金属矿山井下开采方法分析

2020-12-09王龙浩

世界有色金属 2020年23期

关键词：采空区围岩矿山

王龙浩

（西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏拉萨 850000）

近些年来在可持续发展理念的逐步落实过程中，在金属矿山井下开采方面较之以往已经有所进步，但从其实际工作开展情况来看，仍面临着诸多不利因素，制约着开采效率的提升，基于此，有必要对其展开深层次研究。

1 金属矿山采矿现状与技术特点分析

1.1 现状

（1）缺少优质矿源。从目前来看，我国在金属矿山采矿方面普遍面临着缺少优质矿源的问题，与此同时，国家矿产资源上有着中型金属矿比重较大的特点，而小型的矿源也相对较多，但大型的金属矿源则比较少，绝大部分的矿产开发企业在采矿期间过于侧重其所能够取得的经济效益，这便使得国家矿产资源面临着整体耗费严重的现象，突出了资源能源消耗的各方面问题，未能实现最大限度的开采以及利用。

（2）采矿技术落后。我国地域辽阔，各地区自然条件以及政策条件之间的不同导致各地区在经济发展方面存在一定的差异性，与此同时，在经济发展的过程中同外界条件之间也存在较为明显的不同。矿业本身具有特殊性，若是该地区有着丰富的矿产资源，其在采矿技术上相比其他地区也会比较先进和成熟。然而相关调查表明，我国的部分偏远地区没有完全掌握当下新型的采矿技术，这样一来便会增加其实际采矿中所要投入的成本，还会呈现出效率较低的局限性，在这种条件的限制下，矿产单位所获得的经济效益会有所降低，难以实现持续平稳发展的目标。

（3）环境破坏严重。在开展金属矿山采矿工作的过程中，若是受到外界不利影响或者是未能规范操作，便会产生地形变化以及坍塌问题，最终导致该地区出现严重的环境破坏。环境污染容度本身是有限度的，当在进行金属矿山采矿的时候，相关人员没有从其长远发展的角度着手，进而采取针对性的措施，便极有可能会增加出现大自然反噬的概率，这不仅不利于金属矿山采矿的可持续发展，还会对社会的正常发展起到负面影响[1]。

1.2 技术特点

（1）针对性强。在实际应用金属矿山井下开采采矿技术的时候，其本身存在着针对性强的技术特点，不同地区所具有的矿产资源存在性质上的差异性，基于此，采矿技术人员应当严格遵循因地制宜的原则，展开具体的井下开采操作，优化选用与该地区条件相适应的技术工艺，以实现地下矿产资源开采效率与质量的提升。

（2）准备较多。通常情况下，金属矿山井下开采的环境条件相对较差，所以往往在采矿效率方面会比较差，下井作业人员需要在进行正式下井操作之前做好充足的事先准备工作，既要切实确保自身的生命安全，同时还要为工作效率的提升奠定基础。

（3）创新性强。现如今，我国社会发展水平逐渐提升，国民经济稳步发展，在该时代背景下，矿产资源是其至关重要的保障，近些年来我国积极开展对于井下采矿技术的研发与创新，使得各种井下新型采矿技术层出不穷，其中部分技术已经在当前的金属矿山井下开采作业中得到了有效运用，并取得了良好的实践成果。

2 金属矿山井下开采方法以及应用要点分析

2.1 采矿方法

（1）充填开采。当进行金属矿山采矿作业的时候，原本的采空区有极大可能性会出现围岩崩落的问题，所以工作人员需要使用充填法在原本的采空区中填入填充料，这样一来便能够有效规避潜在的采空区崩落的问题，对于后续矿山工作的高质量开展有着保障作用。在开展稀缺矿体开挖的过程中，若是发现其矿山存在围岩不可靠的问题，便可以灵活应用充填开采的措施，通常情况下，充填开采的方法较多应用于开采条件相对复杂的区域，比如：受到外界水源、火灾以及交通等因素干扰严重等地区。充填开采方法的高效应用能够在原有的基础上实现金属矿山井下采矿安全性的提升，与此同时，其本身具有环保性能，环境污染较小，符合可持续发展的要求。一般来说，可以根据填充料运输方式以及材料的不同将其划分成三种类型。

其一便是干式充填，该方法常用于经济欠发达地区，具体是指在机械以及风力基础上将砂石材料运送至矿区。然而现如今我国开采技术已经实现了更新升级，该方式本身具有成本高、操作复杂等局限性，难以同新时代发展相适应。其二便是水力充填，该方法主要是指充分将填充料与水拌和，进而形成砂浆，然后再用泵压实现砂浆填充料向采空区的运送，当填充料完成之后便可以为采空区提供较为坚硬的载体。其三则为胶结充填，该方法是目前绝大部分矿产开发企业最广泛应用的方法，具体是指在将碎石、砂子、石灰以及水泥混合起来之后，利用管道将其送到采空区中。该方式在应用上优势较强，不仅效率高而且流程简便方便操作[2]。

