复杂难采矿床开采存在的问题及应对措施探讨

复杂难采矿床开采存在的问题及应对措施探讨

摘要：本文分析了我国复杂难采矿床的主要类型及存在的问题，提出了解决复杂难采矿床开采问题的对策，仅供同行参考。

关键词：复杂难采矿床；主要类型；铁矿；资源；特点；开采技术

中图分类号：td43文献标识码： a 文章编号：

1 我国复杂难采矿床的主要类型

按照复杂难采矿床的类别，这些复杂难采矿床的铁矿资源量分别为：

(1)属于“三下”矿体(厚大第四系岩层、流沙含水层和大水矿床等)的铁矿资源量约32.6亿t。其中：①在长江流域、淮河流域的铁矿资源量约27.6亿t，包括安徽马鞍山地区的铁矿资源量约4亿t，分布在姑山、和睦山、白象山、钟九及船山等矿山；安徽和县地区的铁矿资源量约6000万t，分布在东埂、龙塘和太平等矿山；安徽庐江地区的铁矿资源量约5亿t，分布在龙桥、罗河及钟山等矿山；安徽霍邱地区的铁矿资源量约17亿t，分布在草楼、范桥、吴集(南北)、李楼、周集、周油房等矿山；淮北地区的铁矿资源量约10 000万t，分别在徐楼、前常等矿山；②山东莱芜地区的铁矿资源量约20 000万t，分布在莱芜矿谷家台二矿区、张马屯铁矿、固家台铁矿、淄博的高阳铁矿等矿山；③河北邯郸和邢台地区的铁矿资源量约30 000万t，分布在邯邢地区南沼河铁矿、北沼河铁矿、胡峪铁矿等矿山；④属于有色金属的包括胡峪铁矿，湖北铜录山铜

铁矿水口山铅锌矿康家湾矿区等资源量约13亿t。上述铁矿和有色金属资源的特点是赋存在厚大第四系岩层、流沙含水层和大水矿床等特殊条件下，给矿山开采带来很大困难。

(2)属于矿岩松软破碎及其他工程地质环境复杂矿体的铁矿资源量约13亿t，其中：①在湖北黄石地区的铁矿资源量约60 000万t，分布在程潮、大冶、金山店等矿山；②陕西汉中地区的铁矿资源量约15000万t，分布在杨家坝、黑山沟等矿山；③四川西昌地区的铁矿资源量约10000万t，分布在泸沽等矿山；④云南玉溪地区的铁矿资源量约5000万t，分布在化念等矿山。

(3)属于残留矿体(民采残留和境界外矿体等)的铁矿资源量约

2.6亿t，其中：①云南玉溪大红山地区的铁矿资源量约4.58亿t，其中被民采破坏的铁矿资源量达到6 000万t；②安徽马鞍山地区被民采破坏的铁矿资源量约5 000万t；③江苏徐州地区被民采破坏的铁矿资源量约5 000万t。

2 我国复杂难采矿床开采问题介绍

(1)开采方法问题。由于该类矿床赋存条件复杂，矿体开采受多种因素限制，边界条件多，可供选择的采矿方法受到限制，采矿效果较差。

(2)地压灾害问题。该类矿体的地压环境一般比较复杂，采场地压、区域地压等变化强烈，经常发生局部或区域性的地压灾害，致使岩层控制及采空区处理困难，甚至某些矿山因大规模的地压活动影响地表建构筑物的安全。

(3)采场结构参数及开采技术指标问题。由于该类型矿体开采工程地质环境较差，在采场布置方式、采场参数选择上较为困难，致使矿石开采技术指标较差；并可能由此而造成矿山地质灾害事故的发生。

(4)资源利用效果不理想。由于目前该类矿体开采没有较为成熟、可行的技术，开采时造成了大量的矿产资源浪费，而且该类矿体一旦进行了开采并造成资源丢弃后，基本上无法再进行回收，其资源的损失将是永久性的。

(5)境界外开采存在采矿工程技术、采场顶板稳定性和边坡稳定性等问题。随着技术的不断进步和经济形势的不断变化，当时认为不具备开采条件的部分境界外矿石和不具备利用价值的表外矿，现在已完全符合开采条件和具有了利用价值，但是尚未形成合理成套开采技术。

