地下礦山采礦方法設計思維

張平發

（赤峰中色白音諾爾礦業有限公司，內蒙古 赤峰 025473）

我國礦山企業應用最多的開采方法是填充法、崩落法、空場法等，這些技術過于單一，在結構復雜、松軟的礦體開采中，經常因巷道、采場垮冒，造成礦石資源的大量損耗，資源回收率較低，導致無法安全生產，無法保證生產的有序進行。因此，筆者對當前的采礦技術開發理念進行了全面的總結和分析。

1 礦山采礦方法原理分析

礦山采礦方法可根據回采時地壓管理方式，將其劃分為充填采礦法、空場采礦法以及崩落采礦法，本文以下部分是對這三種采礦方法以及其主要特點的介紹[1]。

充填采礦法，通過這兩個步驟進行回采操作，在進行回采操作時，應當對采空區進行材料填充。其原理為通過填充體進行地壓調控，從而更好的應對圍巖塌落、地表沉陷等問題，保證回采的有序進行。通過該方法選擇礦石時，可在充填體作用下取代礦柱的作用，對礦巖穩定性有一定要求。

空場采礦法，要求通過將礦塊劃分為礦柱、礦房兩個部分，并分別進行回采操作，其中礦柱不用進行回采。礦房回采操作中，采空區穩定性和礦石、圍巖、礦柱的穩定性有較大關系。礦房回采時，應及時對采空區進行處理，并制定嚴密的回采計劃，同時在回采時，應當注意保護圍巖、礦體穩定性，從而保證回采的有序進行。

崩落采礦法，要求通過崩落的圍巖，實現對地壓的管理，也即通過自然或者人為崩落的方式，促進礦石崩落，實現對采空區的填充，實現地壓調控。該技術對環境、條件有較大要求，如地面適合崩落，圍巖的穩定性、礦床的自然性等。

2 采礦方法的設計

2.1 采礦方法設計原則

采礦技術設計應當在科學性、安全性、高效性、經濟性的原則上進行。

首先，安全性是開發采礦技術的基本原則，礦山企業應當為施工人員提供安全生產的環境以及設施的完善，加強防火、防水等防災工作，從而保證施工人員的生命安全和健康安全[2]。其次，科學性原則，礦產資源開發過程中，必須堅持科學性的原則，避免過度開采，保證礦山企業的可持續發展。

礦床應進行分期開采，并做好礦巖保護工作，提升礦產資源的使用效率。高效性原則，要求在采礦過程中，選擇科學的采礦方法，集中礦山企業所有資源，提升開采效率。經濟性原則，在確定采礦方法時，應當對采礦成本、回采成本進行科學預算，加強成本管理，將成本控制在一定范圍內，從而擴大礦山企業經濟收益。

2.2 采礦方法設計要素

采準工程主要設計要素可以將采準巷道劃分為穿棉運輸巷道、采場填充井以及電耙道等類型。切割工程設計要素，進行回采工作面、補償空間的設計，可通過掘進方式進行，如切割天井等[3]。

回采順序可根據地壓進行確定，包括后退、前進、梯次等順序要求。鑿巖爆破主要用于金屬、非金屬礦山的爆破中，孔類型包括深孔、潛孔，可布置為扇形孔、垂直孔。地壓管理設計要求，包括礦房、采切管理，地壓管理可通過崩落頂板、調整回采順序等方式實現。

2.3 采礦方案設計方法

采礦施工方案設計方法主要有選擇性、創造性等。通過創造性設計方法，要求對當前的采礦方法，進行系統的分析，找出其不足之處，并制定科學、有效的改進方案，堅持根據礦場特點，制定符合礦場發展所需的采礦技術方案，該技術多用于較難開發的礦體開發技術方案的設計中[4]。通過選擇性設計方式進行開采方法設計時，應當充分考慮到施工現場環境特點，結合礦山企業現有的技術條件進行設計，該類技術多用于容易施工的礦體開發方案設計中。

3 地下礦山采礦方法設計思維方法

礦山采礦方法設計思維包括地質環境、經濟技術、間隔和連續、分別和合并、順勢和逆勢、單一和組合、監測和經驗實驗、順勢和逆勢等多種思維方式。

經濟技術思維，在設計、選擇采礦技術時，應當將施工企業財務力量、施工設備、施工技術水平、管理能力、組織能力等因素都充分考慮在內。同時，還應當對地表陷落情況，進行科學的調查，掌握施工過程中所需的技術、材料、設備要求，從而更好的提升礦山管理效率水平[5]。

地質環境思維，采礦技術設計過程中，施工企業管理人員應充分發揮現有資源、設備的作用，對礦床環境進行系統的勘測，確定礦山、圍巖的力學特點，并從厚度、傾角等角度入手分析礦山礦體特點，了解礦體、礦石的分布特點，并在這些基礎上，進行礦山開采技術開發工作[6]。

沿走向與垂直走向設計思維，采礦工程可分為沿走向和垂直走向布置。一是根據礦體的厚度沿走向或垂直走向布置礦房；二是依據采用的采礦方法沿走向或垂直走向布置采準切割巷道。

機械化輕重設計思維，礦山開采設備包括輕型、重型兩種設備，且有著不同使用要求和使用范圍。在大規模礦產資源開采中，應用重型機械設備；薄礦開采需要采用輕型機械設備，厚礦采用重型機械設備。施工人員在礦房內進行作業時，尤其是回采工作上，應選用輕型機械設備，礦房外作業時，應采用重型機械設備。

4 結語

采礦技術設計應當在科學性、安全性、高效性、經濟性的原則上進行，通過創造性設計方法，要求對當前的采礦方法，進行系統的分析，找出其不足之處，并制定科學、有效的改進方案，制定符合礦場發展所需的采礦技術方案，該技術多用于較難開發的礦體開發技術方案的設計中。采礦施工人員要熟知多種采礦法的基本原理，了解關于采礦法的多種設計思維方法并能夠對其進行靈活運用，提高施工人員本身的創造性，施工人員要積極培養自身的創新能力，不斷對采礦方法進行探究并對其進行改進或變革，要設計出有創新點的施工方案，探索新的設計思路，面對采掘難度、復雜性較高的礦體時要堅持安全、科學、高效、經濟等原則，選擇最優化的采礦方法，促進采礦活動順利進行。