采矿工程中采矿方法的创新与实践探析

曹 龙

（长春黄金设计院有限公司，吉林 长春 130000）

矿产资源一直是人们赖以生存和发展的根本，在国民经济及社会的快速发展中占据着十分重要的地位，随着工业化和城市化进程的不断加快，人们对于矿产资源的需求呈现出持续上升的状态，供求矛盾的不断激化，大量铜、铁、铝、铅等金属矿产资源需要依靠进口，使得资源短缺成为了制约经济社会发展的关键[1]。同时矿产资源开发的可持续发展还受到粗放开采、环境污染、生态破坏等问题的限制。当前传统的采矿方法十分落后，使得到阿玲的矿产资源得不到有效地开采和利用。研究学者们得出的采矿理论也没有随着矿山开采的具体情况得到推陈出新，造成了大量的矿产资源在开采的过程中被浪费，开采过程不重视对环境的保护，也造成了谁提的破坏、水源的污染以及水土流失等问题产生，对此，本文对采矿工程中采矿方法进行深入的研究，并对其进行创新与实践。

1 采矿工程中采矿方法的创新

由于当前矿区表面的矿产资源量较少，因此采矿工程中的创新采矿方法应逐渐转向纵向发展的模式，增加对较深矿井的采矿技术，引入传统露天开采技术的优势，结合新兴技术，提高对深部矿井的开采效率[2]。在较深的矿井中开采要考虑到随着深度的增加，其温度和压力也会随之增加的问题，因此对于采矿工程而言提出了更加严格的要求。结合深井采矿的工艺技术，例如充填技术、满管流输送技术等，对深井进行充填处理，通过充填材料和充填质量的控制，实现对深井的开采。在保证开采工人人身安全的前提下，进一步加快对深井采矿技术的应用，从而提高对矿产资源的开采数量和质量。

对于结构较为简单、无需建立矿床和矿柱的矿区表面的矿产资源开采，要注重对矿产资源的利用率，减少不必要的浪费，可采用崩落采矿的方法进行[3]。崩落采矿方法的原理是利用崩落的矿区围岩对矿区地压进行管理。在采矿工程进行的过程中，将地表上的矿体顶部围岩实施有计划、有目的的崩落，再对崩落的岩石进行采空区填充，完成对矿产资源的开采。这种采矿方法存在的弊端在于会受到矿区周围环境的限制，当矿区矿体围岩上出现流沙或水体的情况下，无法使用崩落方法采矿。而有点在于，这种方法不需要回采矿柱，防止对开采工人的安全造成威胁。同时，不会存在被遗留损失的矿体出现，提高对矿产资源的开采效率，也降低了采矿工程的成本。

2 影响采矿方法需求

2.1 地质因素

地质因素指的是每个矿床本身的条件，主要包括了矿山及围岩的物理学性质，并综合反映出了矿山岩体的稳定性，直接影响到采矿场低压的管理方法。同时还包括了矿体的产出状况，如，矿体斜角、厚度及形状等，可用矿物在矿体及围岩中的具体分布、矿产的实际品位与价值、矿体赋存深度及矿体同围岩之间的自燃性与结构性等，这些地质因素都对采矿场的布置、构成要素、运输方法以及采矿方法的选择等产生影响。

2.2 技术因素

在技术因素中，重要包括了施工人员对矿体勘探的程度、施工装备水平、采装机的机械化发展程度及矿山的技术操作与管理水平、地表陷落的程度、相关加工部门对矿体提出的要求等。如开采技术设备的条件与材料的供应情况，直接影响到采矿方法的选择与实施，同时也影响到采矿方法优化目标的实现情况。而现行的技术管理水平是否能复合采矿方法所规定的技术管理水平，也对是否能够实现采矿方法所要求的目标有着极大的关系。如，对于一些中小型矿山或地方矿山，其采矿方法可以选择那些技术较为简单、操作便捷且管理方便的开采方法。

3 采矿方法实践

针对深井的采矿方法实践，首先根据深井的不同可选择不同的充填类型，例如泵送充填、水力充填和风力充填。三种不同的充填方法是根据填充材料粗砂、细砂、细泥和水泥的比例改变的。用于输送充填的管道应保证其输送摩擦阻力控制在一定范围，以160mm的通用管道直径为例，每米的摩擦阻力应控制在60Pa～110Pa范围内最为适宜。图1为深井采矿方法充填装置示意图。

图1 深井采矿方法充填装置示意图

在上清液中添加适量药剂，可以使质量浓度为30%的全尾砂浆沉降特性得到明显的改善，同时在每立方米中30%的质量浓度的全尾砂浆中增加药剂也可使清浊界面得到快速的沉降[4]。再向立式砂仓中添加适量的药剂可以实现砂浆的动态沉降，实现在输入砂浆的过程中，将上清液完全溢出，从而得到保存大量矿产资源的沉砂。

针对矿区地表开采的崩落采矿方法在实践过程中可分为三种类型的开采模式，分别为无底柱分段崩落、有底柱分段崩落和阶段崩落。表1为三种崩落开采方法的在实践中的差异对比。

表1 三种崩落开采方法的在实践中的差异对比

无底柱分段崩落采矿方法在实践过程中首先要设置分段高度，通常情况下为11m～14m，通过设备井、电梯井或斜坡道与划分出的各个分段连接。回采在矿体的全厚，并沿矿体走向向前不断推进，当回采工作推进到一定距离后，实现对采场地压的管理[5]。有底柱分段崩落采矿方法在实践中首先要对矿房预留底柱，再划分出对应的开采顺序，在回采阶段也按照顺序由上而下开采，底柱开采与下一阶段的开采同时进行，当围岩的顶部无法进行自然崩落时，可采用强制措施使其崩落。阶段崩落采矿方法的实践过程与有、无底柱分段崩落类似，但在底部结构上需要进行更加复杂的设置，可用于顶板稳定性较低、矿体厚度在3m以内、倾斜角度在30°以内的缓倾斜矿体，主要用于开采铁矿、煤矿、铝土矿等。

4 结语

通过本文研究得出，采矿工程的质量直接影响着社会经济的发展，本文针对深部矿井和地表矿体的开采方法创新进行了深入的研究，通过实践证明两种方法均可以在一定程度上提高采矿工程的质量和矿产资源的利用率，但在当前众多的采矿方法中仍然存在某些方面的问题，制约着采矿的效率和速度。因此，还需不断对采矿方法进行创新，从而提高对矿产资源的利用率，使采矿工程更加规范化，促进采矿企业的发展。