地下金属矿山采矿连续工艺分析

黎东

摘要：地下金属矿山的开采属于传统行业，是我国经济建设的重要基础。本文基于地下金属矿山的连续开采工艺，首先阐述该工艺在应用过程中的注意事项，接着分析现阶段该技术应用过程中存在的问题，然后研究空场、崩落、填充、一步骤房式回采振动机组、深部开采与原地进行溶浸的技术要点，最后探讨该工艺未来发展前景，以供参考。

关键词：地下金属矿山；采矿技术；连续工艺

DOI：10.12433/zgkjtz.20240406

开采矿产为了满足市场的多元需求，而地下金属矿山开采技术逐渐向着连续化开采方向发展，充分利用规模效应、机械设备等提高地下金属矿山的开采效率可有效提升开采质量。相关部门及单位在进行地下金属矿山开采过程中，应充分引入连续工艺，提高开采效率，结合相应的施工现场的实际情况，以及连续工艺开采技术中存在的问题，进行地下金属矿山开采方案的优化调整，并将此作为未来技术研究方向。

一、连续采矿工艺在地下金属矿山应用中的注意事项

（一）结合现场实际情况，制定开采计划

在开展连续工艺地下金属矿山开采过程中，相关技术人员应充分利用数字化技术，结合开采现场的实际情况，制定相应的开采计划。在选定地下金属矿山开采区域后，相应的技术人员要进行现场勘测，利用先进的技术设备，仔细分析开采现场的自然环境、地质信息等，制定完备的开采计划，保证施工安全。

在开采之前，需要做好相应的安全防护工作，确定相应的通风、行人等区域。同时，挖掘垂直和竖向溜井，其中，前者深度大约在75m，后者在挖掘时要以横向平硐为基准，形成阶段平硐。在主平硐与阶段平硐之间要挖掘盲立井，确保地下金属矿山岩体结构的稳定性。在进行岩体爆破过程中，为了确保施工安全，需要科学计算爆破距离。

（二）合理选择连续开采技术，保证工程建设效果

地下金属矿山进行连续性开采时，有着多种开采技术，相应的技术人员要结合矿山开采区域的实际情况或不同的开采阶段，合理选择开采技术，在保证地下金属矿山开采效率及质量的同时，提高地下金属矿山开采的安全性。需要注意的是，在进行地下金属矿山连续性开采过程中，要引入先进的技术和设备，保证工程质量以及企业的经济效益。

二、连续采矿工艺在地下金属矿山应用中存在的问题

（一）设备问题

现阶段，我国地下金属矿山连续开采工艺正处于发展阶段，虽然已有着较大的进步，但地下金属矿山開采设备仍存在一定的问题，例如，凿岩设备落后。目前，地下金属矿山开采过程中主要选用传统的气动凿岩设备，工作效率较差，成本过高，且施工过程中会产生较严重的噪声污染，开采质量不高。

（二）管理问题

现阶段，我国地下金属矿山连续性开采管理问题较为严重，相当一部分施工人员的文化水平不高。缺少对地下金属矿山连续性开采技术规范的重视，难以进行系统化的人员管理。同时，地下金属矿山连续性开采技术存在诸多交叉作业，各部门之间职责不清，缺乏沟通，也严重影响了地下金属矿山连续性开采效率。

（三）技术问题

现阶段，我国地下矿山开采技术水平仍有待提高，相应的技术普及情况较差，导致大部分地区的开采技术存在问题。同时，地下金属矿山连续开采工艺的信息化技术水平较差，对信息化技术的采纳度不足，严重影响了地下金属矿山开采质量。

三、连续采矿工艺在地下金属矿山应用中的主要技术

（一）连续采矿工艺中的空场开采技术要点

连续采矿工艺中的空场开采技术主要通过连续回采的方式对矿房、地下矿体进行连续开采与运送。其中，出、落、凿矿是需要重复且连续进行。该技术成本较低、效率较高，是我国连续性地下金属矿山开采工作中常见的技术方法，适用于地下金属矿山岩体较稳定的地下金属矿山开采区，以及存在少量矿柱支撑的地下金属矿山开采区。该技术应用过程中，充分利用开采区域矿体的自然支撑力，合理控制开采区域矿石及围岩暴露面积及时间。

