金属矿山采矿方法范文

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前言

大水矿床是我国金属矿山当中较为常见的一种类型，其虽在我国分布广泛，但由于开采难度较大，以至于该类型矿山资源并非开采首选。随着社会需求的不断增大，越来越多的金属矿山被开采枯竭，从我国目前的大水矿床开采效果来看，点柱充填式采矿法是较有成效的开采方法之一，做好对此方法的分析对于我国金属矿山大水矿床的地下采矿方法进步具有重要意义。

1 大水矿床的充水类型

大水矿床是指矿坑涌水量每日达到数万立方米以上的矿床，这类矿床在我国分布较为广泛，其虽具有一定的开采难度，但从效益方面还是具有重大开采意义的。我国大水矿床的充水条件较为复杂，这与我国水文地质条件有着直接的关系，多种水源共同补给矿坑，其类型不仅包括岩溶水、孔隙水、裂隙水等，还有地表水和大气降水等。其中孔隙水为矿床的主要充水类型，根据不同充水类型可以将大水矿床分为岩溶含水层充水和孔隙含水层充水两种矿床冲水类型。

1.1 岩溶含水层充水

此类充水岩层根据不同的层次有着不同的特点，其中充水层具有含水性不均的特点，这与其无统一含水层和地下水位有直接关系，此类充水层的充水流量与大气降水强度有直接关联，易出现大溶洞库存泥沙的情况，威胁生产安全。覆盖及埋藏充水层则都具有统一含水层和地下水位，但覆盖充水层具有严重的地面谈下井下泥沙，其地下水对安全生产有所威胁。同时埋藏充水层则具有丰富的高压岩溶水，此类充水层的井下泥沙对生产安全有所威胁。

1.2 孔隙含水层充水

此类充水岩层具有埋藏浅的特点，矿坑内涌水量受大气降水影响明显，上部松散沉积物较多，多以富有水的沙砾石层为主，同时掺有细粉砂含水层与弱透水的亚粘土、粘土层交互成层，此类岩层具有极强的不稳定性，工程地质条件也较为复杂。

2 大水矿床的开采方法分析

大水矿床的地下采矿方法一直是采矿企业研究的重点内容，在我国当下的矿山开采水平上，大水矿床的地下采矿方法也呈现出了百花齐放的现象，例如留隔水矿柱的房柱法（谷家台铁矿、业庄矿区、泗顶铅锌矿），可超前疏干的崩落法（西石门铁矿、北 河铁矿、程潮铁矿）、空场嗣后充填采矿法（南 河铁矿、草楼铁矿）等等，都取得了一定的效果，并获得了成功，但从开采效率、经济效益、生产安全角度分析，还是点柱式充填采矿法最为有效，因此该方法成为了我国目前使用最为广泛的大水矿床的地下采矿方法。

3 点柱充填法的应用优势

（1）点柱充填法能够在一定数量的矿柱支持下实现对矿体上盘的支撑，避免海水深入坑内，对矿山的海地部分产生破坏与不利影响；（2）使用点柱充填法可以实现全尾砂充填，这样有利于提升回采矿石的回收率；（3）点柱充填法的机械化程度较高，因此其劳动生产率也交稿，而且无轨生产设备的灵活应用，还可以保障设备安全，如果出现海水浸入井下的情况，可以实现对设备的随时撤离；（4）点柱充填法可以实现对采场内的分选，实现对开采品位的灵活控制。

4 以点柱充填法的大水矿床开采

4.1 工程实例

某矿区位置在海湾部分，其矿体由陆地向太平洋倾斜延伸，由于矿体断层较多，故将其分为三个主要开采矿段，矿段代号分别为A、B、C。在三个开采矿段当中，C矿段为充水矿床，其矿体与海底的最近距离仅为40m，垂直延伸高度可达300m，矿体走向全长为300～400m，厚度为5～50m，倾角度数为30°～45°。在该矿段中，有矿体赋存于矽卡岩中，围岩为大理岩和角页岩，框体直接顶板处有宽度较大的主断层，矿体和围岩的节理发育较好，属于中等稳固情况。在矿体当中地下涌水量不打，与海水无直接联系。

4.2 采场构成要素

海床底部留60m的护顶柱；采场尺寸及分割后的矿体自然尺寸长度在50～100m之间，宽度在5～50m之间。方形点柱断面为6m×6m，不留间柱，回采10年后，可将点桩面改为5m×5m。点柱之间的净宽度应控制在8～9m质检，点柱中心距为14m。阶段顶底柱高在为15～20m之间，段高75m。回采分层高度为4m，分段充填时，高度为12.5m。

4.3 采场的系统设置

根据对大水矿床的实际情况分析与了解，可以不对其进行运输阶段和溜矿井的设置，与此同时也不设置回采分段平巷，取而代之的是露天矿用的改装铲运机和卡车。其中铲运机的规格为6.5m3，卡车的规格为35～40吨。在生产过程中，卡车可直接经由斜坡道进入到采场当中进行装车，撞车后将矿产运往地表卸矿站进行卸矿。其中矿床中的阶段高为75m，且每一阶段仅作回采开始时的切割分层用，在运输水平上不使用阶段高。

4.4 回采工作

根据矿床的实际情况分析，其回采工作可以从斜坡道的采场联络道开始，其中第一层的回采切割层高为4.5～5m，充填高度为3m，预留空顶高度为1.5～2m，这样设置的目的是为了保证下一层分层回采时，能够有效的出矿和通风。第二层的回采切割高度为4m，充填高度为3m，预留空顶高度为1～1.5m。在此种回采模式设计下，所有采场在无干扰情况下可以实现同时凿岩和出矿，实现6个采场的同时工作，日出矿量可达1500吨，实现回采工作的全面拉开。根据矿区实际情况的分析，生产过程中的凿岩设备应选择双臂台车，对于部分矿体较薄的小采场，可以选择使用手持式凿岩机，保证凿矿的精准性，避免对山体造成伤害。

4.5 经济技术指标

在上述生产模式下，矿产掌子面工人的工班平均劳动生产率可达48吨左右，采场的平均生产能力根据采场的实际大小有所差异，其中日生产量最高的可达600吨，日生产量最低的也有300吨左右。通过对点柱矿石的损失率计算，其理论损失率约为18.5%。

5 结束语

综上所述，点柱充填式采矿法作为当下较为成熟的矿山开采方法，其对于金属矿山大水矿床的开采具有非常重要的意义，国内多个以此为主要技术的大水矿床金属矿山开采，也客观证明了其在大水矿床的开采方面的先进性与效果。随着金属矿产资源量的日趋减少，今后的金属矿山开采难度必然还会增大，因此我们必须要在以点柱充填式采矿法有效完成当下的大水矿床开采工作基础上，加大对点柱充填式采矿法的技术深入研究，实现对该技术的进一步完善，让其能够更好地适用于难度更大的技术矿山大水矿床的地下开采工作，为保证我国资源的有效开采提供坚实、有利的支持。

参考文献

[1]马俊.金山店铁矿塌陷区回填体移动规律与回填措施研究[D].武汉科技大学，2012.

[2]陆玉根.大佛岩缓倾斜薄矿脉原生铝土矿地下开采综合技术研究[D].中南大学，2012.

[3]林吉飞.基于三维可视化技术的淌塘铜矿开采方法优化研究[D].昆明理工大学，2012.

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中图分类号：C35文献标识码： A

引言

目前，我国正处于经济发展的转型期，经济的发展模式正在由单一追求经济发展的时期向绿色环保可持续发展的模式进行转变，这就要求我国一些传统的资源产业要进行技术的转型及更新，以适应当前社会发展的趋势。而金属资源作为经济发展的基础条件之一，对于金属矿山采矿技术的转型就势在必行，本文就对其进行简要论述，为未来金属矿山采矿技术的发展提供一下参考。

一、金属矿山开采遇到的问题

在我国矿产资源中贫矿占绝大多数，富矿相对较少；小型矿较多，大型矿较少。特别是有些开发商为了获取眼前的利润，弃贫择富，导致了更多资源的消耗和浪费。

1、采矿技术发展不均衡

我国地大物博，全国各地的经济状况存在很大差异，矿业发展建设也不例外。发达地区采矿技术相对成熟，甚至达到了国际先进水平；但偏远贫穷地区，采矿技术相对传统落后，开采的成本高、效率低、利益少。

2、资源综合利用率及回收率低

现在人们对有用矿物的回收加工越来越看重，但对于我国来说，资源综合利用率及回收率低与国外先进水平相比还有相当大的差距。

3、采矿带来的环境破坏突出

地下开采导致地层塌陷、地形损坏、资源浪费等各种问题。环境容量是有限度的，矿山开采若不遵循可持续发展的规则，将不能适应新时代的社会经济发展需求。

二、我国主要的采矿技术及特点

1、陡帮的开采

这种开采技术在初期时的剥离量比较小，基建的工程量也比较少，最终边坡的暴露时间以及建设周期都十分短。所以，很早以前我国就将陡帮的开采纳入到国家科技攻关项目中，在露天矿中进行了大规模工业试验的开展，这给大中型露天矿技术的新建、改造以及扩建提供了相关的实践经验。

2、地下金属矿山无废开采技术

矿山开采对环境发展的问题有很大的影响， 其中主要包括无废料开采技术、尾矿深海排放、利用露天采坑排放尾矿等几种尾矿处置方式，这些方式不仅在资源的充分利用上以及经济效益上有很大的优势， 而且在保护环境方面有其突出的表现，避免了废弃物对环境造成的污染和对人体的危害，同时也符合国家对矿山开采的要求。 这项技术是近几年才开发出来的新的成果。 该项技术还包括全尾矿充填技术、采矿方法与工艺以及高浓度尾矿料的制备与输送技术等方面。

3、无底柱的分段崩落方法

我国当前的无底柱分段崩落采矿技术面临着如何对结构参数进行加大和优

化的问题。优化结构参数的主要方向为使得进路间距不断增大。通过进路间距的增大能够实现采掘工程量的大幅减少，此外还能使得一次崩矿量增大，从而使得采矿强度得以增加，降低矿石的成本，大大提高矿山经济和社会效益。

4、地下金属矿山地压监测与控制技术

我国从事矿山科研的研究院、高等学院等在不断学习外国先进的科学技术的同时，也在根据我国开采的实际情况进行总结和不断创新，开展了以矿山地压监测与控制技术为主线的矿山安全开采方法的研究。研究的方向主要有以下几个方面：矿山开采地压监测与控制、地下工程加固、地表岩层稳定性监测与控制、矿山水害治理等。以井下采矿监测数据、矿山原始数据为信息源，建立了地下矿山采空区灾害管理详细系统，该系统主要通过系统分析、综合分析以及依据现场的地理环境、地质信息等条件等进行储存和处理，最终实现信息的动态反馈和进一步调整，实现了对采空区突发事故的及时有效处理。

5、地下金属采矿的连续化

连续开采地下金属矿山主要是指：连续回采矿房、连续开采矿体（床）、连

续运送矿石以及连续的全工艺过程。也就是说在开采的过程中实现一步到位；在回采的过程中实现出矿、落矿、搬运矿石工艺的连续性作业；实现井下矿石的运输、转载、提升等环节的连续化；落矿、掘进、运搬、出矿、运输等工艺过程连续化。

