地下金屬礦山采礦技術(shù)進展探討

宋磊 欒嵐

通化鋼鐵集團板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134300

近年來為了滿足我國社會不斷增加的各類礦產(chǎn)資源需求，我國加大了各類礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度。在當(dāng)前的形勢下制定科學(xué)的采礦就是，可以提升礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用效率的，保證勘查以及找礦的質(zhì)量，滿足時代發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需要，礦產(chǎn)勘查工作和找礦工作質(zhì)量和效率的提高還能促進整個勘查行業(yè)的發(fā)展,促進找礦技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。同時金屬礦山的開采活動為現(xiàn)代工業(yè)提供了大量的生產(chǎn)原料，是現(xiàn)代化國家經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著淺部礦床逐漸開采殆盡，大多數(shù)金屬礦山逐漸向地下開采和深部開采發(fā)展。

1 我國金屬礦資源現(xiàn)狀

在經(jīng)濟發(fā)展下，我國礦業(yè)發(fā)展較快，資源儲量得到增長，我國也成為了礦產(chǎn)資源大國之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中，我國金屬礦產(chǎn)品的增加量同我國國民經(jīng)濟發(fā)展不協(xié)調(diào)，與此同時金屬礦產(chǎn)資源你供需矛盾逐漸突出[1]。金屬礦相較于普通礦產(chǎn)資源，其儲量少且分布比較分散。而隨著我國經(jīng)歷了長時間的粗放式經(jīng)濟發(fā)展之后，已經(jīng)逐漸將淺層金屬礦開發(fā)殆盡，為了滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對金屬礦的需求，現(xiàn)階段金屬礦開發(fā)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向深層金屬礦的開發(fā)。由于金屬礦的形成機理比較特殊，其形成時間比較長，對地質(zhì)條件要求比較特殊，在這些地質(zhì)條件深處所埋藏的金屬礦，其埋藏區(qū)域的空間比較分散，增加了找礦工作難度。而在開采深部金屬礦時，容易破壞礦區(qū)及其周圍的地質(zhì)構(gòu)造而增加出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的概率，威脅周邊人員生命安全。為此就需要應(yīng)用地質(zhì)學(xué)和先進勘查技術(shù)做好金屬礦深部找礦工作，通過專業(yè)化的指導(dǎo)來解決深部找礦工作中的難題，還要求相關(guān)技術(shù)人員加強學(xué)習(xí)并不斷提升找礦專業(yè)技術(shù)水平，以此來提升找礦效果。

2 地下金屬礦山采礦技術(shù)分析

2.1 智能化開采

該系統(tǒng)可以借助物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，結(jié)合GIS和GPS技術(shù)功能，第一時間對監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息反饋到監(jiān)控中心，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)來對數(shù)據(jù)做好傳輸工作，處理好相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)一線員工做好安全生產(chǎn)，在安全事故發(fā)生時，可以通過定位系統(tǒng)提供曠工分布數(shù)據(jù)信息，提升開采效率和降低死亡率。

2.2 地球物理方法

2.2.1 地震勘探法的應(yīng)用

地震勘探法的應(yīng)用，比較適合在第二度深度空間范圍內(nèi)開展金屬礦找礦工作，尤其比較適合在地層深部大型或超大型的金屬礦找礦工作中應(yīng)用，應(yīng)用此方法的探測深度范圍較大，可以探測到地下2000m以上的深度，還可以對礦產(chǎn)資源的分布情況掌握地更加詳細(xì)和清楚，準(zhǔn)確預(yù)測金屬礦的位置并指導(dǎo)開采工作的開展，防止在開采作業(yè)中對地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成更大的破壞[2]。

2.2.2 激發(fā)極化法的應(yīng)用

此種方法利用的是激電效應(yīng)原理，在深入了解地質(zhì)情況之后獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，作為開展找礦工作的指導(dǎo)依據(jù)。還在中間梯度裝置上敷設(shè)供電電極等，發(fā)揮此方法的優(yōu)勢進行掃面工作，擴大測量面積，并對各種形狀、產(chǎn)狀和相對低電阻極化進行揭示，更加直觀地獲取異常形態(tài)信息，在供電之前將水注滿電極兩端來提升接地效果。應(yīng)用此方法時可以保證電極之間的距離為1km，并且要保證電極供電量，以此來開展對深部金屬礦的詳細(xì)勘察工作。