首先，合理划分矿块，可分为矿柱和矿房，遵循“先房后柱”的开采顺序，进行地下金属矿山开采。在此过程中，要对自然支撑力进行地压处理，确保开采空间处于空旷状态。其次，在进行回采之前，对矿房空区进行相应处理，从而提高地下金属矿山开采的连续性。最后，明确相应的矿块结构以及参数，从而确定相应回采顺序，提高地下金属矿山连续性开采的安全性。

在进行空场开采时，为了保证周围岩体安全，避免对开采区域周围地质产生破坏，从而引发安全事故，需要重视顶板管理。对于地下开采区域的空间、岩体等进行仔细勘测，结合相应的地质变形规律等，控制地压活动，制定相应的防范措施。

（二）连续采矿工艺中的崩落开采技术要点

连续采矿工艺中的崩落开采技术相比于空场开采技术而言，在回采过程中，不需要区分矿房和矿柱的开采顺序，只需要依据开采工作的进程，在地下金属矿山区域采用自然或强制的手段对围岩充填采空区进行崩落处理。该技术主要适用于上盘围岩呈块状，能自然崩落的中等以上稳固结构，主要是指急倾斜原矿体。该技术在运用过程中，可简化开采区域的场地结构，减少开采工作量，有效控制地下金属矿山的开采成本。

首先，在该技术应用之前，要沿着地下金属矿山边界区域进行环形运输巷道的挖掘，便于后期金属矿石运输。其次，在矿体的上、下盘进行巷道切割，形成切割区域。最后，在堑沟内向上开凿，钻取扇形炮孔，进行矿体爆破，完成后退回采相关工作。

崩落开采技术主要应用于我国有色地下金属矿山的开采。现阶段，相关单位及技术人员已对该技术进行优化升级，引入了计算机模拟、数据分析等多项技术，研发无底柱分段崩落方法，可以提高地下金属矿山开采强度，具有极强的可操作性，且易于进行技术推广。目前，在我国南方应用较为广泛，例如，著名的四川南江矿业便使用该方法进行地下金属矿连续开采工作。

（三）连续采矿工艺中的填充开采技术要点

连续采矿工艺中的填充开采技术主要在利用岩体落矿、搬运等作业技术的同时，用填充料对于采空区进行填充处理，从而保证周围岩体结构的稳定性，便于后续进行分层回采，避免地表沉降，优化矿柱受力情况。

一方面，该技术需要利用充填井将压缩的空气注入地下，实现气体转换，将地下开采区域的污染物利用大气或生物降解的方式进行处理，避免对开采区域周围环境产生不利影响，符合我国绿色可持续发展理念。同时，该技术能对采空区周围岩体进行支护处理，使岩体受力情况达到一个平衡点，提高矿石的稳定性，减缓地压释放速率，确保工程建设安全。

另一方面，该技术在应用过程中会在矿井顶板及周围区域进行压顶支护处理。在进行地下深层金属矿山连续开采过程中，结合相应的矿山区域的实际情况，利用信息化技术，进行相应的崩落时间控制，有效控制地表移动速度，确保地下金属矿山在连续开采过程中的安全性。同时，该技术会对采空区帷幕隔墙进行填充处理，沿长壁式走向进行推进，利用水压支柱对采矿区域进行支护处理。

（四）连续采矿工艺中的一步骤房式回采振动机组出矿开采技术要点

连续采矿工艺中的一步骤房式回采振动机组出矿开采技术与传统房式采矿技术相比，工作效率更高，能实现对于资源的合理配置，降低使用成本。传统的房式采矿技术需要划分矿房与矿柱，并有严格的开采顺序。在完成矿房开采后矿柱的承重能力会遭到破坏，所以在进行第二次回采时会增加成本，并在传统房式采矿技术应用过程中，对井巷工程及管线进行维护，导致井下工作线延长、矿柱回收时间增加，严重影响连续开采效率。

