金屬礦山地下開采的有效方案研究

郭元華

大梁礦業有限公司，四川會東 615205

在金屬礦山的開采過程中，開采方法直接影響開采效率。因此，在具體的金屬礦山開采過程中，必須要結合不同地區的具體地貌、礦產資源的具體情況，選擇合理的開采方案。只有做到這一點，才能保證金屬礦山資源的地下開采高效、節約和安全進行。

1 金屬礦山開采

金屬礦山的地下開采方法就是采用一定的技術和工藝，將礦石從礦塊內采準，并進行切割和回采。在金屬礦山地下開采的這三個階段中，采準是金屬礦產開采中切割和回采兩個環節的前提；切割為金屬礦產的回采提供了落礦空間和自由面；回采是金屬礦產中礦石采出的主要作業方式，在金屬礦產回采作業中，要經過三個步驟，即：落礦、出礦和地壓管理。

總之，金屬礦山地下開采就是在適應礦產資源可持續發展的前提下，采用一定的開采方法和開采工藝，不斷擴大開采規模、提高勞動生產率，從而實現礦產資源的充分利用，并且最大限度實現礦產資源的保護，滿足礦產資源可持續發展的需求。

2 常見金屬礦山開采方法

就目前而言，我國金屬礦山的開采方法主要有以下五種：

2.1 空場采礦法

這是一種最為常見的金屬礦山地下開采方式，其應用歷史長、技術也最為成熟。所謂的空場采礦法，就是在對礦山資源的回采過程中，無需對采空區進行任何操作，而是將采空區殘留的礦柱作為采礦支撐。在整個礦山的回采過程中，要始終保持空場的一種回采方法。

在對金屬礦山的回采過程中，空場采礦法對周邊圍巖和礦石的穩定性要求較高，一般在礦石與圍巖很穩固的時候采用。在具體的開采過程中，要先將礦塊進行劃分，使之分為礦房和礦柱，接著按照先礦房后礦柱的順序進行開采。

金屬礦山空場開采，要結合礦體的具體結構、回采的特點，可細分為多種采礦方法，例如：全面采礦法、階段礦房采礦法、房柱采礦法、留礦法等，都是最常用的采礦方法。經過大量的金屬礦山采礦實踐證明，這種方法較為簡單，且方式易于被相關操作人員所掌握，并且采礦效率比較高，技術比較成熟。因而在具體利用的過程中，能最大限度地減少開采損失，提高開采效率。

2.2 崩落采礦法

崩落采礦法也是一種常用的金屬礦山開采方法。在具體的開采過程中，崩落采礦主要通過三種方法進行，即：單層、分層和階段崩落法。

崩落采礦法主要是指在金屬礦山的回采過程中，對于崩落的沒有開采價值的礦石加以不斷利用，以進行對采空區進行填充的方法。在具體的開采過程中，通過崩落采礦這一方式，可實現對采空區進行有效的管理，進而有效預防和控制采礦過程中出現的坍塌事故。因此，該采礦方法是礦體地質不穩的礦區的最佳選擇方式。

與其他的開采方式相比，崩落采礦法具有使用安全、成本較低、生產效率高的特點。

2.3 充填采礦法

充填采礦法主要是指在具體的金屬礦山開采過程中，采用一定的充填材料，對采空區進行充填、支柱，或者使得充填與支柱相互配合，形成人工支撐體系來對整個采空區進行支撐。在具體的開采過程中，充填采礦法可有多種方法，如：壁式、上向分層、下向分層、削壁和方框支架充填法。

這種采礦方法，主要適用于比較復雜地形區的礦體進行開采，并且在具體的開采過程中，礦石不能出現陷落現象。所以，在這種開采方式中，礦石的回收率和價值都比較高，還對地表環境進行了有效的保護。但是在具體的使用過程中，充填采礦法也不可避免地出現了一些缺點，其中以成本高、工藝復雜、生產效率較低尤為明顯。

2.4 組合采礦法

在金屬礦山的實際開采過程中，通常需要多種方法，這就是組合采礦法。使用組合采礦法的時候，不是隨意選擇方法，必須要結合金屬礦山的實際情況，對采礦方法進行綜合考慮，在分析其優劣的基礎上，進行選擇。通常，最佳的組合開采方法，要同時具備三種方法的優勢，又能同時消除彼此之間的缺點。

在具體的金屬礦山開采中，組合采礦法常常應用于一些形態特殊、復雜的礦山，例如：圍巖不穩固、低壓亟待控制等。

2.5 聯合采礦法

所謂的聯合采礦法，就是指在金屬礦山開采的同一個階段和同一個過程中，一次使用兩種或者兩種以上的開采方法。在金屬礦山開采中，這種方法具有明顯的優勢以及較強的適應性，是最佳的金屬礦山開采方法，尤其適用于層薄或礦脈形態復雜的礦山。

