現代化采礦工藝在低品位厚大礦床開采中應用效果分析

王鵬飛

（甘肅省地礦局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

礦產一直都是十分珍貴的資源，其實，通常情況下，礦產資源都是不可再生的，屬于消耗型的稀有資源。這樣的特征決定了它的儲量同樣也是有限的。我國的礦產資源對比于其他的國家，相對較為豐富，礦產的種類不僅多種多樣，分布也較為均勻，隨著近幾年來我國開礦、采礦技術的不斷創新與發展，我國的礦洞數量也在逐年增加，礦產資源相關的開發也得到了充分地完善以及優化[1]。我國的礦產資源雖然分布均勻，但是仍然存在聚集性的分布情況，主要的礦產資源產區分布在秦嶺淮河以北，不僅資源的數量龐大，質量也相對較好。礦產形成歷史悠久。一般情況下，礦產資源會分布在地殼的中心或者內部，甚至有的會埋藏在地表的深層。但是，也存在一部分礦產資源是裸露在地表之外的，這主要是由于外部因素的影響，使礦產外部所包裹的土層以及植物遭受到了破壞，使得礦產的原貌顯現出來。影響礦產資源外漏的主要因素舉例如下：泥石流、水土流失、地震等現象都有可能造成地表甚至地殼內部的運動，這就間接地產生了關聯作用，使礦產原石逐漸外漏[2]。礦產資的形式大多以固態、液態以及氣態為主，但是大多數的情況下，是以礦石的狀態存在的，自身具有極強的實際應用價值。在實際的礦產開采過程中，傳統的采礦技術可能會涉及運用到較多的大型開采設備以及機械，雖然可以達到預期的開采目標，但是一定程度上增加了開采的實際成本，同時也耗費了大量的人力、物力以及財力，拉低了開采工程的工期。但是開采技術具有更強的靈活性和應變性，在面對不同的開采環境，都可以依據實際的情況，制定更加符合此區域的開采計劃，互聯網、大數據等技術的應用，也提升了礦產資源開采的效率、質量[3]。因此，對采礦工藝在礦產開采中的應用效果進行分析，進一步提升我國的開采技術，加強相對應的開采水平[4]。

1 采礦工藝在低品位厚大礦床開采中應用效果探析

1.1 礦床覆蓋區隅角參數計算

在對采礦工藝在低品位厚大礦床開采中應用的效果進行探析之前，需要先對礦床覆蓋區隅角參數的計算。一般情況下，要進行礦床的開采，首先需要獲取礦床的具體位置，并判斷其實際的發育狀況。通常完整礦區與相對應的礦床也會較為完整，破碎、斷裂的情況相對較少。所以在完成定位之后，可以對通過礦區的外貌以及周圍環境進行觀察，以此來推算出礦床相對應的基本情況。隨后，通過頂層經濟算法，對礦床的實際作出計算，如下公式1所示。

公式1中：H表示所測礦區礦床的實際面積，f表示測算預期距離，u表示允許出現的最大誤差數值。通過以上計算，最終可以得出實際的礦床面積。此面積為礦床的大致估算面積，但是具有一定的可靠性。完成全面的測算之后，利用相關的測量設備以及機械獲取礦床的初始數據信息，并將其匯總整合，完成之后，根據以上數據，設定開采標準，具體如下表1所示。

表1 礦床開采標準指標設定表

根據表1中的數據信息，進行礦場開采標準相關指標的設定。完成之后，隨著開采工作的推進，可以利用置換壓力的方法將礦床周圍的壓力進行轉移。此時，利用設備進行測量，壓力最大的一角為隅角，根據上述獲取的數據信息，進行隅角參數的有效計算，如下公式2所示。

公式2中：K表示隅角參數的實際值，r表示上移范圍，d表示廣角距離。通過以上計算，最終可以得出實際的隅角參數，至此，便完成了礦床覆蓋區隅角參數的計算。

1.2 高抽巷礦床層級落位確定

在完成礦床覆蓋區隅角參數的計算之后，接下來，進行高抽巷礦床層級落位的確定。在進行層級落位的過程中，需要相應地把握抽放效果。對礦區以及礦床的低品位區和高品位區進行劃分，重要的劃分依據是礦床的厚度，厚度較高的為低品位區域，反之，較低的為高品位區域。如果礦床發育良好，低品位取得占比會相對較高。確定后，計算品位的易跨落位置，如下公式3所示。

公式3中：G表示易垮落位置，β表示抽放系數，Y表示實際影響范圍。通過以上計算，最終可以得出是實際的易垮落位置。利用設備對這部分區域進行輔助支撐，保證礦床在開采過程中的安全性，避免出現坍塌、碎裂、斷裂的現象。在礦床的頂層位置設置安全開采高度，但是在這之前首先要獲取相對應的計算數據，如下表2所示。

