地下礦山開采技術及其趨勢探討

【摘要】：隨著科學技術以及國民經濟的發展，人們對能源的需求也在不斷增加，從而促進了礦山開采技術的發展，本文主要針對目前的礦山開采技術如：空場采礦法、無底柱崩落采礦法、自然崩落法、充填采礦法等進行了一系列的分析，并針對當前的發展，對未來地下礦山開采技術的發展趨勢進行了一系列的探討，希望通過本文的分析可以為開采技術的提升提供一定的幫助。

【關鍵詞】：地下礦山；開采技術；空場采礦；崩落法；發展

中圖分類號：TD853 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

1引言

隨著科學技術的不斷進步和社會經濟的飛速發展，我國地下礦山開采技術也在飛速發展，礦山開采技術的提高主要是提高礦山開采的效率以及礦山開采的質量，提升礦山的生產能力從而提升企業的經濟效益。本文主要對當下常用的開采技術進行了一系列的分析，希望本文的分析可以為開采技術的提升提供一定的幫助。

2礦山開采技術

2.1空場采礦法

20世紀80年代，VCR采礦方法在鉛鋅礦試驗成功，之后我國便將這一方法成功運用到銅礦、金礦等礦山的開采，由于該種采礦方法開采效率較高，所以依次在我國的安慶銅礦、金長峪金礦以及獅子山銅礦等礦山公司得到了廣泛應用。

1980年到1985年之間，我國又進行了階段臺階采礦方法的試驗，該方法主要是將露天礦的采礦技術運用到了地下礦山的開采之中。具體開采的方法是：1）在礦山開采區的表面進行割槽，之后將這一割槽作為補償空間和自由面；2）利用大直徑深孔的爆破技術進行全階段或臺階崩落；3）最后在采礦場的下部將崩落的礦石運出即可。

提高礦山開采產量的一大關鍵因素就是實現地下礦山的連續開采。地下礦山的連續開采指的是所有的礦山開采工藝都能實現連續化，主要的連續化開采工藝包括三個方面，一是做到礦床的不間斷開采，二是實現礦石的不間斷運輸，三是礦房可進行連續回采。為此，我國在“六五”和“八五”期間就對連續開采工藝方面做了大量的技術研究，并針對研究的連續開采工藝作了大量的現場試驗，并將這些開采工藝成功運用到了我國許多礦山中，且這些運用都取得較好的結果，開采產量都得到了不同程度的增長。

2.2崩落采礦技術

2.2.1無底柱崩落采礦法

無底柱崩落采礦法在近幾年才開始在我國流行運用起來。目前，無底柱崩落采礦法的推廣應用面臨著兩大主要問題，一是怎么加大斷面的問題，二是怎么優化結構布置參數的問題。優化結構參數就是為了使進路間距增加，以此來使采掘工程量極大的降低，優化結構參數來加大進路間距的操作性較強，易于實現。當前，在我國的許多礦山中都運用了優化結構參數技術，如：桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山，該技術的使用使得這些地區的礦山開采環境得到了極大的改善。尤其是針對一些低貧化放礦或無貧化放礦工序，通常為了保證礦巖的純度以及維系礦石截面的完整性，一般的操作工序是：在放礦過程中一旦礦巖界面正常到達出礦口時就停止操作，這樣可以在極大程度上提高礦巖的純度，減少礦巖的混雜性。目前，伴隨無底柱分段崩落技術的推廣和運用，不僅極大地減少巖石混入，降低貧化，還提高了有關企業的經濟利益。

2.2.2自然崩落法

自然崩落法與無底柱崩落采礦法技術不同。自然崩落法已在我國地下礦山采礦中得到了廣泛的運用。自然崩落法的應用原理主要是：破壞地下礦山的礦塊內的應力平衡，導致礦塊大面積拉低，從而會造成應力集中或應力分布不均勻，最后起到礦山開采的作用。自然崩落法的優點是運作成本降低，開采速度快、采礦產量大等。這種方法主要適合于一些礦體厚大、礦化均勻且易于自然崩落的低品位的礦床。

