有色金属地下矿山采矿工艺分析

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矿山工程有色金属地下矿山采矿工艺分析
黎 东
摘要：随着我国社会的不断发展与进步，能源短缺问题逐渐成为了人们关注的热点话题，有色金属地下矿山的采矿工艺也因此受到了关注。

并且由于有色金属的特殊性，在进行采矿时也需要运用专业的手段，确保有色金属地下矿山采矿工艺能够朝着现代化的方向发展，并成为推动我国进行环境保护的有效措施。

本文先概括了有色金属开采的重要性和我国采矿工艺的发展历程，并从多方面对有色金属地下矿山采矿工艺进行分析。

关键词：有色金属；地下矿山；采矿工艺
有色金属地下矿山的采矿在我国国民整体经济中占据着十分重要的地位，通过高效与经济的对其进行开采，有利于提升我国整体的经济水平。

有色金属地下矿山的采矿工艺也因此受到了党和政府的关注，能够促进我国有色金属地下矿山的采矿水平到达新的高度。

通过运用有色金属地下矿山采矿工艺，能够有效的提高我国采矿的工作效率与工作质量。

使我国在采矿方面取得崭新的成绩，且缩小与其他国家之间的水平差距。

但是由于我国以往在开展采矿的过程中过于注重传统作业方式的实施，导致我国有色金属地下矿山采矿工艺的发展受到了一定的阻碍。

只有使得相关人员充分重视到有色金属开采的重要性，并对工艺进行分析，才能够使得这项工艺取得突破性的进展。

1 有色金属开采的重要性
有色金属在进行开采的过程中需要进行采选、冶炼和加工等一系列的工作。

且根据我国官方行业的分类标准，将有色金属的采选和有色金属的冶炼等其他工作分为了不同的部门，这也足以看出我国关于有色金属开采的重视程度。

有色金属主要包括铁和铬等其他合金以外的金属材料，据相关数据统计可知，有色金属主要被分为轻金属、贵金属、半金属、重金属和稀有金属五种类型。

若是根据有色金属行业产品进行分类，则会被分为有色合金，纯金属和有色材三个部分。

具体的分类标准还需结合实际情况开展。

有色金属行业已经成为了我国的基础行业，实现了与国际的接轨。

且随着我国社会的不断发展，有色金属行业也会受到政策等方面的影响发生改变。

例如，国内有色金属的现货及价格会出现波动。

这也足以进一步凸显出有色金属的重要性，其属于我国重要的发展资源之一。

目前我国已有大部分的企业注重其有色金属的开展，并建立起相关的资金密集型企业。

大部分建立这一类型企业的规模效益都十分显著，且能够从较低的成本中获得更高的经济收益。

未来有色金属所占据的市场份额会越来越重，能够成为我国发展的重点内容之一。

有色金属同时也是人们日常生活和国民经济发展必不可缺的基础材料和重要战略物资。

无论未来我国发展农业还是工业，都离不开有色金属。

2 我国采矿工艺的发展历程
早在古代时期，我国就已经开展了采矿的相关活动。

我国的原始人类已经能够通过采集石料将其打磨成生产工具，用于后续的耕种等工作。

还能够采集陶土用于制陶。

由此可见，我国采矿工艺的发展历程十分悠久，具体可以将其分为以下三个阶段。

第一个阶段是解放前自发原始的采矿作业。

我国通过运用原始的手工作业方式进行采矿，所耗费的人力资源较大。

并且在采矿的过程中，采矿手法十分不规范，也并未运用到相关设备。

这种原始的采矿方法所造成的矿石回采率较低，却无法真正保证采矿人员的人身安全。

第二个阶段是解放初至20世纪。

我国在开采矿石时采用了较为先进的技术与设备，而大部分的技术与设备都是从国外引进。

正是由于设备及技术的引进，使得我国的采矿技术力量得到了大幅度的增强，能够通过现代化的手段进行开采。

例如，在运用采矿方法时，采用了初期较为普遍的浅孔留矿法。

运输方式也由传统的人工运输转变为了机械运输，使得我国的采矿效率得到根本的提升。

并且随着不断的发展，也已经确立了正规的采矿方式，能够确保我国的有色金属地下矿山采矿工艺步入正轨。

第三个阶段是20世纪至今。

