時(shí)間：2023-09-22 09:43:13
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關(guān)鍵詞：地下礦山；采礦方法；采礦技術(shù)；發(fā)展
中圖分類號：TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
我國不僅礦產(chǎn)資源豐富，而且礦產(chǎn)使用量也比較大，其對于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的支持下，地下礦山采礦作業(yè)越來越普遍，目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種開采技術(shù)，要求企業(yè)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，并對其進(jìn)行改進(jìn)和完善，從而保證井下作業(yè)的安全性，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開采目標(biāo)。
1.地下礦山開采作業(yè)概述
隨著人們對于礦產(chǎn)資源需求的增加，采礦業(yè)的范圍也從地表擴(kuò)展到地下，地下礦山開采作業(yè)期間，要求工作人員注意兩個(gè)方面，一是安全性，二是整潔性，以便創(chuàng)建一個(gè)健康衛(wèi)生的井下環(huán)境。要發(fā)揮地下礦山開采的優(yōu)勢，必須做到以下幾點(diǎn)：第一，開采成本低且效益高；第二，機(jī)械設(shè)備使用率高；第三，開采技術(shù)方案的應(yīng)用具有靈活性，不僅適應(yīng)性強(qiáng)，而且對于環(huán)境的破壞程度小，甚至能夠起到保護(hù)環(huán)境的效果。
2.常見地下礦山采礦方法及發(fā)展趨勢
按照對回采過程中空區(qū)的不同處理方法，地下開采的采礦方法主要有3種。
2.1 空場采礦法
空場采礦法將礦塊分為礦房和礦柱兩部分，兩步回采。對回采過程中所產(chǎn)生的空區(qū)，利用礦柱或人工支柱進(jìn)行支撐，以控制地壓保證回采。
依據(jù)礦房、礦柱結(jié)構(gòu)的不同和回采工藝的區(qū)別，空場采礦法主要有淺孔留礦法、全面法、房柱法和分段空場法等。
由于空場法回采后會(huì)產(chǎn)生大量空區(qū)，近年來在礦山中采用的比例有所下降。其發(fā)展趨勢主要是無軌回采設(shè)備的應(yīng)用和大型設(shè)備的應(yīng)用。無軌設(shè)備可以極大地提高開采的機(jī)械化程度。大型設(shè)備提高了出礦能力和生產(chǎn)效率，降低了出礦成本。
2.2 崩落采礦法
崩落采礦法采用一步驟回采。通過自然或強(qiáng)制崩落頂板圍巖，充填回采過程中所產(chǎn)生的空區(qū)，以控制地壓保證回采。
崩落采礦法主要有分層崩落法、有底柱分段崩落法、無底柱分段崩落法、自然崩落法及階段崩落法等。
其中的無底柱分段崩落法近年來向高分段、大間距的方向發(fā)展，產(chǎn)生了“大間距集中化無底柱采礦新工藝”。通過采用高效的地下中深孔氣液聯(lián)動(dòng)設(shè)備，形成與大尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)相匹配的集中化、高強(qiáng)度、大規(guī)模采礦技術(shù)和管理模式，提高了作業(yè)安全性和采礦強(qiáng)度。
2.3 充填采礦法
充填采礦法在回采過程中用充填料充填采空區(qū)，以控制地壓保證回采。
充填采礦法主要有分層充填法、進(jìn)路充填法、削壁充填法、嗣后充填法等。
隨著無軌設(shè)備在回采中的應(yīng)用和充填工藝及管道技術(shù)的發(fā)展，充填工藝實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，生產(chǎn)能力顯著提高，礦石的損失、貧化顯著降低，開采成本也相應(yīng)降低。由于環(huán)保的要求，土地使用的限制，膠結(jié)充填又能防止地面沉降，充填采礦法的應(yīng)用越來越廣泛。
3.地下礦山采礦技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
近年來地下礦山采礦技術(shù)不斷發(fā)展，取得了很多進(jìn)步，其中地下連續(xù)開采技術(shù)和深井開采技術(shù)的發(fā)展較為突出：
3.1 地下連續(xù)開采技術(shù)
地下連續(xù)開采技術(shù)是地下采礦的未來發(fā)展趨勢。主要有兩種主要方式，一是當(dāng)?shù)V體硬度較小時(shí)，開采時(shí)各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。二是當(dāng)?shù)V體硬度大時(shí)，開采時(shí)分成若干個(gè)施工段，不同施工段的各個(gè)工序連續(xù)平行進(jìn)行施工。
近年來地下連續(xù)開采取得了重大進(jìn)展，多項(xiàng)地下連續(xù)開采技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在礦山中。地下連續(xù)開采的采礦裝備系列齊全，配套完整，機(jī)械化程度也高，從鑿巖、裝藥到轉(zhuǎn)運(yùn)，全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化配套作業(yè)，各道工序無須手工體力操作，無繁重體力勞動(dòng)，裝備無軌化、液壓化、自動(dòng)化程度較高。完全實(shí)現(xiàn)了無軌化、液壓化。在自動(dòng)化方面，已成功地應(yīng)用了無人駕駛、機(jī)器人作業(yè)等新技術(shù)。特別是地下連續(xù)開采無礦柱法的出現(xiàn)，解決了以往地下連續(xù)開采技術(shù)的諸多問題。該方法將礦體劃分成礦段，不留礦柱，將切割槽布置在礦段中部，底部結(jié)構(gòu)布置振動(dòng)機(jī)出礦。崩礦過程中同時(shí)進(jìn)行回填，平行進(jìn)行采切、回采、充填的作業(yè)，使采礦工作連續(xù)不間斷的施工。解決了礦柱回收困難的問題，采礦速度大大優(yōu)于傳統(tǒng)采礦方法，避免了資源的浪費(fèi)，提高了地下采礦的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 深井開采技術(shù)
隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)，開采深度也自然隨之加深，同時(shí)也對開采技術(shù)提出了更高的要求。
深井開采首先面臨的就是巖爆問題，國內(nèi)外對巖爆的發(fā)生機(jī)理和防止方面取得了一系列的成果。通過對巖石的微觀結(jié)構(gòu)和聲發(fā)射特征，可以劃定巖爆可能性等級，結(jié)合巖石所處的應(yīng)力條件，可以判定巖爆是否會(huì)產(chǎn)生。通過有限元法計(jì)算采場頂柱及及其周圍巖體應(yīng)力分布，優(yōu)化回采順序、采場的結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整礦柱規(guī)格，可以避免應(yīng)力集中和能量聚集，預(yù)防巖爆出現(xiàn)、削弱巖爆強(qiáng)度。
在地壓監(jiān)測方面，除了采用現(xiàn)場觀測、巖性測試、位移和應(yīng)力測量等方法外，還可以建立深井的力學(xué)模型，采用有限元分析軟件對回采工作影響下的巖體、地表和井巷位移和應(yīng)力變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)和定量分析，對其發(fā)展趨勢、穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測評價(jià)，并制定相應(yīng)的安全措施。
礦山開采中尾礦和廢石的處理問題一直制約著礦山的發(fā)展。在深井開采中，將尾礦和廢石全部充填到井下采空區(qū)，既可以解決深井開采的地壓和巖爆問題，同時(shí)還可以不占或少占土地，減少建設(shè)投資，解決環(huán)境污染的問題，實(shí)現(xiàn)無廢開采。
深井開采中的地下涌水也是一項(xiàng)重大問題。地下采礦引起的地下水災(zāi)害包括地下突水和地下水位下降兩個(gè)方面，以及由此造成的淹井事故、地表沉降塌陷和地表生態(tài)破壞等問題，深井開采由于開采深度大，上述災(zāi)害的嚴(yán)重性更大，為此國內(nèi)外在深井地下水害治理與研究方面開展了一系列的研究工作。目前在深井地下水災(zāi)害領(lǐng)域研究成果主要有：采礦過程中地下水的運(yùn)移規(guī)律分析、突水機(jī)理分析、工作面及礦井涌水量預(yù)測、老窿與巖溶水探測設(shè)備與技術(shù)、裂隙或構(gòu)造帶涌水通道堵截技術(shù)及材料等。