6、地下金属矿山联合采矿技术

我国的地下金属采矿业出现的较早，随着社会的发展和不断进步，尤其在崩落、空场和充填三大类上，有了很大程度的发展和改善，在发展中逐渐形成了多样化的适合我国不同地况的金属矿床开采的组合采矿方法，各种方法都有其相对的优点，之后发展的联合采矿方法积聚了各种采矿方法的优点，所以在条件的适应上有了较大的改善，为地下金属矿山的开采安全、高效提供了更多的保障。

三、国内金属矿山采矿技术的发展方向

结合全世界的矿山开采技术的发展状况以及我国的矿山开采的现状和今后的发展趋势，总结了以下几个矿山采矿技术的发展趋势。

1、探索并解决复杂条件矿床开采技术难题。需要根据现状以及实际存在的问题，采用综合的研究方法和手段，探索出不同条件矿床开采过程中存在的难题和安全问题，最终制定出符合开采实际的采矿工艺方法和相应的工程治理措施，得到最佳的经济开采模型。

2、无人化采矿技术

无人化采矿技术，就目前金属矿山而言，可以说是正在形成的技术，虽然已经在选矿得到了广泛应用，但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前，仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上，以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制; 电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于 GPS、无线电通信以及激光技术的实用化，使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化化。

3、深部矿床综合开采技术

深部开采是将来矿山开采的一个必然方向，但是现阶段还有很多问题有待解决，所以制定出一整套完整的方案尤为关键。

4、无废害采矿(清洁采矿)

虽然无废采矿已经取得了一定的进展，但是从长远来看，无论是在我国还是全世界，无废害采矿仍然是 21 世纪矿业可持续发展的重要课题之一。

随着我国综合经济的不断发展，基础设施及国民经济都有了很大程度的提高，当然矿山业也有了很大程度的提高，需求量也有了很大的增长。现在国家对矿产资源的利用越来越多，开采条件好的以及品位高的矿山基本上都投入到了开采，品位低的、环境条件差的或者运输条件受到限制的等也都得到了国家的重视。不过在一些情况下我国技术还不允许开采，切莫乱开乱采，这样既达不到应有的经济效益，还会污染环境并且会有很多安全的隐患，所以不断提高技术水平是非常重要的。

结束语

综上所述，近些年，我国的矿山开采技术有了很大的发展，人们对矿山产品的使用在不断提高，所以不断发展金属采矿技术，同时也要不断学习外国的先进科学技术，才能不断充实矿山开采。随着矿山开采数量的增多，环境问题成为采矿中一个很重要的问题所在，所以今后的金属矿山的技术进步要以发展循环经济为主线，从矿产资源的高效开发和合理利用方面取得更大发展。

参考文献：

[1]荣.浅谈我国金属矿山采矿技术现状及发展方向[J]. 《河南科技》,2013,(14).

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中图分类号：TD8文献标识码：A

一、金属采矿技术发展概述

一些大型的采矿设备在不断研制成功，并且得到广泛的推广与使用，采矿作业的发展转向大采场、大参数、连续作业的高阶段的方向。在二十世纪八十年代以后将近三十多年的时间中，多种研制的无轨设备得到一定的推广，使一些重要的工序得到了功能齐全的配备，并且基本上所有的辅助作业也一步步走向机械化。机械化作业具有较高的效率，极强的机会性，较大的产能等特点。为连续的采矿技术得到一定的创造条件，与此同时，机械化也一定要经过连续化的生产才能把它高效率高产能的特点充分的发挥出来。连续采矿技术实际就是把整个矿段当作一个大型的采场，在不断连续的矿段进行平行采切、充填以及回采。采矿作业在不一样的空间也可以平行进行，但是，总体向前能够连续的推进。采矿界在二十世纪六十年代就有了连续采矿技术的研究，在进行连续硬切割采矿机的研制以及设备的研究都得到了一些非常关键的成果，还成功应用到了工程化。

如今，在采矿业研究的重点就是连续硬岩切割采矿机，这种机型因为使用的切割刀盘价格比较贵，并且使用寿命也不长，导致生产成本非常高，但工作效率却无法提高。与此同时，机体非常庞大也是一个问题，对形态具有复杂性的矿体的应用有一定的限制。除此之外，要想使连续采矿高效高产得到实现，不但要对采场作业进行连续生产，还要把系统以及外部的运输系统提升上去，对各种配套进行不断的优化。现在不管是在国内还是国我，连续采矿技术得到快速的发展，并且进入推行使用时期。

二、采矿技术概述

岩石的破碎、松散物料的运移以及输送流体都是采矿科学技术的重要基础工作。离不开数学、力学、物理、地质学、化学、电子计算机以及系统科学等这些学科。在高度机械化的基础上，采矿工业已达到了一定的标准，通过对综采设备设计的改进，除此之外，还有制造工艺、造型以及检验方法等方面的改善，对生产能力以及设备的利用率的提高起到很大的帮助。与此同时，矿井在提高、排水、运输以及通风等很多环节都会实现自动化。地下与露天矿也地实现计算机集中自动调皮鬼是监控的功能，有一些国家把机器人用于井下回采工作面的试用，开采的矿种对人员具有较大的损害。另外，由于人类不断的开采地下矿产，开采的品位也在降低，造成资源的短缺，使用了品位低的矿产，在采矿与选矿方法上有所选择，并进行综合的利用，对矿产资源的利用率以及回采率具有一定的提升作用。无论是采矿还是选矿的过程中都会有有毒的气体、废石以及废水生成，严重危害了土地、环境以及大气，还有水质，这也是人们较为关注的问题，各国在对环保问题进行研究的过程中也对资源长期利用提出了问题，尤其是在重复使用废渣、废液以及废石方面。也出台的一些法律与办法，使矿山环境得到有效的保证。

三、金属矿山主要采矿方法分析

第一，关于空场法，一是关于空场采矿法的适用条件，主要适合开采矿石稳固的矿床，另外，对于一定时间内，具有较大暴露面积的采空区。二是空场采矿法的分类，目前，空场采矿法主要应用方法有房柱法、浅孔留矿法、分段法、阶段矿房法以及其他采矿法等。

空场采矿法具有非常广泛的应用范围，采矿方法的不同，对于适用的厚度也不一样。

第二，关于充填法，一方面是充填采矿法的特点，回采工作面在不断推进，逐渐对填采空区进行填充料的填充的方法就是充填采矿法。这种方法共分两个步骤回采，就是矿房与矿柱，先对矿房进行开采，再对矿柱进行开采，矿柱回采可以用填法，也可考虑使用其它方法。矿房回采是采一分层，把矿石运出来，再进行这一层的充填，再进行下一层的开采，再进行充填，就这样一层一层充填下去，一直到矿房采完。另一方面就是充填采矿法适用的条件，对品位较高的富矿进行开采，而且也具有较高的要求，同时，对于开采的技术也有较高的要求，尤其对于矿体形状比较复杂的地质条件，矿体较深且具有较大地压的，地表或者围岩不能有太大面积沉陷需要有特殊保护的，还有就是露天与地下同时进行开采的。除此之外，对于矿石的稳固性也有一定的要求，如果使用较为特别的方法进行充填，也要考虑到矿石不稳固的矿体。最后，对于急倾斜矿体的开采也比较适用，由于这种矿体对于采场输送充填料比较合适，而且还能使充填不到的空间与面积得到减少。然而，如果只使用水力或者风力进行充填的话，对于缓倾斜薄矿肪的开采是非常有利的。

关于充填的目的，一是进行地压的管理，通过充填体的形成实现地压管理，控制围岩崩落以及地表下深，为回采工作创造了更加安全便利的条件，对地表的建筑物也起到一定的保护作用，对于大面积地压活动的缓和以及安全生产的恢复是有很大帮助的。二是杜绝内因引起的火灾，有一些矿山使用这种方法对自燃性的矿床起到一定的预防作用，矿体的顶板在崩落以后受空气与水的影响，经过三十至五十天后就会发生自燃现象，再进行充填法以后，就会杜绝发生内因火灾。三是为回采矿柱创造了有利的条件，在采完矿房后空场是否能进行及时的充直，对于矿柱是否可以进行回采具有直接影响，也会进一步对矿山三级矿量的生产与平衡产生很大的影响。四是为水下以及深部的开采创造了有利的条件，对于地压的冲击起到很好的预防作用。

充填采矿法的具体分类，一是根据充填料的性能以有特点进行分类，可以分为胶结充填以及非胶结充填。二是根据矿场回采的工作面的不断推进以及回采的特点进行分类，可以分为上向分层充填法，下向分卖劲充填法，壁式充填法，削壁充填法以及支架充填法。

第三，关于崩落法，通过崩落围岩来达到地压管理的采矿方法就是崩落采矿法，也就是在矿石崩落的同时，对自然崩落围岩也起到引到强制作用。通常情况下，崩落法对于矿体存在的条件以具有很大的适用性，在物理力学的性质方面就可以体现出来。最好的适用条件就是上盘围岩能进行自然崩落，在地表是可以使用此种方法的，因为这种方法在进行开采的时候对矿石的损失贫化较大，所以，它对于开采价高，品位高的矿床是不合适的。除此之外，这种采矿的方法也具有非常高的安全系数，开采强度较大，劳动生产率也比较高，但成本较低，是它最大的特点。但是对矿石贫损很大。崩落各法不但有自己的特点，还有其适用的条件，要使用哪一种方法，要结合具体的分析与研究。对于每一种采矿的方法都不是不变的。新的采掘设备在不断出现，工艺技术也在不断的改善，加上不断革新的加采方案，都会导致使用范围发生很大的变化。

四、结束语

总而言之，采矿的方法有很多种，种类也有很多，为了更便于使用，对其进行了多种的分类。分类的方法也是不一样的，并且，之前所用的分类的方法都是根据地压的管理方式来决定的。由于地压管理方法主要是以矿岩的物理力学性质为依据，与采矿的方法所适用的条件以及组成的要素有着不可分割的关系，而除此之外对采矿的方法的安全也有较大的影响，除此之外，还会影响到效率与经济的效果。

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1 前言

通过对金属矿山的实际生产过程了解后发现，金属矿山在开采过程中，必须要对地质因素和采矿方法引起足够的重视，要正确分析地质因素和采矿方法与矿石损失贫化的关系，减小矿石损失贫化，提高金属矿山的回采率。对于金属矿山的开采来讲，回采率是金属矿山开采的重要生产指标，回采率的高低关系到金属矿山的整体开采效益和开采效果。因此，我们应正确认识金属矿山回采率问题，结合金属矿山的具体生产情况和实际影响因素，全面提高金属矿山的回采率。