在具體的開采過程中，一定要根據金屬礦產的實際情況，靈活選擇兩種、或者兩種以上的采礦方法，并對其進行優化組合，以保證在具體的開采中，獲得最理想的效果。

3 金屬礦山開采方案的選擇

3.1 選擇的基本要求

選擇金屬礦山開采方案時，要確保開采方案滿足以下六個要求：

安全：選擇的開采方案必須要保證工人能安全生產，且礦山也能持續安全生產。

礦石貧化?。核x方案要貧化小，以滿足加工部門對礦石質量需求。

礦石回采率高：所選方案要保證礦石回采率高，以充分利用礦產資源。

生產效率高：所選方案要生產能力大、勞動生產率高。

經濟效益好：所選方案要保證盈利大。

符合有關法規要求：所選方案必須要符合礦山安全、環境保護、礦產資源保護等相關法規。

3.2 方案選擇的影響因素

在方案選擇過程中，還充分考慮其影響因素：

3.2.1 礦體質量和種類

按照顏色，金屬礦體可分為黑色（鐵礦）、有色（主要包括鋁、銅、鉗、鋅）和貴金屬礦（主要包括金、銀）。

在選擇具體開采方案時，礦石種類不同，其開采的方法也有所不同。其中，以鐵礦為代表的黑色金屬礦，由于礦體本身價值較低，可采用崩落法或空場法，而填充采礦法，會增加成本，不宜采用；有色金屬礦和重金屬礦在開采的過程中，可采用充填法，以有效降低開采過程中造成的損失率和貧化率，從而提高采礦的經濟效益。

3.2.2 工程地質和礦巖條件

在具體選擇時，還要對礦體的地質和礦巖條件進行充分的了解，以進一步確定采礦方案。

首先，如果礦體地質穩定條件好，則適宜選用空場法；如果礦體地質穩定條件不好，則要采用充填法或崩落法；其次，要對礦層傾斜角、厚度和形狀加以考慮。其中，傾斜角關系巷道布置和運礦方法，厚度則決定落礦的方式；第三，礦體條件。對于價值不高的礦體可選擇擇空場法或崩落法，以降低開采成本。而對于價值較高的礦體，更宜選擇充填法，以降低開采過程中造成的損失率和貧化率；第四，埋藏深度。埋藏深度也對開采方案的選擇有重大影響，一旦埋藏深度達到500m以上，就不宜選擇空場法。

3.2.3 地應力狀態

在金屬礦石開采過程中，地應力對方案的選擇具有很大的影響。因此，在選擇最佳的金屬礦山開采方案之前，要做好充分的準備工作：了解礦體的地應力、觀察巷道和采場面。如果巷道和采場的斷面呈橢圓形，就意味著到達了最佳的開采狀態。

在具體的開采過程中，要根據實際情況，選擇合理的采礦方案。并且在具體的采礦過程中，保持采礦斷面水平和垂直兩個方向半軸之間的比例處于一致的狀態下，保證在具體的開采過程中，巷道和采場不會出現受力不穩的現象，從而使得周圍的巖體處于穩定狀態下。從而在保證礦石開采量的前提下，進一步提高開采的經濟效益。

3.2.4 開采技術條件

首先，如果在金屬礦山的開采過程中，允許一定程度的地面沉降，可選擇空場法和崩落法；如果不允許出現地表沉降，必須選擇充填法。其次，要根據加工部門對礦石的最低品味、最大貧化率等問題，選擇合理的開采方案；最后，根據開采方法的難易程度進行選擇，在多種方案都可行的狀態下，要盡量選擇操作簡單的開采方法，從而有效提升金屬礦山的開采效率，并且盡量避免開采過程中造成的事故。

3.3 開采方案的最終選擇

首先，在開采方案的選擇中，結合以上四種影響因素，做出最初的可行開采方式；其次，再對開采方式進行綜合分析，明確其在具體使用過程中的優缺點，主要從“礦塊工人勞動生產率、采準切割工作量和時間、礦塊的生產能力、主要材料的消耗量、礦石的損失率和貧化率、礦石采出的成本”等六方面進行綜合分析；最后，通過綜合對比，并對各個采礦方案進行詳細計算、分析、對比，最終得出最佳的開采方案。

4 結語

綜上所述，結合金屬礦產的常見采礦方式，通過影響采礦方案選擇的主要因素，對常見的采礦方案進行綜合分析和對比，并選擇出最佳的開采方案。使其在滿足可持續開采的前提下，在保障安全開采的同時，不斷提高礦石開采的總體經濟效益。

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