深井開采中的高溫也是一項(xiàng)重大問題。嚴(yán)重影響開采工作的安全及效率。最新的高溫防護(hù)技術(shù)通過對深井的高溫產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行研究，結(jié)合目標(biāo)礦山的實(shí)際情況，采用鉆孔法測定井下溫度，分析其變化的規(guī)律，監(jiān)測井下環(huán)境溫度，通過實(shí)際觀測和熱交換數(shù)值分析法相結(jié)合，可以解讀井巷溫度的變化規(guī)律，從而制定可行的井下降溫措施。降溫措施包括：空氣遇冷降胤?、局部衷u浼際?、个体逢@ぜ際醯??？掌遇冷降溫法是將采礦區(qū)的恒溫帶空氣引入采場來降低工作面溫度，通過熱平衡及熱交換計(jì)算及風(fēng)路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，尋求井下地溫風(fēng)流和高溫風(fēng)流混合，采用空氣預(yù)冷降溫機(jī)理的方法。局部制冷包括冷水逆流噴淋降溫、人工降溫制冷，對礦井入口風(fēng)流部分或全部采用冷水或制冷機(jī)進(jìn)行降溫。個(gè)體防護(hù)是采用冷卻服（冰背心）改善個(gè)體舒適度。
結(jié)語
綜上所述，地下礦山采礦是我國目前礦產(chǎn)開采的重要途徑之一，影響開采效率和質(zhì)量的因素較多，因此應(yīng)該選擇合適的開采方法和技術(shù)。本文闡述了地下開采作業(yè)的簡單概況，并對目前一些較為先進(jìn)的開采方法、開采技術(shù)進(jìn)行了介紹，希望為實(shí)際開采工作提供一些經(jīng)驗(yàn)和參考。
參考文獻(xiàn)
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1 甘肅巖金地下采礦現(xiàn)狀分析
2012年底完成涇川縣高平南、高平北、合水縣東-寧縣北部礦區(qū)等詳查，達(dá)到采礦權(quán)出讓條件；2013年完成寧縣付家山礦區(qū)、慶城縣高樓鄉(xiāng)-合水縣板橋鄉(xiāng)礦區(qū)、張掖平山湖等勘查。同時(shí)，通過市場配置和合作勘查，引進(jìn)社會(huì)投資，將礦業(yè)權(quán)集中到有實(shí)力的企業(yè)手中，每年帶動(dòng)社會(huì)投資10億元以上用于商業(yè)勘查，鼓勵(lì)省煤司引進(jìn)省內(nèi)外有先進(jìn)勘查技術(shù)設(shè)備的地勘單位，加快隴東煤炭資源勘查施工。
技術(shù)方面，目前使用最廣的是地下采礦三維動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，其利用國外先進(jìn)軟件對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)、優(yōu)化和系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了對礦山開采活動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測以及超層越界、生命特征等異常情況的自動(dòng)報(bào)警與監(jiān)管。該系統(tǒng)分別在金、鐵、煤礦等三個(gè)不同礦種的礦山進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。在政策方面，國土資源部近日也出臺了《我國采礦臨時(shí)用地管理辦法》，要求采礦使用集體所有土地的礦山企業(yè)，應(yīng)向土地所有權(quán)人和使用權(quán)人進(jìn)行用地補(bǔ)償，并以經(jīng)過礦業(yè)權(quán)審批機(jī)關(guān)評審?fù)ㄟ^的生產(chǎn)項(xiàng)目土地復(fù)墾方案為基礎(chǔ)，編制臨時(shí)用地復(fù)墾方案，獲通過后實(shí)施土地復(fù)墾。
2 巖金礦床地質(zhì)特征及開采特點(diǎn)
2.1 巖金礦床地質(zhì)特征
在我國很多的有色金屬分布在不同的地域和省份，礦點(diǎn)成形相對相當(dāng)復(fù)雜，加上很多礦體的埋藏都是比較分散單一，很難形成一個(gè)較大規(guī)模的礦床。因此，在我國無論國營還是民營礦山都很難形成一個(gè)大中型的礦山。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國的小型有色金屬礦山占總數(shù)的82.5％，大型占53％，中型占12.2％。通過數(shù)據(jù)我們不難看出，我國的巖金礦床基本特點(diǎn)就是礦點(diǎn)多、規(guī)模小。
2.2 礦體形態(tài)復(fù)雜多變
我國的礦山還有一個(gè)比較明顯的特點(diǎn)就是連續(xù)性比較差，傾角、含金品位和厚度變化卻相對比較大。礦體都是呈扁豆?fàn)?、脈狀、透境體狀，品位均勻的礦床很難見到，其變化系數(shù)都是100％之上，并且還會(huì)含有大量的夾石；在分布空間上主要是以成組、成群呈現(xiàn)，對于蝕變巖型的金礦體礦巖由于界線分布并不明顯，所以很難用肉眼進(jìn)行鑒別，只有通過取樣化驗(yàn)進(jìn)行確定。
3 巖金地下礦山的采礦方法
3.1 空場采礦法
這種采礦方式的特點(diǎn)就是在回采的過程中，采空區(qū)大多是依靠暫留或殘留的一些礦柱對其進(jìn)行支撐，而采空區(qū)一直都是空著的，所以通常都叫做空場采礦。大多數(shù)情況下，礦石和圍巖都是相對比較穩(wěn)固的。比如，北山營毛沱-玉石山地區(qū)鐵銅金鎢多金屬礦等工程，都是采用地下開采方式，不過這些都是采用以階段空場以后，在進(jìn)行充填，礦石地質(zhì)平均品位30.82%，礦石總儲量84309.28萬噸。該項(xiàng)目獲得最終批復(fù)，將極大地促進(jìn)該公司“十二五”規(guī)劃的落實(shí)，為“十二五”末3 500萬噸鐵精粉產(chǎn)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供新保障。
3.2 充填采礦法
充填采礦其實(shí)與控場采礦有很多相似之處，采空區(qū)都是利用采礦過程中所產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行充填，支柱與充填料的相互配合形成一個(gè)人工支承體。這種采礦方法最常使用于要求回收率高、開采礦石價(jià)值高、地表不允許陷落、充填料材方便和特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下的一些礦體。比如，岷縣寨上-馬塢金礦，通過磷石膏改性等混合物充填礦山采空區(qū)，開發(fā)應(yīng)用了“磷化工全廢料自膠凝充填采礦”新工藝，使資源回收率達(dá)到90%以上。
3.3 留礦采礦法
留礦采礦與前兩者采礦方法有著巨大的不同，他的最大特點(diǎn)就是在整個(gè)回采的過程中，不能一次性采空區(qū)內(nèi)的礦石，而是要結(jié)合具體的情況進(jìn)行留存，這樣可以配合實(shí)際礦柱支承采空區(qū)。通常情況下，這種方式比較適合于那些礦石較相對比較穩(wěn)固，同時(shí)還不易粘結(jié)、氧化和自燃，礦體圍巖相對比較穩(wěn)固的條件下進(jìn)行采用。比如，西和縣崖灣-大橋金銻礦區(qū)面積8.4251km2，查明的105條礦體依據(jù)有益元素的含量與組合。銅鎢礦體是整個(gè)礦的唯一礦體，其占全礦總礦石量的79％。
3.4崩落采礦法
崩落采礦是隨著采出，用崩落礦體的覆蓋巖層和上下盤巖石來充填采空區(qū)，及時(shí)控制采空區(qū)地壓和處理采空區(qū)。我國采礦業(yè)在發(fā)展安全高效采礦等多領(lǐng)域取得了顯著成績。如云錫公司建立了集約化礦山，為規(guī)模化高效開發(fā)利用礦集區(qū)內(nèi)相對分散的中、小型礦體。
4 結(jié)論
綜上所述，采礦是自地殼內(nèi)和地表開采礦產(chǎn)資源的技術(shù)和科學(xué)。所以要加快礦產(chǎn)資源開發(fā)，就必須對全省已設(shè)采礦權(quán)進(jìn)行清理，儲量規(guī)模與產(chǎn)能不匹配的要盡快改擴(kuò)建。對省政府已確定合作開發(fā)主體的靈店、靈臺南部、寧縣中部等煤礦要完善各項(xiàng)前期手續(xù)，盡快開工建設(shè)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，拉伸產(chǎn)業(yè)鏈條，加大對小、散、亂礦業(yè)權(quán)整合治理，對牽頭進(jìn)行資源整合、兼并重組的主體，給予其整合礦區(qū)周邊不宜單獨(dú)設(shè)置礦業(yè)權(quán)區(qū)域擴(kuò)大的優(yōu)惠政策。筆者總結(jié)和對比了國內(nèi)外所有礦產(chǎn)的成型和開采條件，筆者認(rèn)為無論是大中型國營礦產(chǎn)的開采還是小型的民營礦山，只要遵從自然規(guī)律，用高科技的手段和技術(shù)充分結(jié)合巖金礦山的實(shí)際特點(diǎn)，就能有效地選擇一些適合本地礦山的開采方式。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：金屬礦山；地下采礦技術(shù)；進(jìn)展；
