淺談金屬礦山地下開采方法選擇及其影響因素獲獎科研報告

淺談金屬礦山地下開采方法選擇及其影響因素獲獎科研報告【摘

要】伴隨現(xiàn)今社會不斷發(fā)展，我國對于礦產(chǎn)資源的需求也越來越大了。但是，在開采過程中，合適的開采方法是比較重要的，不僅會影響到礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展，同時還會影響礦產(chǎn)資源的開采技術(shù)含量。就目前的開采情況來分析，在金屬的開采礦山的過程中，還存在著很大的局限性，需要采礦技術(shù)人員對開采方法的選擇進行不斷的改進，探索出科學(xué)的開采方法。本文就金屬礦山的地下開采方法的選擇及其影響因素作了研究，希望能有效指導(dǎo)金屬礦山地下開采，從而提高礦山安全高效開采。

【關(guān)鍵詞】金屬礦山;地下開采;方法選擇;影響因素

引言：

當(dāng)下，我國的金屬礦山地下開采工作其本身的回采率與效率雖然已經(jīng)在不斷的提升，不過在這一提升的過程中，很多的開采技術(shù)人員并不懂得結(jié)合金屬礦山的具體環(huán)境等采用合理的開采方法，并沒有意識到不同開采的方法會對金屬礦山的采礦帶來影響。導(dǎo)致在礦山的采礦過程中，大量的破壞了自然生態(tài)環(huán)境，同時，也無法有效保證金屬礦山地下開采的效率、安全性、回采率，為此，工作需要針對金屬礦山的地下開采方法的選擇及其影響因素進行進一步的探討。

一、常見的金屬采礦方法

（一）充填采礦法

在開采過程中，同時可以利用廢石、廢渣、膠結(jié)料等填充物，對采空區(qū)進行回填的采礦方法。該方法的主要特點是在采礦過程中進行填充，逼近回采率高且有利于地壓控制。作業(yè)人員是在充填體上或充填體周邊進行作業(yè)，這樣人工可以控制礦體的支撐，在完成科學(xué)開采的同時，又能實現(xiàn)力學(xué)的控制，使得在開采中保證工作人員的安全。這種開采方法一般會適用在一些開采價值比較高的礦體中，還可以解決回采高價值礦體、地表不允許塌陷的情況。同時，充填采礦法也適用于礦體賦存條件比較復(fù)雜的方法。

（二）留礦采礦法

將采下的大部分礦石暫留礦房內(nèi)，工人站在礦石堆上作業(yè)，主要用于開采圍巖和礦石都穩(wěn)固的急傾斜薄及中厚礦體，其特點是在回采過程中，采空區(qū)內(nèi)暫時存留部分采下來的礦石，借以配合礦柱支承采空區(qū)，一般在礦石較穩(wěn)固，且??氧化、體圍巖中等穩(wěn)固的條件下采用。

（三）崩落采礦法

是通過對周圍的礦石、圍巖進行崩落來進行地下巖石的控制的采礦方法，即隨著對礦石的崩落，帶動周圍的巖石的崩落，用周圍的巖石或者廢礦物質(zhì)來充填采空區(qū)，這樣既能對礦石進行開采又能對地下壓力進行很好的控制，崩落采礦法特點是對礦石進行開采過程中，既能對礦體進行高效回采又能對地下應(yīng)力進行控制還可以用崩落的巖石進行充填采空區(qū)。崩落采礦法可以及時對地下應(yīng)力進行控制，崩落采礦法一般使用在礦體圍巖不穩(wěn)固和地表允許陷落的條件下進行選用。崩落采礦法按照崩落方式可以分為集中崩落法、分離崩落法、區(qū)域崩落法、支撐崩落法。

（四）空場采礦法

所謂“空場采礦法”，是在回采的過程中為了支撐采空區(qū)殘留的礦柱，采空區(qū)始終保持空著的狀態(tài)。使用這種方法進行采礦時，要求圍巖和礦石必須十分穩(wěn)固，在操作的時候，要先對礦房進行開采，然后再對礦柱進行開采。空場采礦法是一種比較簡單的方法，工人操作起來比較熟練，損失較少，效率較高，因此，在實際中應(yīng)用得比較廣泛。如果對該方法進行細(xì)分，又可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法和留礦法等。

