摘要：以往，国内一些矿山惯用或套用一些典型而单一的空场法、充填法和崩落法方案，结果在开采地质构造复杂，矿岩松软破碎的矿体时，经常发生巷道和采场垮冒严重，矿石损失大，资源回收率很低，作业不安全，经济效益差，无法正常生产等现象。导致采富丢贫，采厚丢薄、采易丢难等问题。为此，从1990年代以来，国内冶金矿山和有色金属矿山开展了各类难采矿体采矿法的研究，产生多种新型采矿法。这既大幅度降低了回采成本和损失贫化率，同时使我国的难采矿体开采技术达到较高水平，也为采矿方法设计提供了新思路、新经验和新方向。这些采矿方法的设计思维方法，值得深入学习和推广。因此，笔者对现行采矿方法设计思维进行了系统的总结和梳理。
关键词：地下矿山；采矿方法；技术
1采矿方法的基本原理
1.1空场采矿法的特点
将矿块划分成矿房和矿柱，先采矿房、后采矿柱或不采矿柱两步骤回采。回采矿房时采空区主要依靠矿石和围岩自身的稳定性和矿柱维护。矿房回采后，有计划地回采矿柱和处理采空区。适用各类金属非金属矿山，矿体和围岩稳固是其应用的基本条件。
1.2充填采矿法的特点
分两步回采，随着回采工作面的推进，用充填材料填充采空区。充填采空区的目的主要是利用充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表沉陷并为回采工作创造安全和方便的条件。充填采矿法可在工作面内手选矿石，矿柱可以用充填体代替，矿石损失，贫化较低。主要适用于有色、贵重、稀有金属矿山。不论矿岩是否稳固，均可以采用。
1.3崩落采矿法的特点
一步骤回采，以崩落围岩来实际地压管理的采矿方法，即随着矿石的崩落，强制或自然崩落围岩充填采空区，以达到控制地压之目的，这是崩落采矿法共有的基本特征。适用前题是地面允许崩落和没有自然性的矿床，围岩不稳固也可以采用。
2现阶段几种常见的地下矿山采矿方法
2.1空场采矿法
关于空场采矿法，在我国已经拥有很长的应用历史，其是我国应用最早，也是技术发展最为成熟的一种采矿方式。空场采矿法的优势主要集中体现在低成本、高生产效率、用时短、布置容易等诸多方面。在近些年中，空场采矿法正在朝着更加简单、更加稳定的趋势发展，其支护手段变得更加全面，而且其也和各种充填法配合使用，生产效率与之前相比，已经得到了显著提高。现阶段，关于空场采矿法，其主要包括房柱采矿法、分段空场法、阶段空场法、全面采矿法等几种常见方式。第一，房柱采矿法。何为房柱采矿法，其主要指的是采用片石砌筑人工矿拄或自然矿拄与矿房交替布置，采用阶梯式落矿，由下向上推进回采。房柱采矿法在最近几年中发展速度越来越快。第二，分段空场法。何为分段空场法，其主要指的是分级凿岩及分段巷道进行端部出矿。在第一分段进行的是爆破落矿，将其做成矿石垫层，而其他分段则主要进行的爆破落矿和出矿，从回采进路端部切割立槽打垂直扇形中深孔，逐步崩落矿石，利用装载机在矿石垫层覆盖的空场条件下出矿。每个步距崩下的矿石到达操作位置眉线，眉线以外的矿石在下一阶段回收。第三，阶段空场法。阶段空场法，其是在分段空场法的基础上发展而来的。其和分段空场法最显著的区别就在于，阶段空场法采用的是大直径深孔采矿技术，其以以高风压潜孔钻机凿岩，高威力乳化炸药崩矿，以高阶段深孔落矿技术进行阶梯段爆破。在运输等方面与分段空场法基本相同。第四，全面采矿法。何为全面采矿法，其从理论层面来解释，其主要指的是根据采场地压，利用矿石矿柱对顶板围岩的暴露面积进行有效控制。全面采矿法的应用范围主要集中在矿体厚度在5～7米的水平或缓倾斜矿体，其通常会要求矿体倾角控制在30度以下。
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2.2崩落采矿法