中圖分類號：TD43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-01
一、金屬礦山地下采礦方法概況
地下采礦方法是自礦塊內(nèi)采出礦石所進(jìn)行的采準(zhǔn)、切割和回采工作的總稱。采準(zhǔn)工作掘進(jìn)一系列巷道，為切割和回采工作創(chuàng)造條件；切割工作為回采工作形成自由面和落礦空間；回采工作自回采工作面采出礦石，包括落礦、出礦和地壓管理三種作業(yè)。采礦方法是指如何安全、經(jīng)濟(jì)地采出礦塊、礦房或礦柱內(nèi)礦石的方法，包括礦塊的采準(zhǔn)切割、采空區(qū)處理、回采工作。
（一）空場采礦法
根據(jù)礦塊或礦壁的結(jié)構(gòu)不同與回采作業(yè)的特點(diǎn)，空場采礦法可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法、留礦法等。空場采礦法特點(diǎn)：回采過程中，采空區(qū)始終是空著的，用主要暫留或永久殘留的礦柱進(jìn)行支撐，一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固時(shí)采用。這種方法通常將礦塊劃分為礦房與礦柱，先采礦房，后采礦柱。采礦房時(shí)，形成的采空區(qū)一般先不做處理，這種采礦法要求圍巖和礦石穩(wěn)固?？請霾傻V法是屬于結(jié)構(gòu)簡單的一種采礦方法，易于工人掌握，生產(chǎn)效率也較高，貧化小，成本低，實(shí)踐技術(shù)也比較成熟，因而應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)階段我國有色金屬、黃金及化工礦山應(yīng)用相當(dāng)普遍。
（二）崩落采礦法
崩落圍巖采礦方法的特點(diǎn)是隨著礦石采出，采空區(qū)被有計(jì)劃的用崩落礦體巖石來充填，采空區(qū)能夠得到及時(shí)的控制和處理，在地表允許陷落、礦體圍巖不穩(wěn)固條件中使用較多。通過強(qiáng)制或自然崩落圍巖充填采空區(qū)的方式來控制和管理地壓，主要包括分層崩落法、分段崩落法、單層崩落法、階段崩落法充填采礦法
（三）填充采礦法
礦石價(jià)值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允許陷落
和特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦體，一般采用填充采礦法。在回采時(shí)，采空區(qū)依靠充填其內(nèi)的充填料、支柱或充填料與支柱
相配合形成的人工支承體支承采空區(qū)。
二、金屬礦山地下采礦方法選擇系統(tǒng)的重要性
（一）地下采礦是人類獲取地下資源的重要方式之一，采礦方法的選擇又是地下采礦的核心，然而影響地下采礦方法選擇的因素眾多，不同的地質(zhì)條件又有不同的要求，具有極大的模糊性和不確定性，不能夠僅靠單一定量分析來確定。傳統(tǒng)的采礦方法選擇就是僅由單個(gè)影響因素或幾個(gè)因素各自直觀地評價(jià)而確定的，帶有極大的經(jīng)驗(yàn)成分，具有很大的局限性。
（二）地下采礦的發(fā)展趨勢是不斷簡化采場結(jié)構(gòu)，采用新的工藝技術(shù)和新設(shè)備，機(jī)械化開采，實(shí)現(xiàn)大型化、集約化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)地下采礦的智能機(jī)器化開采，實(shí)現(xiàn)資源的最大回收利用。必須從系統(tǒng)研究的角度，將模糊數(shù)學(xué)、層次分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能等方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)出合理的采礦方法選擇系統(tǒng)，選擇出最佳的地下采礦方法，才能達(dá)到安全高效的目的，獲得最好的效益。近年來計(jì)算機(jī)已成為實(shí)現(xiàn)礦山科學(xué)管理和工藝?yán)碚撗芯康闹匾侄?，廣泛用于模擬采礦生產(chǎn)工藝，優(yōu)選采礦方法、工藝和設(shè)備，研究改進(jìn)采場結(jié)構(gòu)和控制出礦品位，以及監(jiān)控采礦作業(yè)和進(jìn)行計(jì)劃管理、財(cái)務(wù)管理和材料管理等，為采礦方法的智能化選擇提供了條件。計(jì)算機(jī)在礦山中的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用必將導(dǎo)致采礦技術(shù)的更大發(fā)展。
采礦是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)問題，采礦設(shè)計(jì)和安全管理具有眾多的不確定性、模糊性和知識不完備性。因此，用模糊數(shù)學(xué)、層次分析構(gòu)建金屬礦山地下采礦方法選擇系統(tǒng)，對采礦工程進(jìn)行定量分析與定性描述，基于系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)與方法進(jìn)行采礦問題的研究是采礦科學(xué)的發(fā)展方向。對采礦方法選擇系統(tǒng)分析的綜合集成；并通過集成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)人機(jī)對話功能，動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)采礦方法設(shè)計(jì)與的系統(tǒng)分析，建立復(fù)雜采礦條件下采礦方法選擇系統(tǒng)。
三、金屬礦山地下采礦方法選擇系統(tǒng)應(yīng)用
首先，從系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)目前金屬礦山地下采礦方法的現(xiàn)狀，建立其完善的采礦方法知識庫。其次，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理建立了推理機(jī)，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理進(jìn)行采礦方法選擇，模糊數(shù)學(xué)法主要用于采礦方法選擇和采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)預(yù)測。模糊數(shù)學(xué)選擇采礦方法時(shí)，主要是將與目標(biāo)礦山的地質(zhì)技術(shù)條件與候選采礦方法相比較，并且計(jì)算出與候選采礦方法所要求的地質(zhì)技術(shù)條件之間的模糊相似程度，選擇條件最近似的作為目標(biāo)礦山上的采礦方法。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)選擇采礦方法時(shí)，綜合考慮了各種因素，更加的客觀科學(xué)。但是隸屬函數(shù)的構(gòu)造方法不同，權(quán)重矩陣就有一定的差距，初選采礦方法時(shí)，首先對各種影響采礦方法選擇的指標(biāo)進(jìn)行模糊量化，并且建立出相應(yīng)的模糊評判矩陣，選出較好的幾種方案。對初選出的方案進(jìn)行終選時(shí)，采用了模糊綜合評判的方法，對每個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析比較，在建立出評判矩陣和權(quán)重矩陣的基礎(chǔ)上選出最優(yōu)方案。最后，利用VB開發(fā)人機(jī)界面友好的金屬地下采礦方法選擇系統(tǒng)，降低了研發(fā)的難度，提高了研發(fā)效率，加快了數(shù)據(jù)的處理，提供了全面高效的輔助支持。將定性分析與定量分析相結(jié)合，運(yùn)用了多學(xué)科知識對采礦方法進(jìn)行選擇，達(dá)到金屬礦山地下采礦方法選擇的智能化。對地下采礦的科技發(fā)展起到完善和積極推動(dòng)作用。價(jià)值工程法在采礦方法選擇中采用價(jià)值工程法主要考慮的是資金的時(shí)間價(jià)值，主要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對比進(jìn)行方案選擇。
四、結(jié)語
現(xiàn)代科技進(jìn)步與采礦科學(xué)的發(fā)展相結(jié)合，是采礦業(yè)向前邁出的一大步。對于金屬礦山地下開采方法的正確選擇，是迅速提高礦山技術(shù)管理水平，實(shí)現(xiàn)礦山設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對采礦業(yè)安全快速發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉方.金屬礦山地下采礦方法選擇系統(tǒng)[D].武漢理工大學(xué)，2011.DOI：10.7666/d.y1880203.
