采礦工藝技術在采礦作業中的應用研究

＊史利民

（新景礦運輸工區 山西 045000）

1.傳統采礦技術

(1)填充開采技術

填充開采技術是礦產開采過程中常用的一種開采技術，填充開采技術一般指礦物開采、廢料處理或其他采礦作業時，將填充材料回填到采空區域，避免出現采空區區域的塌方或者地表滲水情況發生的技術，以保證開采作業的順利進行。我們研究填充開采技術的工作原理后發現，填充開采技術可以盡量避免采空區坍塌。這也是填充開采技術的重要意義，給采空區的礦坑提供支撐，分層回采的底板也可以提供著力點。根據實際情況進行操作的時候，需要分析填充材料的種類，礦產的運輸方式和礦產的充填以及回采方式，分成上向、下向、事后分成充填采礦技術三種。總而言之，填充開采技術適用性很廣，比如礦石容易坍塌的開采地區、盡量減少礦床暴露面積的開采地區、地表貴金屬和硫化礦床不能損壞、氧化反應敏感性高的礦床等，而且填充開采技術有靈活性高、工程小、礦石損耗低的特點，維持圍巖穩定、減小圍巖移動防止坍塌的優勢。隨著近年來分層回采的應用越來越廣泛，技術提高，填充工藝也更加適用，現在在一些鐵礦、煤礦等礦山中，填充開采技術也在逐漸應用起來。如 圖1所示。

圖1 填充采煤剖面圖

(2)空場采礦技術

空場采礦技術也是比較常用的采礦技術。其特點是將礦塊分成幾個采集區，包括礦房和礦柱，礦柱由間柱、頂柱、底柱三部分組成。如圖2所示。空場開采技術的回采過程中，作業人員需要在內部通道垂直的工作面出礦或者鑿巖，這要特別注意作業人員的人身安全。多數情況下，礦體厚度滿足時，采用水平方向布置礦房，若厚度超過了水平方向的要求，則采取分段技術垂直方向布置礦房。

圖2 空場采礦法模型圖

空場采礦技術的優點主要有兩方面，一方面，對于穩定堅實的礦石和圍巖或者特別厚的傾斜礦床，空場采礦技術可以具有較高的安全性、通風性，礦房回采的強度也較大。另一方面，多個施工段同時間作業的方式，可以大大提高開采礦石的效率。而空場采礦技術的弊端在于，空場開采技術需要大量的勞動力來準備前期的工作；大量的礦柱占比會導致礦石的損耗以及增高貧化率。

(3)留礦開采技術

我國經過近年來的經驗積累，留礦開采技術有了進一步的提高，較為廣泛的應用于有色金屬和稀有金屬的開采過程中。如圖3所示。留礦開采技術與空場開采技術的相同點在于，二者的類型都是有水平走向和垂直走向兩種。留礦開采技術的礦房布置走向主要取決于礦床的整體厚度，以10m為界限，厚度小于10m時，礦房的布置一般采取水平走向；厚度大于10m時，礦房的布置一般采取垂直走向。擔任運輸和通風任務的運輸平巷根據礦房布置的走向設置，水平走向的運輸平巷在礦體中，垂直走向的礦房運輸平巷設置在礦體內部。當礦床的整體厚度可以進行施工的情況下，人行天井和通風天井一般設置在間柱里，通過每5m一個的聯絡通道把所有礦房聯系在一起。應該在可能的情況下盡量提高通風以及作業條件。如果采用了淺孔爆破的方法開采礦石，需要根據現場的爆破程度進行作業，如果只有部分大塊不符合要求的礦石，只需對這部分再次爆破即可。如果此次的爆破不合格，應該再次爆破，重新爆破礦石。為了防范爆破后出現坍塌或者礦石膨脹的情況發生，所以爆破作業后不要馬上進入作業范圍。通常每次爆破后只有不到一半的區域局部放礦，其他的部分還留在在礦房中，這樣可以使作業區域工作空間更靈活，礦房回采工作完成之后，才會放出其余的大量礦石。處理好頂板的浮石，不平整的礦石，才能為以后的開采提供安全方便的工作環境。礦柱的開采要在礦房的礦石全部放出后再進行。

圖3 留礦法示意圖

2.采礦工藝技術的應用

(1)關于安全方面

礦山的開采過程中頻發安全事故，所以礦山的開采與運輸的整個過程相關工作需要嚴格遵守規定，重點檢查，爆破時炸藥的類型以及用量要層層把控。開采前設計部分，要把安全性充分考慮到，進行嚴格的危險因素篩查，查找漏洞并及時修復。因為這些環節與作業人員的安危息息相關。巷道布置依照合理化等原則可以從簡，但是與安全相關的機械設備必須安全可靠，防范事故發生的設施要有效。

(2)關于環境保護

我國正處于開發大量資源，科學技術與經濟水平快速提升，社會主義現代化建設大力推進的時期。在這樣的情況下，要想確保環境與經濟協調發展，就必須確保科學采礦同環境保護并重，礦產作業要響應國家相關政策，把可持續發展戰略深入貫徹落實到工作當中。而且采礦業的發展可以促進經濟發展，比如帶來必要的資金、物力等方面的支撐，并且采礦時做好對環境的保護也能夠推動采礦業的可持續發展。所以，節能環保的開采技術對礦產產業的健康快速發展特別重要。我們應該積極探索開發節能環保的采礦技術，完善之前的采礦作業技術，結合實際情況，推廣應用，為我國礦產資源的開發采集提供高端的技術支持，進一步推進我國社會主義現代化建設。

3.結束語

綜上所述，采礦工藝技術在礦產資源的開采與運輸的整個過程起重要作用，我們必須合理地選擇采礦技術。我國采礦工業不斷發展，采礦工藝技術也隨之不斷更新，既充分考慮作業人員的人身安全，又需要保證采礦產業的效益。本文從填充開采技術、空場開采技術以及留礦開采技術幾個類型出發，對其開采特點、適用范圍、優點缺點等方面進行探討，對采礦工藝技術在安全方面的應用與環境保護方面的應用進行討論，希望對礦業開采相關工作人員有所啟發，也對采礦工藝技術的發展有所幫助。