有色金屬礦山深井采礦技術研究

張海發

近年來我國諸多行業在發展過程中，對于有色金屬資源的需求量不斷攀升，但是該資源的開采量卻呈現出逐年下降的情況，究其原因為處于礦山淺表層的有色金屬已經被挖掘殆盡，過少的資源數量難以滿足市場過高的資源需求量；同時經過對礦山有色金屬資源分布情況的勘察，可知礦山深部埋藏著儲量豐富的有色金屬資源，但是開采作業難度太大，常規技術無法直接對資源進行開采。針對該問題，需要礦山作業的技術人員對深部資源開采技術進行重點研究，結合開采的難點問題找出最佳的有色金屬礦山深井采礦技術，有效提升此類礦山開采作業的質量和效率，依托開采獲取的大量資源滿足市場所需，實現礦山企業的長遠可持續發展。

1 深井采礦機技術在有色金屬礦山作業中應用的原因

該技術指的是用于礦山深部開采使用的采礦技術，對于有色金屬礦山的實際地質地貌、水文等條件有著良好的適應性，礦山作業中依托該技術即可在一個安全的作業環境中保質保量的開采出優質的有色金屬資源。當前應用較為廣泛的技術類型包括深井充填采礦技術、盤區房柱技術等，分析這些技術的具體應用原因可知有下述幾點。首先，當前我國蘊含著豐富有色金屬的礦山，一般為大型礦山，有著非常高的產能量， 但是相較于小型有色金屬礦山而言作業難度非常大，并且小礦山資源開發量越來越少，所以需要采用先進技術做好大型礦山的深部資源開采工作[1]。其次，有色金屬礦山目前使用的采礦技術存在一些固有的弊端和不足，無力應對大型礦山資源開采作業要求，需要研究新型的采礦技術用于礦山深部挖掘生產。最后，大型礦山作業期間的工作環境較為復雜，內部作業時的溫度與壓力過高、巖石硬度高，所以傳統的開采技術難以攻克上述難題，導致開采效果一般。基于上述原因，礦山企業需要投入大量的資金和技術全力研究安全、高效的有色金屬礦山深井采礦技術。

2 有色金屬礦山深井采礦技術分析

2.1 常用技術

首先為深井充填采礦技術，該項技術最早是由英國研究得出，而后被我國大力引進，在現階段的有色金屬資源采礦工作中應用較多。此項技術應用期間使用的充填材料為膠結材料，經過多年發展材料使用數量與標準方面已經經過多次改進，與有著有色金屬資源的大型礦山作業要求相適應，常采用全尾砂方式來充填，以此可以提升材料的固結效果，減少脫水以及濃縮等情況的發生，還可以顯著的降低資源開采的成本，優化了開采作業期間深部礦山井下的作業環境，促使開采人員可以在安全的工作環境中工作，有效減少了井下各類作業事故的發生率，所以該技術有著理想的深部礦山作業價值，需要有色金屬礦山企業在后續開采作業中多利用該技術來進行金屬資源的生產。具體應用時，工作人員需要根據礦體結構的走向情況，確定需要開挖的礦塊，并且設置間柱、底柱，預留參數為6m，回采高度則要控制在2m左右，依照確定的比例切割礦塊。在作業中運輸巷道、充填井等作業區域需要有效的連接在一起，在貫通中提升作業效率，還需要在爆破作業時，在作業位置附近安裝雷管、鑿巖機等裝置[2]。

其次為盤區房柱技術，該技術屬于現階段使用的一種先進技術，具體應用時需要在作業現場構建一個礦房，在其中完成回采工作。礦房構建時需要依據礦山深部處的走向進行劃分處理，使得該位置可以生成礦柱、礦房。開采期間需要注意不要處理采空區，之后對作業區域內頂板、底板面的礦層情況進行檢查，經檢查若礦石有著良好的穩固效果，頂板與底板質地堅硬，而且頂板處生成有厚巖層時才可以開始開采工作。采用該作業技術過程中，礦山內間柱的支撐能力較強，井下作業較為安全，能夠有效降低采準工作任務量，資源開采量大，但是作業時需要把握好淺孔全面切頂對于工作效率造成的不良影響。

