金屬礦山采礦技術發展趨勢及管理探討

楊林

【摘? 要】礦石開采工程對技術要求較為嚴苛，且在金屬采礦施工過程中由于礦場自然環境相對較為特殊，需要注重安全管理問題也比較多。本文分析金屬礦山采礦技術發展趨勢，并結合M錳礦采礦工程分析礦石采礦管理策略，希望可以起到一定借鑒意義。

【關鍵詞】礦山;金屬;采礦技術;發展;管理

引言

金屬礦產資源是人類發展與生存重要資源，提升金屬礦山開采工程質量，對于確保人類可持續發展具有重要意義。而想要提升金屬礦山開采質量，就需要從金屬礦山開采技術未來發展趨勢、當前金屬礦山開采工程存在問題等方面入手分析，以全面助力金屬礦山開采工程質量提升，滿足社會發展需要。

1.金屬礦山采礦技術發展趨勢

隨著社會各領域技術與理念發展與進步，未來采礦技術逐漸呈現出朝著自動化、智能化、大型化方向發展趨勢。首先，金屬礦山采礦設備大型化。隨著機械技術不斷發展，與社會對金屬礦產等資源需求量進一步增加，為了滿足采礦量需求，金屬礦山采礦無疑會選擇挖掘機、輪鉆機等更加大型化甚至超大型設備，以貼合采礦需求。其次，采礦過程更加自動化。隨著自動化技術不斷發展，無人設備在金屬采礦中應用勢必會進一步加深，裝備液壓化、無軌化、自動化水平進一步提升，未來金屬采礦過程無需實際采礦人工作業，實現自動采礦，為金屬采礦工程安全推進提供強有力支持。再次，采礦管理更加智能化。金屬采礦企業將大數據、云處理等先進技術與各種先進管理理念運用到采礦管理之中，進一步優化企業采礦工程管理模式，提升采礦管理水平。

2.金屬礦山采礦常遇到的問題

M錳礦采礦工程項目，礦區礦脈屬于極薄急傾斜礦脈。主要由 2 條錳礦礦脈組成，錳礦礦區主礦脈為 V1礦脈，相對規模較大，次礦脈為 V2 礦脈。礦脈主要集中在礦區T2f4（中三疊統法郎組）含錳粉砂巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖地層中。錳礦礦體呈層狀產出，連續穩定，圍巖與產狀一致。礦脈表現為190 m出露高差，750.02m走向長。礦體表現為203 .01m最大傾斜延伸，0.415—0.942 m厚度，0.721m平均厚度，50°以上傾角。

2.1技術問題

極薄急傾斜礦脈在開采過程中，開采企業除了需要考慮地表環境、含水率、穩固性等基本因素之外，還需要考慮相應技術處理問題，以保證整個開采過程安全、可靠、效率高。開采企業在該錳礦區開采過之前對礦山開采技術條件進行分析，該礦礦脈穩固性較好、底板穩固性次之、頂板穩固性最差，如何充分利用礦巖自身條件進行安全開采是下一步開采主要研究問題。由于開采處為極薄急傾斜礦脈遇到技術問題主要包括以下幾個：（1）錳礦石貧化、損失率相對比較高，為了滿足錳礦石實際開采需要，開采企業不得不增加廢石開采量，難免導致礦石貧化、損失率較高。（2）生產效率低、勞動強度較高。由于該礦區礦脈分布情況無法采用大型機器進行機械化生產，勞動強度比較大。（3）采礦技術選擇相對比較難，受到該礦區實際條件限制，在采礦技術具體選擇上需要綜合考慮因素較多，技術選擇較為困難。（4）礦脈較窄僅開采礦脈空間小，沒有辦法滿足實際作業需要。

2.2現場安全問題

開采企業根據該工程實際情況，總結自身以往開采現場安全管控存在問題，以為現場安全開采控制方案制定提供有力參考。當前現場安全管控上主要存在問題包括以下幾個：（1）開采現場參與人員與設備相對較多，過去在安全管理上具備單純人員與設備安全管控措施，但在實際施工中發現人員與設備依舊存在混亂情況，一定程度上埋下安全隱患，對于整個金屬開采過程安全推進產生一定不利影響。（2）安全管控人員整體素質水平有待進一步提升，盡管現在已經具備安全管控小組，但安全管控小組在學歷、經驗、技術等方面良莠不齊，導致整體安全管控水平相對較低，對開采現場安全管控造成一定不利影響。

