金属矿山地下采矿方法优选.pdf

口匪翟强圈 金属矿山地下采矿方法优选 阚洪星 香格里拉县虎跳峡鑫磊钨业有限责任公司，云南 迪庆 6 7 4 4 0 0 工 程 技 术 摘要 为进一步优化金属矿山采矿方法，本文分析 了空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿 法、地下组合采矿法的原理 与适用条件 ，以确定其应用范围。通过某铜镍矿采矿方法选择 实例验证 ，建立一套针对不rg地质特征矿体的采矿方法， 对优化采矿方法具有重要的现实意义。 关 键词 金 属矿 山 ；采矿 方法 ；方 法优选 中图分类号 T D 8 5 3 文献标识码A 随着工业建设 的步伐不断加快 ，矿 产资源 的需求量也 日益加剧 ，但是我国 矿产赋存规模较小 、采矿技术与设备 的 水平不高 ，严重影响了我国金属矿山的开 采。因此发展采矿技术是势在必行的。金 属矿山的采矿深度越来越大 ，各种不确定 的因素影响也会越来越多，如何选择采矿 方法显得非常重要。采矿方法与不确定因 素之间是一个复杂的、非线性的关系，不 同的采矿方法具有不同的适用条件与应用 效果。本文分析了几种比较常见的采矿方 法，以便为专家系统提供更广泛、更全面 的选择。 1 采矿方法介绍 1 ． 1 空场采矿法简介 空场采矿法是在 回采时将矿块划分 为矿柱与矿房两部分 ，采矿时首先对矿 房进行开采 ，其次对矿柱进行开采 。空 场采矿法适用的基本条件一般是在矿石和 围岩稳定牢固的前提下进行开采 ，在一定 时间之内采空区允许有较大规模的暴露面 积。空场采矿法是我国最早应用的一种采 矿方法 ，也是 目前最常用 、最广泛，技术 上最成熟的一种采矿方法。国内外矿山实 践表明，比较常用的空场采矿法一般包括 留矿采矿法、分段矿房法 、全面采矿法以 及阶段矿房法。 1 ． 2 崩落采矿法简介 崩落采矿法是一种采矿结构 比较 简 单的采矿方法，它是在矿体边界挖环形运 输的巷道 ，并在矿体的上下盘开挖 ，将巷 道切割成不 同的立体空间，然后在堑沟向 上钻孔，放炮进行爆破作业 ，再往后退进 行回采工作。崩落采矿法的基本特征就是 简化了采场的结构 ，通过在运输巷道与堑 沟巷道之间切割出环形通道，实现一个巷 道多种用途 ，大大提高了采矿效率 ，减小 了采掘过程中的工作量 ，是一种高效 、低 成本 的采矿新方法 。崩落采矿法是 以崩 落围岩来实现地压管理的采矿方法 ， 该方 法在回采过程中不再将回采单元划分为矿 房、矿柱 ，而是连续进行单步骤回采，不 但没有回采矿柱的任务，也无需另行处理 采空区。这类采矿法具有生产效率高、作 业安全、使用灵活等优点 ，故在生产实践 中使用也较广泛 。使用崩落采矿法的前提 是地表允许陷落。崩落采矿方法一般包 一 1 1 一 由 围 斯 术 产 品 括壁式崩落法 、分层崩落法 、阶段崩落 法等。 1 3充填采矿法 充填采矿法是指在矿房和矿块 中， 随着 回采工作面 的不断推进 ，向采空 区 输送各种充填材料 ，以进行控制 围岩崩 落、地表移动和地压管理 ，然后在形成的 采空区内进行 回采工作。充填采矿法适用 于开采围岩不稳定 、但矿体稳定 ，且矿体 的品位较高 ，属稀缺、贵重的矿体。同时 充填采矿法要求地表不能有陷落 ，对矿体 开采复杂的地 区比较适用 ，例如矿体存在 水体、自然火灾危险以及临近交通干线或 建筑物等复杂因素。