【關(guān)鍵詞】黃金礦山；地下；采礦技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展方向
1 黃金礦山采礦簡介
礦山地下開采工作在我國金屬礦山中占著非常重要的地位，有色金屬和黃金礦山90%以上均采用地下開采工藝。由此可見，地下采礦技術(shù)在我國的黃金礦產(chǎn)開發(fā)方面有著重要的作用。
我國的黃金礦產(chǎn)資源種類齊全、類型繁多。黃金礦床有巖金礦床、砂金礦床和伴生金礦床三種。主要工業(yè)類型有：矽卡巖型、微細(xì)粒浸染型、糜棱巖型、蝕變巖性、石英脈型、破碎帶蝕變巖性等礦床。盡管黃金礦產(chǎn)的資源種類、數(shù)量較多，但是隨著開采時(shí)間的持續(xù)，開采速度與數(shù)量的不斷增加，造成砂金資源量已經(jīng)在不斷的縮減，而巖金在我國的資源處于貧礦多，富礦少、小礦多，大型、特大型礦較少，缺少世界級大型礦床的局面，同時(shí)有些資源因?yàn)榉N種原因難以充分利用，這一系列原因給我國黃金礦山的發(fā)展造成較大的阻礙。如果以后黃金礦山地下采礦技術(shù)得不到發(fā)展與提高，那么未來的黃金礦業(yè)發(fā)展將會(huì)舉步維艱。
2 黃金礦山地下采礦技術(shù)的現(xiàn)狀分析
目前，我國黃金礦山中，砂金礦的開采開發(fā)已經(jīng)接近尾聲，黃金礦產(chǎn)資源開采以巖金開采為主，主要還是地下開采。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是近幾年來，由于數(shù)字化、自動(dòng)化設(shè)備的不斷開發(fā)與應(yīng)用，我國黃金礦山地下采礦技術(shù)和裝備水平也得到了較大程度的提高，采礦的效率以及采礦回收率等采礦技術(shù)的指標(biāo)也呈現(xiàn)出同步增長的態(tài)勢，工人的安全保障也得以進(jìn)一步加強(qiáng)。這樣的發(fā)展?fàn)顟B(tài)使得我國黃金礦山地下采礦技術(shù)水平達(dá)到了一個(gè)新的階段。我國的巖金礦山當(dāng)前使用的采礦方法有三大類：空場法、充填法、崩落法。進(jìn)入21世紀(jì)后，在三大類采礦方法基礎(chǔ)上，大約擴(kuò)展到了30多種回采工藝，其中主要是以淺孔留礦法為主的與多種方法相結(jié)合的采礦方法。每種方法都有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)。
如：淺孔留礦法，所需要的采切工程量小，設(shè)備少，投資低，工藝簡單，出礦效率高，達(dá)到產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)的速度相對較快，所以這種采礦方法適合在中小型的礦山，但是淺孔留礦法在操作過程中也有著不少缺點(diǎn)亟待改正，像采場回采時(shí)平場和二次破碎的工作量較大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，采空區(qū)需要及時(shí)處理等等。充填采礦法，黃金礦山由于力求提高回收黃金資源，所以充填法所占的比重較其他類型礦山高，類型亦較多，主要有上向水平分層膠結(jié)充填、緩傾斜的垂直分條充填、削壁充填、點(diǎn)柱尾砂充填采礦法，它是采礦工藝技術(shù)中采礦損失率最少，礦石貧化率最低的一種采礦工藝，這種采礦方法也被我國黃金領(lǐng)導(dǎo)部門所大力提倡。但是，美中不足的是其工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，基建投資較大。崩落采礦法，是以崩落圍巖實(shí)現(xiàn)采場地壓管理的一種采礦法，貧化率高，需要地表允許塌落，使得采礦方法的應(yīng)用受到局限，如地面有重要設(shè)施或有河流、鐵路、公路、輸電線路經(jīng)過，以及覆蓋層中有流砂、未經(jīng)疏干的砂層等其它不適地層，皆不宜采用此類采礦方法。三種采礦方法各有千秋，在實(shí)際工作中選擇何種方法，視具體條件而定。
3 黃金礦山地下采礦技術(shù)的發(fā)展方向
在和平與發(fā)展的21世紀(jì)，黃金礦業(yè)也必須承擔(dān)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。優(yōu)質(zhì)黃金礦產(chǎn)資源越來越少，復(fù)雜、低品位礦石資源將逐步成為開采主體，同時(shí)由于淺部礦體的逐漸消耗，深部開采是不少黃金礦山企業(yè)開采主流，這樣黃金礦山地下采礦技術(shù)將面臨深部高應(yīng)力、高地壓、高地溫等不利因素的干擾。黃金礦山采選行業(yè)是廢料產(chǎn)出較多的行業(yè)之一，在利用其資源的過程中會(huì)產(chǎn)生許多尾礦，其工業(yè)廢棄物所占比例較大，同時(shí)，這些廢料（包括堆存的尾礦與廢石）需要占用很多的土地資源，其中還有很大一部分占用的是耕地。所以，在黃金礦產(chǎn)開采的過程中，會(huì)給環(huán)境帶來許多不利影響，例如：泥石流、尾砂污染、廢水污染、水土流失等等問題。
所以未來黃金礦業(yè)的發(fā)展，必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展方向，現(xiàn)在提倡建設(shè)綠色礦山，是礦山發(fā)展必走之路。在采礦技術(shù)方面，充填采礦方法將會(huì)得以發(fā)展，作為深部開采的首選方法，新的充填技術(shù)、工藝和設(shè)備能夠更好地降低充填采礦成本，提高效率，目前各國都在加大對新型的充填技術(shù)、工藝和設(shè)備的研發(fā)力度，我國在加大自身研發(fā)力度的同時(shí)，也可以從國外礦山的發(fā)展趨勢中得到借鑒和啟發(fā)。同時(shí)隨著黃金礦山地下開采技術(shù)的不斷發(fā)展，無廢開采技術(shù)等符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的開采技術(shù)也將成為地下黃金礦山采礦技術(shù)的更高追求。無廢開采技術(shù)的應(yīng)用解決了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，同時(shí)也延長了黃金礦產(chǎn)資源的利用年限，提高礦山的綜合效益，使得黃金礦產(chǎn)開采行業(yè)逐步走上循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的軌道。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化管理模式將會(huì)日益受到黃金礦山企業(yè)的重視，生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、集成化生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)字化資源管理、智能化技術(shù)裝備的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，在礦山生產(chǎn)安全、高效方面，發(fā)揮出重要的作用。
另外，未來為滿足對黃金物質(zhì)經(jīng)濟(jì)的需求，黃金礦產(chǎn)開采技術(shù)在其它方面將會(huì)有不斷的創(chuàng)新發(fā)展，例如：加大海洋資源的利用、二次資源綜合利用、尾礦資源的再次利用、替代資源的開發(fā)以至宇宙資源開發(fā)等等，隨著不同類別黃金礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，黃金開采行業(yè)也會(huì)根據(jù)資源類別，采取不同的方法，采礦技術(shù)也會(huì)得到創(chuàng)新、發(fā)展。
