摘要：近年来，有色金属矿山深井采矿问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对有色金属矿山采矿技术相关内容做了概述，分析了矿山深井开采的潜在问题以及深井采矿技术，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就深井采矿技术研究的现状及趋势展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：有色金属；矿山；深井采矿；技术
1 前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，有色金属矿山深井采矿的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对有色金属矿山深井采矿的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 有色金属矿山采矿技术概述
2.1 胶结充填采矿技术。由于回采和充填技术不断进步，现有的胶结充填采矿技术根据矿井条件的不同也会不一样，具体有盘区高分层充填采矿技术、点柱充填采矿技术、分段充填采矿新技术以及高阶段大直径深孔嗣后充填采矿技术。
2.2 连续采矿技术。该技术主要有振动机组工作强化开采技术、原矿车架带式输送机为主体的出矿技术和无间柱大量采矿工艺技术。
2.3 固体废料充填技术。有色金属矿山的金属矿床开采出的固体废料主要有废石和尾砂，经由近些年来的研究可以利用这些开采出来的固体废料来完成矿山废料资源化以及减少排放。
2.4 深井采矿技术。深井采矿技术的开采条件指的是使用一些工程和技术，改革原有的开采条件技术，从而创造出合适的开采条件，比如在有色金属矿研究开发的高地应力卸荷、钢纤维混凝土支护等方面，从而实行深部矿床的高效开采。
2.5 原地溶侵采矿工艺。有色金属矿山的原地溶侵采矿工艺经过多年的研究和试验，已经在多座有色金属矿山中得到了应用，从而使我国的地下溶侵采矿技术步入工业应用阶段。
3 矿山深井开采的潜在问题
3.1 深部巷道变形破坏特征
矿山深部巷道围岩变形与破坏主要受三方面的因素影响:其一是地质条件影响;其二是构造应力及采动压力影响;其三是巷道工程形式构造应力及采动压力影响;其三是巷道工程形式及布置方式。
受上述因素影响,其巷道收敛变形具有如下特点：
(1)由于原岩应力高且以形变压力为主,开挖卸荷迅猛,来压快,故高应力软岩巷道初期变形速率很大。
(2)变形持续时间长,巷道围岩流变特征明显。
3.2 巷道失稳破坏模式分析
矿山深部巷道主要是受应力控制而发生变形破坏。对于深埋巷道或处于采场应力集中区的围岩,由于受高应力环境的挤压、使围岩中的结构面的结构效应显著降低,甚至不起作用。而在高应力环境中的围岩受挤压屈服、剪切滑移影响,产生围岩破碎张裂和塑性变形,从而导致巷道底谷、断面收缩,甚至片帮或垮冒。变形地压的显著特点是四周受压,且在初期,变形地压与阻止围岩的变形量成正比,即支护结构刚度越大,变形地压越大。随着围岩变形的增加,其地压也随之减小。同时,围岩变形能量释放的过程也是围岩本身强度降低的过程。当围岩变形发展到一定量值时,围岩强度发生急剧恶化,不能自稳,围岩就容易以垮冒、底谷或者两帮挤进等形式发生变形破坏。
3.3 采场的稳定性问题
3.3.1 充填体整体滑移失稳
在大面积无矿柱连续开采的情况下,充填体与围岩之问的剪切力是维持充填体稳定的重要因素。由于充填体与围岩的接触面是一个弱面,该面的抗剪强度有限,因此,一旦接触面上的抗滑阻力小于充填体的重力时,充填体就会沿接触面发生滑移失稳,而且,随着开采水平的延伸,这种潜在的危险也随之加大。
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3.3.2 矿柱失稳破坏
