采礦工程中采礦方法的創新與實踐探析

曹 龍

（長春黃金設計院有限公司，吉林 長春 130000）

礦產資源一直是人們賴以生存和發展的根本，在國民經濟及社會的快速發展中占據著十分重要的地位，隨著工業化和城市化進程的不斷加快，人們對于礦產資源的需求呈現出持續上升的狀態，供求矛盾的不斷激化，大量銅、鐵、鋁、鉛等金屬礦產資源需要依靠進口，使得資源短缺成為了制約經濟社會發展的關鍵[1]。同時礦產資源開發的可持續發展還受到粗放開采、環境污染、生態破壞等問題的限制。當前傳統的采礦方法十分落后，使得到阿玲的礦產資源得不到有效地開采和利用。研究學者們得出的采礦理論也沒有隨著礦山開采的具體情況得到推陳出新，造成了大量的礦產資源在開采的過程中被浪費，開采過程不重視對環境的保護，也造成了誰提的破壞、水源的污染以及水土流失等問題產生，對此，本文對采礦工程中采礦方法進行深入的研究，并對其進行創新與實踐。

1 采礦工程中采礦方法的創新

由于當前礦區表面的礦產資源量較少，因此采礦工程中的創新采礦方法應逐漸轉向縱向發展的模式，增加對較深礦井的采礦技術，引入傳統露天開采技術的優勢，結合新興技術，提高對深部礦井的開采效率[2]。在較深的礦井中開采要考慮到隨著深度的增加，其溫度和壓力也會隨之增加的問題，因此對于采礦工程而言提出了更加嚴格的要求。結合深井采礦的工藝技術，例如充填技術、滿管流輸送技術等，對深井進行充填處理，通過充填材料和充填質量的控制，實現對深井的開采。在保證開采工人人身安全的前提下，進一步加快對深井采礦技術的應用，從而提高對礦產資源的開采數量和質量。

對于結構較為簡單、無需建立礦床和礦柱的礦區表面的礦產資源開采，要注重對礦產資源的利用率，減少不必要的浪費，可采用崩落采礦的方法進行[3]。崩落采礦方法的原理是利用崩落的礦區圍巖對礦區地壓進行管理。在采礦工程進行的過程中，將地表上的礦體頂部圍巖實施有計劃、有目的的崩落，再對崩落的巖石進行采空區填充，完成對礦產資源的開采。這種采礦方法存在的弊端在于會受到礦區周圍環境的限制，當礦區礦體圍巖上出現流沙或水體的情況下，無法使用崩落方法采礦。而有點在于，這種方法不需要回采礦柱，防止對開采工人的安全造成威脅。同時，不會存在被遺留損失的礦體出現，提高對礦產資源的開采效率，也降低了采礦工程的成本。

2 影響采礦方法需求

2.1 地質因素

地質因素指的是每個礦床本身的條件，主要包括了礦山及圍巖的物理學性質，并綜合反映出了礦山巖體的穩定性，直接影響到采礦場低壓的管理方法。同時還包括了礦體的產出狀況，如，礦體斜角、厚度及形狀等，可用礦物在礦體及圍巖中的具體分布、礦產的實際品位與價值、礦體賦存深度及礦體同圍巖之間的自燃性與結構性等，這些地質因素都對采礦場的布置、構成要素、運輸方法以及采礦方法的選擇等產生影響。

2.2 技術因素

在技術因素中，重要包括了施工人員對礦體勘探的程度、施工裝備水平、采裝機的機械化發展程度及礦山的技術操作與管理水平、地表陷落的程度、相關加工部門對礦體提出的要求等。如開采技術設備的條件與材料的供應情況，直接影響到采礦方法的選擇與實施，同時也影響到采礦方法優化目標的實現情況。而現行的技術管理水平是否能復合采礦方法所規定的技術管理水平，也對是否能夠實現采礦方法所要求的目標有著極大的關系。如，對于一些中小型礦山或地方礦山，其采礦方法可以選擇那些技術較為簡單、操作便捷且管理方便的開采方法。

3 采礦方法實踐

針對深井的采礦方法實踐，首先根據深井的不同可選擇不同的充填類型，例如泵送充填、水力充填和風力充填。三種不同的充填方法是根據填充材料粗砂、細砂、細泥和水泥的比例改變的。用于輸送充填的管道應保證其輸送摩擦阻力控制在一定范圍，以160mm的通用管道直徑為例，每米的摩擦阻力應控制在60Pa～110Pa范圍內最為適宜。圖1為深井采礦方法充填裝置示意圖。

圖1 深井采礦方法充填裝置示意圖

在上清液中添加適量藥劑，可以使質量濃度為30%的全尾砂漿沉降特性得到明顯的改善，同時在每立方米中30%的質量濃度的全尾砂漿中增加藥劑也可使清濁界面得到快速的沉降[4]。再向立式砂倉中添加適量的藥劑可以實現砂漿的動態沉降，實現在輸入砂漿的過程中，將上清液完全溢出，從而得到保存大量礦產資源的沉砂。

針對礦區地表開采的崩落采礦方法在實踐過程中可分為三種類型的開采模式，分別為無底柱分段崩落、有底柱分段崩落和階段崩落。表1為三種崩落開采方法的在實踐中的差異對比。

表1 三種崩落開采方法的在實踐中的差異對比

無底柱分段崩落采礦方法在實踐過程中首先要設置分段高度，通常情況下為11m～14m，通過設備井、電梯井或斜坡道與劃分出的各個分段連接。回采在礦體的全厚，并沿礦體走向向前不斷推進，當回采工作推進到一定距離后，實現對采場地壓的管理[5]。有底柱分段崩落采礦方法在實踐中首先要對礦房預留底柱，再劃分出對應的開采順序，在回采階段也按照順序由上而下開采，底柱開采與下一階段的開采同時進行，當圍巖的頂部無法進行自然崩落時，可采用強制措施使其崩落。階段崩落采礦方法的實踐過程與有、無底柱分段崩落類似，但在底部結構上需要進行更加復雜的設置，可用于頂板穩定性較低、礦體厚度在3m以內、傾斜角度在30°以內的緩傾斜礦體，主要用于開采鐵礦、煤礦、鋁土礦等。

4 結語

通過本文研究得出，采礦工程的質量直接影響著社會經濟的發展，本文針對深部礦井和地表礦體的開采方法創新進行了深入的研究，通過實踐證明兩種方法均可以在一定程度上提高采礦工程的質量和礦產資源的利用率，但在當前眾多的采礦方法中仍然存在某些方面的問題，制約著采礦的效率和速度。因此，還需不斷對采礦方法進行創新，從而提高對礦產資源的利用率，使采礦工程更加規范化，促進采礦企業的發展。