總之，將來黃金礦山地下采礦技術(shù)的發(fā)展方向主要是向著可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境、充分利用資源、生產(chǎn)安全和高效的方向發(fā)展。通過加大對科技的投入，不斷的開拓創(chuàng)新，將會(huì)在黃金礦山地下采礦技術(shù)方面創(chuàng)造出成本更少、效率更高、自動(dòng)化程度更高、生產(chǎn)更安全的采礦技術(shù)。同時(shí)相信未來的黃金礦產(chǎn)開采行業(yè)也一定會(huì)為企業(yè)、為國家創(chuàng)造出更多的價(jià)值。
4 總結(jié)
本文通過對我國黃金礦山地下采礦技現(xiàn)狀與發(fā)展方向的全面論述，總結(jié)出黃金礦山地下采礦技術(shù)應(yīng)當(dāng)向著安全、高效、低成本、充分利用資源并且有利于保護(hù)環(huán)境和礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展。黃金礦產(chǎn)開采行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)中重要的一部分，將會(huì)擔(dān)當(dāng)起自己應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任。
【參考文獻(xiàn)】
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[關(guān)鍵詞] 金屬礦山 地下開采 采礦方法
中圖分類號：F407.4
中圖分類號：
隨著礦山開采業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國際與國內(nèi)進(jìn)行金屬礦山地下開采的工藝技術(shù)也有著新的突破與發(fā)展，不斷向著開采效率高、機(jī)械化程度高和回采率高的程度發(fā)展，在礦產(chǎn)開采現(xiàn)場的綜合生產(chǎn)能力以及勞動(dòng)生產(chǎn)率都出現(xiàn)了較大幅度的提升，貧化指標(biāo)與損失指標(biāo)都出現(xiàn)了較大幅度的減小，為了在金屬礦山地下開采采礦中選擇最為合適的采礦方法，制定出最為合適的工藝流程，本文中對近年來我國金屬礦山地下開采采用的主要采礦方法進(jìn)行了分析研究。
一、常見金屬礦山地下開采采礦方法
采礦方法指的是如何通過安全、經(jīng)濟(jì)的手段把位于礦塊、礦柱以及礦房內(nèi)的礦石開采出來的方法，主要包括對礦塊進(jìn)行的采準(zhǔn)切割、礦石的回采以及對采空區(qū)的處理等多個(gè)方面的工作。
依照在對礦石進(jìn)行回采過程中對采場進(jìn)行管理的方法的差異，金屬與非金屬礦山的地下開采方法基本有以下幾種類型。
1. 空場采礦法。這種采礦方法的主要特點(diǎn)就是在進(jìn)行回采的過程當(dāng)中，對采空區(qū)采用暫時(shí)留存或者是永久留存的礦柱進(jìn)行技術(shù)性的支撐加固，采空區(qū)始終處于一種空著的狀態(tài)。根據(jù)礦壁與礦塊表現(xiàn)出來的實(shí)際結(jié)構(gòu)差異以及進(jìn)行回采作業(yè)的工作特點(diǎn)，該采礦法又能夠劃分成全面采礦方法、階段性礦房采礦方法以及房柱采礦方法。
2. 崩落采礦法。這種采礦方法是通過崩落圍巖的辦法來使地壓管理得到實(shí)現(xiàn)的采礦方法，也就是在崩落礦石的過程中，通過強(qiáng)制或者是自然的方式把圍巖崩落以用來填充采空區(qū)域，通過這種方法來實(shí)現(xiàn)對地壓的管理與控制。該采礦方法的特點(diǎn)就是在礦石陸續(xù)采出之后，通過有計(jì)劃、有步驟的方式利用崩落的礦體中存在的上下盤巖石以及覆蓋巖層來對采空區(qū)進(jìn)行合理的填充，通過這種方法及時(shí)地實(shí)現(xiàn)對采空區(qū)地壓的控制，妥善地處理好采空區(qū)，通常情況下是在礦體圍巖處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)、地表情況可以承受陷落的情況下采用該種采礦方法。具體的方法包括單層、分層、分段以及階段性崩落法。
3. 留礦采礦法。這種采礦方法是把采下的很大一部分礦石暫時(shí)留存在礦房中，采礦工人以礦石堆為作業(yè)地點(diǎn)進(jìn)行工作，主要的開采對象是礦石及其圍巖都比較穩(wěn)定的中厚與急傾斜薄礦體。該采礦方法的特點(diǎn)就是在進(jìn)行回采的過程當(dāng)中，在采空區(qū)的位置暫時(shí)放置一些開采出來的礦石，借助這些礦石配合采空區(qū)的礦柱對采空區(qū)形成支撐作用，通常是在礦石條件比較穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)氧化、自燃以及粘連現(xiàn)象，且礦體的圍巖情況比較穩(wěn)定的情況下采用。
4.充填采礦法。這種采礦方法是在回采工作面逐步進(jìn)行推進(jìn)的過程中，通過填充料對礦體采空區(qū)域進(jìn)行填充的一種采礦方法。它的主要特點(diǎn)是進(jìn)行回采的過程中，礦體采空區(qū)域依靠其內(nèi)部填充的充填材料、支柱以及兩者配合而出現(xiàn)的人工支撐體對采空區(qū)進(jìn)行支撐。這種采礦方法通常應(yīng)用于開發(fā)具有較高價(jià)值礦石、具有較高回收率要求的礦石、能夠較方便的獲取充填料、地表不能夠出現(xiàn)陷落情況以及地質(zhì)情況較為復(fù)雜特殊的礦體。
從具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，目前鐵礦山地下開采主要仍把崩落采礦法作為主要的采礦方法，有色金屬與黃金礦體的地下開采則以充填采礦法以及空場采礦法作為主要方法。
二、對采礦方法以及技術(shù)產(chǎn)生影響的主要因素
對采礦方法的合理選擇指的是能夠根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件，提高對礦山開采工作進(jìn)行安全管理的力度，盡量降低人員傷亡事故的出現(xiàn)。要根據(jù)實(shí)際情況合理的選擇合適的采礦方法，制定出適合當(dāng)前的工藝流程，要做到這些，必要依據(jù)當(dāng)前開采礦體的具體規(guī)模、價(jià)值以及賦存的具體條件來進(jìn)行詳細(xì)的研究，從而系統(tǒng)的掌握礦山地下開采的具體技術(shù)條件。
1. 金屬礦山工程地質(zhì)條件以及礦石的物理力學(xué)特征
金屬礦山工程地質(zhì)條件以及礦石的物理力學(xué)特征能夠較為完整的反映出礦石巖體整體的穩(wěn)定性。它能夠?qū)Σ傻V現(xiàn)場的構(gòu)成要素以及地壓管理中包含的重要元素產(chǎn)生直接的影響，對采礦方案的確定以及采礦工藝的確定發(fā)揮非常重要的作用。
具體的工程地質(zhì)條件主要有礦山巖體的結(jié)構(gòu)、具體的巖性分布情況、破碎帶的位置、斷層情況、節(jié)理情況、裂隙的分布情況以及地下水的情況等等。礦體的物理力學(xué)特征主要有容重情況、實(shí)際抗拉強(qiáng)度值、實(shí)際抗剪強(qiáng)度值、空隙程度、產(chǎn)生聲波的實(shí)際傳播速度、單軸與三軸的具體抗壓強(qiáng)度以及強(qiáng)度條件等等。
2. 地應(yīng)力狀態(tài)
這里提到的地應(yīng)力指的是導(dǎo)致地下采礦結(jié)構(gòu)以及采礦巖體出現(xiàn)變形以及被破壞的最為根本的一種作用力。可以說，只要在掌握了金屬礦山開采工程地區(qū)的具體地應(yīng)力情況之后，才能夠?qū)ΦV山區(qū)域整體的分布有完整的認(rèn)識，確定出適合當(dāng)前工程條件的礦山開采方法，通過技術(shù)觀測，確定出金屬礦山采場以及巷道的最合理的斷面形狀與尺寸、礦體開挖的具體步驟、進(jìn)行支護(hù)的具體形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)以及形成支護(hù)時(shí)間等等，在確保圍巖具有穩(wěn)定性的前提下，極可能多的提高礦石的開采量，增加礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益與收益。例如根據(jù)物理學(xué)上的彈性力學(xué)理論，礦山采場與巷道的最為理想的形狀是由四周應(yīng)力集中在一起形成的一種現(xiàn)象，最合理的斷面形狀呈現(xiàn)為橢圓，并且該橢圓形在位于垂直與水平兩個(gè)方向上的兩個(gè)半軸具有的長度的比值應(yīng)該等同于斷面水平方向的應(yīng)力與垂直方向的應(yīng)力的比值。在這種條件下，礦體的采場及巷道周邊位置處于一種均勻等壓力的狀況之下，可以說這是最為穩(wěn)定的一種受力狀態(tài)。此外，在確定出礦體采場以及巷道具體的走向之后，同樣要考慮地應(yīng)力最好的走向應(yīng)該同最大主應(yīng)力所處的方向相平行。此外，在實(shí)際的采礦工作中，采場及巷道具體走向以及斷面具體形狀的選擇仍要與工程需求相結(jié)合，并綜合考慮經(jīng)濟(jì)性以及其他方面的條件。
