有色金屬礦山中深井采礦技術的意義分析

許愛榮

（新疆阿舍勒銅業股份有限公司，新疆 阿勒泰 836700）

我國對深井礦床的開采技術長期缺乏相應的理論研究及實際探究，較成熟的技術支持不足，面臨著高溫、高地應力等困難，使得深井礦山在安全及生產成本方面難以得到有效保障。另外，正是這些因素的影響，深井礦山也很難大規模進行開采。目前，我國在進行有色金屬礦山采礦上有著強烈的技術要求。

1 有色金屬礦山中深井采礦技術的概況

1.1 深井采礦技術

通常來講，深井采礦技術的開采條件是在800～1000m深度的礦井，由于我國國土面積較大，不同地區的地質狀況存在著較大的差異，礦井深度上也同樣有差異。比如在波蘭和英國等國家，對礦井深度的要求是750m，我國不同礦山的深度界定不同，煤礦是800～1500m，金屬礦山在1000～2000m。技術應用方面對機械有很高要求，通過使用相應的工程機械，來營造較適宜的開采條件。比如說鋼纖維混凝土支護。

隨著有色金屬的開采條件在近些年逐漸惡化，傳統機械方式進行采礦已經不能滿足當前的采礦需求，深井礦產資源的開采成為當下需要重視的問題，深井開采相關技術的使用在礦產資源開采中至關重要。再加上現今海洋資源不能有效的開采，人們更加重視對深井的開采，這就對技術方面有了更進一步的要求。在我國的地質條件下，硬巖深井開采所面臨的環境有很多不利狀況，高溫、高應力等的出現，單單依靠傳統的開拓開挖以及采礦工藝等，都不能實現對深井礦產的開采。因此，要不斷強化對深井開采技術的探究，并把理論知識應用到實踐中，最大限度的保證深井礦產能夠安全、高效的開采，這也有利于取得較高的經濟效果。

1.2 我國有色金屬礦山的開采

目前，我國工業化生產得到進一步發展，對金屬礦產的需求相對較大，同時呈現遞增趨勢。實際上經調查研究發現，我國目前所擁有的淺層有色金屬礦不能滿足工業生產的要求，甚至處于將要消失的境地。深井礦產開采的已經有金川二礦區、冬瓜山銅礦、大紅山銅礦、鉛鋅礦等，預測十年時間，我國的有色金屬礦山會有大于1/3的開采深度增至1km及以上。而我國對深井礦產開采技術的研究，嚴重滯后于實際的發展需要。另外，還有地質環境的千差萬別，對深井礦山的開采非常不利。

在對我國深井采礦技術意義分析的相關調查中可以發現，現如今我國淺表層存在的有色金屬礦在逐步消失，這也決定了現階段我國要開始對深井礦產進行開采，也就是通常所說的深井采礦技術。但是，在深井采礦的過程中，經常會遇到高溫、高壓、高地應力等方面的問題，嚴重影響采礦的正常進行。比如說會在深井采礦中出現巖爆等情況，對礦井工作人員的人身安全極為不利，同時，還會影響深井采礦的正常進行。最終會造成采礦效率低、成本高。

2 深井采礦技術的意義分析

2.1 高地應力卸荷技術

當前深井采礦中，亟需解決的就是高地應力問題。這就需要采礦技術人員注意，在進行采礦時，要充分應用采場局部弱化技術把礦山回采的規劃進行整合集中，及時調整好巖石應力的分布，完成對應力集中部位由淺層到深部的轉移。為了更好的實現這一效果，相關技術人員在實際工作中，要注意調整好承受應力載荷的一些巖石，達到巖石處在三向應力的形態，這對保證巖石強度滿足標準要求，避免出現巖體破壞具有重要作用，也有利于保證巖石擁有相對較高的自承受能力。緊接著技術人員要通過相應的方式，把巖層巖體中存在的大部分符合和應力直接轉移到巖石上，減少自承受能力，滿足高地應力卸荷的條件。這種技術的使用，主要用于地勢比較高，同時應力也比較大的情況。建模方式是通過FLAC3D，獲得模型后，可以根據實際情況做好計劃、開挖。高地應力卸荷技術的應用，使得深層礦井開采安全性能高、穩定性較強。