2 金属矿山地质因素、采矿方法与损失贫化的关系

2.1 地质因素的影响

影响因素较多，如矿体的产状、品位分布、断层大小及密度、开采深度、围岩性质等，对于一个矿山来说，可以分中段（水平），按矿体（可采场）为前提，列出上述地质因素，从已获得相应的贫化损失率值中剔除因经营、决策造成不合理的贫化损失部分，然后用统计的方法求地质因素与贫化、损失之间的相互关系。这就在一定程度上（由相关系数大小决定）反映了地质因素与贫化损失的函数关系，从而可用来作后续开采中确定贫损指标的依据之一。

2.2 采矿石方法与损失贫化率相关

根据境内地下金属矿山损失贫化指标统计空场采矿法矿石损失率一般为15%～25%，贫化率约为10%，留矿法的矿山矿石损失率为3.5%～19%，贫化率为6%～28%，崩落法的矿山矿石损失率为15%～30%，贫化率为10%～30%，削壁充填法的矿山矿石损失率5%～10%，贫化率10%～20%，这些数据虽然包括了不合理的贫化损失部分（主要指一些属经营、决策、管理明显有误而带来的），但还是说明了不同的采矿方法，矿石的损失贫化是不相同的，一般来说，削壁充填法矿石的损失，贫化较低。

基于以上分析，金属矿山的损失贫化主要和地质因素与采矿方法有关，为了保证金属矿山的采收率得到持续提高，降低矿石在开采过程中的损失贫化，我们应正确分析地质因素和采矿方法的影响，努力提高金属矿山的回采率，满足金属矿山的实际开采需要。

3 金属矿山提高回采率的具体措施分析

从目前金属矿山的实际开采来看，要想消除地质因素和采矿方法的不利影响，提高金属矿山的回采率，就要采取以下措施：

3.1 加强地质勘探，矿体圈定和储量计算

为了保证金属矿山的回采率能够得到持续提高，应在金属矿山的开采过程中，增加地质勘探手段，可以采用航空勘探、地球物理勘探等多种手段，提高对金属矿山的了解，以及增加对金属矿山中矿藏种类的认识。通过采取多种地质勘探手段，能够有效圈定金属矿山的矿体资源。同时，还应该对圈定的矿体资源的储量进行计算，达到全面掌握金属矿山矿藏蕴藏量的目的。

3.2 合理选择采矿方法

在目前的金属矿山的开采过程中，采矿方法的选择十分关键，选对了采矿方法不但能够提高采矿效率，还能够降低矿石贫化，提高金属矿山的整体采收率。目前来看，采矿方法主要可以采用中段式留矿崩落法，解决了原来中段采矿法中块度大，废石从大块间隙混入的缺点。还可以采用削壁法充填法，整个矿体自上而下回采。将矿体周边围岩削壁充填，作为上分层回采的工作底板，矿石回采率在90%以上，

3.3 提高采矿工程的设计和施工质量

在金属矿山的开采过程中，需要配套的采矿工程辅助才能保证金属矿山的有效开采。要想提高金属矿山的回采率，就要从提高采矿工程的设计和施工质量入手，全面提升采矿工程设计和施工的合理性，认真做好采矿工程的设计和施工工作，保证采矿工程的设计和施工满足实际需要，达到保障金属矿山有效开采的目的。基于这一认识，在金属矿山开采过程中，应不断提高采矿工程的设计和施工质量。

3.4 放矿控制

在金属矿山的开采过程中，放矿工序是决定矿石贫化的重要因素。金属矿山在开采中，放矿的范围和规模是控制的重点，控制好了放矿的范围和规模，可以有效提高金属矿体的采收率，避免更多的岩石混入矿体中。同时，做好放矿控制，还有利于减少金属矿石的贫化，有利于全面提高金属矿山的回采率。因此，为了有效提高金属矿山的回采率，应重视放矿控制的作用，认真做好放矿控制工作。

3.5 矿山企业应搞好技术改造

在金属矿山的开采过程中，开采技术是提高回采率的关键。基于这种认识，在金属矿山的开采过程中，应认真做好技术改造工作，应充分认识到技术改造的必要性，并积极引入先进的采矿技术，保证金属矿山的开采技术改造能够取得积极效果，达到提高回采率的目的。目前来看，矿上企业在技术改造过程中，不但要从技术层面进行全面创新，还要考虑成本因素、环境因素等多种因素，保证技术改造的有效性。

3.6 地压控制监测研究

为了保证金属矿山的开采既能满足安全要求，又能达到有效开采的目的，应对金属矿山的地压进行准确监测。目前来看，在对金属矿山的地压监测中，不但要进行局部重点监测，还要进行矿山整体监测，从根本上保证金属矿山的地压满足实际需求，提高对金属矿山地压的掌握。从金属矿山的实际生产来看，地压控制监测对提高回采率有着现实的影响，是提高回采率的有力保证。

3.7 积极开展资源综合利用研究

目前金属矿山中除了主要的矿产之外，都存在伴生矿，如何实现对伴生矿的勘探和开采，成为了金属矿山生产中的重要内容。在研究金属矿山的回采率问题时，提高伴生矿的采收率也成为了保证金属矿山回采率满足要求的重要指标。基于这一认识，在金属矿山的开采过程中，应利用现有开采方法，积极开展资源综合利用研究，提高金属矿山伴生矿的开采，促进金属矿山的发展。

4 结论

通过本文的分析可知，在金属矿山的开采过程中，回采率是影响金属矿山开采有效性的重要因素之一，为了保证金属矿山的回采率满足要求，应重点做好地质勘探，矿体圈定和储量计算、合理选择采矿方法、提高采矿工程的设计和施工质量、放矿控制、地压控制监测研究、技术改造、地压控制监测研究和资源综合利用研究，提高金属矿山的整体开采效果。

参考文献：

[1]陈林杰.成本上升背景下我国金属矿业发展的战略研究 [J].金属矿山，2008（03）.

[2]陈林杰.我国金属矿业经济增长影响因素分析与发展战略[J].科技和产业，2009（02）.

[3]刘尧.我国金属矿山绿色发展指标研究[D].中国地质大学（北京），2012.

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引言

我国矿山总数的百分之九十左右是属于地下金属矿山，但是我国的铁矿资源有百分之九十是露天开采的，面对越来越少的地面金属矿产资源，我国应该加强向地下金属矿山开采的发展。随着我国社会经济的不断发展，我国的地下采矿技术在不断的发展，出现了跟多的新技术和新工艺。在我国的地下金属矿山采矿技术的发展历程中，各种采矿方法和回采工艺技术有着很明显的变化，采矿作业的效率和回采率逐渐的升高，正在朝着机械化和半自动化的方向发展。

一、地下金属矿山采矿工艺技术发展

（一）主要采矿方法的进展

我国的地下金属矿山的采矿工艺技术有很多，应用最广泛的是充填采矿法、崩落采矿法和空城采矿法等等。由于各种原因得到广泛应用的充填采矿法，各种新工艺技术和设备的发展和应用，充填采矿法的适用范围也在逐渐增大，对我国地下金属矿山采矿方法的应用比重的变化起到了不可忽视的影响。

在我国的众多铁矿山采矿作业中，主要的是采用崩落采矿法进行的；在黄金矿山的采矿作业中，主要采用的是空场采矿法和充填采矿法两种，有色金属矿山的采矿作业中，主要采用的崩落采矿法和空场采矿法，充填采矿发也有不少的比例，可以说较为均衡。近几年我国的充填采矿技术在不断的发展，而崩落采矿法和空场采矿法也在不断的进行改进和完善。

（二）深部开采

我国不少的矿山正在朝着深部开采的方向发展，开采的深度和范围也在不断的发展，但是深度开采的地质条件及其他环境因素与浅层开发有很大的不同，应该对深层开发进行充分的研究，提高我国深部开发的作业质量，保证我国的深部开发的发展，提高矿产资源的出产量。

（三）原地溶浸采矿法

原地溶浸采矿是一项直接在地下提取金属矿物的开采工艺，将开采、选矿和冶金技术进行结合。我国的很多金属矿场都是可以进行原地溶浸采矿作业的，并且正在不断的成功试验。相对于常规的采矿方法工艺，采矿技术在进行采矿的时候不需要对地表进行挖掘，没有废石和尾矿的产出，保护矿场当地的地表植被和生态环境；因为没有废石和尾矿的产出，所以节省了运输废石和尾矿的费用，节省了作业成本；许多矿场会因为开采技术和经济问题等方面的原因导致不适宜矿产资源开采，针对这种情况可以进行原地溶浸采矿技术进行作业，能够保证矿产资源的利用率；在劳动量和劳动条件上进行了改变，能够较为安全的进行采矿作业。

二、地下金属矿山采矿技术研究方向

首先要做好对尾矿的处理，可以将尾矿进行处理之后作为充填材料对采空区进行充填，不但能够废物利用，还能在环境的治理上做出贡献，正因为如此我国应该加强对尾矿造成的环境问题的处理研究。

要对采矿工艺的生产能力进行研究，采取措施来提高生产能力，对深孔阶段充填采矿法和分段充填采矿法进行着重的研究和改进。对大直径深孔阶段矿房采矿法和自然崩落采矿法等方法记性改进，提高作业的效率，降低生产的成本和矿产资源的贫化。

需要加大对大型、高效的无轨化矿山设备的研制。通过对高效率打孔穿爆设备和井巷钻进机械等装运设备及相应的辅助配套机械设备的研制，最大化的实现矿场作业的无轨化、自动化和半自动化，提高作业效率。另外，还有利用激光设备进行采矿的侧位、利用计算机来实现对凿岩台车和铲运机的控制、对高效连续式装载在和自卸式运输设备的车厢内部粘连无的自动清除等方向的发展。通过岁大型全盘机械化的引进与应用，实现对矿场作业的控制和自动化。

对矿场的地质条件进行详细的分析，不但能够在进行采矿作业设计的时候合理的选用开采技术，还能够根据不同的地质条件对资源的回收打好基础。在不少的深井开采、矿岩软松矿床的开采进行研究，对老矿山进行二次的矿产资源的回采等等。

我国的充填采矿技术有着不少的应用，虽然充填采矿具有一定的自身优势，但是还是会受到充填材料质量和成本的影响，不少市场上的填充材料虽然性能良好，但是成本却较为昂贵，而用较为低廉的充填材料则不能是充填料达到相应标准，这就要求我们应该加强对充填材料的研究，促进充填采矿技术的发展。某矿场研制的高压风流态化造浆充填工艺，其生产的充填物浓度较高，而相应的充填系统的成本较小，能够实现较大的自动化作业；还有块石胶结充填也在试验成功之后得到了相应的应用。

顺应信息化的发展，利用电子计算机和无线电通讯、远距离遥控和监控设备来实现对常产资源的储量品位和边界的存储、快速的实现对矿场作业的检测和调配，对各种风险也能很好的进行监测和预报。加强对新型采矿工艺技术的研发和应用，合理的结合运用各种采矿工艺技术，提高矿场的出矿量和出矿效率。

三、地下金属矿山采矿技术发展趋势

（一）采矿设备的研发

自从上世纪六十年代的后期推行了无轨采矿技术之后，在采矿技术上仅仅是进行完善而没有进行充分的改革，在当今的社会形势下，应该加强对开矿技术的改革程度的研究，为采矿作业的自动化和遥控技术打下基础。

