深井采矿技术在有色金属矿山中的应用

朱杰明

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650500）

在我国社会建设与发展水平持续性向前推进的背景之下，社会上对于有色金属的使用量也开始逐渐增多，因此便为采矿企业创造了更多的发展空间，有利于达成更多的成交量，助力采矿企业实现稳定且高效的发展。在传统的采矿技术当中，往往通过浅层矿床对有色金属进行开采，然而随着开采量的持续提升，一些浅层有色金属已被开采殆尽，所以便需要开发深层的矿床，在此阶段便需要应用到深井采矿技术，通过该项技术实现对于有色金属矿山的开发与开采。因此，便需要充分注重深井采矿技术在有色金属矿山中的应用，注重提高深井采矿技术的水平，保证开采过程中的安全性以及效率，从而确保有色金属开采井然有序的开展。

1 深井采矿技术介绍

在通常情况之下，所谓深井采矿技术主要所指的便是在深度为800m～1000m矿井开采阶段所应用的各项技术类型。由于我国幅员辽阔、地域广褒，同时在不同地区的地质情况也各不相同，所以矿井的深度也存在一定的差异性，同时对于深度的界定也不尽相同，如煤矿为800m～1500m，金属矿山为1000m～2000m，开采过程当中对于技术以及施工机械设备的要求也存在一定的不同，例如在大姚铜矿当中选择了钢纤维混凝土支护，用于保证开采过程中的安全性，同时实现对于有色金属矿山的科学开采。而随着社会对于有色金属需求量的逐年提升，便需要开采深层矿井当中的有色金属资源，而这种情况的出现便导致开采条件变得愈发恶劣，传统的机械采矿方式显然并不足以满足当前的采矿需求，所以深层矿井的开采逐渐成为行业内关注的首要问题。因此在深层采矿阶段要对深层矿井的高温、高应力等环境条件，采取科学且有效的应对措施，最大限度保证矿井的安全以及产能，实现对于有色金属的高效开采，进而助力采矿企业实现稳定且高效的发展。

2 我国有色金属矿山开采现状

当前，随着我国科学技术实力的持续提升，对于有色金属矿山的开采也开始呈现出逐年上升的发展趋势，用于满足社会发展阶段对于有色金属的大量需求。同时通过文献调研以及数据分析发现，我国当前所拥有的浅层有色金属框并不足以满足我国当前工业生产以及发展的需求，因此便需要着重开发深层矿井，当前已有深井矿产为金川二矿区、冬瓜山铜矿、大红山铜矿、大姚铜矿、铅锌矿等，据权威人士预测，我国当前已有金属矿山将会超过30%的开采深度超过1000m，因此便需要广泛应用深井采矿技术，通过深井采矿技术完成对于深层有色金属矿产的开采[1]。而在当前开采期间，深井采矿通常会遇到高温、高压、高应力等方面问题，这对于采矿的有序进行会造成一定影响，例如：在深井采矿阶段有可能产生岩爆的情况，而这种情况一旦发生便会对于采矿工作人员的生命安全造成极大威胁，同时也会影响到深层采矿工作的开展进度，因此在有色金属矿产开采阶段，为了保证开采过程中的安全性以及效率，便需要充分注重应用深井采矿技术，并且在不断的实践过程中予以完善，进而充分保证有色矿山的产能，提高有色金属矿山开采的安全。

3 深井采矿技术在有色矿山中的应用

3.1 高温矿井排热通气技术

深井采矿技术中，高温矿井排热通气技术是其中常见的技术类型之一，主要便是根据空气以及岩石之间能够运用热交换的原理，用以实现高温矿井的排热通气，同时在复杂通风的情况之下，还可以应用通风环境分析技术以及网络智能化技术，实现对于高温矿井井下情况的科学分析，之后充分使用矿井上部通道的调热机能，用以全方位保证高温矿井从井上到井下开采过程中的空气保持最低的温度，从而为有色金属矿山的开采提供便利的条件，防止由于矿井温度过高而影响开采。

3.2 高地应力卸荷技术

高地应力卸荷技术也是深井采矿技术的重要组成部分，主要便是针对于矿山回采阶段，将采场局部弱化技术应用于其中，这样便可以实现对于矿山回采顺序的科学设置以及安排，同时通过以上方面技术对于岩石应力的分布情况进行科学调整，进而促使向深部转移应力的集中部位，防止由于应力不均而产生施工安全事故。此外，为了促使高地应力卸荷技术达到良好的应用效果，有效助力岩石强度以及承重能力的增加，还需要确保承重应力的负荷处在岩石的三向应力状态，用于保证岩石受力的平衡，同时有效避免外力对岩体造成破坏，从而确保深井采矿技术在应用阶段的安全性，为整个开采环节的高水平开展提供条件支撑。

