矿井下采矿技术与采矿方法的选择研究

劳宏峰

（广西河池市桌泰建筑工程有限责任公司大新分公司，广西崇左 532315）

采矿技术方法在很大程度上决定了井下采矿效率和质量能否达到预期的要求，因此采矿技术方法的选择是一项十分重要的工作，必须引起相关人员的高度重视。一方面要充分考虑对采矿技术方法选择有直接影响的因素，针对不同情况，确定适宜的采矿技术方法，另一方面则要考虑其他各项条件和因素，保证所选采矿技术方法的合理性、可行性与经济性，为之后的开采工作顺利进行提供可靠的技术支持。

1 采矿技术方法选择影响因素

1.1 矿床地质条件

通常应先对现有地质资料进行分析，由于矿床地质条件对采矿技术方法选择有直接影响，所以必须掌握足够基础地质资料，以此保证所选方法的合理性与可行性。否则必然会使所选方法与矿床实际情况不相符，威胁生产安全。

矿床地质条件通常包含以下几方面内容：

（1）矿石与围岩自身物理力学性质。首先是稳固性，对具体采矿方法选择至关重要。比如，当矿石与围岩均较为稳固时，可使用地压管理相对简单的方法，如空场采矿法，同时适当增加矿房的尺寸，并减小矿柱尺寸，矿房与矿柱划分如图1所示。而若稳固性较差，则采用空场法将使围岩出现冒落，此时建议采用流填法或崩落法；当矿石的稳固性很差，但围岩却比较稳固时，同时厚度和倾角等其他条件都比较合适，则建议选择阶段矿房法，该方法能避免在相对较大的暴露面进行工作。如果矿石与围岩的稳固性都很差，则应选择崩落法与分层充填法[1]。

图1 矿房与矿柱划分

（2）矿体产状，包括形状、倾角与厚度。其中，矿体倾角对采场中矿石搬运方式有很大影响，并且这种影响还和厚度存在一定关联。但矿体倾角超过50°～55°时，可利用矿石的自身重量运行搬运；但采用留矿法作业时，倾角必须达到60°以上，但大厚度矿体基本不会受到这些因素的限制。此时可开挖下盘漏斗，利用矿石的自身重量来搬运。如果矿体的倾角较小，比如在30°～50°范围内时，可以在其他各方面条件都允许的情况下，考虑使用溜槽来搬运。但倾角小于30°时，采用电耙进行搬运通常比较方便。若开采方法选择为崩落法，则当倾角在65°以内时，可采用开凿下盘漏斗的方式来搬运，因为这样可以最大限度减少矿石的损失。

矿体的厚度对采矿与落矿方法选择和矿块布置方法选择都有一定影响。比如，厚度小于0.8m的薄矿体，建议选择分采或混采的方式；采用单层崩落法时，矿体厚度不能超过3m；采用分段崩落法时，矿体厚度应得到6～8m；采用阶段崩落法时，矿体厚度应达到15～20m以上。选择落矿方法时，浅孔落矿一般用于矿体厚度比5～8m小的情况；中深孔落矿一般用矿体厚度达到5～8m以上的情况；而深孔大爆破则用于矿体厚度超过10m的情况[2]。厚度较大的矿体中，矿块的布置应与走向保持垂直。

矿体的形状与矿石和围岩之间的接触情况会对落矿方式选择带来很大影响。比如，当接触面模糊，且矿体形状不够规则时，一旦采用深孔落矿法，则有可能导致矿石损失或贫化。对于厚度很小的矿脉，当其矿体形状比较规则，并且矿石与围岩之间的接触也较为清晰时，建议采用分采的方法；相反，则要采用混采法。

（3）矿石的品位与价值。对品位和价值相对较高的矿石进行开采时，要用高回采率方法进行采矿，如充填法等。相反，则要使用低成本且高效率的方法采矿，如分段崩落法与阶段崩落法等[3]。

（4）矿体中有用成分实际分布与围岩矿成分。当矿体中有用成分实际分布较不均匀且存在明显差别时，建议采用分采法，同时注意需将品位相对较低的矿石作为矿柱。当围岩出现明显的矿化迹象时，回采时对围岩混入的要求可适当放宽，此时建议选择崩落采矿法。如果围岩中矿物成分户对之后的选矿及冶炼造成不利影响，则应重点考虑废石混入率，不能选择该混入率较大的方法。