2.3充填采礦法

運用充填采礦法的兩大要素是機械設備的大型化以及機械化。在我國曾一次運用過水泥碎石膠結充填、干式膠結充填、分級膠結充填、尾礦膠結充填等充填技術和工藝。目前，我國又研究出了更為先進的充填開采工藝，如：粗粒級水砂充填新工藝、高水全尾砂速凝固化膠結充填新工藝、膏體泵送充填工藝、高濃度全尾砂自流輸送及泵壓輸送充填新工藝等，這些工藝在世界都具有領先地位。在充填技術方面，最具有領先地位的就是膠結性充填，從開始運用的尾砂膠結充填工藝發展到了高濃度膠結物充填技術以及目前比較流行的不收縮、不脫水的沙膠充填技術。同時，礦石的回采工藝以及階段全高開采工藝也得到了很大的進步，從開始的分層開采、分段開采，已經發展大了如今的了大孔落礦開采，改良采場的布置參數，通過對充填系統實行自動化控制來對采區進行機械化充填開采。特別是最新研究的泵送膠結膏體充填工藝，不僅開采的工作效率得到了大幅度的提升，同時充填開采工藝也實現了高效開采。

2.4地下無廢開采法

地下無廢開采法在推出不久就得到了各大礦山的廣泛的應用。地下無廢開采技術可以充分的運用礦產資源，從而為企業贏得最高的經濟效益，并能有效的防止對自然環境造成破壞和污染，這正是目前我國礦山產業的發展方向，同時這也成為是我國礦山開采首選的技術方法。地下無廢開采法主要包含：全尾礦充填技術以及高濃度尾礦料的制備與輸送等，這些技術目前已經在美國、德國、俄羅斯等發達國家已經得到了廣泛的推廣和應用。

3地下礦山開采的趨勢

3.1礦山設備的機械化、自動化、高效化

隨著科學技術的不斷進步以及能源需求的不斷增加，礦山開采技術也在進行不斷的進步和發展。目前來看，礦山設備的機械化、自動化、高效化、智能化將是未來礦山開采技術發展的大趨勢。當前對于井巷鉆進機械、大孔穿爆設備、連續采礦、振動出礦及與之相配的輔助機械、中深孔全液壓鑿巖機具以及鏟運機為主體的裝運設備等的研究也在積極進行著。

3.2礦山開采深井化

隨著礦山開采力度的不斷增加，礦山開采的深度也在逐漸增加。通常深度超過千米的礦井稱為深井礦，在這些深井礦中進行礦石開采，難度較大，經常會出現技術難題。隨著開采深度的增加，巖層溫度與巖層地壓也在不斷的升高和增加，礦山的支護與排水也遇到了較大的困難，這些現象和難題都要求我們要不斷改進地下礦山開采設備與開采工藝。

3.3礦山的環境治理

礦山開采技術的高速發展，也給我們帶來了很多環境方面的問題。礦山開采帶來的廢水、粉塵、矸石等都會對自然環境造成很大的危害，所以在礦山進行開采后一定要進行綠化處理，如：針對廢石山、尾礦要進行覆蓋，在覆蓋層上面再種植綠色植物。在外來發展中要爭取做到無廢物礦山和無矸石礦山，并對一些品位差、治理成本過高的礦山進行標準管理。

3.4地下殘留礦工藝

地下礦山開采中，采礦效率和采礦質量是提升采礦工藝的兩大要素。隨著采礦行業的不斷發展，無序開采的現象在不斷的增加，不僅占用了國家資源也造成了很大程度的資源浪費。所以在以后的發展中，將著重研究地下殘留礦體工藝，來提高礦產開采效率，充分回收有限的礦產資源對日后的礦山開采行業具有重要的意義。

4結束語

隨著科學技術水平和國民經濟水平的不斷提升，人們對能源需求在不斷的增加，同時也使得礦山開采行不斷的發展和壯大，其中地下礦山開采技術得到了飛速發展。礦山開采技術的提升主要是為了提升礦山開采效率、礦山開采的質量以及提升礦山開采的生產能力。本文主要介紹了近幾年來的礦山開采技術的現狀，并且對未來礦山開采的趨勢進行了一系列的探討，希望本文的研究可以為礦山開采行業的發展提供一定的幫助。

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