金屬礦山地下開采方法選擇及策略

蘭 冬

（山西省中條山有色金屬集團有限公司北方銅業(yè)銅礦峪礦，山西 垣曲 043700）

近些年來，由于我國發(fā)展水平越來越高，淺層金屬資源開發(fā)的已經(jīng)接近殆盡，這使得金屬礦山企業(yè)不得不對地下金屬資源進行開采，由于在地下進行開采，所要采用的地下開采方式也要重新合理選擇。對于金屬礦山企業(yè)而言，開采方式的科學(xué)性、合理性不僅直接影響礦山企業(yè)的金屬產(chǎn)能，而且還會使回采效率進一步提高，減少開采資金，使企業(yè)經(jīng)濟效益最大化。目前金屬礦山地下開采方式主要有三種，而且這三種開采方式也有著各自的多種開采小種類，這些小種類通過一些方法還可以組成多種新方法。由于不同的金屬礦山的礦體條件和環(huán)境不一樣，企業(yè)的開采技術(shù)和經(jīng)濟實力也有差異，因此，在選擇合適的開采方法時，一定要結(jié)合實際的具體情況[1]。

1 金屬礦山地下開采概述

金屬礦產(chǎn)資源在地下深處，通過露天開采方式，剝離難，成本高。所以開采金屬礦山大多采用地下開采方式。地下開采分為兩步：挖掘和礦石開采。在進行礦石開采時要開鑿?fù)诰蛑虚_通的巷道，開鑿又分開拓、采切、回采三個步驟。在進行開采礦石過程中，大多都是分階段開采，開采順序一般都是先上后下，礦體沿礦床分為多個礦段[2]。

2 影響金屬礦山開采方法選擇的因素

2.1 工程地質(zhì)條件

在開采之前，我們要做好開采前的準(zhǔn)備工作，首先要全面掌握金屬礦山的地質(zhì)條件以及礦體的物理力學(xué)性質(zhì)，因為礦體的穩(wěn)定性直接受這些因素的限制。除此之外，我們還要進一步確認整個金屬礦山采場的構(gòu)成要素和開采的具體方式。在對工程地質(zhì)條件進行考察的過程中，我們要將巖體的分布以及斷層等這些因素進行詳細的分析，這在選擇開采方法時，都有著一定的作用。

2.2 礦體的分類和質(zhì)量

礦體的分類如果依據(jù)顏色進行的話，通常可以分為三大類，有色金屬礦、黑色金屬礦、貴金屬礦。有色金屬礦一般都有鋁、銅、鋅等礦物質(zhì)，而黑色金屬礦多數(shù)是以鐵，像金、銀等貴重礦物質(zhì)都是在貴金屬礦中。由于礦體的礦物質(zhì)不一樣，所要用到的開采方法肯定也是不一樣的。而鐵的價值由于較低，一般都會采用空場采礦法和崩落采礦法來進行來采，而填充采礦法是不適合鐵礦開采的方法，因為鐵礦價值低，填充采礦法必須要有填充物，而填充物的價值可能會比鐵的價值高，增加成本。

2.3 開采的安全性

在選擇開采方法時，安全風(fēng)險也有著一定的影響，特別是在頻發(fā)安全事故的情況下，事先規(guī)劃好的開采工作甚至不能順利完成。而我國金屬礦山開采過程中的安全問題主要有幾點，一是沒有貫徹落實安全管理措施，工作人員工作不認真，草草了事。二是安全監(jiān)管力度不夠，在相關(guān)環(huán)境進行操作時，沒有達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，增加了安全風(fēng)險發(fā)生的可能性。三是金屬礦山員工沒有較強的安全意識，企業(yè)也沒有對開采員工進行針對性的安全教育培訓(xùn)，使得員工不能認識到開采安全性的重要。因此，我們要對這些問題進行處理，開采企業(yè)要將一系列的安全防控和應(yīng)急措施制定出來，使在施工過程中安全風(fēng)險盡量可以在控制之內(nèi)。同時，還要加大對開采員工的安全教育培訓(xùn)，保證開采人員能夠規(guī)范地進行操作，減少安全事故發(fā)生的可能性，從根本上防止安全事故的發(fā)生。

2.4 地應(yīng)力影響因素

礦山開采過程中引起低巖體和礦山結(jié)構(gòu)破壞變形的基本力就是地應(yīng)，在地下開采過程中，要想合理的確定礦山金屬的總體分布，就必須要對礦區(qū)地應(yīng)力狀態(tài)的條件進行全面的掌握，從而得到的采礦方法才是無誤的。在確定開挖步驟、支護結(jié)構(gòu)參數(shù)和支護形式時，要根據(jù)開采方法和地應(yīng)力的條件，以此來保證開采過程中圍巖的穩(wěn)定性，最大限度地提高開采效率。在確定采礦巷道和采場最佳形狀時，地應(yīng)力參數(shù)是最主要的參數(shù)，因此，在地下采礦中地應(yīng)力參數(shù)的重要性是不言而喻的[3]。

