谈井下采矿方法及技术

韦优扬（广西岑溪市龙湾矿业有限责任公司，广西 岑溪 543200)

谈井下采矿方法及技术

韦优扬
（广西岑溪市龙湾矿业有限责任公司，广西 岑溪 543200)

随着我国工业化进程的不断加快，人们对矿产的需求量越来越高。然而井下采矿因为地质情况较为复杂，且环境恶劣，不同的矿产有不同的采矿技术，导致出现了越来越多的矿井安全事故，给企业的经济效益带来了影响。论文就有色金属的采矿方法和技术控制进行分析，希望对提高采矿工作的安全性，保证采矿企业的经济效益和社会效益具有借鉴意义。

井下；采矿；技术；方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.053

1 引言

在我国国民经济的发展中，矿产是最为重要的物质基础，如果矿产资源枯竭，我国的工业化水平乃至整个国民经济将会受到重大打击。目前,我国的深井采矿工作事故频发，且矿产日益枯竭，更需要保证采矿技术的先进性。本文就有色金属的井下采矿方法和技术进行分析。

2 有色金属开采中深井采矿技术的意义

随着我国工业化和现代的化的不断发展，人们提高了对金属的需求，从而导致我国矿产资源逐渐面临枯竭，很多有色金属浅表矿床已被开采殆尽，人们不得不将视角转入到深部矿床的开采当中，这就需要对深井采矿技术加以应用。另外，我国部分深井采矿工作中存在着较多技术不成熟的情况，难以满足有色金属矿床转深的实际，而且深井开采工作其地温较高，地应力较大，这就导致涌水和岩喷情况的不断出现，给施工带来了较多的安全隐患。采矿的效率不仅难以保证，采矿人员和设备反而存在安全威胁。因此，研究有色金属深井采矿已迫在眉睫。

3 有色金属开采中深井采矿技术存在的问题

1）在采矿工作中，虽然对岩爆机理及预测技术非常重视，然而却缺乏有效防护岩爆倾向性开挖的空间技术和理论。从而导致在开采过程中出现虽然对不稳定围岩的岩爆可以采取措施避免，然而对于稳定围岩转向不稳定围岩的情况却束手无策，造成岩爆的出现[1]。

2）虽然在采矿工作中，对高应力诱发岩爆地质灾害加强了防范，但是对于采场矿岩破碎中高应力承载硬岩的优势却认识不足。另外，对于立足于此的诱导裂变技术的价值也缺乏了解。因此，必须采用矛盾分析法来看待高应力，不能只看重其负作用，对其正面价值也要有所发挥。

3）在研究深井岩爆和热害问题的时候，没有重视采矿工艺，且没有将两者结合，达到革新采矿技术的结果。在采矿工作中，岩爆和热害虽然发生负作用的概率较大，但是在某种情况下，其能有效推动采矿工作的发展，所以必须要把采矿技术和地质灾害有效结合，提高研究的效果。

4）目前，我国各矿山的技术装备差异较大，虽然很多矿山具有如遥控铲运机、液压凿岩台车等智能化、现代化设备，但是有部分矿山采用的还是人工搬运矿石和气腿式凿岩机等方式[2]。

4 有色金属深井采矿的主要技术

4.1 充填采矿技术

我国目前在对有色金属进行开采时，主要采用充填采矿技术。虽然在水固结重填技术阶段，因为材料性能较差，价格较高等因素，导致发展前景并不好。然而随着技术的改善，重填技术向高尾砂及高浓度发展，胶结材料使用量极大减少。现如今的胶结充填技术已经不再具有过去分级尾砂的特点，存在高浓度和全尾砂，从而形成了不脱水、不浓缩的井下胶结充填技术。它不仅对井下环境进行了改善，而且尽量避免了生产对环境带来的危害，经济性也得到相应保证。我国目前已经将其用作有色金属深井采矿工作中，诸如粗粒级水砂充填技术、泵压输送充填技术、膏体泵送充填技术等。

4.2 盘区房柱采矿技术

它是一种源自美国的新型采矿技术，被广泛应用。美国白松铜矿属于缓倾斜大矿体，埋藏深度较深，过去应用普通房柱法，但是随着开采不断加深，矿柱尺寸加大，矿石的回采率也逐渐降低。因此，采用了盘区房柱采矿法。该方法主要是：如果盘区宽度低于1/3采深，盘区留宽高比为7的刚性矿柱来充当永久损失，并对顶板岩层不冒透地面进行控制。在盘区中间留宽高比为2的柔性矿柱，当盘区内矿石逐渐回踩，柔性矿柱随之片落，上部岩体将压力向盘区刚性矿柱转移，但盘区内开采在压力拱内，压力减少，回采不仅更加安全，矿石回收率也得到了提高[3]。

