金属矿山地下开采方法选择及策略

兰 冬

（山西省中条山有色金属集团有限公司北方铜业铜矿峪矿，山西 垣曲 043700）

近些年来，由于我国发展水平越来越高，浅层金属资源开发的已经接近殆尽，这使得金属矿山企业不得不对地下金属资源进行开采，由于在地下进行开采，所要采用的地下开采方式也要重新合理选择。对于金属矿山企业而言，开采方式的科学性、合理性不仅直接影响矿山企业的金属产能，而且还会使回采效率进一步提高，减少开采资金，使企业经济效益最大化。目前金属矿山地下开采方式主要有三种，而且这三种开采方式也有着各自的多种开采小种类，这些小种类通过一些方法还可以组成多种新方法。由于不同的金属矿山的矿体条件和环境不一样，企业的开采技术和经济实力也有差异，因此，在选择合适的开采方法时，一定要结合实际的具体情况[1]。

1 金属矿山地下开采概述

金属矿产资源在地下深处，通过露天开采方式，剥离难，成本高。所以开采金属矿山大多采用地下开采方式。地下开采分为两步：挖掘和矿石开采。在进行矿石开采时要开凿挖掘中开通的巷道，开凿又分开拓、采切、回采三个步骤。在进行开采矿石过程中，大多都是分阶段开采，开采顺序一般都是先上后下，矿体沿矿床分为多个矿段[2]。

2 影响金属矿山开采方法选择的因素

2.1 工程地质条件

在开采之前，我们要做好开采前的准备工作，首先要全面掌握金属矿山的地质条件以及矿体的物理力学性质，因为矿体的稳定性直接受这些因素的限制。除此之外，我们还要进一步确认整个金属矿山采场的构成要素和开采的具体方式。在对工程地质条件进行考察的过程中，我们要将岩体的分布以及断层等这些因素进行详细的分析，这在选择开采方法时，都有着一定的作用。

2.2 矿体的分类和质量

矿体的分类如果依据颜色进行的话，通常可以分为三大类，有色金属矿、黑色金属矿、贵金属矿。有色金属矿一般都有铝、铜、锌等矿物质，而黑色金属矿多数是以铁，像金、银等贵重矿物质都是在贵金属矿中。由于矿体的矿物质不一样，所要用到的开采方法肯定也是不一样的。而铁的价值由于较低，一般都会采用空场采矿法和崩落采矿法来进行来采，而填充采矿法是不适合铁矿开采的方法，因为铁矿价值低，填充采矿法必须要有填充物，而填充物的价值可能会比铁的价值高，增加成本。

2.3 开采的安全性

在选择开采方法时，安全风险也有着一定的影响，特别是在频发安全事故的情况下，事先规划好的开采工作甚至不能顺利完成。而我国金属矿山开采过程中的安全问题主要有几点，一是没有贯彻落实安全管理措施，工作人员工作不认真，草草了事。二是安全监管力度不够，在相关环境进行操作时，没有达到规定的标准，增加了安全风险发生的可能性。三是金属矿山员工没有较强的安全意识，企业也没有对开采员工进行针对性的安全教育培训，使得员工不能认识到开采安全性的重要。因此，我们要对这些问题进行处理，开采企业要将一系列的安全防控和应急措施制定出来，使在施工过程中安全风险尽量可以在控制之内。同时，还要加大对开采员工的安全教育培训，保证开采人员能够规范地进行操作，减少安全事故发生的可能性，从根本上防止安全事故的发生。

2.4 地应力影响因素

矿山开采过程中引起低岩体和矿山结构破坏变形的基本力就是地应，在地下开采过程中，要想合理的确定矿山金属的总体分布，就必须要对矿区地应力状态的条件进行全面的掌握，从而得到的采矿方法才是无误的。在确定开挖步骤、支护结构参数和支护形式时，要根据开采方法和地应力的条件，以此来保证开采过程中围岩的稳定性，最大限度地提高开采效率。在确定采矿巷道和采场最佳形状时，地应力参数是最主要的参数，因此，在地下采矿中地应力参数的重要性是不言而喻的[3]。