我国的采矿方法已经实现了逐步的完善，且技术工艺呈现突飞猛进的状态进行发展。

我国科技人员也正为我国采矿技术的发展而努力，通过吸取国内外的优秀经验来设计出适合我国有色金属地下矿山开采的工艺与设备。

这也使得我国有色金属地下矿山的采矿工艺步入了新的阶梯，基本接近了国际的先进采
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矿工艺水平。

3 有色金属地下矿山采矿工艺分析
3.1 充填采矿法
充填采矿法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。

充填的目的是支护采空区两帮岩石，并为继续进行上面分层回采凿成立足的底板。

根据采用的充填料和输送方式以及矿体回采方向和充填方式不同，充填采矿法中应用最广泛的方法有以下三种：①上向水平分层充填法是国内外应用最广泛的充填采矿法。

其特征是：将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。

矿房自下而上分层（水平分层或倾斜分层）回采，每回采一个或若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩。

②对于矿石价值特高、但矿岩均不稳固的金属矿床，上向水平分层充填法不能保证回采作业安全时，可以考虑采用下向进路充填法。

其主要特征是，在阶段内，自上而下在分层人工假顶保护下顺序分层进路（巷道）回采、进路充填。

③分层充填采矿法。

其主要特征是，在阶段内，将矿体交替划分为矿房和矿柱，先用空场法回采矿柱，待整个矿块回采完毕后，进行一次胶结充填，形成人工矿柱，胶结体达到养护时间后，在人工矿柱保护下，用同样的方法回采矿房，矿房回采完毕后，进行一次非胶结充填。

3.2 大直径深孔采矿法
大直径深孔采矿法属于我国早期的采矿方法，早在20世纪80年代就已被充分使用。

这种采矿方法与传统的采矿方法比生产能力更大，且结构简单，能够通过简单的方式进行高效率的工作。

并且随着这一采矿法的不断发展，已经被广泛的应用于有色金属和地下矿山的采矿。

但是由于我国目前大部分的地下矿山的矿床倾角较少，属于中厚的矿体，一旦采用这种方法很容易增加采矿的成本。

因为在运用这种采矿方法时，需要运用到许多高威力的炸药，这些炸药的成本较高。

同时还需运用到高精度的深孔钻机，价格都比较昂贵。

这也增加了采矿的成本，一旦一次无法进行成功爆破，就需要进行二次爆破。

在这一过程中还需要进行再一次的清洁和装药等工作。

想要确保大直径深孔采矿法更加广泛地应用于采矿工作中，还需研究出符合采矿需求的大直径深孔采矿方案，确保这种采矿法按照规范要求落实。

这种采矿方法的实质是将台阶工矿技术应用于地下采矿中，属于一种局部的采矿方法。

现阶段我国的大直径深孔采矿法已经取得了突破性的进展，能够进行高精度的采矿。

与此同时，这项技术也已经具有了国际领先的水平，能够被广泛的应用于有色金属地下矿山的采矿当中。

3.3 自然崩落采矿法
自然崩落采矿法属于有色金属地下矿山采矿工艺之一，其采矿的原理是利用地下矿山固有的软弱性和结构缝隙。

并借助重力引起矿山的自然崩落，使其破碎成适宜的块度。

自然崩落采矿法属于一种安全性较高且复杂程度较低的采矿方法，能够进行效率高，成本低的采矿工作。

这种方法主要适用于矿石储存量大且品位较低的矿山采购，能够满足大部分人的矿石需求。

早在1985年，我国就已经开始了自然崩落采矿法的相关研究。

这项研究的对象也已经由中美双方的技术人员转变为整个矿山工程系统。

因此，这一采矿方式中包括较为完善的采矿理论和设计方法。

采矿人员在运用这种方法时，能够具备较为科学的整套经验和技术。

在开展自然崩落采矿法时，还可以按照实际需求将其分为壁式崩落法、分层崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。