一步骤房式回采振动机组出矿开采技术是将回收阶段转化为开采阶段，将矿块进行单元划分，每一单元的矿块回采过程中，利用向下平行侧深孔技术进行爆破处理，不保留间柱，利用回采振动机组直接进行出矿处理。选用节式振动机组进行矿石运输，形成一条连续性的地下金属矿山开采作业链。在开采过程中，进行爆破处理时要紧靠填充空区，保留一侧隔离矿壁作为围岩支撑。在每一单元矿段出矿后，进行强制爆破处理。随后，连续且重复开展采切、回采、充填等作业环节，提高地下金属矿连续开采效率。该技术的应用可极大避免资源浪费，利用“强采强出”的方式缩短围岩暴露时间，保证地下金属矿山开采的作业安全以及周围岩体的稳定性。

（五）连续采矿工艺中的深部开采与原地进行溶浸的采矿技术要点

连续采矿工艺中的深部开采与原地进行溶浸采矿技术主要应用于地下金属矿山深部开采垂直深度在600m以上的矿山。该技术主要根据金属矿石的化学、物理属性，对金属矿石进行溶液浸润，将溶浸液注入矿层之中，使矿石和化学溶浸液形成化学反应，从而有针对性地提取礦石中的有用物质，并进行固—液转化，随后进行液矿回收。该技术的适用范围广泛，对于金属矿石开采而言，不需要进行地表开采，不会产生废石等污染，可以提高金属矿产资源的利用率。

近年来，该技术是我国地下金属矿山连续开采技术的主要研究方向之一，现阶段适用的开采深度也在原先地下深度600m的基础上增加了350m。该技术对于环境较为友好，能够很好地满足我国绿色可持续发展的环境理念。因此，相关企业应加大研究力度，不断延长开采深度。

四、连续采矿工艺在地下金属矿山应用中的技术发展方向

（一）绿色化开采

在绿色可持续发展理念的影响下，绿色化开采技术将成为地下金属矿山连续开采技术的主要发展方向之一。因此，相关产业应加强对于无废开采技术的研究，避免在地下金属矿山开采过程中产生大量的废弃物，浪费资源，影响生态环境。

现阶段，国际社会对矿山开采过程中的环境保护的重视程度在不断提高，并制订了相应的矿山开采废弃物排放要求及标准。因此，我国在进行地下金属矿山连续开采过程中，应积极引入先进的绿色技术设备，提高地下金属矿山连续开采的综合管理能力，避免资源浪费。同时，合理选择开采技术，避免地下金属矿山连续开采过程中对地质产生不利影响，提升地下金属矿山连续开采的绿色化水平。

（二）信息化开采

地下金属矿山在进行连续开采过程中存在着较大的安全风险。因此，为了确保地下金属矿山连续开采的安全，降低开采成本，需要充分利用信息化技术。一方面，优化升级开采设备，提高设备的运行效率，保证连续开采工作的精细化水平，确保设备及各环节之间有效衔接。另一方面，利用信息化技术，开发机械无人操作技术，实现远程设备操控，减少对人工开采技术的依赖，促进智能化开采技术的可视化，增强可操作性，保证作业安全，提高作业效率。

（三）大规模化开采

随着市场对金属矿石的需求量不断增加，大规模化开采技术将成为地下金属矿山连续开采技术的一大研究趋势，应在确保地下金属矿山开采质量的同时，利用先进的数据技术及设备，实现大规模金属矿山的开采。

现阶段，我国大规模地下金属矿山连续开采技术处于起步阶段，仍有较大的进步空间。但在进行该技术研究的过程中，需要充分考虑金属矿山过度开发的危害，提高地下金属矿山的资源利用率，保证大规模化开采技术在研究及发展过程中，不会破坏我国金属资源贮藏安全。

（四）无轨开采

无轨开采将成为我国未来地下金属矿山连续开采的重要模式之一。相应的技术人员应不断优化采矿设备，结合辅助机械，提高采矿工作质量。同时，不断研发自动化采矿设备，利用计算机技术，优化设备算法，根据开采区域的实际情况，设置相应的设备运行轨迹，从而促进地下金属矿山连续开采的自动化发展。

五、结语

目前，我国地下金属矿山连续开采工艺技术虽然已取得一定的发展，但仍有着较大的进步空间。为了优化我国地下金属矿山连续开采技术，相关企业应结合现阶段该工艺技术的应用要点，进行技术优化升级，从而提高该工艺技术的经济效益、生态效益和社会效益。

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