最后為其它技術，其一為巷道內圍巖支護技術，有色金屬礦山的深部作業具有非常高的危險性，由于井下礦石坍塌、跌落所致的礦山作業事故率非常高，基于此需要礦山企業從井下作業的安全角度出發，對于挖掘的礦井巷道做好圍巖支護處理工作，以此保證圍巖的穩定性，不會在開采中出現巖石層松動、石塊跌落情況。所以巷道圍巖支護技術為現階段礦井施工需要用到的一項重要技術，要求礦山企業提前準備錨桿桁架來對巷道內部進行支護，借助于錨桿的支護作用控制圍巖的形變情況，促使間柱承載能力得以有效提高，確保井下作業的安全性。其二為高地應力卸載技術，就是作業時若礦山屬于高地地形，在回采過程中要求弱化工作現場上局部，對于回采的作業工序按照該種地形特點進行重新調整，之后再對巖石應力情況進行檢驗，若符合標準的分布情況則需要對應力作以轉移，以此將集中在井口的應力可以快速的送至礦井的深部位置，避免了應力一直在井口聚集導致的開采效率低問題出現。其三為排熱通氣技術，工作人員在高溫高壓的井下開采有色金屬，常會發生安全事故，嚴重的情況下會導致工作人員死亡，所以礦山企業不可忽視井下溫度的調節控制工作，應用該技術即可保證井下開采作業溫度的適宜。控制溫度時工作人員需要對空氣巖石熱交換機理進行研究，并對井下工作環境中溫度情況進行監測，之后采用先進的通風設備調節井下溫度，保證溫度可以降至安全采礦的標準之內；還可以使用具有良好的隔熱效果的支護材料，將其安裝在井下巷道的巖石表面上，此種材料導熱性非常低，用于深部巖層可以有效隔絕高溫的散出，保持井下溫度的適宜。其四為安全保障技術，作業期間需要爆破巖石，但是爆破質量容易受到多種因素影響，會出現爆破事故，所以礦山企業需要使用地壓微震檢測法、巖體穩定性檢測法等手段對于巖體、礦石的穩定情況進行檢測，保證爆破工序可以正常有序的使用，避免爆破時的意外情況出現。

2.2 技術應用要點

在上述技術應用期間，工作人員需要掌握應用要點，確保技術應用價值可以得到有效的實現：首先為控制浪費問題，有色金屬礦山作業中常要采用低廢控制手段對于產能浪費情況加以控制，以此讓采礦所得的全部資源均可以應用到需要的地方。一般情況下，針對一些品位較低的礦山會使用傳統開采技術進行資源開采，但是由于采礦技術的落后性，導致資源被過多的耗費，最終開采出的資源總量遠低于預計值。為了減少資源浪費，礦山企業可以依托原地破碎溶浸技術進行有色金屬開采，此法可以對劃定的礦塊進行標準化的作業，使用鉆入設備時有著較高的精確性，可以科學的控制溶浸液體、礦塊，最終的低廢控制效果非常好。

其次為控制巖爆問題，采礦期間由于巖石內部應力的變化，巖體會突發性的出現巖石爆炸現象，破碎的巖石會四散崩裂開，對于井下作業區域內的工作人員人身安全有著巨大的威脅，此種現象的發生率較低，但是發生時并無規律可循且造成的后果嚴重，需要引起有色金屬礦山企業作業團隊的重視，加強對巖爆現象的研究，采取有力措施控制該現象的突然發生。巖爆現象控制的常用手段為：對于巖爆現象的成因、表現以及后果進行深入的探討，把握好導致此種現象出現的深部地壓、地貌等因素，在采礦作業時可以對相關因素進行有效規避，例如，可以使用采場地壓技術、巖爆現象預測技術對于作業環境進行檢測，依照測得的巖體聲發射相關參數便可以對可能發生的風險問題進行合理預測。同時還需要加大井下作業巷道內的支護保護工作，待支護錨桿全部安裝在要求的位置之后，工作人員要檢查支護作業質量，確定巷道圍巖較為穩定、巖爆現象的破壞性影響較小時，可以依托支護結構來開采有色金屬資源。還可以結合調查的礦山地質、地壓等參數數據，來對巖爆現象進行預測模擬，確定該現象發生之后可能會影響到的位置后，即可對受影響范圍內的采場基本結構、布設情況進行優化改進，對于誘發巖爆現象出現的相關采礦工序需要在降低風險的前提下，重新進行調整。

3 結語

目前我國進行有色金屬礦山開采的技術類型較多，不同的深井采礦技術有著不同的適用范圍，為了保證井下開采的有效性以及安全性，需要礦山企業對于相關技術的全部內容進行有效把握，以此提升對于該技術使用重要性的認識，繼而可以在技術應用中，在把握有色金屬資源礦山基本情況之下，選用最適合的技術完成礦山資源開采任務，促使資源產能率顯著提升，礦山企業可以獲得更多的經濟效益。