張登宙
摘 要:隨著我國礦產(chǎn)事業(yè)的不斷發(fā)展,要想保證礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展,首要途徑就是利用先進(jìn)的技術(shù),對礦山進(jìn)行深度的開采。只有這樣,才能達(dá)到高效、可持續(xù)開采的目的。對金屬礦山地下開采方法的選擇以及相關(guān)的影響因素進(jìn)行了簡要的分析,為提高采礦的技術(shù)和水平提供了一定的技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞:金屬礦山;礦體;采礦方法;影響因素
中圖分類號:TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.119
隨著科技的不斷發(fā)展,金屬礦上的地下開采也逐漸向著高效率、高回采率的方向發(fā)展,但是開采的方法會直接影響采礦的效率,因此,為了提高地下礦開采的效率,同時大幅度減少采礦的損失,需要對地下礦開采的影響因素進(jìn)行分析,從而確定一個合理的采礦方案,以提高其生產(chǎn)效率。
1 采礦方法簡介
只有選擇合理的采礦方法,才能保證金屬礦山開采工作的安全、順利。由于各個礦山的經(jīng)濟(jì)條件都不同,所以要根據(jù)礦山的具體條件,選擇不同的采礦方法。常用的采礦方法主要包括以下幾種。
1.1 空場采礦法
所謂“空場采礦法”,是在回采的過程中為了支撐采空區(qū)殘留的礦柱,采空區(qū)始終保持空著的狀態(tài)。使用這種方法進(jìn)行采礦時,要求圍巖和礦石必須十分穩(wěn)固,在操作的時候,要先對礦房進(jìn)行開采,然后再對礦柱進(jìn)行開采??請霾傻V法是一種比較簡單的方法,工人操作起來比較熟練,損失較少,效率較高,因此,在實(shí)際中應(yīng)用得比較廣泛。如果對該方法進(jìn)行細(xì)分,又可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法和留礦法等。
1.2 留礦采礦法
該方法主要適用于一些傾斜的、薄的或者中厚的礦體,它也要求圍巖和礦石特別穩(wěn)固,開采的時候工人將大部分礦石留在礦房中,然后踩著礦石堆進(jìn)行開采。其實(shí),它就是空場采礦法的一種,在實(shí)際中應(yīng)用得比較多。
1.3 崩落采礦法
該方法適用于一些圍巖不穩(wěn)定的礦體,采用該方法開采的時候,會有很多礦石陷落,因此,需要開采的地表要允許礦石陷落。在實(shí)際開采中,可使用一些特殊的方法將礦石崩落,然后用崩落的礦石將采空區(qū)填滿,填滿的采空區(qū)需要有人及時進(jìn)行處理。該方法又可細(xì)分為單層、分層、分段、階段崩落法等。
1.4 充填采礦法
該方法主要適用于一些復(fù)雜地形的開采,要求地表不能有礦石陷落,礦石的回收率與價值都比較高。使用該方法開采的時候,需要選擇一些方便的材料對采空區(qū)進(jìn)行填充,這樣,在回采的時候,就能夠依靠這些材料的支撐以及支柱與填充材料之間的配合,形成人工支撐的采空區(qū)。
2 采礦方法的選擇及其影響因素
開采金屬礦的時候,會受到很多因素的影響,例如工程地質(zhì)條件、地應(yīng)力的狀態(tài)、礦體的種類等,都對礦石的開采起著至關(guān)重要的作用。因此,在選擇礦石開采的方法時,要充分考慮這方面的因素。
2.1 礦體的質(zhì)量和種類的影響
