金屬礦深部開采現狀與發展探討

徐冬東

（江西省地質礦產勘查開發局九一六大隊，江西 九江 332100）

在我國金屬礦產的地質勘查中，我國大部分的金屬狂潮位于地下較深處，其開采模式主要 為地下深部開采。例如在我國的鐵礦開采中，伴隨著露天開采的影響，當前的鐵礦開采模式正朝著地下深部開采轉移。同樣借助開采技術的發展，通過針對當前的金屬礦深部開采現狀，通過創新技術實現深部金屬礦產的高效開采，從而提升金屬礦深部開采的效益，為金屬開采企業提供經濟效益與社會效益。

1 金屬礦深部開采現狀分析

我國現開采金屬礦以銅、金、鉬、鉛鋅、鎢、錫、鐵、鈾、輝銻等為主，成礦母巖以巖漿巖，變質巖為主。礦床類型涉及熱液礦床，接觸熱液礦床，巖漿巖礦床，變質巖礦床等。矽卡巖型，斑巖型，玢巖型，巖漿變質型。根據我國的金屬礦產資源地主分析中，由于礦產資源主要分布較深上，造成金屬礦產資源的地下礦井壓力往往過大，并且地質存在著不穩定因素，礦產資源伴生的掘進與支護問題較多，從而造成金融礦產資源開采難度相當大。例如，在河北遷西縣金廠峪金礦作為我國冀北地區最大的金礦開采，其地理位置屬于高應力的軟巖礦區，其復雜的開采地質條件引起開采工作的難以進行[1]。

2 金屬礦開采技術分析

在我國金屬礦的開采方法上，當前階段的開采技術主要涉及到以下三大種類。其一，空場開采法，主要應用在我國凡口鉛鋅礦、安慶銅礦、獅子山銅礦開采中。現階段的空場開采技術主要為深孔崩落采礦法，通過對采礦局部面積進行一定面積的切割，通過大孔徑裝藥，從而爆破開采。自然崩落采礦法，主要應該到礦產巖石自然應力落礦的形式，其需求與礦床的自然崩落的低品位礦產，其生產能力較高，成本較低，但受到的現狀較大。同樣崩落采礦法中的填充采礦，主要為高水全尾砂速凝固化膠結充填線工藝。其二，深部開采法，在現階段的金屬礦產的深部開采技術，已經能夠達到500 至一千米左右。例如紅透山的銅礦開采，其深部開采技術能夠到達一千米左右。其三，原液溶侵采礦法。其作為一種地下提取金屬的方法，其現有優勢在于，不需要提取原礦，因此不會產生礦渣與尾砂，能夠對環境起著較好的保護作用。同樣原液溶浸采礦能夠節省成本，提高礦產資源的利用率，但是其實際的開采數與實施條件性對較難。因此在現有階段的金屬礦產開采中，其深部的開采技術發展方面需要結合綜合治理與發展進行創新，通過開采與保護環境的相結合，從而提高金屬礦的可持續開采。

3 金屬礦深部開采巷道掘進與支護

3.1 難點分析

深部金屬采礦工程，其掘進支護的工作技術難度在于以下四點：其一，地質條件的復雜，由于采礦工程礦區本身存在著較多的地質短程，在礦產資源開采中，往往會出現很多較大的巷洞，加大了施工難度；其二，地質問題。高應力的地質，加劇了礦井巖石的變化破裂，在掘進過程中，往往會出現地質裂縫，從而造成巷動的施工難以進行，進而加劇了掘進支護工作的難以進行；其三，采礦工程礦區的礦產資源在儲量相當巨大，在開采中，對支護要求相對較高，并且支護工藝繁瑣；其四，采礦工程礦區的掘進技術應用的落后，往往跟不上現代化先進的機械水平，管理體系的不健全，造成采礦工程礦區的掘進支護的技術應用不能夠體現技術的良好效果[2]。

3.2 掘進技術的運用

在深部金屬礦產的開采過程中，需要重視掘進技術的運用。其實際的運用需要考慮綜合掘進機和普通掘進機的選擇。由于綜合掘進機與普通掘進機存在不同的工作特點，因此在工作施工長度低于三百米的掘進工程中，采用普通掘進機進行作業。在掘進機的選擇上綜合利用資源配置。綜合掘進機能夠在長距離的掘進工作中減少施工實踐，為掘進施工過程后的支護技術的運用創建更有利的施工時間，確保掘進技術能夠適合實際的施工需求。同樣在掘進機的選擇上，需要根據實際的礦產資源掘進來選擇不同型號的掘進機，對于強度高的地質煤層采用高功率的綜合掘進機，為礦產資源的開采提供良好的保障。在掘進機的截面破損選擇上需要選擇耐磨性較高的截面，建設掘進機的維護，降低維修成本，同樣也可以采用鋸齒形的截面來加快掘進機的掘進速度[3]。