2.2.3 磁力勘探法的應(yīng)用

此方法的原理是針對不同金屬礦產(chǎn)資源所具有的不同磁力場，通過探測深部的磁力場來確定是否存在金屬礦并了解不同金屬礦的長度產(chǎn)狀和形態(tài)等。應(yīng)用此方法可以更加精確的勘探金屬礦的位置和深度，同時也掌握地球地質(zhì)構(gòu)造特點，便于在此基礎(chǔ)上開展地質(zhì)填圖研究工作，同時也起到對尋找和開采深部金屬礦的指導(dǎo)作用，實現(xiàn)找礦效率和質(zhì)量的提升[3]。

3 削壁充填全面法

開采順序為:首先開采上層VCR號礦脈，然后開采下層EB號礦脈，Vaal號礦脈距VCR間距500m垂高，同時布置開拓工程。同一礦脈開采時要由上向下逐階段進行，每個階段沿礦脈走向前進式開采，礦房內(nèi)也可以由下向上開采，同一礦脈的上階段開采結(jié)束后，其上中段作為下階段開采時的回風(fēng)巷道，要求對回風(fēng)巷道加強維護，確保通風(fēng)暢通安全；當(dāng)?shù)V體厚度>0.9m時，不需要削壁，直接選擇全面法回采。削壁充填全面法回采作業(yè)順序:削下盤圍巖充填采空區(qū)—平場—鋪墊層—落礦—出礦，因為礦巖屬于穩(wěn)固型，削壁圍巖可以靈活調(diào)整為上盤或下盤均可，根據(jù)礦脈厚度變化情況，也可以選擇第一次剝礦，第二次削壁圍巖，控制總采副不超過1.2m（局部礦脈厚度>1.2m例外）；當(dāng)?shù)V脈厚度<0.5m，削壁圍巖厚度在>0.7m，采空區(qū)充填系數(shù)控制在80%以內(nèi)，以保證充分的回采和出礦空間，圍巖需要排出一部分，充填圍巖過程選用ST600LP低矮式鏟運機協(xié)助。采場內(nèi)出礦，選擇5.5～55kW型電耙，根據(jù)運距選型電耙和調(diào)整位置，富礦段采場底板需要扒渣機協(xié)助清理（或水洗）粉礦；漏斗放礦，漏斗間距15～20m，采場內(nèi)耙礦距離逐步加長，局部需要增加第二臺電耙輔助耙礦（安裝于切割上山相應(yīng)高度）。隨著回采高度上升，根據(jù)運輸巷位置，采場中間增加溜礦井放礦，漏斗或溜礦井放礦至礦車，牽引車將裝好的礦車運至井底車場（主運平巷3.5m×3.5m雙軌道），礦石放入中段溜礦井，進入一期1300#礦倉，最后由箕斗提升出井，正在改造的6-7#礦井提升能力將達(dá)到6000t/d，采場回采、放礦結(jié)束，封閉該采場

4 結(jié)語

綜上所述，為適應(yīng)我國時代發(fā)展的要求，需要加強對地下金屬礦山開采技術(shù)的研究，不斷提高礦山開采的技術(shù)水平，在滿足我國金屬制品需求的同時，降低礦山開采造成的環(huán)境破壞和資源浪費等問題，使礦山開采行業(yè)能夠朝著綠色環(huán)保化的方向不斷發(fā)展。為實現(xiàn)這一目的，需要將提高資源利用率作為目標(biāo)進行礦山開采技術(shù)升級，合理科學(xué)應(yīng)用信息化采礦技術(shù)及充填采礦技術(shù)等，并重視采礦技術(shù)與智能化技術(shù)的融合，進一步使礦山開采的經(jīng)濟效益及社會效益得以有效提升。