摘要：目前我国经济发展迅速，矿企为我国发展做出了很大贡献。长期以来，大多数地下矿山采矿方法较为单一，造成矿石资源的大量损耗，资源回收率较低，导致无法安全生产，无法保证生产的有序进行。本文对当前矿山采场主要采矿技术原理、设计原则、设计要素等进行了系统的分析，对矿山采矿技术设计理念进行了总结，希望更好的促进采矿技术的开发。
关键词：地下矿山；采矿方法；设计思维
引言
现阶段，我国诸多矿产企业都面临着一个统一的问题，那就是如何科学选择出最合适、最高效的采矿方式，如何根据不同的地质和岩层情况确定使用正确的采矿技术。采矿方法和采矿技术的应用直接影响着地下矿山采矿的效率。以下是笔者结合自己多年的相关工作经验，就此议题提出自己的几点看法和建议。
1矿山采矿方法原理分析
矿山采矿方法可根据回采时地压管理方式，将其划分为充填采矿法、空场采矿法以及崩落采矿法，本文以下部分是对这三种采矿方法以及其主要特点的介绍。
充填采矿法，在进行地下矿山开采过程中，应用充填采矿法，设备的大型化以及各工序的机械化是其中表现的主要优势。充填工艺技术的发展与相应能够在一定程度上确保地下矿场的大规模生产安全，同时也能够降低生产成本，提高工作效率。随着充填采矿法的不断发展，胶结充填、全尾砂胶结充填等技术有了较好较快的应用。现阶段国内的充填采矿技术已经成功的对一部分先进技术进行了相应的应用，如膏体泵送充填技术、粗粒级水砂充填技术、泵压输送充填技术等，在进行实际的应用过程中，都取得了良好的成效。
空场采矿法，要求通过将矿块划分为矿柱、矿房两个部分，并分别进行回采操作，其中矿柱不用进行回采。矿房回采操作中，采空区稳定性和矿石、围岩、矿柱的稳定性有较大关系。矿房回采时，应及时对采空区进行处理，并制定严密的回采计划，同时在回采时，应当注意保护围岩、矿体稳定性，从而保证回采的有序进行。
崩落采矿法，崩落采矿法主要包括自然崩落采矿法以及无底柱崩落采矿法。在进行地下矿山开采的过程中，对自然崩落法进行相应的应用，主要的技术原理是，应用自然崩落法，破坏地下矿山内部的应力平衡，从而增加矿块大面积拉低，对应力进行相应的集中，从而进行相应的矿山开采工作。对自然崩落法应用的优势是具有较低的开采成本、开采量大、开采速度较快，主要应用的条件是有较低的矿床，且均匀的矿化，厚大的矿体。作为地下矿山开采的另一种重要的技术，采用无底柱崩落采矿法主要面对的问题是，对结构布置参数进行相应的优化，其次是对断面进行相应的加大。
2采矿方法的设计
2.1采矿方法设计原则
采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行。
首先，安全性是开发采矿技术的基本原则，矿山企业应当为施工人员提供安全生产的环境以及设施的完善，加强防火、防水等防灾工作，从而保证施工人员的生命安全和健康安全。其次，科学性原则，矿产资源开发过程中，必须坚持科学性的原则，避免过度开采，保证矿山企业的可持续发展。
矿床应进行分期、分段开采，并做好矿岩保护工作，提升矿产资源的使用效率。高效性原则，要求在采矿过程中，选择科学的采矿方法，集中矿山企业所有资源，提升开采效率。经济性原则，在确定采矿方法时，应当对采矿成本、回采成本进行科学预算，加强成本管理，将成本控制在一定范围内，从而扩大矿山企业经济收益。
2.2采矿方案设计方法
采矿施工方案设计方法主要有选择性、创造性等。通过创造性设计方法，要求对当前的采矿方法，进行系统的分析，找出其不足之处，并制定科学、有效的改进方案，坚持根据矿场特点，制定符合矿场发展所需的采矿技术方案，该技术多用于较难开发的矿体开发技术方案的设计中。通过选择性设计方式进行开采方法设计时，应当充分考虑到施工现场环境特点，结合矿山企业现有的技术条件进行设计，该类技术多用于容易施工的矿体开发方案设计中。
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3地下矿山采矿方法设计思维方法
3.1改良矿山地质环境
地下采矿会破坏地下岩体应力，影响岩层结构，最终造成地表环境的损害。因此，在进行地下采矿的同时，还应不断恢复地表环境，促使矿山地质能够以较短的时间恢复如初。针对矿山地质环境的修复，可以采取物理措施。由于地下岩体构造的破坏，地表往往会出现塌陷，倾斜以及土壤流失现象。