（二）监控系统的完善

根据长臂法采矿的具体实例，我们可以发现在进行矿场作业在线监控的重要性，然而这只是监控系统在矿场作业中的一个方向，还有很多方面也需要应用监控系统进行对矿产作业进行辅助，比如对作业环境和地质灾害的监控等等，这些方向的应用逐渐的在不少的矿山作业中进行使用。

（三）数字化和智能化

数字化矿场作业是数字地球的一个应用，对矿场方方面面的数据进行信息化的处理，建立和完善矿山空间信息系统。通过对矿山信息系统、空间信息系统和虚拟现实系统等系统的多方向的联系来建立完善的矿山信息系统体系。

（四）地下开采及运输的露天化

相对与地下开采，露天开采能够更好的进行矿产资源的开采，所以可以加强对地下开采向露天开采的转化，应该在生产成本等方面进行控制。在运输方面，进行地下开采的时候会出现较长时间的基础建设，不但浪费的作业时间，还会带来投资的增加。为了实现较为方面的开采运输，可以利用原先的露天坑内的斜坡道进行基础建设，实现地下开采和露天开采的运输方式的结合，实现对作业设备的合理利用，降低采矿作业的投资。

结语

通过对我国地下金属矿山采矿技术的现状进行分析，对地下金属矿山采矿技术的研究方向进行了论述，在不同方面探究了其将来的发展趋势。

参考文献

篇6

中图分类号：X703 文献标识码：A

引言：我国金属矿产资源丰富，地下金属矿山在我国矿山资源中占有重要地位。随着科学技术的发展，国内地下采矿技术发展很快，很多采矿新技术、新工艺在地下矿山得到了应用。国内一些矿山和一批先进的采矿工艺技术，己步入世界先进水平的行列。国内地下金属矿山采矿技术的发展，主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化、半自动化的方向发展，采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。

1、地下金属矿山采矿工艺技术及应用

1.1 空场采矿法

空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱进行回采，顺序是先开采矿房后开采矿柱，在矿柱和围岩的支撑下对矿房进行回采，开采时，既不崩落围岩也不充填采空区，待矿房开采后及时对矿柱进行回采并对采空区进行处理。比较典型的为：（1）大直径深孔采矿法，20世纪80年代，大直径深孔采矿法首先在我国凡口铅锌矿实验成功。随后，这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、金厂峪金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。1980一1985年间，在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案，即阶段深孔崩落采矿法。该采矿方法的实质是:将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下采矿中，即在采矿的局部面积上，先形成切割槽，然后以这一切割槽为自由面和补偿空间采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿，崩落的矿石由场下部的出矿系统运出。(2)地下金属矿山采矿连续化。地下金属矿山连续开采主要包括:矿房的连续回采、矿体(床)的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。即在开采过程中一步化；回采过程中落矿、出矿、矿石运搬工艺的连续作业化；井下矿石的转载、运输、提升等环节矿石的连续化；掘进、落矿、出矿、运搬、运输等全工艺过程的连续化。我国在狮子山铜矿、凤凰山铜矿、安庆铜矿地下金属矿山连续开采技术的研究中取得了一些成果。

1.2 崩落采矿法

崩落采矿法是我国金属矿山地下采矿常用的方法，崩落采矿法随回采工作面的推进，崩落围岩，在覆盖岩块下出矿，崩落采矿法在我国矿山应用很广，采出的矿石量占地下采出矿石总量的35%。崩落采矿法常用的方法有：（1）无底柱分段崩落法。无底柱分段崩落法于20世纪60年代末由瑞典引进，并在大庙铁矿实验成功。我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是增大进路间距。增大进路间距将大幅度地减少采掘工程量，仅梅山铁矿将15mx巧m结构改为巧mx20m结构参数，将减少采掘工作量25%，同时增大了一次崩矿量，提高采矿强度，降低矿石成本，提高矿一山的经济效益。由于增大进路间距具有较强的可操作性，易于推广应用，目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术，具有重要的实践意义。（2）自然崩落法。自然崩落法是一种利用岩石自然应力落矿的方法，具有生产能力大、采矿成本低的优点，特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。铜矿峪矿自1993年应用此法获得成功后，在矿石含铜品位仅在0.67%的条件下，使矿山结束了长期亏损的局面，并于1999年达到400万口a的生产规模，是建矿以来的5-6倍。

1.3充填采矿法与支柱采矿法

充填采矿法是随着回采工作面的推进，逐步充填采空区的采矿方法，按矿块结构和工作面推进方向的不同，可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法；根据充填料的来源!种类和充填方式等的不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法、选别充填采矿法和支柱充填采矿法等；充填采矿法是地下开采中矿石损失与贫化最低的采矿方法，充填体能控制采场地压与围岩崩落，防止地表下沉，并为回采工作创造安全和方便的条件，有时还用来预防矿石的自燃，充填法主要应用于围岩不稳固或围岩与矿体均不稳固的有色金属富矿或贵金属、稀有金属矿床，随着无轨设备，高分层落矿及充填系统自动化等技术的应用，逐步降低采矿成本和提高生产能力，使充填采矿法具有了广阔的应用前景。我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。最近，我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺。具有代表性的是：高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、粗粒级水砂充填新工艺。膏体泵送充填工艺与技术等。其中1994年在金川镍矿建成了我国第1个膏体泵送充填系统，1999年又在铜绿山矿建成了第2个膏体泵送充填系统。

2、地下金属矿山采矿技术研究方向

2.1采用更大和更可靠的采矿设备提高生产率

在过去的30-40年间，采矿技术是遵循着进化而非改革的途径发展起来的。除此之外，在上个世纪60年代的后期，在地下矿山开始推行了无轨采矿技术，新近的趋势是发展了采矿设备的自动化和遥控技术。

2.2监控、自动化和遥控

当前采矿方法日益成熟，长壁法采矿的实例就在某种程度上很好的说明了在线设备监控的重要性，然而，这只是监控系统在矿业中应用的一例。在矿业中其它已得到广泛应用的监控系统有环境监控系统和地震监控系统，这些监控系统的应用己成为许多深部开采的矿山所具有的标准特点。迄今为止，采矿系统仍是以要求保证矿工在完成各种地下开挖工程中作业安全为基础，这种要求对采矿系统起着重要的制约作用。

2.3数字矿业化

数字矿业是数字地球在矿业中的应用。数字矿业一方面是矿山的信息化，它涉及到矿山信息化工作的方方面面;另一方面数字矿山是以空间信息为基础的矿山信息系统体系。矿山信息系统体系是指相互联系的大量矿山信息系统和空间信息系统，虚拟现实系统等的有机结合体。

2.4地下开采露天化

毫无疑问，露天开采的优势远大于地下开采。在进行露天开采矿山中，将原属于地下开采的部分转为露天开采，其意义不言而喻。欲实现之，不外乎是安全和经营成本，如采用可降低生产成本的运输方式，采用能实现安全生产的遥控设备。

2.5开采智能自动化

在目前我国金属矿山地下采矿技术的发展来看，要实现全面采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将是易事。遥控开采系统投资少、技术含量高。其实质即将以上设备的执行机构做一些改装，把原模拟量变为数字量，以便能用计算机进行控制。其次，每台设备上安装摄像头，能全方位地了解设备周围的生产环境，以便能使控制者在远距离的屏幕上进行操作控制。执行机构的数字化能保证用人的遥控操作来代替原作业者的手动操作，而可视化数据将使遥控操作者有身临其境的感觉。

结语

安全高效的地下采矿技术的重要性日显突出，金属矿开采技术的高低直接影响到我国国防安全，金属矿开采技术的迅速发展，将会大大促进国民经济的健康发展，推动我国全面小康社会的建设。

参考文献:

[1]周爱民.我国有色金属采矿技术回顾与展望[J].中国有色金属学报,1996.

篇7

中图分类号：F416.41

随着金属矿床开采深度的不断增加， 开采技术难度加大， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加等一系列问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。传统的开采方式越来越不适应目前矿业高效、安全、环保开发的需求，所以金属矿山企业经营者防需要解放思想、拓展思路、积极采用一些新技术、新设备，创新开采技术，才能保持和发挥金属矿床开采技术优势，促进金属矿山采矿技术的发展和提高企业的核心竞争力。

一、目前金属矿山采矿存在的问题：

虽然我国金属矿山开采技术工艺己取得显著成就，但总体水平仍然较低，与国际先进水平相比存在一定的差距。突出表现在多数矿山装备落后、开采规模小、劳动生产率低、矿山效益差和矿产资源利用率低。

1、随着浅部资源的逐渐减少和消失， 金属矿山多使用地下开采，其比例将越来越大，开采深度的不断增大，地质条件恶化， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、作业环境恶化、地压、岩爆与岩层控制、通风降温、排水疏干、提升能力、采矿方法及采空区处理等技术难题及生产成本急剧增加等问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。

2、深部矿岩体开挖后，原岩应力平衡遭到破坏，应力重新分布，巷道或采场周围的岩石发生变形、破坏，甚至出现岩爆等多种动力灾害。由于开采范围和采掘空间状态随生产推进而不断变化，矿岩重复受到工程扰动，岩层发生变形、移动和破坏，其发生机理难于认识，灾害的发生难以预测，因此，安全条件严重恶化，事故频发。

3、伴随深部开采而来的是原岩温度不断升高，致使开采与掘进工作面的温度逐步升高，热害日益严重。高温环境下作业的工人，体能迅速下降，工作效率低，易出现中暑、热晕，还可能诱发神经中枢系统失调等疾病。加之金属地下开采的过程中， 局部通风不合理有很多长距离的掘进并没有设置局部通风机进行供风，仅仅只是依靠打眼用的空压风来解决供氧以及排除污风的问题，这便造成了掘进效率的低下致使事故频发。

5、金属矿床开采引起地表破坏、岩石、水土流失、河流淤塞，严重破坏矿区生态环境。金属矿地下开采常常破坏地下水系；采矿、选矿过程中，大量废水排入河流，造成河流、湖泊严重污染；在开采、装卸、运输的过程中，产生大量矿尘，危害人体健康；矿山排出的大量废石和尾矿，不仅占地面积大，而且往往使矿区成为不毛之地。

二、我国金属矿山较为成熟的采矿方法

随着露天采场不断延深，开采深度的增加，采场空间作业尺寸逐渐缩小，开拓运输和提升能力困难增加，采矿强度降低，运输距离增长，重车上坡长距离运行，设备效率降低，生产能力下降。同时露天采场边坡越来越高，缓倾斜薄矿脉属难采矿体也相继增多，存在劳动强度大、生产能力低、损失贫化大等缺点。特别是进入深井开采的高地压环境，传统的被动支护方式严重影响了回采作业的正常进行。金属矿山深部开采给安全生产带来一系列技术难题：深井开采的地压加剧，岩爆发生的可能性加大；地温增高，井下工作环境热害严重；给深部作业区新鲜风源供应与污浊风流处理带来困难。这些技术问题如不能很好地解决，不仅使矿山企业存在伤亡事故和职业危害的危险性，而且使正常的生产无法顺利进行，对许多即将进入深部开采矿山企业的安全生产带来诸多隐患。因此只有加大科技投入，着眼于自主创新和自身实力的增强，充分利用后发优势，解决深井开采关键性的开采技术才能保证金属矿山稳步发展，实现金属矿山企业跨越式发展。因此在未来的一定时期内我国金属矿山开采技术工艺主要发展方向是：机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等新工艺和新技术的应用。

