深井采礦技術在有色金屬礦山中的應用

朱杰明

（中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司，云南 昆明 650500）

在我國社會建設與發展水平持續性向前推進的背景之下，社會上對于有色金屬的使用量也開始逐漸增多，因此便為采礦企業創造了更多的發展空間，有利于達成更多的成交量，助力采礦企業實現穩定且高效的發展。在傳統的采礦技術當中，往往通過淺層礦床對有色金屬進行開采，然而隨著開采量的持續提升，一些淺層有色金屬已被開采殆盡，所以便需要開發深層的礦床，在此階段便需要應用到深井采礦技術，通過該項技術實現對于有色金屬礦山的開發與開采。因此，便需要充分注重深井采礦技術在有色金屬礦山中的應用，注重提高深井采礦技術的水平，保證開采過程中的安全性以及效率，從而確保有色金屬開采井然有序的開展。

1 深井采礦技術介紹

在通常情況之下，所謂深井采礦技術主要所指的便是在深度為800m～1000m礦井開采階段所應用的各項技術類型。由于我國幅員遼闊、地域廣褒，同時在不同地區的地質情況也各不相同，所以礦井的深度也存在一定的差異性，同時對于深度的界定也不盡相同，如煤礦為800m～1500m，金屬礦山為1000m～2000m，開采過程當中對于技術以及施工機械設備的要求也存在一定的不同，例如在大姚銅礦當中選擇了鋼纖維混凝土支護，用于保證開采過程中的安全性，同時實現對于有色金屬礦山的科學開采。而隨著社會對于有色金屬需求量的逐年提升，便需要開采深層礦井當中的有色金屬資源，而這種情況的出現便導致開采條件變得愈發惡劣，傳統的機械采礦方式顯然并不足以滿足當前的采礦需求，所以深層礦井的開采逐漸成為行業內關注的首要問題。因此在深層采礦階段要對深層礦井的高溫、高應力等環境條件，采取科學且有效的應對措施，最大限度保證礦井的安全以及產能，實現對于有色金屬的高效開采，進而助力采礦企業實現穩定且高效的發展。

2 我國有色金屬礦山開采現狀

當前，隨著我國科學技術實力的持續提升，對于有色金屬礦山的開采也開始呈現出逐年上升的發展趨勢，用于滿足社會發展階段對于有色金屬的大量需求。同時通過文獻調研以及數據分析發現，我國當前所擁有的淺層有色金屬框并不足以滿足我國當前工業生產以及發展的需求，因此便需要著重開發深層礦井，當前已有深井礦產為金川二礦區、冬瓜山銅礦、大紅山銅礦、大姚銅礦、鉛鋅礦等，據權威人士預測，我國當前已有金屬礦山將會超過30%的開采深度超過1000m，因此便需要廣泛應用深井采礦技術，通過深井采礦技術完成對于深層有色金屬礦產的開采[1]。而在當前開采期間，深井采礦通常會遇到高溫、高壓、高應力等方面問題，這對于采礦的有序進行會造成一定影響，例如：在深井采礦階段有可能產生巖爆的情況，而這種情況一旦發生便會對于采礦工作人員的生命安全造成極大威脅，同時也會影響到深層采礦工作的開展進度，因此在有色金屬礦產開采階段，為了保證開采過程中的安全性以及效率，便需要充分注重應用深井采礦技術，并且在不斷的實踐過程中予以完善，進而充分保證有色礦山的產能，提高有色金屬礦山開采的安全。

3 深井采礦技術在有色礦山中的應用

3.1 高溫礦井排熱通氣技術

深井采礦技術中，高溫礦井排熱通氣技術是其中常見的技術類型之一，主要便是根據空氣以及巖石之間能夠運用熱交換的原理，用以實現高溫礦井的排熱通氣，同時在復雜通風的情況之下，還可以應用通風環境分析技術以及網絡智能化技術，實現對于高溫礦井井下情況的科學分析，之后充分使用礦井上部通道的調熱機能，用以全方位保證高溫礦井從井上到井下開采過程中的空氣保持最低的溫度，從而為有色金屬礦山的開采提供便利的條件，防止由于礦井溫度過高而影響開采。

3.2 高地應力卸荷技術

高地應力卸荷技術也是深井采礦技術的重要組成部分，主要便是針對于礦山回采階段，將采場局部弱化技術應用于其中，這樣便可以實現對于礦山回采順序的科學設置以及安排，同時通過以上方面技術對于巖石應力的分布情況進行科學調整，進而促使向深部轉移應力的集中部位，防止由于應力不均而產生施工安全事故。此外，為了促使高地應力卸荷技術達到良好的應用效果，有效助力巖石強度以及承重能力的增加，還需要確保承重應力的負荷處在巖石的三向應力狀態，用于保證巖石受力的平衡，同時有效避免外力對巖體造成破壞，從而確保深井采礦技術在應用階段的安全性，為整個開采環節的高水平開展提供條件支撐。