具体还需结合实际的采矿需求进行选择。

例如，在开采顶板不够稳定且厚度不大的缓倾斜层状矿床时，可以采用壁式崩落采矿法。

而在进行前沿落矿或进入回踩的过程中，则需运用到分层崩落法。

3.4 连续采矿法
连续采矿法属于有色金属地下矿山采矿工艺中较为重要的采矿方式，被广泛的应用于各种采矿工作中。

大部分的地区为了提高有色金属地下矿山采矿工艺的工作效率与工作质量，都会运用这种采矿方式。

连续采矿法在采矿的过程中需要进行落矿、出矿、矿石搬运等连续作业。

并对矿场周边的结构和路况技术进行深度分析，以便于达到高效率、高能力的采场连续采矿。

在采用这种采矿法时，需要搭建两个不同的作业线：一个是原矿车带式运输机连续运矿作业线。

通过这一作业线的搭建，能够进一步确保矿岩的稳定性，从而运用钻机进行多排同段落顶。

此时一定要确保财产的底部结构设有二次破碎坑道，以便于按照规范要求放出破碎。

同时还能够采用二次破碎水平的平底式底部结构，具体还需结合实际情况开展。

另一个是振动运输列车连续运矿作业线。

这一作业线在建立时需要在其底部安装无二次破碎水平的平底式结构。

以便于后续能够运用钻机垂直向下平行深孔，从而进行侧向崩矿。

在建立这一作业线时，一定要确保出矿时的振动频率，使其能够在运输槽的动力作用下连续被送出井口上部。

3.5 原地溶浸采矿法
原地溶浸采矿法也属于有色金属地下矿山采矿工艺的方法之一，能够直接提取地下的金属矿物。

原地溶浸采矿法是将开采、选矿和冶金技术进行结合，并通过不断的
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试验，确保这一方法运用的正确。