目前，在我国地下矿山诸多采矿方法当中，崩落采矿法是使用频率最高的一种方法。崩落采矿法的原理是通过自然、强制崩落顶板围岩填充开采过程中的空区，对地压进行控制。崩落采矿法与其他采矿方法相比较，其在效率、成本以及工艺等方面都有着非常大的优势。崩落采矿法在我国开始正式应用是在上个世纪的六十年代，在将近六十年的应用过程中，其生产效率一直处于不断提高的趋势当中，有效降低了采矿成本。目前，在崩落采矿法中，其主要有三种常用的方法，分别是有底柱分段崩落法、无底柱分段采矿法以及自然崩落法。第一，有底柱分段崩落法。这种崩落方式，是将矿体按照由上而下的顺序分成若干段，矿石自下而上的逐层回采或按一定顺序用强制崩矿或利用地压与矿石自重落矿，单步骤连续回采。需要注意的是，诸如搬运、放矿以及二次破碎等步骤都必须要在底柱开槽的专门巷道中完成，而底柱则是跟随着下一分段一起采出。第二，无底柱分段采矿法。关于无底柱分段采矿法，其也是将整体矿块划分分段，在分段进路当中进行落矿或者出矿等作业，不再需要专门设置出矿底部结构。一般情况下，分段内可以划分成为上下两段，其中上段主要是设置凿岩通风进路，而下段主要是用来设置凿岩出矿进路。在上段和下段之间则需要设置成棱形布置，按照分段分别进行落矿和出矿，通过进路端部崩落的空隙起到通风作用。第三，自然崩落法。何为自然崩落法，其具体指的是把矿体分为高差较大的阶段并形成一定的倾角，在在下盘岩石中放矿漏斗，沿矿体走向中深孔拉底，利用矿体本身结构固有的分布特征和低强度特性在矿块底部设置崩落区。
2.3充填采矿法
充填采矿法，其得以建立和发展的基础是由废石充填采空区的干式充填法。关于充填采矿法，其主要包括上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层进路充填采矿法、阶段空场嗣后充填法等等。第一，上向进路充填采矿法。这种采矿方法的特点就在于，其并不区分矿房和矿柱，而是按照自下而上分层回采，每一层都是在进分层联络道后回采。进路一般为垂直走向或分层全高沿走向。第二，上向水平分层充填采矿法。上向水平分层充填采矿法，其具体方式是把矿房垂直或者倾斜地划分成为不同层级，然后由上而下进行回采。每一层采完之后必须要迅速进行充填并构筑矿溜井和行人天井。第三，下向分层进路充填采矿法。关于下向分层进路充填采矿法，其是按照由上而下的吮吸逐层进行回采和充填。当10-15度倾角时，需要在矿块中间布置矿石溜井和行人天井。下向分层进路充填采矿法主要被应用在围岩稳定性比较差的矿体当中。第四，阶段空场嗣后充填法。阶段空场嗣后充填法指的是空场采矿法和充填采矿法相结合的采矿方法，先按照空场采矿法进行开采，阶段结束后再进行充填。
3结论
综上所述，现阶段，在我国矿产开采领域，地下矿山的开采是至关重要的组成部分，地下矿山开采效率的高低直接影响着我国矿产开采的整体质量。在当前地下矿山开采过程中，其所使用的技术以及开采方法都是非常重要的影响因素，所以在制定开采方案时，必须要对具体的开采方法以及技术给予高度的重视，要对各种开采方法的优劣程度进行科学合理的分析与评估。在社会经济飞速发展和科学技术不断创新进步的大背景下，环保低碳理念在实际开采过程中也得到了进一步的发展与完善，其中，充填法的应用范围越来越广，实际应用价值也是越来越高。除此之外，人工智能技术的发展也为矿山采矿方法早日全面实现自动化和机械化奠定了非常坚实的技术基础。
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论文作者:李孝成,李雷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/20
标签：崩落论文; 空场论文; 进路论文; 矿体论文; 方法论文; 矿柱论文; 矿房论文; 《基层建设》2018年第36期论文;