金属矿地下连续开采技术探讨

熊诗强

摘 要：经过多年的技术发展，我国的金属矿山开采取得了巨大进步，开采工艺不断优化，开采设备不断更新，当前金属矿的地下连续开采技术被广泛应用，相较于传统的开采工艺能获得更高的经济效益，但是地下连续开采技术也存在一些不足之处需要改进，当前地下金属矿山连续大量开采工艺成为国内外普遍关注的研究课题。

关键词：金属矿山;地下连续开采

连续开采技术是地下采矿应用比较广泛的技术工艺，可以实现金属矿的机械化连续作业，相较于传统的采矿工艺的生产能力更高，可以满足大规模、高强度的集中化采矿作业需求，因此深入了解地下连续开采技术工艺的优势和特点，解决潜在弊端，有利于推动采矿业的技术发展。

采矿就是通过采准——切割——回采这三种技术对矿体进行开采的过程，通常分为地上开采和地下开采，当前地下开采需求增多，开采技术也是趋向于机械化、自动化发展，地下连续开采是迄今为止最先进的采矿技术，地下连续开采也分为两种形式，一是针对硬度比较小的矿体，比如煤矿、盐矿、钾矿等矿床采掘工艺，比如切割、落矿、装载、搬运等工序，在同一空间内平行连续作业，第二种是针对硬度比较高的金属矿，在开采的过程中将采矿过程分为多个阶段，在矿体、阶段或矿块的回采过程中落矿、出矿、运矿三大工序各自相对独立地进行作业，各个工序之间相互协调，在不同的空间连续平行作业，以提高开采效率。

1 金属矿地下连续开采技术优势

1）工作环境得到显著改善。地下矿产开采工作存在很大的风险性和不安全的因素，传统采矿施工需要很多人工的介入，在矿井、坑道、采场中施工作业，采用地下连续开采工艺进行采矿后很多施工环节可以由机器代劳，而工作人员只需要在平台设备上进行操作就可以完成，很大程度上降低了作业的压力和安全风险，采矿工作环境大有改善。

2）矿产开采效率提高。以往传统的人力采矿作业效率相对较低，而且常会出现一些工作协调性差、工序信息不对等的现象，由此致使采矿的效率不高，工作时间被浪费，而当前采用地下连续开采工艺后，极大提高了各个工序之间的衔接性，能够形成环环相扣的工作流程模式，减少了中间工序协调沟通的时间，另外地下连续采矿工艺还可以在信息技术的帮助下对开采作业进行实时监测，根据不同情况下的开采施工及时调整机械设备的工作参数，为地下矿产开采提供有力的机械支持，极大提高了生产开采效率。

3）采矿工作安全性提高。一直以来金属矿山开采都是一个高风险的行业，爆破、火灾、粉尘、有毒物质等不安全因素一直困扰着矿山开采工作人员的安全，给工作人员带来极大的健康隐患，而通过连续开采工艺进行采矿能使用机械替代很大一部分人工去操作比较危险的工序，减少了采矿人员与地下环境的接触，有效提高了矿山开采的安全性，减少事故的发生。

4）金属矿产品的回收率提高。传统金属矿山开采的爆破、钻孔等方法对于矿床的破坏性较大，也在一定程度上造成了金属矿石资源的浪费，现代化的连续开采工艺可以通过切割、落矿、搬运的方式就完成矿石的开采工作，有效避免了“硬性”采矿施工模式造成的矿石浪费，提高了金属矿产品的整体利用价值，提高了经济效益。

5）矿产开采更加绿色环保。地下连续开采技术工艺中比较常用的一种是充填式采矿工艺来处理采空区，充填的物料一般会选用废石、尾砂等，充分利用采矿过程中产生的工业固体废弃物，减少了固废排放，能有效降低矿山开采对周边环境带来的损害，另外对采空区进行充填可以有效防止地表沉降和塌陷，降低生态破坏影响，保护生态环境。