(6)地表塌陷危害性问题。松软破碎矿体开采，最终将形成采空区影响到地表的破坏，尤其象程潮铁矿、鲁中冶金矿业集团公司所属的矿山和南京梅山铁矿等矿山，地表塌陷的危害影响到矿山的正常生产。

(7)对地质和自然环境的破坏日趋严重。采矿形成大量的采空区，如不及时进行充填，可造成地表塌陷、山体崩塌，财产和生命遭受损失；采矿导致区域性水位下降，地表水和地下水动态平衡系统遭到破坏，以致水源枯竭和河水断流，地表沉降，对人们的生活和农业生产造成不良影响，自然景观、地形地貌、土地山林也受到破坏。

此外，废石与尾矿堆置需要投入大量的建设资金和运营费用，使矿山企业经济效益下降。

(8)采矿产生的废石、尾矿堆置占地和环境污染日趋严重。据统计，全国固体矿产采选业排出尾矿、废石，地表堆存破坏土地与占用耕地已达到187～247万hm2，金属矿山废石堆置占地一般占采场占地面积的57.3％，这对于土地资源十分紧张的我国是一项不小的损失；堆置的废石和尾矿中的有害成份淋渗使地表和地下水体受到污染，废石场和尾矿库的粉尘也对大气造成污染；堆置在洪水通道上的废石，可能由于洪水产生泥石流，造成人员伤亡和财产损失；当尾矿坝不稳定或遭洪水影响时，可能发生溃坝事故，不仅会淹没土地，而且常常造成人员伤亡。

(9)国产地下采矿设备存在效率低和能耗高等问题。采矿设备中，特别突出的问题是没有钻进速度快、钻孔深度大的国产高效中深孔凿岩设备，制约了难采矿体采矿技术的发展。

3 复杂难采矿床开采的问题对策

针对我国复杂难采矿床的赋存特点和存在的技术问题，组织国内相关的科研机构和高等院校的科技力量，以复杂难采矿床为研究对象，研究开发出适合我国国情的难采矿床高效、安全开采的综合配套技术，并在全国非煤矿山中推广应用，提升国家非煤矿山开采技术水平。

(1)开展以解决松软破碎矿床开采方法问题为主线的安全高效综合开采技术研究。通过对松软破碎矿床开采方法的研究，优化采准

系统和采场结构参数，以便最大限度地发挥大型无轨设备的出矿效率，并考虑出矿巷道的稳固与维护及通风管理，简化回采工艺，优化回采顺序，使生产组织和管理相对简单，降低采切比；合理确定矿柱结构型式和宽度大小，保证安全有效回采，提高矿石回采率，降低贫化率，从而降低采矿成本，保持稳定的生产能力并达到安全、高效、低成本开采的目的。

(2)开展以解决厚大第四系流沙含水层和大水矿床开采问题为主线的防治水综合技术研究。通过对厚大第四系流沙含水层和大水矿床开采综合技术研究，选择在不同采矿条件下的采矿方法及其合理矿床开采顺序，优化采场结构参数，简化回采工艺和充填工艺，研究全尾矿浆料制备贮存输送与充填方法、全自动尾矿输送与充填系统，研究全尾矿充填体快速脱水方法，以使充填料尽快脱水，起到支撑围岩的作用，并提高充填效率使生产组织和管理相对简单，降低采切比，提高矿石回采率，降低贫化率，从而降低采矿成本；建立岩层变形破坏监测系统，准确反映厚大第四系流沙含水层和大水矿床开采引起的岩体应力、变形规律，实现地压(位移、应力)实时预测和预报等有效的预防警示制度和措施；摸清厚大第四系流沙含水层和大水矿床开采矿山岩层移动与地面塌陷发育过程和局部岩

体能量集聚与消散规律，保持稳定的生产能力并达到安全、高效、低成本开采的目的。

(3)开展以解决在回采地下残留矿体时的安全问题为主线的地下残留矿体综合开采技术研究。通过对地下残留矿体开采方法的研