4.3 深部巷道围岩支护技术

要想对矿山深部巷道的稳定性进行控制，就要按照深部巷道围岩的应力环境以及岩石力学特性，应用无论是强度还是刚度都较好的预应力锚杆支护系统，来对围岩变形破坏有效控制，从而防止出现巷道返修或者二次支护导致工程量的增加。未来矿山深部巷道支护技术将会对预应力锚杆等支护技术加以应用来促进自身的发展。另外，要应用符合深部巷道支护的设备，从而落实支护技术并对支护质量进行保障。要注意到，井下采矿工程一定要立足于安全性，要保证井下开采充分安全，就要采用井下支护技术。我国现在的支护技术已经日臻熟练，其中在支护技术中最为先进的构造工艺是强度较高的刚架以及涨壳式锚杆组成的锚杆桁架，它的安全性能够得到保证，且在井下采场和硐室中应用最为广泛。除此之外，还可以应用起爆系统，它能够防止井下采矿出现安全事故，兼顾企业的经济效益以及社会效益。

5 有色金属深井采矿技术的控制

5.1 岩爆控制

在采矿工程中，岩爆控制是最为重要的一个方面。导致岩爆出现的原因非常复杂，而且岩爆具有不可控制性。我国目前对于岩爆控制的研究还不足，难以满足深井采矿工作的实际要求。但对其研究主要从以下4个方面出发：（1）有色金属矿山岩爆的机理；（2）采场地压以及岩爆预测技术；（3）采场岩层可控制与岩爆航道支护；（4）岩爆防治措施。

5.2 高温环境控制

在深井采矿过程中，热害问题也较为常见，矿井下温度最高能达到40℃。因此，必须对高温加以控制。（1）爆堆与矿岩中的不稳定热传递性质；（2）连续爆堆及矿岩与风流的不稳定热温复合换热机制；（3）矿井中风流热学性质变化的规律。最后是深井岩层支护隔热材料[4]。

5.3 低废控制

在深井采矿技术中低废控制是较为重要的一个环节，它能够将深部矿井中存在的低品位有色金属矿化成以矿块形式存在的主要单元，属于原地破碎溶浸采矿技术。要想让该技术发挥出巨大的价值，就必须对钻孔的精度进行控制，并且还要控制溶浸液的渗透以及极小补偿空间的矿块。它也可以分为4个方面：（1）极小自由空间致裂和爆破技术；（2）深井高应力环境下矿块的致裂爆破理论；（3）是多相介质和溶浸液流动规律的耦合关系；（4）原地爆破溶浸采矿的采准布置以及环境监控[5]。

5.4 稳定性控制

采场的开采顺序以及回采顺序会对采场地压显现规律造成影响，并最终影响到岩层移动的速度和范围。要做好无间柱连续开采的稳定性控制与变形监测，采取安全措施，保证深部矿体安全回采。另外，要对不同回采工艺以及采矿方案的岩层移动规律进行揭示，有效预测岩移对竖井的稳定性造成的影响。

6 结语

对于井下采矿方法和技术进行研究非常必要。井下采矿较为危险和复杂，必须要保证技术和工艺的成熟和先进性，积极应用新型技术，做好控制工作，从而提升采矿的安全性。

【1】古德生,李夕兵.有色金属深井采矿研究现状与科学前沿[J].矿业研究与开发,2003(S1):1-5.

【2】付春杰,刘程城.有色金属矿山深井采矿技术研究[J].技术与市场, 2016(5):227.

【3】魏建中,张保,杨福波.铜陵有色采矿技术与装备水平创新实践[J].采矿技术,2011(1):6-10.

【4】王运敏.金属矿采矿工业面临的机遇和挑战及技术对策[J].现代矿业,2011(1):1-14.

【5】李夕兵,姚金蕊,宫凤强.硬岩金属矿山深部开采中的动力学问题[J].中国有色金属学报,2011(10):2551-2563.

Introduction to theUnderground MiningMethodand Technology

WEIYou-yang
(GuangxiCenxiCityLongwanMiningCo.Ltd.,Cenxi,543200，China)

Alongwith the accelerating processof industrialization, people demand for itsminerals, ismore andmore high.However,the underground mining because of the complex geological situation and conditions, different mineral mining technology, there aremore andmoremine safety accidents, to the enterprise economic benefit. In this paper, the non-ferrous metal miningmethod and thetechnical control were analyzed, and the hope to enhance the security of a mining operation, to ensure that the mining enterpriseeconomicbenefit and socialbenefit.

underground;mining;technology;methods

TD853

B

1007-9467（2016）12-0176-02

2016-09-19

韦优扬（1987～），男，广西都安人，助理工程师，从事井下金属矿山采矿技术研究。