铜矿地下采矿方法及技术选择策略研究

邹道明

（江西铜业集团银山矿业有限责任公司，江西 德兴 334200）

铜矿资源是人们社会发展过程中的重要资源，广泛应用在很多不同行业中，在当前的工业建设中占据着十分重要的位置。但是随着开采量的增加，导致铜矿资源在不断减少，所以需要采用地下采矿法满足开采的要求。在实际施工中，需要充分考虑铜矿的情况，选择合适的采矿方法，保证开采的经济效果和社会效益。

1 影响铜矿开采技术选择的因素

1.1 开采地区的地质状况

在开采工作开始之前，需要对铜矿开采区域的围岩稳定性、地质情况都做出判断，保证能够给铜矿开采方法的选择提供合理依据。在开采工作正式开始之前，需要充分了解矿山的地质构造、区域内岩体的岩性、破碎带、断层、地下水分布情况、裂隙等等。

1.2 地应力状况

在铜矿地下开采过程中，地应力将会是铜矿开采工作的主要影响因素，会因为开采过程中因为地下岩体变形和其他破坏现象产生。因此在开采工作开始之前，需要重点进行地应力的分析，制定合理的开采方案，通过确定巷道的尺寸、开挖步骤、支护形式等参数，保证地下铜矿开采工作的可靠性和稳定性。

1.3 铜矿质量

有些铜矿的经济价值比较高，就可以使用填充开采法，使用这种开采方法的好处在于开采过程中可以最大程度减少铜矿的损失以及避免贫化，因为铜矿石的自身价值是要高于填充料成本的[1]。同时，对于铜矿石的质量控制，不仅要看待铜矿石的品质，同时也要判断铜矿石杂质的情况。

1.4 铜矿的赋存条件

铜矿的赋存条件包括铜矿体的形态、稳定性，还有铜矿的埋藏深度。铜矿的埋藏深度和铜矿的赋存条件有着最为重要的关系，通常情况下，随着铜矿的埋藏深度不断增加，铜矿石会有越来越明显的碎片化情况，而且矿体的稳定性也会不断降低。并且埋藏深度越大的铜矿，还会受到比较强的地应力影响，所处位置就会有较高的温度。由于地下开采时，通风的条件比较差，导致温度非常高，所以地下采矿的难度非常大。在开采过程中，需要严格控制地下开采的通风，以及有效控制开采成本，保证开采的经济效益。

1.5 铜矿地下开采的经济技术参数

在对技术参数的分析中，首先需要考虑在进行铜矿地下开采的过程中，是否会出现地表塌陷的情况，如果地表可以塌陷，优先使用崩落采矿法，如果地表不能塌陷，就可以采用填充采矿技术[2]。同时，铜矿采集过程中所使用的设备、装备也会对最终的采集效果造成明显的影响。所以采集过程中应该加强技术管理，尤其是要保证开采过程中所使用的开采工艺的科学性，确保长期采矿工作的要求。管理过程中，管理人员必须严格遵守相关标准保证管理制度的落实，推动技术和管理工作的同步进行。还可以引进全新的管理方式保证管理效果，积极推动铜矿地下采集工作水平的提升。

对采集的经济指标分析时，主要对铜矿石的地下开采时间、回采能力、铜矿贫化和损失程度作出分析，以及研究开采过程中机械设备的效率，确定铜矿石消耗的相关因素等等，综合分析经济指标之后，选择最合适的铜矿开采方法。

2 铜矿地下采矿的主要方法

在铜矿开采的过程中，铜矿资源一般都处在泥质岩和砂岩的构造内，再加上矿体和顶板一般都是坚硬的岩体，因此在开采后，矿场内会有很多坚硬的岩石，如果发现围岩都属于中硬强度的岩石，就属于不稳定的矿体，证明地质灾害的发展比较弱。对于采矿方法的选择是要根据主矿体的开采进行深入研究，并且要针对采矿过程中出现的矿岩缝隙、稳定性不足的矿岩采用合适的方式开发，实现对铜矿资源的充分利用。

2.1 空场开采

空场开采是最常用的开采方法，使用该开采方法，可以根据技术设计要求在采矿的过程中留取一部分采矿区，然后通过技术手段对矿柱进行加固处理，保证整个开采过程中铜矿资源都被纳入到开采区。空场开采法也被称之为全面开采法，在开采的过程中需要找到采空区的核心，保证开采工作能够顺利进行。开采过程中需要对矿房中送入填充料，以便能对围岩的崩落和位移进行充分的控制。使用空场开采法的好处在于能够处理稳定性比较差的围岩，并且能够对地表开采条件比较复杂的矿体进行开采，在对深部开采时，可以对低压进行充分控制。