1、空场采矿法。它是把矿块划分为矿房和矿柱两部分来开采，是目前大多数矿山企业采用的方法。技术较为成熟。其特点是回采过程中，采空区主要暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石与围岩很稳固时采用。根据矿块或矿壁的结构不同与回采作房柱业的特点，空场采矿法可分为全面采矿法、采矿法、阶段矿房采矿法等。

2、崩落采矿法。是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压，其特点是随着矿石采出，有计划地用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采空区地压和处理采空区，这种采矿方法简化了采场结构，实现了一巷道多种用途，减少了采掘工作量，降低了采矿成本，一般在矿体地表允许陷落的条件下采用。主要围岩不稳固、分层崩落法、分段崩落法、阶包括单层崩落法、段崩落法。

3、留矿采矿法。将采下的大部分矿石暂留矿房内，工人站在矿石堆上作业，主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体，其特点是在回采过程中，采空区内暂时存留部分采下来的矿石，借以配合矿柱支承采空区，一粘结和自燃，矿般在矿石较稳固，且不易氧化、体围岩中等稳固的条件下采用。本法结构简单，采准工作量小，易于掌握。

4、充填采矿法。是随着回采工作面的推进，用充填料对采空区进行充填的采矿方法。其特点是在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高、要充填料材方便、地表不允许陷落和求回收率高、特殊复杂地质条件下的矿体。充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低。我国部分矿山企业先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。成功应用了高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺，取得良好的技术经济指标，填补了国内采矿领域多项空白，扭转了我国地下金属矿山普遍存在的多中段采场作业的被动局面，为地下矿山大规模安全、高效、低成本开采提供了途径，同时也标志着我国高阶段大直径深孔采矿技术进入了世界先进行列。

三、应对深部开采，实施科技创新，改造传统采矿工艺和发展新型采矿技术的展望。

随着科技不断的进步，一些先进的采矿关键技术方法也得到了实践和应用。矿岩爆堆的块度及其分布、有用矿物品位及其分布等参数的即时分析技术及方法以及基于井下环境的空间距离识别、定位及导航技术，诸如埋线导航、无源光导、有源光导、墙壁跟踪、惯性导航技术及装备，主体设备工况的智能监测技术、故障预防技术、失效安全等技术、采矿设备遥控及智能化技术和高速数字通信网络技术不断得到探索和实践，也在不断的推广应用

总之，随着科学技术的进步和采矿技术条件的进一步推进，在今后一定时期内采矿技术的主要发展方向为无废开采、机械化大规模开采、连续采矿以及深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。还将逐步发展露天地下联合采矿技术、无爆破采矿技术、自动化采矿技术和连续采矿技术。对大型采矿设备进行GPS和网络通讯技术自动化、智能化管理，从而提高劳动生产率、降低成本，延长矿山有服务年限。

篇8

引言：我国绝大多数石膏矿山采用房柱法开采，它把矿体划分为矿房和矿柱，只采矿房，把矿房采空后，在矿房的顶板、底板和两壁留下永久矿柱支撑采空区，不让上覆岩层垮塌，原来作用在矿房那部分的压力就转移到矿柱上承受。这种方法只适应矿体和围岩都稳固的矿床。这在矿体与围岩稳固性好的南京石膏矿得到了成功的应用，该矿矿石的普氏坚固性系数f＝8～12，相当于每平方厘米的矿石面上可以承受800～1200公斤的压力，相当于金属矿山的坚固性岩石，顶板灰岩的f＝4～6，且矿体上方为含水岩层和水田，地表不允许崩落。对于较稳固的平邑石膏矿，矿石f＝4～6，顶板灰岩的f＝2～6，已多次出现采空区冒顶和地表塌陷等工程地质灾害，他们正在思索改变采矿方法，崩落处理采空区。而双碑矿区矿石的f在2左右，为软弱岩石，顶板泥岩的f系数有的小于1，而且石膏层内泥质软弱夹层十分发育，极不利于矿柱的稳定，均属软弱不稳固矿岩，各矿频繁出现各种工程地质灾害和伤亡事故就很难杜绝。

正文：

无底柱分段崩落采矿法在我国金属矿山广泛使用，取得了成功的经验。该采矿法是将矿块划分为分段，在分段回采进路中进行落矿、出矿等回采作业，不需要开掘专用的出矿底部结构；崩落矿石在崩落围岩的覆盖下放出。按矿块出矿装运设备的不同，分为无轨运输方案和有轨运输方案。无轨运输方案采用的出矿设备是自行的柴油铲运机、电动铲运机或气动装运机；有轨方案采用的出矿设备是装岩机和翻斗矿车或电动自行矿车。目前，国内外大多数矿山都采用无轨运输。改进的无底柱分段崩落采矿法典型方案见图1。

图1改进的无底柱分段崩落采矿法典型方案

到目前为止，石膏矿山还没有使用这种采矿方法的的例子。但从目前石膏矿山使用的采矿方法存在的问题可以看出，借鉴金属矿山使用的无底柱分段崩落采矿法，在安全生产、提高回采率、提高矿山机械化程度和装备水平等都是比较合理的选择。

（1）无底柱分段崩落采矿法工艺过程

无底柱分段崩落采矿法是以中深孔爆破落矿为基础，利用中深孔爆破将矿石强制崩落，并配合出矿设备回收矿石。其工艺特点与中深孔房柱法有许多共同点。其工艺过程为：掘进回采进路―开掘切割立槽―钻凿中深孔―装药爆破―顶板清砟及支护―出矿。

①采区布置方式

由于无底柱分段崩落采矿法是逐条进路回采，可以连续推进，可以从矿体的一端向另一端推进，也可从矿体中部向两端推进，所以，采区的概念不是很明晰，可为了管理方便，把几条或十几条进路划为一个采区。根据采区作业顺序要在稳定的矿层内布置辅助提升下山，以利于矿石的提升和作业人员及设备的出入。

切割平巷与切割天井联合拉槽法是在分段内各回采进路掘进之后，沿矿体边界掘进一条切割平巷贯通各回采进路端部，然后在适当位置掘进切割天井。在切割天井两侧，从切割平巷内向上打若干排平行或扇形深孔，每排4～6个炮孔；以切割天井为自由面进行爆破，形成切割槽（图2）。

切割天井拉槽法。如图3所示，不需要掘进切割平巷，只在回采进路端部掘进切割天井（1.5×2.5）。天井矩形断面的里边距回采进路端部留有1～2m距离以利于台车凿岩；天井的长边平行回采巷道中心线；在切割天井两侧各打三排扇形炮孔，微差爆破，一次成槽。

④钻凿中深孔和爆破落矿

无底柱分段崩落法需要在进路中钻凿扇形中深孔进行采矿，它们是无底柱分段崩落采矿法工艺的核心。

a）凿岩爆破参数的确定

炮孔扇面角有前倾和垂直两种。前倾时，常采用70º～85°以延迟上部废石细块提前渗入，装药比较方便，有利于防止放矿口处被爆破破坏。垂直布置时，炮孔方向易于控制，但装药条件差。当矿石稳固及围岩块度较大时，多采用垂直布置方式。

⑤出矿

在金属矿山，一般是用出矿设备将回采巷道端部的矿石运到采区溜井，在石

膏矿山使用无底柱分段崩落法可以不设采区溜井，矿石由出矿设备直接装矿车。

⑥ 通风工作

回采工作面为独头巷道，无法形成贯穿风流；工作地点多，巷道纵横交错，很容易形成复杂的角联网路，风量调节困难；因此，搞好通风是一项极为重要的工作。在考虑通风系统和风量时，应使每个矿块都有独立的新鲜风流，要求每个回采进路的最小风速在有设备工作时不低于0.3m/s，其他情况下不低于0.25 m/s。条件允许时，应采用分区通风方式。

⑦ 回采顺序

同一分段可以采取从中央向两翼回采或从两翼向中央回采，也可以从一翼向另一翼回采；走向长度很大时，可以沿走向划分成若干回采区段，多翼回采。分区多，则同时回采的工作面也多，可以加大回采强度，但通风管理困难。

⑧覆盖岩层的形成

覆盖岩层的厚度应满足下列两个要求：首先，放矿后岩石能够埋没分段矿石，否则形不成挤压爆破条件，爆下的矿石崩入空场，增加矿石损失；其次是一旦采空区大量围岩突然冒落时，能起到缓冲作用，以保证安全。根据这个要求一般覆盖岩层厚度约等于两个分段高度。

⑨ 采矿方法评价

根据双碑矿区目前的开采条件，地表与围岩允许崩落；矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护，有利于在其中开凿采准巷道；石膏矿体缓倾斜而且是厚或极厚矿体；矿石损失与贫化率要求不高，矿石价值不高，矿石可选性好；因此，有利于在石膏矿山采用本方法。

篇9

1 我国金属矿山采矿技术的现状

1.1 露天开采

（1）分期开采。对于分期开采，一般是针对金属储量较大，并且开采年限较长的矿山。由于分期开采的初期剥采比较小，所以初期投入的成本较少，从而提高了整体的经济效益。同时，分期开采还能减小开采过程中的分先风险，从而让开采活动的效益得到保障。目前分期开采在国际上的应用较为广泛，近年来在我国也取得了一定的发展。

（2）陡坡开采。从陡坡开采理论在上世纪六十年代被提出后，我国在随后的时间里对其进行了深入研究，并通过实际操作对其进行不断改进，并取得了较好的成果。陡坡开采因其初期的剥离量比较小，基建工程的量也相对较小，所以建设周期短，能够快速投入实际开采活动。

（3）高台阶开采。高台阶开采在国外的应用较为广泛，而我国在这方面的研究起步较晚。目前，我国的高台阶开采阶的高度一般在15m以下，但随着我国采矿设备的快速发展，露天矿大型设备的出现将能使我国成功运用大台阶开采，从而提升露天矿的开采效率。

1.2 地下开采

（1）空场采矿法。空场采矿法应用的基础是矿石和围岩的稳固性较高，所以这种方法在黄金矿山和有色金属矿山的开采中有较为广泛的应用。空场采矿法的生产成本很低并且生产效率高，同时其生产的能力很大且基建工程的施工周期较短，所以对于金属矿山的开采而言极为有利。目前，常常会对一些围岩不稳固的矿山进行加固处理，然后应用空场采矿法，但由于条件有限，在深部开采的应用上空场采矿法受到限制。

（2）崩落采矿法。在我国的地下采矿中，崩落采矿法的应用十分广泛，而其中分段崩落法是最常使用的方法。自从我国开始应用崩落采矿法后，迅速将其运用到了地下金属矿山的开采中。目前，我国的崩落采矿法主要以无底柱分段崩落法的使用最为广泛。而随着我国的科技发展，无底柱分段崩落法的应用将受到更多的重视，从而得到更广泛的推广。

