摘要：本文以我国有色金属深井开采的相关信息为切入点，分析了我国有色金属矿山深井采矿的技术，并对未来的技术发展方向进行了展望和期待，希望可以有所助益。
关键词：矿采；深井；安全；金属；产业
引言
我国在深井矿床开采的技术研究和实践相对较少，技术应用不够纯熟，尤其是在深井开采所呈现高地应力、高温以及其他诸如岩爆等技术难题的影响下，导致深井矿山的生产成本和安全难以完全保障，高质效和大规模的开采就更加难以实现了。这也为我国有色金属矿山的深井采矿技术研究提供了迫切的现实需求。
1有色金属矿山深井开采技术的概述
1.1深井采矿技术的概述
所谓的深井采矿技术，通常是指开采条件为800-1000米的矿井深度。但是，由于各国地质条件存在一定的差异，矿井深度也存在一定的差异，例如：英国与波兰等国家将此深度界定为750m。由于我国的实际情况，也有不少专家认为我国的深井开采的深度可界定为：煤矿800-1500m，金属矿山l000-2000m。深井采矿在技术上需要有更高的工程机械要求，以此创造适宜的开采条件，例如：高地应力卸荷、钢纤维混凝土支护等等。
但是随着开采条件的不断恶化，依靠传统的机械采矿方法已经难以满足当前的深部资源的经济开采需求，实现深井开采技术的优化是当前矿业界十分关注的发展问题。同时，海洋资源开采在当前依旧难以有效实现，矿业开发行业更加重视当前的深井开采工作的开展，这也对开采技术提出了更高的要求。而硬岩深井开采的环境具有高应力、高温等状况，当前所用的开拓开挖、支护与采矿工艺，都难以适应当前开采工作的实际要求。只有加强深井研究计划的开展，不断实现理论与技术的创新，保证高效、安全、经济的开采，才是当前的重要发展方向。
1.2我国有色金属矿山开采的概述
国民经济和工业化生产的需求影响下，我国对于金属矿产的需求量十分巨大，同时也在不断增加。2016年，我国的有色金属年产量近5300万吨，事实上我国的浅表有色金属矿床已经处于消耗殆尽的边缘。目前，转入深部矿井开采的矿区已经有了铅锌矿、冬瓜山铜矿、红透山铜矿、大红山铜矿 、金川二矿区等等。预计未来十年间，我国将会有超过1/3的有色金属矿山将开采深度增加至1KM以上。事实上，我国在深井矿床开采上的技术研究工作相对较晚，技术上的不足比较明显，加上地质环境的特殊性，进一步加大深井矿山开采的难度。
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。
2深井采矿技术的研究与解析
2.1高地应力卸荷技术
高低应力问题是当前开采技术应用中迫切需要解决的问题，这需要相关采矿技术人员在矿采阶段，利用采场局部弱化技术集合矿山回采规划的形式，对岩石应力的分布情况进行调整，最终实现将应力集中的部位转移到深部的目标。为了保障高地应力的卸荷工作，需要做好两方面的工作：首先需要调整承受应力载荷的岩石，使之处于三向应力状态；以此来保障岩石强度达到相应的标准，防止岩体破坏问题的出现，最终保障岩石具有较高的自承受能力。然后，需要将岩层岩体的大部分载荷以及应力转嫁到岩石之上，由其自承受能力所负担，实现高地应力卸荷的基础条件。该技术主要应用于地势较高且应力较大的位置，其采用FLAC3D进行建模，当获得模型之后再根据边坡实际情况进行开挖。其具有安全性高、稳定性强的特点。
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2.2钢纤维混凝土支护技术
钢纤维混凝土在具有良好的支护处理工作的基础上，通常运用于混凝土结构基体具有裂缝问题的情况下。这样一来，混凝土结构基础下的基体便具有了较高水平的韧性和持久性，最终实现了对矿山深部开采时高地应力岩爆状况的有效控制。该技术在运用过程中会用到相关混凝土设备，以及钢纤维混凝土的制备工具，比如运输设备、MR45混凝土搅拌运输车、喷砼作业台等。其能够维护施工稳定，控制有害松动，具有良好的紧贴性特点。
2.3高温矿井排热通气技术
高温矿井排热通气的技术基础在于空气与岩石的热交换理论，然后通过智能化网络系统对复杂的通风环境进行分析，提供有效的技术数据信息和指导。最终提供具有稳定持续矿井上部巷道的调热机能，才能保障作业期间的温度持续降低。比如，某企业在利用该项技术时，采用了地面集中式降温系统以及井下集中式降温系统，利用地面制冷机组制备冷冻水，并在井下增设高低压转换装置。同时又利用井下制冷机组制备冷冻水，把冷冻水运送至高温工作面的空冷器中，从而达到了排热通气效果。
2.4矿山的安全保障技术
矿山的安全保障技术是一项多元化技术综合后的手段，目前主要有：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。在我国从事矿山科研的研究院和学校等组织的不断努力下，综合了我国矿采状况的技术需要求、国外的先进技术成果以及多年矿采的实践经验等后，开创了通过矿山地压监测与控制技术为基础的开采安全研究与实践。现阶段，有通过矿山开采地压进行监测、地下工程加固、地表岩层稳定性监测等等科目。这样一来，丰富的理论科学为矿采灾害提供了管理和控制的系统性指导，对开采区域的突发性事故有了更加有效的信息采集和处理机制。
2.5深井金属矿山联合采矿技术
我国的深井有色金属采矿研究虽然发源时间靠前，但是在社会和市场的需求风向下，逐渐被人们所流放于淘汰边缘。但是，随着市场环境和矿藏储备的变化，技术研发和实践又逐步兴起，尤其在崩落、空场和充填等技术取得了相当的成果。不断多元化的矿藏采集模式提高了对我国复杂地质环境的解决效率。目前，发展兴起的联合采矿模式，是对各类采矿方法优势的综合，可以为深井全属矿山的开采安全、高效提供了更多的保障。
3深井矿采技术研究的发展趋势
我国在矿产资源储备和种类上十分丰富，在近几十的发展过程中，我国在浅表矿采上的发展相对迅速。但是随着浅表矿采储备的不断消耗，开采技术的发展不均衡性迫使开采技术做出转变。从目前的科技水平来看，未来在矿采中融入信息技术、智能技术以及生物技术都具有相当高的可行性，也能够切实提高深井矿采的人员安全性、矿采精度以及工作效率。但是，现阶段最需要做出的规范便是针对不合法、不合规开采的限制，许多矿山的地质环境复杂，在不具备开采技术的条件下，盲目开采只会造成事故，危害人们的安全，并不会取得经济效益。因此，在技术研究、实践和普及的过程中，也需要不断强化人们对于矿采的理性认识，盲目追求经济效益并不符合持续化发展战略的思路，同时也会为子孙后代带来无穷的遗祸。
结语
在最近几年的努力之后，我国在矿山开采的技术研究上是存在一定发展的，但是客观需求量的不断增长，要求有色金属深井采矿技术有更大程度的进步。这不仅需要加强对国外先进科学技术的学习与整合，更需要自身不断强化创新，开创出具有中国地方特色的深井矿采技术。唯有这样，才能不断充实矿山开采效率，服务于我国社会和经济发展的需要，成为我国高速、持续化发展的重要支持。
参考文献
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[3]张世雄,褚洪涛. 我国金属矿山地下采矿的技术进步[J]. 矿业研究与开发,2009,03:1-4+8.
论文作者:谢光中
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/18
标签：深井论文; 技术论文; 矿山论文; 应力论文; 我国论文; 有色金属论文; 矿井论文; 《基层建设》2017年第12期论文;