（2）空场开采。除了充填开采以外，空场开采也是较为重要的采矿方法之一，该方法主要指的是在回采的过程中需要在原有的基础上将采场一分为二，按照矿房和矿柱的顺序逐一进行操作，空场开采方法的应用可以根据其回采操作、框壁构造的差异性划分为全面开采、阶段性开采以及房柱开采几种类型。工作人员在对是否留设矿柱以及空场矿柱布置形式进行确定的过程中应当先对其具体的采矿形式以及矿岩性质进行分析。一般来说，该方法的应用对于环境的要求相对较高，只能够作用于矿石以及围岩相对稳定的环境中。该方法在实际应用的时候存在较高危险性，所以务必要加强对于各项安全处理措施的重视。

首先，工作人员需要强化进行顶板控制，深入了解顶板、围岩、空间等在开采过程中存在的变化以及移动规律，这样便能够事先准备好对于风险的应对措施，切实提升作业设施以及作业人员的安全性与稳定性。其次，工作人员需要结合矿体地质、岩石力学以及相应的监测信息，在此基础上对回采顺序以及爆破形式进行确定，尽可能降低冒落所带来的危险性。此外，工作人员还要科学开展对于矿柱和岩柱的管理工作。最后，作业人员在回采矿房的过程中切忌不能对顶板产生损坏，进行深孔爆破的时候应当对炮眼的方位以及深度展开严格控制，严禁穿过暂不回采的矿柱。

（3）深井开采。现如今，我国浅层金属矿山资源逐年减少，在该背景下，相关企业开始将开采方向延伸到了我国的大地深处，在我国矿山开采处理中通常会将深度在1000m以上的矿山称为深井。当实际开展金属矿山井下采矿作业的时候，应当加强对于深井采矿的重视，该类型的采矿工作本身难度较大，与此同时，其在作业顺序方面也呈现出较为繁琐的特点。除此以外，作业人员在正式展开深井采矿作业时不仅要优化处理相关高低压与矿井高温等问题，同时还要在作业过程中针对运输以及开采场地地压等问题采取严格的控制措施。

（4）崩落开采。崩落开采方法的应用要点，主要便在于对地面状况的严格管理，该方法绝大多数情况下会应用于地面状况相对稳定以及矿体围岩不稳固的条件。但要注意，在实际应用该开采方法之前，应当事先完成方案计划的制定，并将其严格落实在实际操作过程中，严格从预期规划的步骤出发采取优化处理措施，尽可能降低安全事故出现的概率。当围岩崩落之后，相关工作人员需要第一时间对矿石展开运输，将充填体填满采空区，此外，工作人员还应当加强对围岩支护操作科学性以及合理性的重视，这样才能够实现金属矿山采矿质量的提升[3]。

2.2 安全管控措施

（1）优化方法的选用。从目前来看，采空区是金属矿山开采过程中最为重要的安全隐患之一，在采矿过程中需要将矿块开采出来，这样一来便会出现一定的空洞，而这些空洞在结构上存在严重的不足，再加上后续各种采矿操作的持续进行，导致整体采矿区域的结构稳定性有所降低。基于此，相关工作人员务必要针对实际情况采取相应的安全防护手段，以此保障方法选用的科学性与针对性，为开采作业的持续平稳运行奠定坚实的基础。

（2）开展安全评价工作。工作人员需要在作业前详细分析开采区域的应力，与此同时还要综合考虑当下开采队伍以及所选用技术方法的实际情况，做出高质量的风险预估以及安全评价，进而在此基础上形成可行性较强的方案。除此以外，应当强化开展对于采矿技术人员的井下专业技能以及安全技能的培训工作，敦促其时时刻刻保持警惕，全方位观察井下的环境条件，以便于及时掌握各种不安全因素，采取针对性的应对措施，切实保障操作人员的人身安全。

（3）实时更新技术。设备和技术是确保金属矿山生产高效推进的重要基础，同时也是提升开采工作稳定性以及安全性的重要保障。基于此，相关技术人员在实际下井操作之前需要先开展开采设备的安全评价，尽可能降低由于设备故障和技术问题导致工作受阻的概率。从目前我国所具有的技术环境来看，相关技术人员需要积极开展自动化系统布置，并及时更新相应的采矿设备，此举能够切实提升井下生产工作所具有的机械化水平，以此保障操作人员的人身安全[4]。

（4）形成安全管理机制。现如今我国的采矿技术水平正在逐渐提升，与此同时机械化程度也在不断加深，所以，在金属矿山采矿生产的过程中需要形成科学合理的安全管控机制。与此同时，还应当在原有的基础上构建起能够满足金属矿山生产所需要的相关信息平台，为后续矿山勘察、采矿生产以及后期保障等信息汇总与分析工作的高质量开展创造良好的环境条件。特别要注意统一管控矿山采矿井下作业情况的各方面监测信息，以便于井下操作过程中能够基于此对相关技术措施展开实时的优化调整与完善。