有色金屬礦山深井采礦技術研究

張道長

（浙江建輝礦建有限公司，浙江 溫州 310030）

有色金屬在經濟科技不斷發展中起到非常關鍵的作用，需要重視對有色金屬的高效開采，并注重開采技術的革新。有色金屬的社會需求不斷增多，開采的深度也是在不斷增加，這給采礦工作帶來諸多的難題，特別是深井采礦，國內的深井采礦與發達國家是有一定差距的，因此相關部門需要重視對深井采礦的開發和探索，解決深井采礦的諸多問題。

1 研究深井采礦技術的必要性

深井采礦的運用是因為有色金屬的淺層礦床已經逐漸被開采完，經濟迅速發展，對高新技術的創新不斷加強，在技術的開發中有色金屬是非常重要的材料，面臨著需求量不斷增大的問題。現階段淺層的有色金屬基本上被開采完，那么要想實現對有色金屬的進一步開采，就需要采用深井采礦，而在深井采礦中，遇到高溫以及高地應力的問題，給深井采礦帶來了很多難題，比如深井采礦中遇到巖爆，就會對人員生命以及機械設備造成嚴重威脅，降低深井采礦的效率。現階段需要找到解決深井采礦難題的對策，否則就會對深井采礦的順利開展造成嚴重影響，也會限制國內深井采礦的技術革新，對有色金屬開采的可持續發展也是會造成嚴重影響。為了促進高新技術的不斷開發，提升深井采礦的效率以及技術水平[1]。保證深井采礦的人員安全以及設備安全，要加強對深井采礦的技術革新。

2 有色金屬礦山采礦技術的種類

（1）連續采礦技術。其中涉及到振動機組的強化開采、原礦車架帶式輸送機。作為主體進行深井采礦，和無間柱深井采礦技術。

（2）膠結充填采礦技術、充填技術以及回采技術不斷更新，充填采礦可以運用膠結充填的方式，對該技術不斷展開應用，因為礦井的條件是有一定差異的，其中有盤區高分層以及高階大直徑、分段充填等不同的技術分類。

（3）固體廢料充填技術。在深井采礦的實際開展中，會產生一些廢石以及尾砂等固體廢料，這些固體廢料也是可以利用起來的，讓廢物實現資源化，降低廢物的排放。

（4）原地溶侵采礦技術。經過不斷試驗以及研究，該技術開始變得成熟起來，在深井采礦中不斷得到應用。

（5）深井采礦技術。深井采礦的實現條件，是借助工程和技術，對原本的開采條件和技術進行更新，創造出更好的開采條件，研發出更加有效的開采技術。比如鋼纖維砼支護以及高地應力卸荷，這樣都是可以為深井采礦的開展提供更加有利的條件，讓深井采礦提升效率。

3 國內外采礦技術現狀和發展趨勢

國內的深井采礦技術水平與發達國家是有一定差距的，最早開始在“九五”時期。對采礦工藝以及巖爆的規律展開研究，這個階段研究的重點，是對采礦技術進行探索，預報并防止有幾率出現的災害。此外是工作人員非常重視集成深井采礦，對深井采礦不斷改進以及完善，讓集成深井采礦可以滿足相關礦產的要求。國內各地區的深井采礦發展并不均衡，經過幾十年的不斷研究，淺層資源的開采技術成熟。600米～800米的淺層開采有著一定高度機械化水平以及綜合開采能力。但是多數的礦山面臨著深井采礦的初期階段，在保證對地下資源進行高效回收的基礎上，只關注大規模進行資源開采，忽視了復雜深井采礦。深井采礦有著高溫以及高地應力的限制，現有的采礦技術無法滿足深井采礦的要求。需要展開長期的探索和研究，才能滿足深井采礦的相關要求。因此需要對深井采礦不斷加強研究，對相關數據展開分析，一些南非國家在深井采礦方面進展非常迅速，開采的深度可以達到2000米。但需原巖溫度50℃～80℃，原巖應力40兆帕～100兆帕，才能對相關技術展開應用。解決這個問題，主要的措施對研究出采礦方法，確定好開采的順序，并改善回采的結構，引進適合的監測系統，可以在深井采礦中展開實時監測，并對巖爆做好預報。