（3）充填采矿法。将充填工序作为回采工序的一环是充填法的主要特征，充填体主要是用于控制采场地压并为围岩提供支撑力，从而达到对采后空区围岩的破坏和移动的延缓或是阻止。我国应用充填法的时间已经有很久，经历了由干式充填到水利充填，由分级尾砂、全尾砂、高水固化胶结充填到膏体泵送胶结充填的发展。由于我国的矿山数量众多且种类繁杂，所以充填工艺与技术的实际应用有很多类型。

（4）露天转地下采矿法。露天转地下采矿法有别于传统的露天采矿和地下采矿，其是结合矿山的实际，对其进行地下与露天的联合采矿。近年来，国内外对于露天转地下采矿方法的研究较为广泛，并取得了较好的成果。目前，我国的矿山开采中存在着多种采矿方法并存的现象，露天转地下的采矿方法应用范围在不断扩展。

1.3 我国金属矿山开采中存在的问题

（1）我国的矿产资源缺口严重。我国的矿产资源总量丰富，但是在金属矿山的开采中，主要是一些贫矿，富矿的数量极少并且缺少大规模的金属矿山。同时，贫矿的开采经济效益较低，所以采矿企业会在实际的矿山开采过程中舍弃一些贫矿而只对富矿进行开采，导致矿产资源被浪费。

（2）采矿技术的发展存在不均衡的现象。由于我国幅员辽阔，不仅影响经济的局部发展，采矿业的发展也受到严重的影响。在一些经济较为发达的地区，采矿技术已经与国际水平接轨，采矿作用的专业水平很高。但在一些经济较为落后的地区，采矿行业中使用的还是一些落后的陈旧技术，设备很久才更换一次，刀子采矿的效率与社会发展的速度存在很大差异。

（3）资源利用率较低。对于有色矿山而言，其中一般会包含多种金属，所以需要对矿石进行多次处理，从而将矿石中的金属元素尽量提炼出来，提高矿石的利用率。但由于我国的综合回收技术处在较为落后的水平，对含有多种金属的矿石处理存在困难，所以矿石的利用率一直很低，导致其中的很多金属被浪费。

（4）地下开采破坏环境。地下的矿山开采是我国的主要金属采矿形式，为我国的金属矿山开采贡献了重要的力量。但是由于地下开采工作的大规模进行，经常会出现地面塌陷的情况，而普通的地下开采会对地下水造成影响，从而破坏地表的植被，导致矿山所在地的自然环境被严重破坏。

2 我国金属矿山采矿技术的发展方向

2.1 精细开采

随着金属矿山采矿技术的不断发展，专业技术分化将会越来越细致，从而让金属矿山采矿技术出现很多细小的分支。而随着社会的不断发展，人们对工作的精细划分更有助于将工作落到实处，所以相关研究人员提出了对金属矿山的精细开采。具体的操作就是对采矿、运输和矿区维护就行精细的分工，从而减少采矿工作对环境破坏，实现环境维护工作量不断减少的目的，并同时提高采矿工作的效率。这样既能减少对环境的破坏，还能有效提升矿山开采的经济效益。

2.2 大规模采矿技术

对于大规模采矿技术而言，大直径深孔崩矿技术是其核心。其中阶段崩落法、VCR法、分段空场法和分段崩落法等都属于大规模开采方法。近年来我国对崩落采矿技术的应用较为成熟，达到了较高的技术水准，并通过不断的改进使金属矿山的开采效率得到有效提升，并让生产成本得到较好的控制。而随着我国金属矿山开采技术的不断发展，以及各种先进开采工具的引进，大规模采矿技术将会得到更好的发展。

2.3 难采矿床采矿技术

随着露天金属矿山的不断减少，我国的金属矿山开采将会呈现出开采难度逐渐上升的情况。对于难采矿床而言，主要是因为地温地压随着采矿逐步深入而不断增加，对于一些高应力矿区，采场突变失稳风险增高，导致开采工作难度上升。充填法的应用可以缓解难采矿体的开采难度，主要是充填法可以保持矿场的稳定，从而确保施工的顺利进行，减少采矿作业中的潜在危险。同时，充填法还能减少采矿成本，提高采矿效率，让难采矿床的采矿作业有跟高的经济收益。

2.4 低品位矿床开采技术

低品位矿床主要是一些矿石储量较少，并且矿石的开采难度较大，导致矿床的经济效益极低。对于这种矿床，主要是使用溶浸采矿技术直接将金属从地下提取出来，从而减少工序以达到节约成本的目的。

2.5 无人化采矿技术

无人化采矿技术正在不断研发的过程中，其主要是利用智能机械设备取代采场的工作人员，从而减少采矿的成本，并提高采矿的安全性。随着科学技术的不断发展，能够取代采矿作业人员的设备将会被研发，矿场的生产效率将会得到提升，并且不会因为作业操作不当而出现人员伤亡的情况。

3 结语

我国金属矿山采矿技术在短短的几十年内取得了突飞猛进的发展，但根据我国的实际情况，目前的采矿技术尚不能完全满足我国的采矿需要。而由于我国的地区经济发展存在差异，所以金属矿山采矿技术的整体发展并不均衡，这也是亟需解决的问题。

参考文献：

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中图分类号：TD803 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0332-01

随着我国经济快速发展，我国的经济发展模式由粗放型向集约型转变，国家日益注重资源的合理开发利用和环境的保护，传统的地下开采金属矿山采选模式存在众多的地质、环境问题和危害，尤其矿山的高能耗、高固体废物排放，已经不能满足当下的节能减排要求。一些矿山企业进行地下开采节能减排技术的研究和实验，相应地创新出了许多适合新型矿山建设的节能减排技术，取得了较好的经济效益和社会效益。

1 传统地下开采金属矿山存在的主要问题及危害

（1）能源消耗高， 原材料消耗大，导致矿山的经济效益低下。

（2）地下开采金属矿山矿石回采率平均约60%，造成大量矿石永久性损失，采选回收率低造成资源、能源的浪费。

（3）环境污染严重。环境污染包括： ①废水污染。

主要是矿坑水、废石场的雨淋污水和选矿厂排出的洗矿、尾矿废水。这些水含有各种各样的固体金属和金属离子， 如不经处理而外排， 将对环境造成严重的影响；②大气污染。主要是凿岩粉尘以及爆破产生的CO、NO、CO2气体和粉尘， 对环境和人身健康造成极大的威胁；③废渣污染。我国金属矿山每年排放的废石和尾矿约5×108t，废渣量大且成分复杂，难处理，难回收， 难复垦，污染地下水源。

（4）资源逐渐枯竭，开采条件日趋恶化。由于资源的不可再生性， 高品位矿、浅部矿产资源越来越少， 金属矿山开采向深部地下开采和低品位矿开采发展，开采条件将日益复杂。

（5）破坏土地和生态环境。矿山开发不仅占用大量的土地， 还对土地资源造成很大程度的破坏。露天采掘、倾卸固体废石、尾矿坝和沉陷区等可使土地变成很难重新利用的不毛之地。矿山开采还会造成地表塌陷和地表景观的破坏。

（6）引发多种工程灾害和地质灾害。开采时破坏岩石稳定条件引起的滑坡、冒顶片帮；由于崩落法采矿引起的地陷；废石堆、尾矿库垮塌引起的泥石流；地下爆破引起的地面振动、空气冲击波等。

2 金属矿山地下开采节能减排的技术与工艺

2.1 充填采矿法

充填采矿法主要是将尾矿（废石） 处理充入井下采空区， 改善矿山的环境， 节省污染治理费用， 减少修筑废料石场和占用农田。根据矿山的开采技术条件和采矿方法， 采用工艺成熟的中深孔落矿一步回采方案， 嗣后用井下掘进和采矿的废石充填采空区。由于井下掘进和采矿的废石量有限，确定井下废石主要充填东部和西部的采空区，中部无矿带附近的采空区采取封堵方法隔离空区， 即采取“充两头封中间”的方法， 实现井下废石不出坑，全部用于井下采空区充填。该方法采场衔接顺利， 生产作业安全， 能较好地回收矿石， 提高劳动生产率，同时使采场地压得到有效控制和转移， 既可保护地表环境， 降低成本，又确保井下安全。

废石不出坑，直接充填采空区，工艺简单，效果明显，适应性广，易于推广。这种方法只需要采矿方案设计规范、合理，便可实施，对设备、人员素质要求不高，适合中小型矿山采用。

2.3 全尾砂充填技术

选矿厂尾矿部分或全部用作充填料， 不仅可以解决充填料的来源问题， 而且可省去建设尾矿坝， 降低矿山尾矿处理带来的成本， 改善矿山环境， 消除尾矿库垮塌带来的泥石流等安全隐患， 对矿山采选节能减排具有重要的意义。20世纪80年代，凡口铅锌矿试验充填料的动电固结工艺获得成功，使全尾砂充填采矿成为现实。该法能有效地加速全尾矿充填料的脱水和固结硬化过程，可提高充填体的初始强度， 为设备作业提供坚硬的底板。随后， 金川镍矿高浓度胶结充填料管道输送的研究获得成功， 为我国利用全尾砂充填采矿积累了成功的经验为全尾砂充填的推广起到了带头作用， 为实现矿山采选节能减排开采提供了技术支持。铜陵有色公司在冬瓜山新开采的矿床高浓度全尾矿充填法也获得成功， 采用的采矿方法为阶段空场嗣后充填采矿方法。回采结束， 一步骤矿房采场采用全尾砂胶结充填， 二步骤矿柱采场采用全尾砂充填， 以保证采空区的稳定和生产的衔接，控制深井回采地压的安全。

在全尾矿充填法中存在2个方面的难题制约着其推广应用。首先由于尾矿的化学特性，难以短时间形成一种致密的渣，需要添加化学药剂和增加处理设备来加速尾矿固结，实施工艺比较复杂。其次，尾矿充填需要配套的加压、输送设备和严格的操作管理，增加企业投入，尤其是加大了企业生产管理难度。因此，全尾矿充填法难以在中小型矿山中推广。

2.4 块石胶结充填技术

胶结块石充填料是由块石骨料、胶结料和水3种基本成分组成。胶结块石充填料制备方法有2种：采用混凝土搅拌法，将所有的成分一起加入滚筒式、盘式或螺旋叶片式搅拌机内；用浆叶式搅拌机将水泥胶结料混合成水泥浆，而后将水泥浆喷射到充填骨料上。块石胶结充填采矿法的实质是采用级配良好的块石与水泥浆（或水砂浆）混合进行充填，形成的人工壁柱的强度和稳定性都比细砂胶结的好。同时还能保证第二步回采的安全，相应减少坑下废石的提升量。