2.2 鋼纖維混凝土支護技術

除了高地應力卸荷技術的運用外，還要注意鋼纖維混凝土支護技術的使用。一般來講鋼纖維混凝土應用在支護的處理上，已經有較好基礎，使用于混凝土結構基體存在裂縫的狀況下。這時混凝土結構技術中基體開始擁有比較高的持久力和任性，能夠實現控制深層礦山開采時出現的高地應力巖爆的情況。鋼纖維混凝土支護技術應用時，會有設備上的需要，包括與之相關的混凝土裝備、制備鋼纖維混凝土的相關工具，像噴砼作業臺、混凝土攪拌運輸車、運輸設備等，對于穩定施工環境，合理控制住有害松動，形成較好的緊貼性有很大效果。

2.3 高溫礦井排熱通氣技術

此項技術的應用技術是巖石和空氣之間進行的熱交換理論，再應用智能化網絡系統分析復雜通風環境，具有指導價值的技術數據信息。最終能夠提供出一種穩定持續礦井上部巷道的調熱機能，這對于持續降低采礦過程中的溫度具有重要作用。在降溫方面，高溫礦井排熱通氣技術的應用能夠實現溫度的降低，一定程度上保證了深井采礦的安全性。就像某公司使用高溫礦井排熱通氣技術時，可以通過井下集中式降溫系統和地面集中式降溫系統，同時，運用地面制冷機組制備冷凍水，在礦井的井下設置高低壓轉換裝置。再使用深井制冷機組制備冷凍水，將冷凍水送到高溫工作面空冷器中，這種方式能夠實現配熱通氣，為深井采礦提供一定的安全保證。

2.4 礦山的安全保障技術

為了實現深井采礦技術對突發事故的處理，礦山安全保障技術綜合多元化技術，通過較為豐富的理論，提供了深井采礦管理及控制方面的系統性指導。具體來說主要包括地壓微震監測、巖體失穩聲發射預報方法、巖爆傾向性多因素綜合評判方法以及震源定位技術等。經過我國相關技術人員和專家的共同努力和研究下，并綜合當下國內的外先進技術、實踐經驗，創建了以控制技術和礦山地壓監測技術作為基礎的一種安全深井采礦研究，并進行實踐。目前，已經能夠通過地表巖層的穩定性監測、礦山開采地壓進行監測以及地下工程加固等不同科目。

2.5 金屬礦山聯合采礦技術

雖然我國對深井有色金屬采礦已經有很長的研究過程，但是實際上社會的發展和市場需求的變化，減少了對深井采礦的研究。隨著市場環境進一步的變化，我國礦藏儲備上也有明顯的不同，又逐漸興起了深井采礦技術的研發及相關的實踐需求，特別是在我國已經完成充填、崩落及空場等研究之后，文章以某礦山為例，其中填充開采技術的應用非常廣泛，需要根據礦體巖石機構和特征對巖體進行分級，具體如表1所示。不同的采集礦產的方式對處理我國復雜地質環境有較好的效果。現階段，我國興起一種聯合進行采礦的方式，這種方式能夠實現對不同類型的礦產采集優勢的綜合形式，通過這種聯合采礦技術的應用，對提高深層礦井的開采安全有更進一步的保證。

表1 礦山巖體結構特征和分級

3 結語

綜上所述，我國的礦山開采技術還存在很多的缺陷，在技術研究上不斷發展。近年來人們對有色金屬的需求逐漸增多，有色金屬深井采礦技術也有了更高的要求。因此，我國相關技術人員在對深井采礦技術進行研究的同時，還要不斷結合外國先進技術與我國本土需求，適當的進行創新，創造出適合中國有色金屬深井礦山開采的技術手段。這對于更好的提高礦山開采效率，推動我國經濟社會的發展具有重要作用。

[1]龍珠明.芻議深井采礦技術在有色金屬礦山中的意義[J].華東科技:學術版, 2016(7):288-288.

[2]鄧少軍, 劉志強.有色金屬礦山深井采礦技術研究[J].大科技,2016(22).

[3]譚闖.有色金屬深井采礦技術[J].工程技術:全文版,2016(30):00293-00293.

[4]李勝. 淺談在有色金屬礦山中采礦的技術分析[J].華東科技:學術版, 2017(1):263-263.