3.3 鋼纖維混凝土支護技術

在深層礦井開采階段，除了高地應力卸荷技術的應用之外，還需要充分保證礦井的牢固性與安全性，因此也需要注重將鋼纖維混凝土支護技術應用其中，用于防止出現礦井坍塌、落石等方面危險的發生。在當前發展的過程中，鋼纖維混凝土支護技術已經擁有良好的技術標準，并且在實際應用階段取得良好的成效，因此這也為深井采礦提供了一定的技術支撐[2]。將鋼纖維混凝土支護技術應用在其中，可以使混凝土結構機體擁有較高的持久力以及韌性，從而有效防止在采礦階段出現巖爆情況所產生的危害。鋼纖維混凝土支護技術實際應用期間，需要注重對于施工機械設備的選擇，例如：噴混凝土作業臺、混凝土攪拌運輸車、混凝土運輸設備等方面，在應用階段也要注重對于混凝土拌和度、溫度等方面數據指標的控制，以此充分提高鋼纖維混凝土支護技術的質量，全面保證礦井在施工開采階段的安全性。同時，通過鋼纖維混凝土支護技術也可以確保施工環境的穩定性，對于其中有可能產生的松動問題進行有效且合理的控制，使礦井形成較好的緊貼性，保證開采安全。

3.4 礦山安全保障技術

礦山安全保障技術在深層礦井開采階段也具有廣泛的應用，主要便是為了有效應對深井采礦階段有可能產生的突發安全事故，并且采取及時且有效的處理措施。在實際中，礦山安全保障技術綜合了多項技術原理，并且對理論知識進行了科學的應用與實踐，對于深井采礦管理以及質量控制可以起到系統性的指導意義。例如：低壓微震監測、掩體失穩定聲發射預報、巖爆傾向性多因素綜合評判以及震源定位技術等，而以上安全保障的技術類型也可以全方位提升深層礦井開采階段的安全性，且在第一時間獲取到礦井開采階段所存在的安全隱患信息，進而及時采取有效的處理措施，防止在深層礦井開采階段所面臨的安全風險較大[3]。同時，礦山安全保障技術也綜合了國內外的先進技術以及實踐經驗，目前已經能夠通過地表巖層的穩定性監測、礦山開采地壓檢測等方面技術實現對于深層礦井開采安全性的全面監督，一旦發現其中存在安全隱患，便可以及時采取有效的處理措施，防止出現施工安全事故。

3.5 有色金屬礦山聯合采礦技術

有色金屬礦山聯合采礦技術在深井采礦階段也具有廣泛的應用，在實際應用的過程中主要便是根據礦山礦體巖石機構以及特征等方面信息數據為巖體進行分級，從而采取不同的開采技術進行處理，例如：大姚銅礦開采階段，將礦山巖石結構特征和分級制作成統計表如下表1所示，通過表1可以發現，對巖體進行分級可以有效區分各級掩體的承重能力以及穩定性，隨后根據其地理地質環境采取相對應的施工技術措施，從而形成聯合采礦的方式[4]。針對于這種采購方式來講，其可以在實際當中實現對于不同類型的礦產采集，確保有色金屬礦山開采階段各項開采工序的井然有序銜接，同時也全方位提升有色金屬礦山開采過程中的安全性，實現對于有色金屬礦山資源的合理開采以及開發利用。

表1 礦山巖石結構特征分級統計表

4 有色金屬礦山開采階段深井采礦技術的發展方向

當前，隨著有色金屬礦山開采的深度開發，開采的難度以及技術要求也愈發提升，因此在其中便需要廣泛應用深井采礦技術，通過深井采礦技術實現對于深層有色金屬礦山的開采。而在開采階段則有可能會遇到高溫、高壓以及高地應力等方面問題，這對于金屬礦山的順利開采會造成極大的影響[5]。因此，在后續的深井開采技術研究當中，便需要致力于探討與分析在深井開采階段如何提高其開采安全性，并且優化開采效率，進而有效控制有色金屬礦山開采階段的安全性以及產能。而在后續有色金屬礦井開采階段也需要充分考量到以下方面，如：全面分析深井低壓特征，此階段需要掌握深層礦井開采中有可能出現的各項特征，之后采取科學的方法對于高應力、高地壓的地帶進行處理，用于保證礦井的穩定性，規避巖爆現象發生。此外，還需要有效預防與改善礦井尚不通風系統以及深井通風系統，對于循環通風技術做出合理應用，有效規避深井熱害對于有色金屬礦山開采的影響。

5 結束語

綜上所述，在有色金屬礦山開采階段，為了全面保證開采過程的科學性與合理性，需要綜合應用深井采礦技術，且細致剖析深井采礦技術在應用階段的要點，用以保證開采過程中的安全性，防止出現工程安全事故。同時，也要在實踐中持續性改進，注重對于深井采礦階段各項安全風險因素的監督，一旦發現采礦階段所面臨的安全風險因素過高，必須要立馬予以整改，從而充分發揮出深井采礦技術的作用，確保有色金屬礦山開采井然有序的開展，提高采礦企業發展的效率與水平。