3. 礦體的具體種類與質(zhì)量
金屬礦的種類主要有三種，第一種黑色金屬礦，主要代表有鐵礦等；第二種是有色金屬礦，主要代表有銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鋁、鎳等；第三種是貴金屬礦（主要代表有金、銀等）與鈾礦。因?yàn)殍F礦的價(jià)值相對比較低，通常情況下只能選擇露天開采的方法，即便因?yàn)榈V體埋藏過深需要進(jìn)行地下開采，這時(shí)候也只能采取空場采礦法或崩落采礦法。如果通過膠結(jié)充填法進(jìn)行鐵礦的開采，那么所產(chǎn)生充填與回采成本可能比礦石自身的價(jià)值還要高，從經(jīng)濟(jì)角度來講是不可行的。相反，在進(jìn)行有色金屬礦山以及貴重金屬礦山的開采工作時(shí)，則很多采用了充填開采法，通過這種采礦方法才能盡可能的降低礦石的貧化率與損失率，這主要是因?yàn)橛猩饘俚V與貴重金屬礦自身所具備的價(jià)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了進(jìn)行充填的成本。此外，還要看金屬礦石的質(zhì)量，不僅要看礦石品位的高低，還要看礦石雜質(zhì)的數(shù)量。
4. 礦體賦存的環(huán)境與狀況
這里所提到的礦體的賦存環(huán)境指的是礦體同圍巖的具體接觸情況、穩(wěn)定情況與具體的埋藏深度。
金屬礦體的埋藏深度同礦體具體的賦存條件有著非常巨大的關(guān)系，通常情況下，在礦體埋藏深度不斷增加的情況下，礦體與圍巖的破碎程度會(huì)越來越嚴(yán)重，同樣，其具有的穩(wěn)定性也會(huì)不斷降低，再加上越深的位置地應(yīng)力越大、溫度越高，工作面以及通風(fēng)條件都在不斷的惡化，導(dǎo)致了開采困難程度出現(xiàn)了很大的提高。這些實(shí)際情況全部對處于較深位置開采設(shè)計(jì)的通風(fēng)降溫、減小生產(chǎn)的成本以及控制地壓等各個(gè)方面提出了更為嚴(yán)峻的要求。
礦體的具體賦存情況有礦體的具體厚度與傾向?？梢哉f，厚度和傾向不相同的礦體選擇的開采方法以及布置的采場都是有差異的。例如針對厚底很小的礦脈，進(jìn)行采礦方法選擇時(shí)要尤其關(guān)注礦石方面的變化情況。而針對厚度中上的礦體，進(jìn)行采礦方法的選擇時(shí)要保證能夠提升礦石開采的力度與礦廠的實(shí)際生產(chǎn)能力，并使機(jī)械化作業(yè)方便展開。金屬礦體的厚度存在差別，進(jìn)行采場布置方式的選擇時(shí)同樣存在差異，通常情況下，針對厚底較低的礦體，采場一般沿著礦體的走向方向進(jìn)行布置，而針對厚度較大的礦體，進(jìn)行采場布置時(shí)一般垂直走向方向進(jìn)行布置，這是由于厚礦體的最大應(yīng)力通常是一種垂直走向，所以采場進(jìn)行垂直方向的布置，這樣就保證了采場長軸所呈現(xiàn)的方向同最大應(yīng)力所呈現(xiàn)的方向是相同的，這樣有利于礦體采場的穩(wěn)定。
5. 礦山地下開采的技術(shù)條件與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
（1） 礦山地下開采的技術(shù)條件
首先，環(huán)境條件，例如地表能不能允許塌陷情況出現(xiàn)，如果允許塌陷，那么就可以采取崩落采礦法；如果不允許塌陷，那么就可以采取充填采礦法或空場采礦法。礦體開采的具體技術(shù)裝備條件以及材料的供應(yīng)情況會(huì)對采礦方法的整個(gè)過程產(chǎn)生直接的制約作用，進(jìn)而對采礦工藝具體實(shí)施過程產(chǎn)生影響，影響礦石開采設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。所以金屬礦山的開采設(shè)計(jì)當(dāng)中需要根據(jù)具體的技術(shù)條件與材料實(shí)際供應(yīng)狀況做出最為合理的礦體采礦方案。最后，技術(shù)管理的具體水平條件。當(dāng)前技術(shù)管理的實(shí)際水平能不能符合采礦方法規(guī)定的技術(shù)管理的具體水平對能不能達(dá)到礦體采礦方法中所列出的目標(biāo)有著非常大的關(guān)系。例如針對規(guī)模中小型的礦山、地方性的礦山，進(jìn)行開采方法的選擇時(shí)應(yīng)注重選擇技術(shù)上簡單，能方便工人掌握，以及方便管理的礦體開采方法。長時(shí)間的時(shí)間證明：要做好一個(gè)金屬礦山，不但要靠技術(shù)，也要靠管理，兩者都很重要，缺一不可。因此，努力提升當(dāng)前礦山開采的技術(shù)管理水平，毫無疑問的已經(jīng)成為了實(shí)現(xiàn)金屬礦山進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。
（2）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
礦山開采的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有：采場的實(shí)際生產(chǎn)能力，金屬礦石的貧化率與損失率，采礦工人及礦區(qū)機(jī)械設(shè)備的勞動(dòng)生產(chǎn)率，材料的消耗以及礦石的具體成本。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的差異將決定礦體開采方法與工藝的差異。
總結(jié)：
在礦山開采業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步的過程中，國際與國內(nèi)進(jìn)行金屬礦山地下開采的工藝技術(shù)也有著新的突破與發(fā)展，不斷向著開采效率高、機(jī)械化程度高和回采率高的程度發(fā)展，在礦產(chǎn)開采現(xiàn)場的綜合生產(chǎn)能力以及勞動(dòng)生產(chǎn)率都出現(xiàn)了較大幅度的提升，貧化指標(biāo)與損失指標(biāo)都出現(xiàn)了較大幅度的減小。本文介紹了四種我國金屬礦山常用的地下采礦方法：空場采礦法、崩落采礦法、留礦采礦法、充填采礦法，并重點(diǎn)從金屬礦體的整體規(guī)模、價(jià)值、賦存的具體條件與狀況等幾個(gè)方面來進(jìn)行分析，希望對大家有所幫助。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：金屬礦山；大水礦床；地下采礦；點(diǎn)柱充填式采礦法
前言
大水礦床是我國金屬礦山當(dāng)中較為常見的一種類型，其雖在我國分布廣泛，但由于開采難度較大，以至于該類型礦山資源并非開采首選。隨著社會(huì)需求的不斷增大，越來越多的金屬礦山被開采枯竭，從我國目前的大水礦床開采效果來看，點(diǎn)柱充填式采礦法是較有成效的開采方法之一，做好對此方法的分析對于我國金屬礦山大水礦床的地下采礦方法進(jìn)步具有重要意義。
1 大水礦床的充水類型