我国很早就使用废石充填采场，华锡集团铜坑矿采用井下机车、溜井分配系统、皮带输送机将废石运送至采场口，然后与管道输送来的水泥浆同时充入采场，在下落过程中自然混合充填，形成高强度的块石胶结充填体。该法是一种高效率的充填法，日处理废石量较大，较适用于大矿山、大矿体。另外，金山金矿、湘西金矿和锡矿山将废石和水泥浆直接充填采场，用电耙混合，也取得了很好的效果。

块石胶结充填法所需的块石、水泥浆都可以在井下作业现场制备，实施工艺和所需设备条件比全尾矿充填法要简单，胶结强度比单纯的废石直接充填高很多，也适合中小型矿山采用。

3 总结和展望

我国矿山目前的节能减排，还未形成完整、实用的理论。矿山节能减排是一项复杂的系统工程，它涉及了经济、地质水文、开采技术和环保要求等诸多方面的因素，应进一步展开研究。今后，在建设绿色矿山，推进矿山企业节能减排工作时，应着重于政府监管部门的综合监督管理，以行政手段强制要求企业进行工艺改革；同时开发出实用的节能减排开采设计规范，在矿床资源勘探、评估和矿山设计时就将资源综合利用、节能减排和矿山可持续发展纳入规划，从而在设计和生产过程中科学地处理废料，在开采源头上扼制住废料的产出；加强对企业的主要负责人和技术人员的宣传培训，提高节能减排对企业发展和增加经济效益的认识，认识和了解节能减排开采工艺的运用。

参考文献

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

矿产资源的开采对我国社会经济的发展及国家经济的建设具有十分重要的意义。面对矿产需求量的日益增长，如何保证矿产资源的产量提高并且实现高效开采已经成为人们日益关心的问题。而加强溶浸采矿技术的应用促进其发展是解决这一问题的有效方法。因此，我们必须重视溶浸采矿技术的发展，通过应用总结以及现代科学技术的结合，来实现其技术发展的不断成熟。

1 现代采矿技术应用溶浸技术的必然性

溶浸采矿技术的使用，为我国的金属矿产资源的开采带来了极大的方便，随着其技术的不断发展与成熟，使得其在金属矿产资源开采中的作用越来越重要，尤其是在矿山二次资源的开采中，发挥了极大的作用。矿石二次资源是矿床开采、选矿过程中产生的难以堆存或遗留在矿区范围内的废石、尾矿及矿坑水等各种废弃物的总称。据统计，目前我国的全部金属矿山堆存的尾矿已经达到了70亿吨以上，而且每年呈现出快速增长的趋势，其中，铁矿山排尾矿达到了6.3亿吨，有色矿山年排尾矿达到了1.8-2.2亿吨等等，这些不仅造成了矿产资源的极大浪费，而且对矿山环境产生了严重的污染。

另外，溶浸采矿技术与常规采矿方法相比，具有相当多的优势，这些优势决定了其发展的必要性。首先，由于其技术不需要将矿石采出地表，因而不会对矿区的植被造成破坏，也不会因产生的废石和尾矿而造成污染。其次，它能极大的节省采矿中废石、矿石等的运输费用，从而降低投资成本。最后，溶浸技术能够开采常规采矿技术不能开采等方面因素造成的矿产资源，并且极大的改变工人劳动条件，保证矿产资源生产的安全。

2 溶浸采矿技术在矿产资源开采中的发展现状

近年来，随着我国工业的快速发展，矿产资源的需求量也越来越大，当前我国90%以上的能源以及80%左右的工业原料都来源于矿产资源。随着使用的增多，矿产资源的有限，使得人们越来越重视矿产资源的高效开采和二次利用。而溶浸技术是根据化学与物理中的原理，利用一些化学溶剂和微生物进行有选择性地溶解、浸出并对矿床、废矿有用分组回收利用的一种采矿方法。目前随着溶浸采矿技术的发展，其技术已经成为我国大规模处理贫矿、尾矿及废矿石等原料提取有色金属的一种相当经济有效的可行方法。溶浸采矿是一种极具前景的新型采矿方法，虽然我国使用的溶浸采矿技术获得了很大的进展并且其技术所提取的金属产量都呈逐年增长的趋势，但由于我国溶浸采矿研究工作起步较晚，无论在溶浸开采规模还是在溶浸技术的工业应用方面，与发达国家相比仍然具有较大差距。因此，在实际生产操作过程中存在着众多问题，例如现代化的机械程度比较低、生产规模比较小以及金属回收率和效益比较差等问题。这些问题的存在很大程度上阻碍了我国溶浸采矿技术的发展。

3 现代溶浸采矿技术的发展与应用

根据在实际工作中的经验总结以及溶浸采矿技术在我国应用的相关理论数据的研究，笔者对其在实际发展应用中的方法进行了简单的分析与总结。

3.1 废石地表堆浸法

地表堆浸法是指将溶浸液喷淋在破碎而又有孔隙的废石或矿石堆上，在其渗滤的过程中，有选择性溶解和浸出废石或矿石堆中的有用成份，将浸出堆底部的浸出液汇集起来进行提取并回收金属的方法。这种地表堆浸法是我国应用最早并且应用最为广泛的溶浸采矿方法。它一般适用于处理边界品位以上且氧化程度深，不宜采用选矿法处理的矿石以及处理边界品位以下具有回收利用价值的贫矿和废石的金属生产。同时在化学成份比较复杂，甚至含有害伴生矿物的复杂难处理的矿石中的应用也比较常见。在实际操作过程中，按照其浸出地点和方式的不同，可以将其分为地下堆浸法和露天堆浸法两种，其中地下堆浸法当前主要应用于处理地下残留矿石或矿体。在使用过程中如果这些矿体或矿柱比较牢固并且采动困难时，一般会预先进行松动爆破，以此来提高堆浸的效果。而露天堆浸法则应用于处理已采至地面的低品位矿石、废石和其它废料。

3.2 井下废石原地浸出法

由于品位低，井下的一部分低品位矿石被当成废石或者无法开采的一般会采用井下废石原地浸出法。所谓的原地浸出法，又称为地下浸出法，它包括地下就地破碎浸出和地下原地钻孔浸出两种。一方面，地下就地破碎浸出就是指利用爆破法就地将地下矿体中的矿石破碎并且使其达到预定的合理块度，从而将废弃矿石就地产生微细裂隙发育、级配合理、块度均匀以及渗透性能良好的矿堆并布洒溶浸液，以此来有选择性地浸出矿石中的可利用金属。此外，在这个过程中一般要将浸出的溶液收集后转输地面做进一步的加工回收金属，而浸后产生的尾矿要在矿区进行就地封存处置。由于溶浸矿山与常规矿山相比，更有利于实现矿山机械化与自动化以及矿区环境的保护，并且其基础建设具有投资比较少，建设周期短、生产成本低等方面的特点，因此，该种技术方法很有发展应用的前景。目前在我国，尤其是铀、铜等金属矿床试验研究方面已经得到了广泛应用并取得了良好效果。另一方面，原地钻孔溶浸采矿方法能够通过钻孔工程往矿层注入溶浸液的方法，对天然赋存状态下未经任何位移的矿石进行处理，从而使之与非均质矿石中的有用成份接触，产生化学反应。在这个反应过程中，其生成的可溶性化合物能够在扩散以及对流的作用下离开化学反应区并向一定方向运动，产生沿矿层渗透的液流并且汇集成含有一定浓度的具有有用成份的浸出液，此后将这些浸出液通过抽液钻孔将其抽至地面水冶车间进行加工处理，就可以浸出有价金属。

3.3 尾矿微生物浸出法

尾矿是矿产资源二次利用的重要原料，其金属的浸出使用逐渐受到了人们的重视。对于尾矿通过某些微生物及其代谢产物的采用，对其产生溶解、氧化、还原、吸附及吸收等作用，使矿石中的不溶性金属矿物转变为具有可溶性的盐类并使其转入水溶液中，从而为这些金属的进一步提取创造条件的方法称为微生物浸出法。目前，这种利用微生物的生物化学特性进行溶浸采矿，被成功地应用于工业化生产中的铀、铜和金、银等金属矿物的浸出生产并且正在向锰、钴、锌、铝、钛等有价金属矿物浸出生产发展。而这种微生物浸出法在我国近几十年来发展十分迅速并且已经成为一种比较新的采矿方法，主要应用于贫矿、含矿废石以及复杂难选金属矿石中的有价金属的浸出生产。

4 结束语

面对经济快速发展以及科技进步的时代背景，我国的工业化进程也获得了较快的发展，尤其是对有色金属的需求量逐年增长，使得矿产资源的开发力度进一步加大。溶浸采矿技术是矿产资源开发的重要技术手段，也是保证矿产资源二次回收利用的重要途径，因此溶浸采矿技术的发展获得了人们的广泛关注。本文将结合溶浸采矿技术在我国矿产资源开采中的应用，对其发展的现状及趋势进行深入的分析与探讨，以此来保证我国矿产资源开采量的增长，实现我国矿业生产质量的提高。

参考文献：

[1] 吴爱祥.溶浸技术的进展与展望[J].采矿技术，2010，（03）.

篇12

关于我国的矿山，其主要集中在地表以下，就统计的数字来看，低下的金属矿物资源占到总资源的90%左右。总的来说，金属采矿的方向开始向地下采矿发展，而且，地下采矿的占有的比重越来越大。就我国的采矿技术的科技发展以及一些科技工艺来看，已经达到了世界先进的水平。当前，我国地下金属采矿的发展主要表现在以下几个方面：利用大量的高效安全的采矿技术加快采矿的步伐、采矿场的采矿速度大大加大，生产劳动率也大大提升。

一、我国地下金属矿山采矿技术发展趋势

近几年，我国的国民生活水平大幅度的提升，国民经济快速发展，国民对于矿产资源的需求也进一步加大。当前，国内很多条件优良，开采条件较好的矿床很多都被投入了开采，除了这些优良的矿床以外，那些开采条件差的，矿质资源比较低劣的矿床也开始受到大家的重视。但是就目前的情况而言，很多矿床的采矿的综合技术总是停留在传统的技术层面上，并没有很大的突破。除此之外，这些矿床的采矿规模以及常规要比普通的采矿规模高出很多，并且在采矿的过程中，要投入大量的人力以及物力，由于有限的经济投入使得采矿过程无法达到理想的采矿效果。

二、我国以往采矿技术

2.1大间距集中化无底柱高效开采工艺技术

这种技术在国内的认可度很高，主要原因有以下几个方面：这项技术操作起来比较简单，而且整个过程机械化水平比较高，采矿过程所投入的成本相对较低。无底柱崩落的采矿技术首次在河北省的一个矿床中实验成功，从此以后，这种采矿技术在各大冶金系统中都开始施用，在各大地下金属矿山中得到了极大的推广以及利用，而且利用率达到了80%以上。大间距集中化无底柱采矿工艺的采矿性质以及结构特点为：首先，这种采矿技术对于矿山的及时应用以及推广较为方便；其次，这种采矿技术能够在很大程度上减少采矿过程中繁杂的过程，与此同时，降低了采矿过程的成本；然后，这项技术很大程度的改善了采矿的地压状况；最后，这项技术所采用的结构参数相比较其他的采矿技术，更加倾向于缓坡的采矿地带。