根據(jù)礦石的顏色,主要將其分成三類,黑色金屬礦、有色金屬礦和貴金屬礦,黑色金屬礦主要是以鐵礦為主,有色金屬礦則包括鋁、銅、鉗、鋅等,貴金屬礦主要是指金、銀。礦體的種類不同,采取的開采方法也不一樣。一般鐵礦采取的是崩落采礦法和空場采礦法,因?yàn)殍F礦的價值本身就比較低,如果采用填充采礦法,則會增加成本,填充物本身的價值可能就會高于鐵礦,因此不適用;而對于有色金屬礦和重金屬礦來說,本身的價值比較高,如果采用崩落法或者空場采礦法,就會造成大量的損失,只有采用填充采礦法才能提高回收率,降低采礦的損失,從而提高采礦的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 地應(yīng)力狀態(tài)的影響
地應(yīng)力對礦石開采的影響很大,因此,在開采礦石之前,要充分了解地應(yīng)力狀況和礦石的分布情況,進(jìn)而確定采礦的方法。地應(yīng)力狀態(tài)能夠引起采礦結(jié)構(gòu)的變化和破壞,因此,它對采礦方法的選擇至關(guān)重要。在實(shí)際的開采工作中,如果巷道和采場的斷面是橢圓,則是最佳的開采狀態(tài)。在開采的時候,要注意保持橢圓水平和垂直方向兩個半軸之比與斷面水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力之比盡量一致。在這種狀態(tài)下進(jìn)行開采,就能夠保證巷道與采場之間穩(wěn)定的受力狀態(tài),使圍巖處于穩(wěn)定的狀態(tài)。這樣能夠增加礦石的開采量,從而提高礦石開采的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 工程地質(zhì)條件的影響
在開采之前,要充分考察工程地質(zhì)條件以及巖石的物理力學(xué)性質(zhì),這會對礦體的穩(wěn)定產(chǎn)生直接的影響。只有充分了解礦山的工程地質(zhì)條件,才能進(jìn)一步確定采場的構(gòu)成要素和采礦的具體方法。對礦山的工程地質(zhì)條件進(jìn)行考察的時候,主要考慮的因素包括巖體的結(jié)構(gòu)、分布、斷層、裂縫、地下水等。這些都會影響到采礦方法的選擇。
2.4 礦體賦存狀況的影響
礦體的賦存狀況主要是指圍巖的穩(wěn)定性以及與礦體的接觸狀況,而礦體與圍巖的穩(wěn)定性受到礦體掩埋深度的影響——掩埋的越深,則礦體和圍巖的穩(wěn)定性越差。另外,礦體的厚度也會直接影響到采礦方法的選擇,對于較厚的礦體,選擇的采礦方法要具備一定的強(qiáng)度,以提高生產(chǎn)的能力。此外,礦體的厚度還影響到采場的布置,在選擇采礦方法的時候,要充分的考慮到這些因素。
2.5 開采環(huán)境以及技術(shù)的影響
首先,開采的環(huán)境會直接影響到開采方法的選擇,有的地表允許塌陷,就可以采用崩落采礦法,有的地表不允許塌陷,則不能采用崩落采礦法,只能采用空場采礦法和填充采礦法。其次,開采時使用的技術(shù)設(shè)備會直接影響開采的過程、工藝以及最后的效果。在開采之前,要對地質(zhì)條件做好充分的考察工作,進(jìn)而選擇科學(xué)、合理的設(shè)備,制訂可行的開采方案。再次,開采的效果還受到技術(shù)管理水平的影響,對于一些對技術(shù)要求較低的小型礦山,可以采用工人熟悉的方法進(jìn)行開采,管理起來也比較簡單。而對于一些地質(zhì)復(fù)雜,要求較高的礦山,就要提高相應(yīng)的技術(shù)管理水平,才能達(dá)到預(yù)期的效果。
3 結(jié)束語
采礦方法的選擇直接影響到礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益,因此,在選擇采礦方法的時候,要充分考慮到礦山的地質(zhì)條件、礦體的賦存狀況、地應(yīng)力狀態(tài)以及技術(shù)的影響等,這樣才能不斷提高開采的效率,促進(jìn)我國礦業(yè)開采的發(fā)展。
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〔編輯:王霞〕