大水礦床是指礦坑涌水量每日達(dá)到數(shù)萬立方米以上的礦床，這類礦床在我國分布較為廣泛，其雖具有一定的開采難度，但從效益方面還是具有重大開采意義的。我國大水礦床的充水條件較為復(fù)雜，這與我國水文地質(zhì)條件有著直接的關(guān)系，多種水源共同補(bǔ)給礦坑，其類型不僅包括巖溶水、孔隙水、裂隙水等，還有地表水和大氣降水等。其中孔隙水為礦床的主要充水類型，根據(jù)不同充水類型可以將大水礦床分為巖溶含水層充水和孔隙含水層充水兩種礦床沖水類型。
1.1 巖溶含水層充水
此類充水巖層根據(jù)不同的層次有著不同的特點(diǎn)，其中充水層具有含水性不均的特點(diǎn)，這與其無統(tǒng)一含水層和地下水位有直接關(guān)系，此類充水層的充水流量與大氣降水強(qiáng)度有直接關(guān)聯(lián)，易出現(xiàn)大溶洞庫存泥沙的情況，威脅生產(chǎn)安全。覆蓋及埋藏充水層則都具有統(tǒng)一含水層和地下水位，但覆蓋充水層具有嚴(yán)重的地面談下井下泥沙，其地下水對安全生產(chǎn)有所威脅。同時(shí)埋藏充水層則具有豐富的高壓巖溶水，此類充水層的井下泥沙對生產(chǎn)安全有所威脅。
1.2 孔隙含水層充水
此類充水巖層具有埋藏淺的特點(diǎn)，礦坑內(nèi)涌水量受大氣降水影響明顯，上部松散沉積物較多，多以富有水的沙礫石層為主，同時(shí)摻有細(xì)粉砂含水層與弱透水的亞粘土、粘土層交互成層，此類巖層具有極強(qiáng)的不穩(wěn)定性，工程地質(zhì)條件也較為復(fù)雜。
2 大水礦床的開采方法分析
大水礦床的地下采礦方法一直是采礦企業(yè)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，在我國當(dāng)下的礦山開采水平上，大水礦床的地下采礦方法也呈現(xiàn)出了百花齊放的現(xiàn)象，例如留隔水礦柱的房柱法（谷家臺鐵礦、業(yè)莊礦區(qū)、泗頂鉛鋅礦），可超前疏干的崩落法（西石門鐵礦、北 河鐵礦、程潮鐵礦）、空場嗣后充填采礦法（南 河鐵礦、草樓鐵礦）等等，都取得了一定的效果，并獲得了成功，但從開采效率、經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)安全角度分析，還是點(diǎn)柱式充填采礦法最為有效，因此該方法成為了我國目前使用最為廣泛的大水礦床的地下采礦方法。
3 點(diǎn)柱充填法的應(yīng)用優(yōu)勢
（1）點(diǎn)柱充填法能夠在一定數(shù)量的礦柱支持下實(shí)現(xiàn)對礦體上盤的支撐，避免海水深入坑內(nèi)，對礦山的海地部分產(chǎn)生破壞與不利影響；（2）使用點(diǎn)柱充填法可以實(shí)現(xiàn)全尾砂充填，這樣有利于提升回采礦石的回收率；（3）點(diǎn)柱充填法的機(jī)械化程度較高，因此其勞動(dòng)生產(chǎn)率也交稿，而且無軌生產(chǎn)設(shè)備的靈活應(yīng)用，還可以保障設(shè)備安全，如果出現(xiàn)海水浸入井下的情況，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的隨時(shí)撤離；（4）點(diǎn)柱充填法可以實(shí)現(xiàn)對采場內(nèi)的分選，實(shí)現(xiàn)對開采品位的靈活控制。
4 以點(diǎn)柱充填法的大水礦床開采
4.1 工程實(shí)例
某礦區(qū)位置在海灣部分，其礦體由陸地向太平洋傾斜延伸，由于礦體斷層較多，故將其分為三個(gè)主要開采礦段，礦段代號分別為A、B、C。在三個(gè)開采礦段當(dāng)中，C礦段為充水礦床，其礦體與海底的最近距離僅為40m，垂直延伸高度可達(dá)300m，礦體走向全長為300～400m，厚度為5～50m，傾角度數(shù)為30°～45°。在該礦段中，有礦體賦存于矽卡巖中，圍巖為大理巖和角頁巖，框體直接頂板處有寬度較大的主斷層，礦體和圍巖的節(jié)理發(fā)育較好，屬于中等穩(wěn)固情況。在礦體當(dāng)中地下涌水量不打，與海水無直接聯(lián)系。
4.2 采場構(gòu)成要素
海床底部留60m的護(hù)頂柱；采場尺寸及分割后的礦體自然尺寸長度在50～100m之間，寬度在5～50m之間。方形點(diǎn)柱斷面為6m×6m，不留間柱，回采10年后，可將點(diǎn)樁面改為5m×5m。點(diǎn)柱之間的凈寬度應(yīng)控制在8～9m質(zhì)檢，點(diǎn)柱中心距為14m。階段頂?shù)字咴跒?5～20m之間，段高75m。回采分層高度為4m，分段充填時(shí)，高度為12.5m。
4.3 采場的系統(tǒng)設(shè)置
根據(jù)對大水礦床的實(shí)際情況分析與了解，可以不對其進(jìn)行運(yùn)輸階段和溜礦井的設(shè)置，與此同時(shí)也不設(shè)置回采分段平巷，取而代之的是露天礦用的改裝鏟運(yùn)機(jī)和卡車。其中鏟運(yùn)機(jī)的規(guī)格為6.5m3，卡車的規(guī)格為35～40噸。在生產(chǎn)過程中，卡車可直接經(jīng)由斜坡道進(jìn)入到采場當(dāng)中進(jìn)行裝車，撞車后將礦產(chǎn)運(yùn)往地表卸礦站進(jìn)行卸礦。其中礦床中的階段高為75m，且每一階段僅作回采開始時(shí)的切割分層用，在運(yùn)輸水平上不使用階段高。
4.4 回采工作
根據(jù)礦床的實(shí)際情況分析，其回采工作可以從斜坡道的采場聯(lián)絡(luò)道開始，其中第一層的回采切割層高為4.5～5m，充填高度為3m，預(yù)留空頂高度為1.5～2m，這樣設(shè)置的目的是為了保證下一層分層回采時(shí)，能夠有效的出礦和通風(fēng)。第二層的回采切割高度為4m，充填高度為3m，預(yù)留空頂高度為1～1.5m。在此種回采模式設(shè)計(jì)下，所有采場在無干擾情況下可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)鑿巖和出礦，實(shí)現(xiàn)6個(gè)采場的同時(shí)工作，日出礦量可達(dá)1500噸，實(shí)現(xiàn)回采工作的全面拉開。根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況的分析，生產(chǎn)過程中的鑿巖設(shè)備應(yīng)選擇雙臂臺車，對于部分礦體較薄的小采場，可以選擇使用手持式鑿巖機(jī)，保證鑿礦的精準(zhǔn)性，避免對山體造成傷害。
4.5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
在上述生產(chǎn)模式下，礦產(chǎn)掌子面工人的工班平均勞動(dòng)生產(chǎn)率可達(dá)48噸左右，采場的平均生產(chǎn)能力根據(jù)采場的實(shí)際大小有所差異，其中日生產(chǎn)量最高的可達(dá)600噸，日生產(chǎn)量最低的也有300噸左右。通過對點(diǎn)柱礦石的損失率計(jì)算，其理論損失率約為18.5%。
5 結(jié)束語
綜上所述，點(diǎn)柱充填式采礦法作為當(dāng)下較為成熟的礦山開采方法，其對于金屬礦山大水礦床的開采具有非常重要的意義，國內(nèi)多個(gè)以此為主要技術(shù)的大水礦床金屬礦山開采，也客觀證明了其在大水礦床的開采方面的先進(jìn)性與效果。隨著金屬礦產(chǎn)資源量的日趨減少，今后的金屬礦山開采難度必然還會(huì)增大，因此我們必須要在以點(diǎn)柱充填式采礦法有效完成當(dāng)下的大水礦床開采工作基礎(chǔ)上，加大對點(diǎn)柱充填式采礦法的技術(shù)深入研究，實(shí)現(xiàn)對該技術(shù)的進(jìn)一步完善，讓其能夠更好地適用于難度更大的技術(shù)礦山大水礦床的地下開采工作，為保證我國資源的有效開采提供堅(jiān)實(shí)、有利的支持。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：國內(nèi)；金屬礦山開采；發(fā)展方向
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求量也隨之增加。然而在采礦的過程中，不僅產(chǎn)生了很多廢物，還破壞了自然環(huán)境。因此，我國提出要建設(shè)礦山，積極尋求安全、低成本、高效的采礦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
