘探工作进行了水文地质工作中的勘探，同时也为专门的水文地质勘探，矿井水流入预测等，取得明确的地下水可以疏干处理的结论后，才能进行可行性研究。

无论矿床水文地质条件简单或复杂，通过分析研究必须掌握矿区地层或构造的含水性及分布情况、地下水位标高、渗透性影响范围、地表水体（河流、湖塘）及地下水含水层或构造的水力联系，矿体开采对水文地质条件的影响、老窿条件及含水情况等，并预测矿坑涌水量，以作为矿床开采建设规划的依据。

参考文献：

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[3]朱凤丽，张强.河北省安妥岭斑岩型钼矿床围岩蚀变特征[J].吉林地质，2011年02期.

作者简介：

吴川（1983-），男，河北保定人，助工。