3.3 支護技術的運用

在深部金屬礦產的開采過程中，主要涉及到退后臥底法和直接破定法兩種斷層錯網支護技術。退后臥底法支護技術適用于斷層頂部相對堅硬，采用錯網支護來進行巖層圍護，確保掘進機在施工過程中斷層不會發展相應的改變，保證巷動的施工安全，保證斷層不會發生塌陷現象，退后臥底支護法能夠有效的保證斷層出的完整性，從而增加巷洞的安全施工[5]。在復雜的地質環境中，如果遇到斷層支護外，也往往會采取破除斷層的方法進行支護保護，通過錨網進行強化支護的同時，破除容易碎裂的巖層，可以從根本上解決支護安全和施工問題。但是直接破定法往往成本過高，施工難度也相對較大，因此在實際的施工中需要根據實際的情況而定。此外，在落差相對較大的斷層支護施工中，可以采用U 型錨桿鋼架支護技術來固定斷層，通過加強斷層的強度來有效避免斷層的脫落和斷層頂部的塌陷[6]。U 型錨桿鋼架支護技術需要嚴格把控錨桿之間的距離，確保固化錨桿支護能夠發揮相應的優勢，確保斷層的強度，提高施工過程中的安全性和可靠性。

3.4 掘進支護技術的優化管理

在深部金屬礦產的開采過程中，在掘進支護技術的應用中，需要選擇科學合理的掘進支護技術，確保掘進支護技術施工下巷道的安全施工，減輕后期掘進開采的工作振動，為開采施工提供更好的安全性和可靠性。因此，在采礦工程巷道掘進中形成科學合理的掘進支護機制，實現良好的掘進支護技術的運用管理，提高管理水平，才會明顯的提高掘進支護施工作業的高效率。通過多種支護技術的組合運用， 能夠保證深部金屬礦產資源在復雜多變的地質情況下能夠安全開采，控制斷層不穩定給施工人員造成的安全隱患，從而提高我國深部金屬礦產資源作業的安全性和開采效率[7]。

4 金屬礦深部開采發展趨勢

在當前的深部金屬礦開發發展中，其主要的發展趨勢設計到以下三個方面。其一，先進設備的運用。在深部金屬礦的開采發展中，先進的開采設備的運用，能夠實現深部金屬開采的機械化發展，同樣借助先進機械開采設備的運用，能夠有效地提高開采效率。例如無軌開采技術的發展，借助先進的無軌開采設備的應用，能夠確保深部金屬礦產開采能力的提高，同樣也能夠降低采礦損失，從而提高金屬礦產的回才效率[8]。其二，監控的自動化發展。在深部金屬礦的開采發展中，通過完善環境監測系統、地面震動監控系統，以及地質勘測的自動化，能夠有效的提升金屬礦深部開采的安全性，從而實現地下金屬礦的開采效率與質量的提升。其三，綠色開采。在我國的資源開采當中，金屬礦資源的可持續開采主要受到環境保護問題的制約。在當前生態環保的可持續發展理念下，金屬礦資源的新礦井建設需要重視環境保護問題，確保環境保護與金屬礦資源開采的雙向落實。以此來實現我國金屬礦資源的新礦井低成本建設、高產出、低消耗以及可持續發展的綠色開采體系。其四，數字化發展。在信息技術時代背景下，金屬礦深部開采發展需要實現數字礦業化發展，借助信息技術來實現礦上的數據信息化，通過完善礦山信息數據體系，能夠以實際的礦產資源空間信息為基礎，借助信息模擬技術來提升金屬礦產深部開采的安全性，通過合一運用深部開采技術，從而確保金屬礦開采的高效、智能，從而為金屬礦開采行業的健康發展提供技術保障。

5 結語

由此可見，在我國的金屬礦產資源深部開采過程中，由于存在著復雜的地質條件，其開采難度往往相對較大。因此在深部金屬礦產開采，為確保開采人員的人身安全，應用掘進支護技術最大程度的保證開采的安全性和可靠性，加快我國金屬礦產資源的機械化水平和掘進支護水平，為我國金屬礦產資源深部開采的效率和安全性提供堅實的保障。同樣對現階段的開采問題進行深入分析，通過開采技術的發展研究，為金屬礦開采企業的健康發展提供保障。