表2 頂層開采計算數據表

根據表2中的數據信息，進行礦床開采實際安全高度的計算，如下公式4所示。

公式4中：B表示開采的實際安全高度，C表示安全距離值，x表示抽巷誤差。通過以上計算，最終可以得出實際的安全開采高度。以此高度為標準，適當避開層級的落位，并對相關的缺陷面進行處理。但是需要注意的是高抽巷的層級落位通常也是不固定的，落位的距離會依據實際情況的變化隨之發生改變。

1.3 進行數字化重疊應用模型的構建

在完成高抽巷礦床層級落位的確定之后，接下來，需要進行數字化重疊應用模型的構建。首先，建立基礎性的應用模型結構，共分為三層，分別為基礎數據信息獲取層、重疊處理層以及開采應用層。基礎層主要是在礦床將進行開采的過程中，對相關的數據信息進行采集和獲取，并將其匯總整合成條理化的資料，以供后續的使用，重疊處理層主要是將復合性的重疊問題集中處理的結構層，他與開采應用之間具有一定的關聯性，均是處理性的結構層。開采應用層是對開采過程中所出現的一系列問題以及異常情況作出指導和記錄的，并依據實際情況形成具有針對性的方案，以此來完成礦床開采的應用，保證最終的應用效果。完成結構層級的構建之后，將其設置在應用模型之中，并計算重疊比例，具體如下公式5所示。

公式5中：T表示重疊比例，W表示開采變動范圍，δ表示距離誤差。通過以上計算，最終可以得出實際的重疊比例。將此比例作為開采應用的標準，設定在模型之中，并與數字化平臺相關聯，利用平臺對模型的應用進行控制管理，以此來完成數字化重疊應用模型的構建。

1.4 回采工藝實現應用效果的分析

在完成數字化重疊應用模型的構建之后，接下來，可以通過回采工藝來最終實現對礦床開采應用效果的分析研究。礦區在開采的過程中，采用Simba261鉆機在礦床的鑿巖上進行鉆孔，向下鉆孔的深度為20m～45m，對應的直徑為Φ145mm。在進行開采的過程中，將回采的數據依據以上數值進行設定，并呈梯段自下而上來操作。隨后，利用回采技術對相應的開采分段高度進行計算，大致為4m～11m，而最后一個分段高度則設置為7 m～10m。計算相關的回采側向系數，如下公式6所示。

公式6中：M表示回采側向系數，z表示中分段變化高度，l表示實測回采范圍。通過以上計算，最終可以得出實際的回采側向系數，將其設置在模型之中，形成回采應用結構，進一步優化最終的應用效果，同時也擴大了實際的應用范圍，至此，便完成了回采工藝實現應用效果的分析。

2 應用效果實例分析

2.1 采礦工藝在礦床開采中的應用現狀

現如今我國的礦產勘查技術以及開采工藝經過不斷地發展完善，逐漸形成了更加成熟的開采應用體系。雖然在技術上取得了很大的成果，但是在實際應用方面，仍然存在一些缺陷和問題。最重要的就是以下兩種：應用范圍和穩定性問題。一般情況下，采礦工藝在礦床開采中的應用范圍都是固定的，但是在開采的過程中，時常會出現應用范圍擴大的現象，這在一定程度上會對最終的應用效果產生影響。另外，是穩定性的問題，在應用的過程中，一旦操作不當，是極有可能發生礦床斷裂、碎裂的現象，不僅無法保證安全開采，同時也極大地增加了應用的不穩定性。因此，這也是造成以上應用現狀的影響因素之一。

2.2 應用效果探析

通過以上對新時代采礦工藝在低品位厚大礦床中的應用現狀分析，對A礦區進行具體地分析討論，得出最終的營銷效果，并對其進行探究，具體的分析過程如下圖1所示。

圖1 采礦技術的應用過程

通過圖1中對礦場開采應用分析的過程簡述，可以得出相對應的實例分析結果，對A礦區中不同位置的礦床進行分析，共測試了5組，具體的數據信息如下表3所示。

表3 A礦區技術應用效果分析表

根據表3中的數據信息，最終可以得出以下的結論：在不同的礦區以及礦床環境下，最終利用采礦技術對礦床的實際開發率相對較好，五個測試組的礦床實際開發率均達到90%以上，表明A礦區的測試礦床得到了充分地開發，采礦技術的應用也提升了實際的開發率，應用效果相對較好，具有一定的實際應用價值。

3 結語

綜上所述，便是對現代化采礦工藝在低品位厚大礦床開采中的應用效果分析。經過多年的創新和發展，我國的礦產資源勘察以及開采技術取得了很大的進步，這對于傳統的開采應用結構以及體系都是一種優化完善，為礦產資源的進一步開發提供極為有力的依據。在深化技術的過程中，更加科學、合理地應用能夠更好地實現礦床開采工作的效率和質量，推動我國礦產開采行業的進步，進而使我國的礦產開采以及應用技術逐漸邁入一個新的發展臺階，最大程度地發揮其作用，進而推動整個礦產行業快速發展。