根据矿山1矿体采取400m中段和550m中段同时开采。随着550m中段采矿的推进,650m与550m之问的矿柱逐渐变薄,矿柱所承受的地应力却在增大,承载能力达到了极限,保安矿柱的整体性、连续性已被破坏。因此,在随后的开采中,保安矿柱底部新出露的部分,由于无法与已经破坏的保安矿柱旧的部分协同抵抗外力,将会依次迅速进入塑性破坏状态。现阶段的水平矿柱,承载穿脉方向上压力的能力已达极限,承载能力还会因为矿岩屈服后的强度弱化效应而降低。矿体的水平矿柱、保安矿柱的岩体质量较差,给安全回来两柱带来极大的安全风险。
4 深井采矿技术研究
4.1 矿山深部开采条件重构理论与技术
4．1．1 高地应力卸荷技术
在矿山回采过程中，可以通过运用采场局部弱化技术并合理地安排矿山回采的顺序，就可以调整岩石应力的分布状态，从而使应力集中的部位向深部转移。要实现高地应力卸荷，一方面要使承受应力载荷的岩石处于三向应力状态，也就是要提高岩石强度，使岩体不被破坏，有效地提高岩石的自承受能力;另一方面要使岩层岩体的大部分载荷以及应力集中主要由岩石的自承受能力负担，为高地应力卸荷创造条件。
4．1．2 钢纤维混凝土支护技术
钢纤维混凝土通过利用支护处理能够制止混凝土结构基体上裂缝的发展，并且提高混凝土结构后基体的韧性和耐久性，可以有效地避免矿山深部开采时高地应力下岩爆发生的概率。
4．1．3 高温矿井排热通气技术
高温矿井排热通气技术利用空气与岩石热交换的原理，以及复杂通风状态下网络智能优化技术和通风环境分析技术能够充分利用矿井上部巷道的调热机能，从而使空气从井上到井下作业时温度最低。
4．2 矿山的安全保障技术
矿山的安全保障技术主要有岩爆倾向性多因素综合评判方法、地压微震监测与震源定位技术以及岩体失稳声发射预报方法。
5 深井采矿技术研究的意义
据调查表明，我国浅表层的有色金属矿藏即将消耗殆尽，使得我国大多数的有色金属矿山不得不对矿井进行深度开采，也就是深井采矿技术。深井采矿时会遇到高地应力和高温高压问题，这些问题会阻碍采矿工作的顺利进行，比如深井采矿时发生的岩爆现象，这会严重地损害矿井作业人员的生命安全以及作业设备的正常工作，以至于使采矿工作的劳动效率降低、采矿成本增多等。只有解决了深井采矿技术遇到的种种难题，才能保证深井采矿进程的正常开展，实现深井矿床的大规模、高效率、低成本和高安全性的矿石开采，这对我国有色金属矿井的大量开采具有重要意义。
6 深井采矿技术研究的现状及趋势
我国矿产资源丰富，虽然几十年来我国矿业开采发展迅速，但是整体的地下矿山开采技术的发展很不均衡，主要体现在国内对矿山浅部的开采已经实现了综合性机械化高效开采，但是国内对矿山深部的开采仍然发展缓慢，无法实现大规模高强度地高效开采，其中深井采矿的工业应用研究仍然毫无建树。但是国外的深井采矿技术已经能够实现对地下矿床达到2000m以上深度的开采工作，特别是对于复杂的矿井开采条件，我国同国外相比差距很大，这需要我国深井采矿研究人员和作业人员的不断努力。
由于矿业开采技术的不断改进以及对矿石产品需要量的不断增多，采矿技术一定要不断进步，原先的矿井采矿只是浅层的开采，随着浅层矿床的大量开采，许多矿山的浅层矿床已经开采殆尽，如果要满足国内的矿产需求量，必须要对矿山的深层矿床进行强度开采。
7 结束语
综上所述，加强对有色金属矿山深井采矿的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的有色金属矿山深井采矿过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]王宁，韩志型．有色金属矿山深井采矿技术研究［J］．采矿技术.2016（10）：60-62.
[2]周爱民．有色矿山采矿技术新进展［J］．采矿技术.2016（09）：88-89.
论文作者:王凌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/17
标签：深井论文; 矿山论文; 围岩论文; 技术论文; 应力论文; 矿柱论文; 巷道论文; 《基层建设》2017年第32期论文;