3 金屬礦山開采中的問題

我國雖然在金屬礦山開采技術(shù)中取得了一些進展，但仍然會有一些問題：①我國金屬礦山資源雖然多，但多為貧礦，富礦較少，因此雖然礦山多，礦產(chǎn)資源還是稀少的。②不平衡的金屬礦山開采技術(shù)，我國有著非常廣大的地域區(qū)域，但每個地區(qū)的礦業(yè)發(fā)展有著很大的差距，導(dǎo)致礦山開采技術(shù)也不平衡，在發(fā)達地區(qū)，礦山開采使用的技術(shù)是世界先進的采礦技術(shù)，但在偏遠山區(qū)的地方，開采所用的技術(shù)和設(shè)備都是較為落后的，開采效率低，導(dǎo)致開采技術(shù)的不平衡性。③資源利用率不高。隨著社會的不斷發(fā)展，人們意識到可持續(xù)發(fā)展的重要性，因此開采金屬礦山時，尤其是有色金屬礦山的開采，礦石的利用率是非常重視的，但我國的有色金屬回收技術(shù)有著許多的問題，使得有色金屬的回收利用不到位。④開采時引發(fā)的環(huán)境問題。在地下開采金屬礦石會導(dǎo)致地面坍塌，不僅會改變原有的地形地貌，還會破壞該礦區(qū)的地下水，使礦山地質(zhì)環(huán)境不斷惡化，采礦引起的環(huán)境問題使礦區(qū)無法滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的要求。

4 金屬礦山的開采方法

4.1 空場采礦法

在回采過程中，采空區(qū)始終處于空曠狀態(tài)的采礦方法。并且其中的采礦人員暫時不在采空區(qū)進行任何作業(yè)，只剩下一些礦柱支撐。這種方法就是空場采礦法。該方法一般在穩(wěn)定的地質(zhì)條件的礦山下使用?？請霾傻V法還可以依照礦體結(jié)構(gòu)和回采特點進一步的細分，可以分成全面、留礦、房柱等采礦法?？請霾傻V法有著成本低、效率高、方法簡單、技術(shù)原理成熟的優(yōu)勢。但對地質(zhì)條件的要求非常嚴(yán)格。

4.2 崩落采礦法

在回采過程中，采空區(qū)需要填充，而工作人員通過利用沒有開采價值的崩落礦石進行填充，這種方法就是崩落采礦法。使用這種方法可以有效的管理采空區(qū)，還能預(yù)防和控制可能發(fā)生的坍塌事故。一般在不穩(wěn)定的地質(zhì)條件且開采價值低的礦山中使用。而崩落采礦法也可以進行細分，可以分成單層、分層、分段、階段等崩落法。它有著低成本、生產(chǎn)效率高、安全性好的優(yōu)點，但它的貧化率有點高，而且還可能會使地面發(fā)生塌陷。

4.3 充填采礦法

在回采過程中，在填充采空區(qū)時利用其他充填料來進行填滿的方法，這就是充填采礦法，其方法可以有效的預(yù)防和控制坍塌的發(fā)生。該方法一般在不穩(wěn)定的地質(zhì)條件且礦石珍貴罕有、環(huán)境復(fù)雜、地表不允許下限的礦山中使用。充填采礦法還可以分為上向分層、下向分層、壁式、削壁和方框支架等充填法。它有著安全性好、貧化率低、回采率較高、對地表起著保護作用的優(yōu)點，但它的開采成本高、施工工藝不簡單、生產(chǎn)效率不高。

4.4 組合式采礦法

將空場采礦法、崩落采礦法、填充采礦法三種方法進行組合，組成一種方法，這就是組合采礦法。根據(jù)金屬礦山的實際情況，該方法具有上述三種方法的優(yōu)點，消除或削弱了這三種方法的缺點。組合采礦法在開采不穩(wěn)定圍巖、控制地壓、礦體品位低、形狀復(fù)雜的礦山上有著廣泛的應(yīng)用。

4.5 聯(lián)合式采礦法

倆種或倆種以上的開采方法在相同的礦塊中同時或依次使用，這種方法就是聯(lián)合式采礦法。該方法可以把開采方法在不同階段、不同條件下的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，其適應(yīng)性是非常高的。聯(lián)合采礦法在復(fù)雜的礦脈形狀、薄的開采層的礦山中非常適用。這些礦山如果只采用一種采礦方法，開采效率和經(jīng)濟效益很難達到預(yù)期的目標(biāo)，因此要按照實際礦層的具體情況來選擇多種采礦方法。

5 結(jié)語

總而言之，雖然我國金屬礦山地下開采技術(shù)已經(jīng)有了一些顯著的進步，但與發(fā)達國家相比，還是較為落后的。金屬礦山地下開采技術(shù)的未來發(fā)展主要還是以連續(xù)化、數(shù)字化、大型化作為目標(biāo)，在開采的同時還要將經(jīng)濟和社會的效益考慮進去，選擇出更合適的地下連續(xù)開采技術(shù)，使金屬礦山開采與周圍環(huán)境更加協(xié)調(diào)，在開采過程中，還要研究礦山巖石應(yīng)力，提高圍巖穩(wěn)定性，提高金屬礦山地下開采的安全性，使金屬礦山地下開采朝著環(huán)境保護的方向發(fā)展，快速和安全。