二、方案選擇的主要影響因素

（一）礦體種類與質(zhì)量

在金屬礦體中通過有黑色金屬礦、有色金屬礦、貴金屬和鈾礦這三種。不同種類的礦體，在開采時方法也是不同的。比如鐵礦，由于其價值比較低，但是卻埋藏在較深的山下，所以必須要進行地下開采，在開采時可以采用崩落法或空場法。而充填法一般可以運用在開采有色金屬或貴重金屬礦的開采中，這樣可以有效降低礦石在開采過程中的損失率。另外需要注意的是，在采礦工程中，一定要根據(jù)礦石的質(zhì)量來決定具體開采方案，結(jié)合礦石的品位高低、雜質(zhì)數(shù)量等等來考慮。

（二）工程地質(zhì)

在進行方案選擇時，首先要考慮的地質(zhì)條件。第一，地質(zhì)的穩(wěn)定程度，勘察礦層周圍巖石的穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)刭|(zhì)穩(wěn)定條件較好時可以考慮選用空場法，如果不穩(wěn)定的情況下，需要采用充填法。第二，要考慮到礦層的傾斜角，厚度和形狀。礦層傾斜角會影響到巷道的布置和運礦方法，而厚度會決定落礦的方式，最后是礦層形狀，決定了開采方法的選擇。第三，礦體條件。對于礦體條件的考慮應(yīng)當(dāng)包括礦石價值、品位和雜質(zhì)含量等，例如在開采價值不高的鐵礦時，一般選擇空場法或崩落法，主要目的在于降低開采成本;而對于有色金屬的開采，則更加注重礦石的損失率和貧化率，因此多選用充填法。

（三）地應(yīng)?狀態(tài)

地應(yīng)?是引起采礦巖體和地下采礦結(jié)構(gòu)變形和破壞的根本作用?。只有掌握了具體工程區(qū)域的地應(yīng)?條件，才能合?確定礦山總體分布，選取適當(dāng)?shù)牟傻V方法，確定巷道和采場的斷面尺寸、開挖步驟、支護形式、支柱斷面形狀、支護時間等，從而在保證圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，最大限度的增加礦石產(chǎn)?，提高礦山經(jīng)濟效益。如根據(jù)彈性?學(xué)?論，巷道和采場的最佳形狀主要由周邊應(yīng)?集中現(xiàn)象，它們最?想的斷面形狀是橢圓，而這個橢圓在水平和垂直方向的兩個半軸的長度之比應(yīng)與斷面水平應(yīng)?和垂直應(yīng)?之比等。在此條件下，巷道和采場周邊處于均勻等壓?狀態(tài)，這是一種最穩(wěn)定在確定巷道和采場走向時，的受?狀態(tài)。同樣，也應(yīng)該考慮地應(yīng)?狀態(tài)最?想的走向是最大的當(dāng)然，實際工程中的采場和主應(yīng)?方向相平?。巷道走向和斷面形狀還要綜合考慮工程需要、經(jīng)濟性和其他條件來決定的。

（四）礦體所處的環(huán)境狀況

所謂礦體的環(huán)境狀況，主要指圍巖與礦體接觸的情況、埋藏的深度、圍巖的穩(wěn)定性等。礦體賦存的條件與其埋藏的深度之間有著很深的聯(lián)系。一般情況下，如果埋藏的深度不斷增加，圍巖以及礦體也會隨著深度的增加慢慢變得破碎，穩(wěn)定性也會變?nèi)?。如果時候深部的溫度和地應(yīng)力也開始增加，隨著通風(fēng)條件的惡化，會極大的增加金屬礦山的地下開采的成本。另外，礦體傾斜度也會影響到對應(yīng)的采場布置以及開采的方法，會出現(xiàn)很大的差異。比如一些中厚以上的礦體，需要采用有助于提高采場的生產(chǎn)能力和開采的強度的方法，且要適應(yīng)機械化的作業(yè)方式。因此課件，礦體的厚體不同，采場布置所采用的方式也要改變。

（五）經(jīng)濟指標(biāo)

在礦產(chǎn)資源進行開采過程中，會存在一定的經(jīng)濟指標(biāo)。這些經(jīng)濟指標(biāo)主要包括：礦山的綜合開采率、設(shè)備實際的生產(chǎn)效率、礦石的加工利用率等，礦石消耗率和礦石殘渣利用率是主要影響成本計算的經(jīng)濟指標(biāo)，經(jīng)濟指標(biāo)的選擇關(guān)系到礦山開采公司的運行經(jīng)營效益。根據(jù)不同的經(jīng)濟指標(biāo)，采礦效率和加工方式也不同。礦山的經(jīng)濟指標(biāo)作為礦山開采與生產(chǎn)的重要參數(shù)，能夠?qū)τ诘V產(chǎn)開采生產(chǎn)能力以及條件進行反映，有利于促進礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展以及綜合效益的提升，具有積極作用和意義。

三、結(jié)束語