2.2地下金属矿山无废开采技术

近几年，国际上对于环境保护的呼声越来越高，首先，国外在矿产资源的合理利用以及环境保护上注入了新的科技。当前对于尾矿的处置方法除了传统工艺的一些改良以及建设之外，还有一些较好的技术以及工艺，比如：1、采用无废料式的采矿技术，将最后的尾矿填充在空的采矿地区；2、将尾矿排放在深海地区；3、将尾矿排放到露天的采矿地区等等。

这几种新型的方式，不仅在技术层面上有较高的突破，而且在经济利益层面上，相对以前，降低了成本，提高了收入，最重要的一点是有环保的效果。正是因为这种优良的效果，世界上很多发达国家已经开始运用这种先进的尾矿处置方法。

所以，在整个采矿的过程中，要有一种全新的保护措施，所以在此基础上，相关的研究人员推出了一种新的布置程序，通过一系列的监测数据以及数学和物理的模型，对整个系统进行全面的安全维护，对采矿空区进行现场有效的判断，并且进行进一步的稳定性的判断，保证采矿空区的绝对安全。

2.3露天转地下开采良好过渡及二者联合开采技术

这种技术是在以前露天地下联合采矿的过程中衍生出来的一种新型的采矿方法。这种技术相比较其他技术而言，能够在很大程度上对露天以及地下的矿石资源进行有效的结合。经过长期的实验以及证明，这种技术比联合采矿在技术以及工艺层面上要严密的多。

三、地下矿山开采技术发展方向

我国的金属采矿技术虽然在某些方面已经有了较大的突破，但是在一定程度上还是落后于世界水平，整体水平还是相对落后，针对当前我国金属采矿的现状，我国的采矿技术应该向今后的大规模化以及深井化等方面发展，只有这样，才能不断的提高采矿的技术水平，进一步达到降低采矿的成本，提高采矿的经济效益的效果。

3.1矿业数字化

在矿业中要想实现数字地球化，就得以整个矿区的空间信息为主要基础，在整个矿区实现矿区信息系统的数字化。数字矿业是数字矿山的重要组成部分，其建设过程具有复杂以及工程量大等特点，弱项得到数字矿山的集合，就得一步一步来，慢慢的建设。当前的中国，正在一个矿产资源消耗的高峰期，所以，矿山企业必须抓住当前这一个大好机遇，使用先进的信息技术来管理采矿这一产业。所以数字矿山在整个技术研讨以及认识管理中具有重大的影响力。

3.2开采智能自动化

在采矿过程中，要想实现开采的自动化过程，对于采矿人员来说比较困难，尤其是将采矿区常用的一些大型机械进行遥控指挥，都是存在一些争议以及问题的，毕竟这些机械设备处于环境比较恶劣的矿区。但是遥控开采系统投资少，技术含量相对来说比较高，每一台设备山都安装有摄像头，可以进一步全方位的了解周围的工作环境。

3.3金属矿山尾砂综合利用技术

在采矿过程中，很多施工企业没有很好地注意以及处理环保的问题，以至于在后期的处理过程中，出现了很多的环境破坏问题，给人类以及社会都带来了一定的危害。所以，在矿山资源开采的过程中，使用全尾砂填充技术能够最大限度的减少地压的危害，进一步避免矿山开采对环境的影响，这项技术是在上个世纪初发展起来的，在上个世纪七十年代后期，国内外关于这项技术已经有了很成熟的运作。

3.4研制大型、高效和无轨化矿山设备

在矿区采矿的过程中，研制具有高效率的穿爆设备以及一些转运设备，实现整个采矿过程的自动化以及无轨化，在大型的采矿区尽可能的使用机械化操作，使用一些高效率的设备。

3.5难采矿床开采技术

近期，相关的研究院将会对复杂的地质条件以及采矿条件进行相关的研究，比如深井开采，二次资源的回收以及水量矿床的开采等等。

四 结束语

仅从我国现有的采矿技术及工艺来看，部分已经接近甚至达到世界先进水平，但鉴于我国的特殊国情，仍有部分地区仍在沿用比较落后的工艺和技术。当前如何快速地提高我国金属采矿业先进技术与工艺的普及程度是一项十分紧迫的任务。同时，针对地下金属采矿生产的速度和生产效率的提高，应该会是当前采矿技术研究的重点。

篇13

中图分类号：TN401 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0059-01

21世纪是能源世纪，要想具有较高的竞争力就需要拥有足够多的能源。矿藏资源如果不被人所开采，将永不见天日，所以才更加的需要采矿工程师来找到并挖掘出这些矿藏资源，矿山的合理开发为工业企业提供着动力和能源，为国家发展和国民经济的发展提供着依据和保障。

以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法叫做崩落采矿法，也就是在崩落矿石的同时，自然或强制性的崩落周围的岩石来填补空区，达到控制和管理低压的目的。采用崩落法采矿，不要需要把矿块划分成矿柱和矿房，而是把整体的矿块作为单元并按照一定的回采顺序，连续进行单步骤的回采动作，在一定的阶段中采用从上至下得顺序进行。一旦采用崩落法采矿，对于放矿的管理就显得尤为重要，这是因为在回采过程中，周围的岩石或自然或强制性的崩落，矿石覆盖岩石的直接接触下放矿。

1 无底柱分段崩落法

采用崩落法采矿，又分为有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法，在这里，我们对后者着重进行分析和讨论。

目前在我国，无底柱分段崩落法主要应用于铁矿床的开采，绝大部分是新建矿山，从第一个水平阶段起就开始使用，因而都要进行人工崩落围岩，形成覆盖岩层。根据生产实践证明，这种采矿方法最好在第一水平阶段用其它方法已开采完毕，并处理采空区形成覆盖岩层的条件下使用。

对于无底柱分段崩落法而言，因为其具有安全程度好、机械化程度高、开采强度大、灵活等优点而受到推广和使用。具有关数据表明，在1925年之前，对于黑色金属矿山而言，部分使用或全部使用无底柱方法的就占有当时采矿山总数的45%。

无底柱分段崩落法常用于回采矿石稳定的极倾斜厚矿体，高度较高，大约在60～70m。如果矿体的倾斜角度较小，矿石不稳定，联络通道会增加，运输距离也变长，会增加溜矿井、通风井和设备井的相应维修费用，赋存不规则或者开采矿石的条件较差时，阶段高度可以较低。对于无底柱采矿法，阶段运输的巷道大多分布在脉外，以便于在下个回采阶段时能够当做回风巷道来使用。

采用无底柱分段崩落法时，需要注意分段的高度，它和搬运的设备，开采的设备以及放矿的要求相关联，不能一味的追求高的分段高度，虽然可以减少采准的工作量并降低费用，但是会受到开采设备和开采爆破技术的工作量，会造成放矿损失贫化，这就决定了分段高度不能够过高。分段的巷道也不能过低，这是因为不仅增加了开采的工作量大小，还影响到回采巷道的稳定程度。根据我国采矿时的具体情况而言，大多数的分段高度都在9～20m之间。

在布置设备井时，沿着走向每隔150～300m，在下盘崩落界限之外布置设备井，一般一个阶段中根据实际的情况来布置1～2个即可。如果下盘围岩不够稳定，上盘围岩很坚固，矿体的倾斜角度较大时，会采取把设备井布置在上盘围岩中来保证开采的安全性。矿山没有明显的分块标志，为了便于管理，一般以一个溜井的范围作为一个矿块。溜井的间距不能过大，不仅会造成运输的不便，也会降低装运的效率。

2 需要注意的技术问题

对于矿山，如果采用了无底柱分段崩落法来开采，从技术上考虑就有很多需要注意或改进的技术准则。

对于一般矿山的采场结构参数基本上符合阶段高度60m，矿块规格（宽×高）：（70～　80m）×60m；分段高度15m，进路间距15m的规则。同时每个分段由斜坡道相连通，在矿体上、下盘和两侧布置分段的联络通道，分段的联络通道应该与所有出矿的通道相连，出矿进路应尽可能的遵循上下分段交错的原则来布置，且与出矿进路垂直的分段联络通道还应该与矿山岩石相隔10～15m的距离，再从联络通道开始平行布置回采进路的通道，其方向基本上遵循与原空场法长度方向一致的原则，同时在拐弯处要注意，避免发生弯度过大的现象。每隔70～80m划分一个盘区（5条进路），每个盘区布置一条出矿溜井。

对于回采孔的设计，通常都要与上下分段的实际情况相结合，其顺序一般为：通过空区矿块回采孔、盘区端部短进路矿块回采孔、盘区端部长进路矿块回采孔、其它长进路回采孔以及其他矿块回采孔。大多设计采用孔底距1.9m，排距1.2m，其余各个分段联络通道需要考虑上分段三角矿柱情况再进行调整，回采孔的深度最好不超过22m。对上分段有空区、巷道或者其他工程的本为，为防止出现透孔的现象，孔深应小于上分段底板0.5m。开采矿山的回采工作，基本上遵从从上而下的顺序：优先回采空区间矿柱，用以填补空区，再从回采的各盘区端部短进路矿块，接着在回采各个盘曲长进路矿块，最后才为其他矿块回采。

采矿，基本上分为凿岩作业、回采作业、装矿作业、运输与卸矿作业这几个部分。凿岩作业需要依据设计安排的先后顺序，并下发凿岩作业通知书，通知书上要明确表达出凿岩的地段、本次作业总量、规定完成时间、通知下发人员、现场管理及质量控制人员以及现场作业特殊注意事项等，能够对整个开采过程起到统筹规划的管理作用；回采作业也要按照顺序开进行，避免相邻进路或附近进路同时爆破，回采的垂高方向为上分段超前下分段，平面方向从远离溜井渐向溜井方向后退回采，从靠近切割井到远离割井方向推进，各出矿进路的推进速度应尽量保持在一条直线上；装矿作业也需要下发相应的通知书，通知书应明确铲运机编号、铲运机铲装地点、各进路铲装矿石总量、矿石去向、行进线路等内容，这样采矿施工人员才能够按照通知书上的要求来监督管理采矿过程；对于卸矿作业，则需要按照通知书规定的相应路线行进并卸至指定地点，铲运机或者汽车在卸矿作业过程中必须做到低速、准确、缓慢的要求。

3 结语

无底柱分段崩落法是一种高效率的采矿方法，适用于矿石稳定或中等程度稳定的急倾斜厚矿体或倾角较缓的极厚矿体。国内外应用无底柱分段崩落法的矿山证明，这种采矿方法具有结构简单、效率高、机械化程度高且安全的特点，但是这种采矿方头也存在着矿石损失贫化大、通风条件差和设备维修工作量大等缺点，只有从无底柱分段崩落法的技术手段上去分析，才能够找出问题的根结。

参考文献

[1] 陶干强，任青云，罗辉，等.无底柱分段崩落法采场稳定性分析[J].岩土力学，2011，32（12）：3768-3772，3779.

[2] 朱卫东，原丕业，鞠玉忠，等.无底柱分段崩落法结构参数优化主要途径[J].金属矿山，2000（9）：12-16.