针对这种情况，相关政府以及企业应及时填平地表，恢复土壤条件。可以采取的主要措施有：合理布置开采的工作面，采取充填法、合理充填塌陷地区，减少地表下沉程度，控制塌陷的整体范围，要及时保护好周围的生活用地、建设用地以及农业耕地。还有，如若当地处于雨季，为了及时让雨水流出，应及时用装载机把地面压平，整理出新的排水沟，确保不会发生内涝。
对于地表塌陷严重的地方要积极引用新的修复技术，对土地进行整治和利用。此外，对于土壤的破坏，要及时进行表土回填工作。根据我国矿山环境保护的相关要求。地下开采之前，应对表土进行剥离，然后进行有效的保存。当地下开采完成后，要将原来的土层重新填回开采的地面以保护土壤结构不被破坏。土壤的回填可以较快的促使环境系统恢复，效果也较为明显，而且经济成本也相对较低。
3.2重视新型开采方法及开采设备的引进
当今社会是科技飞速发展的社会，在科技发展迅速的今天，信息化技术及自动化技术被广泛的运用到人们生产生活的各个领域，科技的突破节省了大量的人力物力财力，不但大大的提高了效率，也增加了安全性。在金属矿石地下开采领域我们也应当保持对新事物的时刻关注，积极的尝试在开采中加入信息化和自动化的运用，增加新型设备的投入，减少人力的投入与干涉。这样不仅可以提高矿石开采的效率，同时也能降低人员的投入，减少人为操作失误引起的问题，保护了人们的生命财产安全。
3.3矿山智能化以及数字化
在地下矿山开发的过程中，智能化以及数字化也是未来发展的趋势之一。在地下矿山开采的过程中，结合矿山的具体情况，对其进行数字化即是对相关的矿山进行统一的认识。在发展的过程中，具有效率高、信息化高的优势和特点。作为数字矿山的核心，企业网作能够将相应的软件进行应用，采用的手段主要是自动采集系统，矿产开发的信息化和产业化是最主要的目的。同时，观赏性在一定程度上也可以被增强。
3.4建立健全法律法规，完善矿产开发保护治理机制
为降低地下采矿对矿山地质的影响，首先要进行的是立法保障，通过建立健全相关法律法规，完善矿产开发保护治理机制，对矿山开采进行立法保护和立法治理，实现矿山的可持续开发利用。首先，部分地区私人采矿现象严重，国家应通过立法保护，严禁私人开采，既是保护国有资产，也避免了私人乱开采对矿山地质造成的破坏；其次，通过法制约束，节制开采作业，采矿企业应根据矿山矿产资源储量，制定合理的采矿计划，合理开采，避免对矿山产生持续的扰动；再次，地下开采不可避免地会造成矿山地质的破坏，通过立法，责令采矿企业对矿山开采产生的地质问题进行治理，并做好相应的安全防护，既要保障采矿作业安全，又要对产生的地质破坏问题进行治理、修复，促进采矿作业的安全性和可持续性。
结语
采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行，通过创造性设计方法，要求对当前的采矿方法，进行系统的分析，找出其不足之处，并制定科学、有效的改进方案，制定符合矿场发展所需的采矿技术方案，该技术多用于较难开发的矿体开发技术方案的设计中。采矿施工人员要熟知多种采矿法的基本原理，了解关于采矿法的多种设计思维方法并能够对其进行灵活运用，提高施工人员本身的创造性，施工人员要积极培养自身的创新能力，不断对采矿方法进行探究并对其进行改进或变革，要设计出有创新点的施工方案，探索新的设计思路，面对采掘难度、复杂性较高的矿体时要坚持安全、科学、高效、经济等原则，选择最优化的采矿方法，促进采矿活动顺利进行。
参考文献：
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[3]中南矿冶学院采矿方法教研组著．脉状矿床开采[M].北京：冶金工业出版社，1960：1-559．
论文作者:林超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/9
标签：矿山论文; 方法论文; 技术论文; 地下论文; 崩落论文; 矿体论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第27期论文;