4 有色金屬礦山深井采礦技術研究

4.1 礦山深部開采條件重構理論和技術

（1）高溫礦井排熱通氣技術。該技術是依據巖石以及空氣的熱交換原理，和復雜通風條件下，對通風環境展開分析，以及借助網絡智能技術，實現對礦井上部調熱機能的充分利用，保證從井上以及井下的作業，可以保證空氣的溫度達到最低的程度。

（2）高地應力卸荷技術。在礦山回采的開展中，借助采場局部弱化，設置好礦山回采的科學順序，可以對巖石應力的實際情況進行調整，這樣向深部轉移應力比較集中的位置。為保證該技術的合理應用，取得良好的效果，讓承受荷載的巖石在三向應力的狀態下，可以增強巖石的整體強度以及承受能力，避免外力對巖體造成破壞，從而讓巖層的荷載以及應力更加集中，借助巖石本身的承受力，對這些應力進行承擔。

（3）鋼纖維砼支護技術。鋼纖維砼支護可以防止砼結構的裂縫擴張，并強化砼結構后基體的韌性以及耐久性，從而降低開采中的高地應力下，出現巖爆的可能性。

4.2 礦山的安全保障技術

在深井采礦中，安全保障是至關重要的，對深井采礦采取合理的安全保障，其中涉及到地壓威震的實時監測以及震源定位，以及巖爆傾向性的因素評判，在深井采礦時要借助先進的技術，在安全保障方面加強技術應用。

5 技術問題及解決策略

（1）深井采礦中巖爆等地質問題及解決策略。礦井巖爆是在開采中非常嚴重的事故，對礦井巖爆進行預測以及控制也是國內外礦山開采中的難題，半個世紀內國內外的諸多科研人員，不斷研究礦井巖爆的問題，在巖石破裂時進行很多工作。礦井巖爆是有一定隨機性以及突發性的，現階段對礦井巖爆的研究，還無法滿足安全開采的需求。但是對于礦井巖爆，現在也有很多預測以及控制的方法。

結合礦體構造和原巖石應力的基本分布，作業人員要注意開采順序的合理性，合理布置采場，減少能量的貯存。對礦井的能量釋放進行科學控制，在開采時要運用回采的方式，以小斷面為切入點進行開采，對可能發生礦井巖爆的位置，可以用松動爆破的方法，或者超前支護的方式，對礦井巖爆進行防護。借助先進的檢測科技，運用專業化的科研人員，建立礦井巖爆的檢測系統，對地應力的規律進行研究，從而采用合理的礦井巖爆保護措施。

（2）深井采礦中通風問題及解決策略。深井采礦不斷向縱深方向發展，規模擴大，生產布局會不斷變化，這種情況下就需要對通風系統做出適當的改變，讓通風系統保持良好的效果，為井下的工作人員提供更好的作業環境。通常情況下深井采礦的通風系統，主要問題是風機的配置效率有待提升，進風量小以及風流調整被破壞等問題。因為深井采礦的地質條件是有所區別的，這種情況下所采用的開采方式是不同的，深井采礦通風系統也要考慮到各方面的因素，采取合理的優化方法。可以對深井采礦的風量需求進行準確計算，這是對深井采礦的通風系統進行優化的基礎，結合生產情況，考慮到整個深井的通風需求，計算出總需風量。然后結合作業點的設置，將風量分配給各個作業段，結合需風量，設置風扇設備，避免漏風。

6 深井采礦技術研究的意義和方向

深井采礦是現階段有色金屬開采面臨的主要問題，對深井采礦展開應用，要遇到高溫和高壓的情況，對深井采礦的順利開展造成影響，若是在深井采礦中出現巖爆，就會對作業人員的生命造成威脅，降低深井采礦的效率。需要強化深井采礦的技術，解決各類問題，保證深井采礦的順利開展，讓有色金屬的開采更加安全和高效。隨著深井采礦的深度不斷增加，主要的研究趨勢，一方面是要對深井采礦地壓特點展開分析，掌握深井采礦會遇到的地壓特征，然后用合理的方法，對高應力部分地壓展開控制，避免出現巖爆。另一方面是要不斷改善通風系統，運用循環通風的技術，深入預防深井熱害。

7 結論

總之，深井采礦是現階段有色金屬實際開采遇到的主要問題，淺層的有色金屬基本被開采完，而深井采礦面臨的環境更加復雜，開采的難度更高，這種情況下需要對深井采礦進行優化，加強綜合性采礦技術的開發。