3.金屬礦山采礦的管理策略

3.1引入新方法、新技術

應對該采礦工程技術選擇等問題，開采企業引入細致化管理模式，針對錳礦開采技術進行全方位探討與研究。分析自身當前所具備開采技術與該礦區極薄急傾斜礦脈的特征，通過比對分析削壁充填法與淺孔留礦法具體使用可行性，發現削壁充填法更加適宜此處礦區采礦需要。采礦企業選定削壁充填法開采技術之后，為了保證開采施工可以有序推進，進一步從采場回采工藝、削壁厚度、采切工程布置、結構參數等方面細化設計采礦工藝。

開采企業經過對礦區進一步科學測算，最終確定采場結構參數如下：中段高度設置為60.00m或20.00m，錳礦采礦場沿著礦體整體走向進行布置，礦快長度控制在50.00m，采礦0.781m削壁厚度;礦場寬度為水平厚度（礦體）+0.781m削壁厚度即1.51m;回采時設置相應預留柱，包括礦房頂部底部底柱（預留）、礦房頂部頂柱（預留）、兩相鄰采場之間間柱（預留），柱體尺寸為2.00 m頂柱厚、6.00m間柱寬、6.00m底柱厚。

①—中段運輸巷道;②—聯絡道;③—人行天井（通風）;④—順路溜井（廢石）;⑤—順路溜井（礦石）;⑥—間柱;⑦—頂柱;⑧—底柱;⑨—拉底巷道;⑩—圍巖;—礦體;—閘門（放礦）;—充填廢石;—炮孔

開采企業在開采工程布置上，沿礦體下盤脈外掘進中段運輸平巷，控制礦體底板距離平巷中心線（中段運輸）距離為5.00m左右，同時在間柱中央開掘相應礦塊天井，確保材料運送、行人、通風等正常。待天井施工挖完畢后，沿著礦房底部進行拉底巷道開掘施工。開采企業在回踩工藝控制上，采用從下到上分層回采方式，每層高度控制在2.25m左右。開采企業在錳礦回采過程中需要控制爆破、鑿巖、出礦、礦柱回采等每一個回采環節，全面提升作業質量。例如，在鑿巖作業上采用上向鑿巖方式。

待整體方案設計完畢之后，開采企業針對該技術方案進行試采作業，試采經濟指標結果如下。通過試采經濟技術指標測試，可以看出削壁充填法精細化技術方案相對經濟效益比較高，符合此礦區錳礦實際開采需要。

試采經濟技術指標：

礦塊地質礦量/t 指標7726. 32;礦石貧化率/% 指標6.45;礦石損失率/%指標8.37;礦塊采出礦石量/t指標7 567. 75;礦塊生產能力/（t/d） 指標40;采切比/（m/kt） 指標23.94;導爆管用量/（ m/t） 指標0.35;炸藥用量/（ kg/t） 指標0.9;非電雷管用量/（發/t） 指標0.7;鋼板用量/（kg/t） 指標2;舊膠帶用量/（m2/kt） 指標16.

3.2現場安全管理措施強化策略

開采企業根據該工程實際情況，并結合安全管理上存在問題主要采取以下安全管理策略：（1）協調設備與人員管理。相關安全管理人員需要每日對開采設備與人員安全情況進行管理，并運用現代化技術優化設備與人員具體位置，緩解現場管控混亂等問題，確保開采安全進行。（2）加強安全管理培訓工作。開采企業定期組織專業化現場安全管理培訓工作，從安全管理技能、安全管理理念、安全管理方法等方面進行全面培訓，提升安全管控人員整體管控水平，保證采礦現場安全。

4.總結

綜上所述，金屬礦山采礦技術逐漸朝著自動化、智能化、大型化方向發展。礦石開采企業可以順應這一趨勢，結合實際采礦工程具體情況，引入新技術與新方法，強化安全管理，全面促進自身良性發展。

參考文獻

[1]楊子奎. 試論金屬礦山采礦技術與工藝發展趨勢[J]. 市場周刊·理論研究， 2018， 000（006）：214.

[2]蔡美峰， 薛鼎龍， 任奮華. 金屬礦深部開采現狀與發展戰略[J]. 工程科學學報， 2019， 000（004）：P.417-426.