3 金属矿山开采中的问题

我国虽然在金属矿山开采技术中取得了一些进展，但仍然会有一些问题：①我国金属矿山资源虽然多，但多为贫矿，富矿较少，因此虽然矿山多，矿产资源还是稀少的。②不平衡的金属矿山开采技术，我国有着非常广大的地域区域，但每个地区的矿业发展有着很大的差距，导致矿山开采技术也不平衡，在发达地区，矿山开采使用的技术是世界先进的采矿技术，但在偏远山区的地方，开采所用的技术和设备都是较为落后的，开采效率低，导致开采技术的不平衡性。③资源利用率不高。随着社会的不断发展，人们意识到可持续发展的重要性，因此开采金属矿山时，尤其是有色金属矿山的开采，矿石的利用率是非常重视的，但我国的有色金属回收技术有着许多的问题，使得有色金属的回收利用不到位。④开采时引发的环境问题。在地下开采金属矿石会导致地面坍塌，不仅会改变原有的地形地貌，还会破坏该矿区的地下水，使矿山地质环境不断恶化，采矿引起的环境问题使矿区无法满足当地经济发展的要求。

4 金属矿山的开采方法

4.1 空场采矿法

在回采过程中，采空区始终处于空旷状态的采矿方法。并且其中的采矿人员暂时不在采空区进行任何作业，只剩下一些矿柱支撑。这种方法就是空场采矿法。该方法一般在稳定的地质条件的矿山下使用。空场采矿法还可以依照矿体结构和回采特点进一步的细分，可以分成全面、留矿、房柱等采矿法。空场采矿法有着成本低、效率高、方法简单、技术原理成熟的优势。但对地质条件的要求非常严格。

4.2 崩落采矿法

在回采过程中，采空区需要填充，而工作人员通过利用没有开采价值的崩落矿石进行填充，这种方法就是崩落采矿法。使用这种方法可以有效的管理采空区，还能预防和控制可能发生的坍塌事故。一般在不稳定的地质条件且开采价值低的矿山中使用。而崩落采矿法也可以进行细分，可以分成单层、分层、分段、阶段等崩落法。它有着低成本、生产效率高、安全性好的优点，但它的贫化率有点高，而且还可能会使地面发生塌陷。

4.3 充填采矿法

在回采过程中，在填充采空区时利用其他充填料来进行填满的方法，这就是充填采矿法，其方法可以有效的预防和控制坍塌的发生。该方法一般在不稳定的地质条件且矿石珍贵罕有、环境复杂、地表不允许下限的矿山中使用。充填采矿法还可以分为上向分层、下向分层、壁式、削壁和方框支架等充填法。它有着安全性好、贫化率低、回采率较高、对地表起着保护作用的优点，但它的开采成本高、施工工艺不简单、生产效率不高。

4.4 组合式采矿法

将空场采矿法、崩落采矿法、填充采矿法三种方法进行组合，组成一种方法，这就是组合采矿法。根据金属矿山的实际情况，该方法具有上述三种方法的优点，消除或削弱了这三种方法的缺点。组合采矿法在开采不稳定围岩、控制地压、矿体品位低、形状复杂的矿山上有着广泛的应用。

4.5 联合式采矿法

俩种或俩种以上的开采方法在相同的矿块中同时或依次使用，这种方法就是联合式采矿法。该方法可以把开采方法在不同阶段、不同条件下的优势充分发挥出来，其适应性是非常高的。联合采矿法在复杂的矿脉形状、薄的开采层的矿山中非常适用。这些矿山如果只采用一种采矿方法，开采效率和经济效益很难达到预期的目标，因此要按照实际矿层的具体情况来选择多种采矿方法。

5 结语

总而言之，虽然我国金属矿山地下开采技术已经有了一些显著的进步，但与发达国家相比，还是较为落后的。金属矿山地下开采技术的未来发展主要还是以连续化、数字化、大型化作为目标，在开采的同时还要将经济和社会的效益考虑进去，选择出更合适的地下连续开采技术，使金属矿山开采与周围环境更加协调，在开采过程中，还要研究矿山岩石应力，提高围岩稳定性，提高金属矿山地下开采的安全性，使金属矿山地下开采朝着环境保护的方向发展，快速和安全。