充填采矿法特有的采 矿手段 ，在深部矿体开采中能有效地控制 地压 。综合 以上分析 可以看 出，充填采 矿法 的优点主要有矿石 回采率高 、适应 性强 、作业安全 、贫化率低且环境污染 小 。一般根据充填材料和输送方式的不 同，充填采矿法包括胶结充填法 、水力充 填法、干式充填法等。另外根据回采的方 法 、工艺以及采场结构的不同，可以将充 填采矿法分为壁式充填法、上 向分层充填 法 、方框支架充填法和下 向分层充填法 等。 1 ． 4 地下组合采矿法 空场采 矿法在矿岩不稳定 时，无法 有效地控制地压 ，从而避免地压事故。地 下组合采矿法是基于岩石力学 ，结合采矿 工艺 、设备的具体情况 ，兼顾其它采矿方 法的特点，发展起来的具有良好技术 、经 济效益 的采矿方法。 目 前常见的组合式采 矿方法包括分段空场崩落采矿法 、阶段 留矿采矿法 、分段空场充填采矿法等。 1 分段空场法允许陷落 ，适用于矿体 倾斜、中厚矿体，且底盘稳定 ，顶盘欠稳 的矿床。该方法不需要人员、设备进入空 场作业 ，安全性较好 ，同时分段空场法采 用 高效 的设备进行采 矿 ，因此生产能力 强，效率高。 2 阶段留矿崩落采矿法 同样允许矿体陷落，适用于急倾斜 、中厚 至极厚矿体，矿体较稳定 ，但围岩不稳定 的矿床。该方法具有工效高 ，矿柱 回采率 大 的特点。 3 分段空场充填采矿法不 允许矿体陷落 ，其它适用条件同阶段留矿 崩落采矿类似 ，该方法存在一定的损失 率 ，贫化率很低。 2实例应用 2 ． 1工区概况 某铜镍矿具有矿埋藏深 、矿体倾斜 度大 、 形态复杂 ，且厚度变化 比较大 ，矿 体与围岩均不稳定，地应力大等特点。具 体说来 ，矿区地厨晴况复杂 ，岩浆活动强 烈 ，围岩蚀变多样 ，大气降雨是矿坑主要 的涌水来源，岩石类型为欠稳定至比较稳 定 ，矿体一般为层状和透镜状 ，矿石结构 以板状结构和溶蚀结构为主。综合以上分 析 ，该铜镍矿为典型的复杂金属矿体。 2 ． 2 采矿方法优选 系统了解 了金属矿山的地质 、矿体 特征 ，根据不 同采矿方法的技术特点与 适用条件 ，该金属矿山 比较适用崩落采 矿法 。具体优选过程如下 1 收集不 同矿山的开采情况 ，建立针对不同地质条 件下的采矿方法方案集 ； 2 系统分析 不同采矿方法的使用条件与技术要求 ，并 进行标准化 ，对倾角、厚度、稳定性以及 松散系数等进行定量分析 ，同时综合考虑 生产安全、环境保护、社会效益与经济效 益 ，从多方面 、多因素选取采矿方法 ； 3 将该矿 山的实际情况与类似矿山进 行对比，分析该金属矿山的特点 ，并按具 体量化的指标进行评价，以最终确定采矿 方法。根据以上步骤最终确定了采矿方 案的优先率 ，分别是 阶段连续崩落采矿 法、自然崩落采矿法 、分段采矿法等。通 过优先确定的采矿方法与经专家认证后确 定的采矿方法一致。 结语 为进一 步提 高采 矿 效率 ，减 小资 源浪费 ，本文从几种常见采矿方法 的原 理 、适用条件以及特点出发，分析不同采 矿方法的适用条件。应用实际表明 ，通过 建立一定的优选方案，根据矿山具体的地 质、地层特征选择采矿方案 ，应用效果良 好。 参考文献 ⋯ 李佩 云，李族文，王 志刚优化采矿 方 法降低采矿 成本 【 I 1 ． 山 东煤炭科 技， 2 0 1 0 ，2 1 O 13 4 3 5 f2 】 汀亮 ． 龙首矿西部贫矿体采矿 方法优 选研究 『 D 1 ． 昆明理工大学，2 0 0 8