（5）矿体赋存深度。如果矿体的埋深很大，达到500～600m，则随着地压的不断增加会产生一定冲击地压，此时不可选择空场法，建议考虑崩落法与充填法。

（6）矿石与围岩自然性和结块性。对硫化矿石进行开采时，应考虑是否存在自燃的风险，硫含量达到30%以上的矿石，很有可能发生火灾，在这种情况下不可使用对矿石有较大积压的方法，如阶段崩落法与留矿法。另外，对于结块性较好的矿石，选择具体的采矿方法时，也应考虑以上自燃性要求[4]。

1.2 技术经济条件

（1）地表对陷落的允许度。在地表移动区域内若存在既有建筑，或存在环保要求，使地表不允许发生陷落时，应选择崩落法与空场法。

（2）矿石质量要求。当矿石的加工部门对矿石品位提出了要求时，需限制采矿方法对应的贫化率，另外，若对矿石中的粉矿含量及品级分采提出了要求，则也要在采矿方法选择中引起足够的重视。

（3）技术装备与材料供应。采用需用到很多特殊材料的方法进行采矿时，必须先对这些材料的实际供应情况进行充分的了解。此外要注意，应优先考虑尽可能不用木材的方法，以此减少木材消耗，起到降低成本和减少环境污染破坏的作用。采矿方法和机械设备之间也有十分密切的关系。选择具体采矿方法的过程中，也要充分考虑设备的实际供应情况。比如，采用铲运机进行出矿的过程中，要实现了解设备实际供应情况与各项设备性能参数。

（4）技术经管水平。实际选择的方法应做到简单可行，便于施工人员掌握和使用，且经营管理方便，这对规模不是很多的矿山格外重要。若使用一些技术比较复杂且没有经验的方法，则应先对其进行必要的实验。以壁式崩落法为例，应经常进行放顶，掌握难度很大；在空场法中，留矿法和分段凿岩阶段法相比比较简单，当这两种方法都可以使用时，对于规模较小的矿山，由于其技术力量相对薄弱，所以建议优先选择留矿法[5]。

2 采矿方法选择

首先要对矿床的地质条件做深入且全面的调查分析，与获取足够地质数据信息，然后在相关人员了解了不同开采方法的技术经济条件后，方可按照以上要求确定最终的采矿方法。在实际的方法选择过程中，经常出现这种情况，在初步确定了一些方法后，通过初步分析判别不同方法的优劣，进而确定最终的方法。事实上，只进行简单的技术经济分析很难分辨不同方法的优劣，需要进一步的比较，即对不同方法进行更深入和全面的计算，然后以计算结果为依据通过综合分析选定最佳的方法。

除以上影响因素外，在选择具体采矿方法时，还应注意以下几点：

（1）适当提高对矿床范围内地质资料提出的准确性及完整性等要求，特别是要有与矿石和围岩稳固性有关的资料。如果地质资料掌握不足，将使采矿方法选择失误，导致矿石损失或长时间无法达产，造成难以挽回的经济损失[6]。

（2）当矿床的地质条件较为复杂时，需在基础设施建设完成后针对不同的采矿方法开展实验，然后根据试验结果确定适宜的采矿方法。

（3）在对不同的采矿方法进行分析对比时，要注意因方法不同影响的范围。比如空场法和充填法，在比较工程中，除了包含矿房回采，还有矿柱回采，某些时候还涉及空区处理[7]。

（4）选择具体的采矿方法并非在现有方法当中选出一个适合的，有些时候也要根据矿床地质条件，结合具体的开采要求，有针对性和创造性地提出一些与当前要求相符的新方法。

3 结语

综上所述，井下采矿技术方法的选择是一个综合性的过程，需要相关技术人员在明确矿床地质条件和不同采矿方法的技术经济条件基础上，先初步选定几个可能适合的采矿方法，然后通过技术经济分析，从中筛选出几个更加适用的，最后还要通过严格的计算选择最佳的采矿方法，以此从根本上保证所选方法的合理性与可行性，为之后的生产奠定良好基础，为各项生产目标的实现创造良好条件。