2.2 崩落开采法

在实际的铜矿开采过程中，崩落开采包括分段开采和分层开采两种，在矿区的围岩崩落时，地下开采技术使用开采区开采法，在矿石发生崩落的时候将围岩填入采空的开采区，而且能够对地压进行管理[3]。开采过程中，崩落开采法是目前主要使用的开采方式之一，在崩落的过程中，采出矿石形成分段岩石岩层，可以合理控制采空区，避免周围围岩的不稳定。崩落时可以使用技术手段在围岩出现生动时借助岩石实施开采，开采的人员需要使用专业技术控制周围崩落的岩石，保证对地压的控制。但是使用这个开采方法具有明显的危险性，尤其是要求技术人员必须要了解周围的地形，然后对采空区进行填补作业，以保证开采过程可以顺利进行。

2.3 留矿采矿法

留矿采矿法是将现场的采出的铜矿石存放在专门的矿房，在铜矿石堆积到一定的水平后再进行人工作业的方法。使用这种技术方法比较适合在对相对比较稳定的矿体开采工作中，而且要求矿体比较厚。使用这种采矿方法会在铜矿回矿的过程中，在采空区域选择一个位置专门放置铜矿石。对于这些矿石可以利用矿柱的共同作用下对采空区域进行加固支撑，通过使用这种方式一般要在矿体环境比较好，而且现场不存在粘接的情况下，而且矿石也不容易养护，周围围岩的地质情况比较好的条件下使用。

2.4 填充采矿法

填充采矿法的技术大多都是在回采工作面不断增加时，采矿能够逐渐深入的情况下，就可以使用填充料对采空区域回填，维持采矿工作的进行。填充采矿应用在回矿时，而且铜矿矿区的采矿区必须要充分利用矿柱，填充料和人工加固体系来对采空区域进行加固。利用该采矿技术，能够对一些赋存价值比较高的铜矿和回收率较高的铜矿进行开采，并且在填充料容易获得和并不容易出现塌陷的位置可以使用该方式。

2.5 VCR 技术采矿法

VCR 技术采矿法时垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法，使用该方法在操作上比较简单，根据特定的炮孔分布作为依据，之后在矿房或者矿柱上面的巷道经过，向下钻取一些具有较大直径的炮孔，相关部门和工作人员根据自己的实际经验，对底部到上部之间的最佳位置的球状腰包进行固定，在腰包放好之后，引爆炸药，让铜矿体炸落到预采空间内，就能够实现简易化的开采。使用该项技术时，采矿时间能够明显减少，充分提升采矿工作的效率，还能够保证采矿过程中的安全性。采矿过程中所使用的球状炸药威力非常大，而且具有极高的密度，因此可以获得较高的炸速。使用该方法时，安全性很高，可以最大幅度降低工人的劳动强度并提升生产效率，从而降低生产的经济成本。但是使用这种方法时，可能会出现堵塞或者超爆的情况，回采的安全性也很难保证。

3 铜矿地下采矿过程中的注意事项

3.1 做好对矿山地质化学环境的改良

在铜矿进行开采之后，会影响地表土壤的算进度，还会污染周围的水系和空气，所以需要采取一定的化学措施，加强对矿山环境的治理工作。可以通过使用通过碱性物质或者酸性物质来调节土壤的酸碱度，让土地能够实现酸碱平衡。在空气污染和水污染的治理上，也可以对被污染的水源地投放化学物质，有效控制水源地的酸碱度，从而达到中和金属污染物质的目的。

3.2 改善矿山环境的物理措施

由于开采过程中会破坏岩体应力，从而造成岩层结构的损坏，以及最终导致地表环境受到伤害，所以在进行地下采矿的同时，也需要在采矿的过程中不断进行地表环境的恢复[4]。对于岩体结构所产生的破坏，可以及时使用各种方法对地表填平，还可以使用填充法对塌陷地区进行填充，控制地表的下沉程度，并且保证塌陷被控制在合理的范围。

4 结语

在经济快速发展的背景下，对资源的需求正在逐渐增多，因此需要采用更为高效的方式，进行国土资源的开采。在对铜矿进行地下采矿时，应该做好对铜矿的勘察工作，根据实地情况使用最合理的采矿手段。采矿过程中，要提升采矿车的机械化水平、保证采矿工作的安全性，提升采矿效率和降低采矿过程中的铜损失。通过综合应用合理的采矿技术，满足采矿工作的要求。