一、國內(nèi)地下金屬礦山采礦技術(shù)的現(xiàn)狀
（一）國內(nèi)金屬礦產(chǎn)資源嚴(yán)重缺乏
不僅富礦少，貧礦多，而且大型和特大型礦比較少。很多礦山為了獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益，往往采富棄貧，使礦產(chǎn)資源出現(xiàn)嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。
（二）國內(nèi)的采礦技術(shù)發(fā)展不平衡
我國幅員遼闊，但是全國各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平具有很大的差別，礦業(yè)的發(fā)展水平也具有很大的差異。在某些發(fā)達(dá)的地區(qū)，其采礦技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際化的先進(jìn)水平，然而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的地區(qū)，其采礦技術(shù)也非常落后，采礦設(shè)備也不齊全，而且采礦的貧化率比較高，從而導(dǎo)致礦山開采的效率變低。
（三）國內(nèi)的資源回收率和綜合利用率較低
近年來，國際上很多國家都越來越重視對金屬礦山資源的回收利用。發(fā)達(dá)國家對金屬的綜合利用以及回收利用的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，而我國對金屬的綜合利用以及回收利用的技術(shù)還比較落后，目前，我國的礦產(chǎn)資源綜合利用率還不到20%，礦產(chǎn)資源的回收率僅為30%。
（四）地下開采造成嚴(yán)重的環(huán)境問題
地下開采導(dǎo)致地面塌陷，破壞地形與地貌的景觀，破壞地下水資源。隨著礦產(chǎn)的開發(fā)以及礦山地質(zhì)環(huán)境的日趨惡化，環(huán)境容量之間有限的壓力也在增加。目前，國內(nèi)礦山環(huán)境問題比較嚴(yán)重，還不能很好的適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新要求。
二、國內(nèi)地下金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展方向
我國金屬礦山采礦技術(shù)研究已經(jīng)取得了一定的成績，但是總體的采礦技術(shù)發(fā)展水平還比較低。為了提高采礦的技術(shù)水平，降低采礦的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，今后采礦技術(shù)的發(fā)展方向被定為：精細(xì)開采技術(shù)、大規(guī)模采礦技術(shù)、無廢開采技術(shù)、無人化開采技術(shù)等。
（一）精細(xì)開采技術(shù)
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)分工也變得越來越精細(xì)，金屬礦產(chǎn)開采的專業(yè)化程度也越來越高，采掘業(yè)開始進(jìn)入精細(xì)生產(chǎn)時(shí)代。實(shí)現(xiàn)邊坡開挖量、礦巖運(yùn)輸功、維護(hù)工作量、露天采礦環(huán)境破壞等方面的最小化，以達(dá)到露天礦精細(xì)開采的目的。同時(shí)不斷的改善精細(xì)開采的工藝，配合精細(xì)額生產(chǎn)管理，獲得更好的礦山開采經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益以及環(huán)境效益。
（二）大規(guī)模采礦技術(shù)
大規(guī)模采礦技術(shù)的核心是大直徑深孔崩礦技術(shù)。大規(guī)模開采的方法主要有分段空場法、VCR法、嗣后填充法、分段崩落法、階段空場法、階段崩落法等。我國崩落采礦技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在無軌出礦的高階段自然崩落法、高分段大間距的無底柱分段崩落法。隨著階段高度以及分段高度的不斷加大，采礦的強(qiáng)度得到提高，采礦的成本也一定程度上降低，讓礦山開采企業(yè)獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為了更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化開采，今后要廣泛的應(yīng)用大規(guī)模采礦技術(shù)。
（三）無廢開采技術(shù)
無廢開采指的是最大程度的減少廢料的排放和產(chǎn)出，有效提高資源綜合利用率，降低礦產(chǎn)資源開發(fā)的負(fù)面影響的工藝技術(shù)。我國在無廢開采方面已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，無廢開采技術(shù)將在今后的礦產(chǎn)開采中應(yīng)用得更加廣泛。
（四）難采礦床采礦技術(shù)
隨著地表資源不斷的消耗，采礦逐漸向深部發(fā)展，不斷的增加低溫低壓，特別是高應(yīng)力礦區(qū)增高采場突發(fā)失穩(wěn)等風(fēng)險(xiǎn)，加大了其潛在危害。對采礦進(jìn)行深部充填，可以解決采場的不均衡應(yīng)力。充填法對深部礦床，構(gòu)筑物下礦床，水下、建筑物下礦床以及自然傾向礦床的開采具有重要的作用。目前，我國主要是采用充填系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、高分層落礦以及無軌設(shè)備等技術(shù)，降低充填采礦法的采礦成本，大幅度的提高采場生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率。
（五）低品位礦床采礦技術(shù)
我國的礦產(chǎn)資源富礦少，貧礦多。用傳統(tǒng)的方法開采低品位的礦床，不僅經(jīng)濟(jì)效益低，而且采礦成本高。溶浸采礦技術(shù)是結(jié)合選、采、冶等技術(shù)，直接從地下采集金屬的開采工藝。對于傳統(tǒng)常規(guī)開采方法不能回收的難選礦石、難采礦體、低品位礦石以及廢石中有用的成分，采用溶浸采礦能夠很好的進(jìn)行回收，從而使地下礦產(chǎn)資源的可利用范圍變寬，增加礦石儲量，滿足了我國礦石產(chǎn)品日趨增長的需求。
（六）無人化開采技術(shù)
目前，我國的大部分金屬礦山開采還處于輔助操作控制和半自動(dòng)化狀態(tài)。我國采礦設(shè)備不斷向智能化、遙控技術(shù)化、大型化和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，為無人化開采技術(shù)研究奠定了良好的技術(shù)保障。今后，無人化開采技術(shù)將持續(xù)發(fā)展下去。
三、結(jié)束語
綜上所述，我國地下金屬礦山采礦技術(shù)還存在一些問題，如國內(nèi)金屬礦產(chǎn)資源嚴(yán)重缺乏，國內(nèi)的采礦技術(shù)發(fā)展不平衡，國內(nèi)的資源回收率和綜合利用率較低，地下開采導(dǎo)致地面塌陷，破壞地形與地貌的景觀，破壞地下水資源等。筆者通過深入研究，總結(jié)出了國內(nèi)地下金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展方向，如精細(xì)開采技術(shù)、大規(guī)模采礦技術(shù)、無廢開采技術(shù)、難采礦床采礦技術(shù)、低品位礦床采礦技術(shù)以及無人化開采技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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