3.3 钢纤维混凝土支护技术

在深层矿井开采阶段，除了高地应力卸荷技术的应用之外，还需要充分保证矿井的牢固性与安全性，因此也需要注重将钢纤维混凝土支护技术应用其中，用于防止出现矿井坍塌、落石等方面危险的发生。在当前发展的过程中，钢纤维混凝土支护技术已经拥有良好的技术标准，并且在实际应用阶段取得良好的成效，因此这也为深井采矿提供了一定的技术支撑[2]。将钢纤维混凝土支护技术应用在其中，可以使混凝土结构机体拥有较高的持久力以及韧性，从而有效防止在采矿阶段出现岩爆情况所产生的危害。钢纤维混凝土支护技术实际应用期间，需要注重对于施工机械设备的选择，例如：喷混凝土作业台、混凝土搅拌运输车、混凝土运输设备等方面，在应用阶段也要注重对于混凝土拌和度、温度等方面数据指标的控制，以此充分提高钢纤维混凝土支护技术的质量，全面保证矿井在施工开采阶段的安全性。同时，通过钢纤维混凝土支护技术也可以确保施工环境的稳定性，对于其中有可能产生的松动问题进行有效且合理的控制，使矿井形成较好的紧贴性，保证开采安全。

3.4 矿山安全保障技术

矿山安全保障技术在深层矿井开采阶段也具有广泛的应用，主要便是为了有效应对深井采矿阶段有可能产生的突发安全事故，并且采取及时且有效的处理措施。在实际中，矿山安全保障技术综合了多项技术原理，并且对理论知识进行了科学的应用与实践，对于深井采矿管理以及质量控制可以起到系统性的指导意义。例如：低压微震监测、掩体失稳定声发射预报、岩爆倾向性多因素综合评判以及震源定位技术等，而以上安全保障的技术类型也可以全方位提升深层矿井开采阶段的安全性，且在第一时间获取到矿井开采阶段所存在的安全隐患信息，进而及时采取有效的处理措施，防止在深层矿井开采阶段所面临的安全风险较大[3]。同时，矿山安全保障技术也综合了国内外的先进技术以及实践经验，目前已经能够通过地表岩层的稳定性监测、矿山开采地压检测等方面技术实现对于深层矿井开采安全性的全面监督，一旦发现其中存在安全隐患，便可以及时采取有效的处理措施，防止出现施工安全事故。

3.5 有色金属矿山联合采矿技术

有色金属矿山联合采矿技术在深井采矿阶段也具有广泛的应用，在实际应用的过程中主要便是根据矿山矿体岩石机构以及特征等方面信息数据为岩体进行分级，从而采取不同的开采技术进行处理，例如：大姚铜矿开采阶段，将矿山岩石结构特征和分级制作成统计表如下表1所示，通过表1可以发现，对岩体进行分级可以有效区分各级掩体的承重能力以及稳定性，随后根据其地理地质环境采取相对应的施工技术措施，从而形成联合采矿的方式[4]。针对于这种采购方式来讲，其可以在实际当中实现对于不同类型的矿产采集，确保有色金属矿山开采阶段各项开采工序的井然有序衔接，同时也全方位提升有色金属矿山开采过程中的安全性，实现对于有色金属矿山资源的合理开采以及开发利用。

表1 矿山岩石结构特征分级统计表

4 有色金属矿山开采阶段深井采矿技术的发展方向

当前，随着有色金属矿山开采的深度开发，开采的难度以及技术要求也愈发提升，因此在其中便需要广泛应用深井采矿技术，通过深井采矿技术实现对于深层有色金属矿山的开采。而在开采阶段则有可能会遇到高温、高压以及高地应力等方面问题，这对于金属矿山的顺利开采会造成极大的影响[5]。因此，在后续的深井开采技术研究当中，便需要致力于探讨与分析在深井开采阶段如何提高其开采安全性，并且优化开采效率，进而有效控制有色金属矿山开采阶段的安全性以及产能。而在后续有色金属矿井开采阶段也需要充分考量到以下方面，如：全面分析深井低压特征，此阶段需要掌握深层矿井开采中有可能出现的各项特征，之后采取科学的方法对于高应力、高地压的地带进行处理，用于保证矿井的稳定性，规避岩爆现象发生。此外，还需要有效预防与改善矿井尚不通风系统以及深井通风系统，对于循环通风技术做出合理应用，有效规避深井热害对于有色金属矿山开采的影响。

5 结束语

综上所述，在有色金属矿山开采阶段，为了全面保证开采过程的科学性与合理性，需要综合应用深井采矿技术，且细致剖析深井采矿技术在应用阶段的要点，用以保证开采过程中的安全性，防止出现工程安全事故。同时，也要在实践中持续性改进，注重对于深井采矿阶段各项安全风险因素的监督，一旦发现采矿阶段所面临的安全风险因素过高，必须要立马予以整改，从而充分发挥出深井采矿技术的作用，确保有色金属矿山开采井然有序的开展，提高采矿企业发展的效率与水平。