2 金属矿地下连续开采技术工艺

1）金属矿地下连续开采技术的内涵。狭义的连续开采是基于单一采矿机的连续采矿，当前的广义连续开采是指采装运机组与一步骤回采方法配套的連续采矿，开采工艺是对矿块或者矿房回采保证其连续性，主要有四个层面的含义：一是矿房的连续回采，是指在开采过程中对落矿、出矿、矿石搬运一系列的工作连续进行，其目的是实现高能力、高效率的采场连续回采;二是矿床的连续开采，对矿床的开采施工过程中尽可能采用一步骤回采的模式进行开采，尽量不留或者少留矿柱，将一系列工作流程连续完成，主要关注点在于开采方式、采场回采的推进顺序、开拓采准形式以及地压管理;三是矿石的连续运送，是对井下矿石的转载、运输、提升，是地下开采矿石的后处理工艺，在近几年取得了一定的研究成果，国外很多矿山用特殊的胶带运输机实现了地下矿山的连续运送，极大的提高了矿石运输效率;四是全工艺过程的连续化，是指对矿石开采全过程的连续性工作，在掘进、落矿、出矿、运输等各个环节都能实现连续的、相互衔接的施工作业，在一定程度上来说是最高层次的连续开采工艺。

2）无间柱连续开采工艺。在传统的地下金属采矿作业中，房式采矿技术的整个采矿流程会分为矿房回采和矿柱回采两个部分，在完成矿房的开采作业后才进行矿柱的回收开采，这种工艺在作业施工时有一定的缺陷，首先预留的矿柱形态受外界环境影响大，矿柱的规则性差，对外力的抗压能力差，比较脆弱，容易出现变形、损坏等现象，造成矿柱回采难度增大，比如矿柱回采的安全问题，回采工艺复杂，而且难以管理，造成回采成本增加;其次由于矿柱的回采技术难度提高，一些金属矿石无法得到有效开采利用，回收率低，效益减少，而且浪费资源，另外矿柱回采难度影响工期进度，会给后面的施工作业带来阻碍，严重影响整体工程的经济效益。

无间柱连续开采工艺调整了采矿流程，能很好地对上述问题进行解决，在这一工艺中，矿体被划分成多个阶段，阶段内又划分矿段，以矿段为回采单元，且矿段间不留间柱，采切、回采、充填三大工序分别在相邻的3个矿段中平行进行;矿段回采采用采场连续工艺，矿段回采结束后，随即转入快速充填;3个矿段的作业相互衔接，阶段采矿工作连续推进。主要施工流程是：采用下向平行深孔侧向崩矿，无二次破碎水平的组合式振动出矿机底部结构，用分节式振动运输列车来运搬矿石，在崩矿过程中，靠充填空区一侧留临时隔离矿壁，待本矿段出矿工作将结束时再一次崩矿，强采强出，并随即快速充填空区，待一分区出矿完毕准备充填时，再开始二分区的崩矿出矿。采切、回采、充填工序可以在相邻矿段间平行进行作业，相互独立又相互衔接，分别转移来实现连续推进，最终形成一条连续的作业线，达到连续采矿的效果。

3 金属矿地下连续开采工艺发展趋势

虽然地下连续开采工艺相比传统开采技术具有一定优势，但是仍旧存在一些问题需要改进，一是加强连续开采的采矿方法和工艺的精进研究，虽然我国当前在连续出矿、运矿、设备等方面发展迅速，但是在开采工艺的创新上十分缺乏，过度依赖设备无法从根本上解决开采问题，要发展高端开采技术，让技术与设备协调运作，加强连续开采工艺的合理运用，促使其发挥出更大的能效;二是矿石破碎的质量问题，在连续开采作业中虽然提高了落矿量，但同时也增大了大块矿石的产出率，大块落矿会给开采工作带来困扰，矿石运输增加了难度，因此要加强对岩石力学的研究，需要在开采过程中加强对爆破矿岩的参数进行优化处理，要最大程度的控制矿石爆破块度，提高矿石的破碎质量;三是加强对无间柱一步骤连续开采工艺的推广以及配套流程工艺和设备的研究，结合当前网络信息技术、数字技术，发展高端智能化开采，实现高阶段、大矿段、高质量的连续回采，促进全矿系统的连续开采向智能化、自动化推进。

参考文献

[1]郑茂兴.浅析金属矿山地下开采方法选择及其影响因素[J].世界有色金属，2017（7）.

[2]丁祥.浅谈地下金属矿山开采中连续开采关键技术的应用[J].智能城市，2017（8）.