原地溶浸采矿法与常规的采矿方法具有较为明显的区别，不需要单独对地表进行挖掘，同时也不会产生废石或尾矿。

因此这种采矿法更加符合我国绿色发展的理念，能够有效地保护采矿场地周围的植物和生态环境。

能够减少采矿工艺开展的成本，将运送费时和尾矿的费用节省下来。

这种采矿方法主要适用于部分采矿经济受限的区域，在提高矿产资源利用率的同时进行成本控制。

不仅如此，这种采矿方式的安全性较高，能够有效的改善采矿人员的劳动条件。

在原地溶浸采矿法中，主要包括原地钻孔溶浸采矿法和地下旧地破碎浸出法。

原地钻孔溶浸采矿法需要确保矿石处于天然的状态，且并未经过人工的移动。

通过钻孔工程就能够直接向矿层中注入，溶浸液，使其与非均质的矿石进行充分接触并产生化学反应。

之后可以通过抽液钻孔来将地面的水质车间进行加工处理，使得金属得到提取浸出。

地下旧地破碎进出法是利用爆破法将矿体中的矿石破碎到合理的小块，从而创建分配均匀的矿堆。

之后需要在矿堆上均匀铺撒溶浸液，并将其中存在的有价金属选择出，同时还需将进出的溶液收集后转出地面加工回收金属。

其他剩余的尾矿需要进行就地封存。

3.6 深部地下开采法
现阶段我国大部分的有色金属地下矿山在开采的过程中，都会朝着深度的方向进行开采，所开采的范围也在逐步扩大。

因此，深部地下开采法也属于有色金属地下矿山采矿工艺的内容之一。

深部地下开采法的深度大致为两千米左右，一旦深度超过2km，属于超深开采。

在开展深部地下开采法时需要通过以下两步：第一步，进行岩层控制。

通过对原岩应力的观测，了解其深度并确定应力的分量。

随着应力值的增大，地压的值也会增大，最终显现出的岩层特点就会与其他不同。

最终还需根据实际情况进行岩爆，岩爆的程度则需根据具体情况开展。

此时，还需现场的开展人员能够结合采场空间的形状和规模确保能量的释放率，使其能够作为岩爆程度的重要理论依据。

但是由于深部地下开采法的特殊性，在进行岩层控制时还需结合具体条件进行。

第二步，矿井降温。

随着深部地下开采法开采的深度逐渐增加，其周边的岩体温度也会呈现升高的趋势。

一旦温度过高，就会威胁到矿井的工作环境，无法保证采矿人员的生命安全。

因此还需进行矿井降温，以免采矿工作受到岩温的影响。

目前我国常见的矿井降温方式主要有两种：一种是人工制冷降温方式。

需要将空气制冷装备与其他的能够将空气热量带给制冷机的换热装置结合使用，达到降温的理想效果。

另一种是普通降温方式。

需要建立起专门的通风系统，并达到通风降温的效果。

此时常见的降温方式有在采矿地面输送冷水或冰块。

3.7 空场采矿法
空场采矿法属于有色金属地下矿山采矿工艺的方法之一，又被称作自然支撑采矿法，是依靠围岩自身的稳固性进行采矿的方式。

控场采矿法在进行采矿的过程中，需要将矿块分为矿房和矿柱。

并运用新采矿房，后采矿柱的采矿步骤。

在此过程中需要尤为注意采矿现场的安全管理工作，以便于确保能够正确地确定结构尺寸和回踩顺序。

由此可以看出，只有做好控场采矿法现场的安全管理工作，才能够确保各项工作正常开展。

在进行安全管理工作的过程中，需要做到以下几点：①加强采矿现场顶板的管理。

通过对顶板的实时监测与控制，能够进一步确保施工人员的安全性。

因为在运用空场采矿法的过程中，需要应用到多种手段与设备。

此时对采矿过程中所形成的空间和顶板进行观察与测定，能够掌握其发生变化与位移的规律，从而获得其大冒落前的各种征兆。

②了解矿山的地质条件。

通过了解地质条件，能够进一步明确岩石力学参数以及大量监测数据的规律和经验。

并将其作为理论依据，选择修正矿块的结构参数和爆破方式等。

③了解采场的规模。

通过对采矿厂结构和面积大小的分析，能够进一步明确破碎带的位置与走向。

同时还能够在矿岩中选择合理形状的矿柱和岩柱，对地压活动进行科学控制。

除此之外，也能够进一步确保采矿现场的稳定性。

能够避免在矿房回踩的过程中破坏到顶板。

后续也能够顺利进行回踩矿柱与处理采空区。

4 结论
综上所述，通过了解有色金属开采的重要性，并对我国采矿工艺的发展历程进行分析，能够使得我国的有色金属地下矿山采矿工艺得到长远的发展。

随着我国社会的不断发展，我国有色金属地下矿山的工艺也已经具有了越来越深远的历史，在实际开展的过程中能够运用到更加先进的技术与设备。

与此同时，还能够有效解决我国传统采矿工作中出现的技术与设备水平落后的情况，并提高劳动方面的生产力。

这一举措也十分有利于推动我国现代化的建设，通过有色金属地下矿山的开采来为我国的建设提供材料，加速其进步的效率。

这也需要我国相关人员能够足够重视有色金属地下矿山采矿工艺的推广，并通过这一工艺来提高采矿的效率和降低采矿的成本，促使我国的有色金属地下矿山开采早日步入先进国家的行列。

（作者单位：六盘水市钟山区青山矿业有限公司）
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