罗国安 马立飞
安徽江南爆破工程有限公司 安徽 242300
【摘 要】随着我国矿产事业的不断发展，要想保证矿产资源的可持续发展，首要途径就是利用先进的技术，对矿山进行深度的开采。只有这样，才能达到高效、可持续开采的目的。对金属矿山地下开采方法以及适用条件进行了简要的分析，为提高采矿的技术和水平提供了一定的技术参考。
【关键词】金属矿山；开采方法；特点；适用条件
近年来，我国浅层金属资源已经逐渐枯竭，各金属矿山企业逐渐转人地下开采阶段，需要重新选择科学的地下开采方式。对金属矿山企业而言，开采方式科学与否将直接体现在金属产能上。科学的开采方式能有效提高回采效率，降低开采成本，获得最大化的经济效益。目前金属矿山地下开采的主要方法至少有3种，这3大种又各自分为多个小种类，数个方法又能组合、联合成多个新的方法。由于各金属矿山的矿体条件不尽相同，各企业的技术水平和经济水平也不同，所以要根据实际条件，选择合适的开采方法。
一、空场采矿法
即把矿块划分为矿房、矿柱2部分，逐步回采，要求是必须先开采矿房，然后开采矿柱。其特点：在开采矿房的时候，必须依靠围岩、矿柱本身的强度来维护采空区的稳定，而采场是以敞空形式存在。矿房开采完之后，避免发生突发性冒落，必须及时开采矿柱和处理采空区。在通常情况下，开采矿柱、处理采空区，两项工作是同时进行；有时候为了改善矿柱的回采条件，以利于矿房的开采工作，可以将矿房先用充填料充填，然后采用其他采矿方法回采矿柱。空场采矿法可以分为是房柱法、分段法、浅孔留矿法、阶段矿房法等。空场采矿法，必须具备的基本条件：一是在一定时间内，采空区允许有较大的暴露面积；二是矿石和围岩均稳固。该种方法形成的采空区，一般先不做处理。由于该方法结构简单，易于工人掌握，生产效率也较高，贫化小、成本低，技术较成熟。所以在我国有色金属、黄金矿山应用广泛。
针对薄矿脉中的开采而言，往往是矿脉越薄，品位却越偏高，若是采用混采，贫化很大，然而采用分采的，其效率又低，况且回采工艺很难控制好；掏切式开采，可以较好地解决这些问题。常见的是上山落矿掏切式采矿法，具体布置如下：
（1）矿块布置：矿块，第一步按探矿上山划分，第二步沿走向布置：长20—40m，矿块阶段高度30—40m。
（2）采切工作：第一步预留 2—3m 的底柱，第二步沿走向每隔 6—8m 掘凿岩上山，通达上阶段平巷。沿采场倾斜方向矿房的布置，依据矿体倾角、矿脉厚度实际情况，为了便于开采，可以把矿房沿倾斜面方向，分为2—4分段。
（3）回采工作：是在矿房中，按照自下而上的方式，分步距开采的操作。首先从凿岩工作开始，在两侧各自掏采出一条1m宽的矿脉，然后掏采剩下的2m，这样布置不仅爆破的效果提高了，而且有效地减少了阻力。掏采时候，为了提高矿脉的回采率，易于分开上盘的围岩与矿石，通常利用打眼来爆破矿脉，但是并不爆破围岩，要求矿体和围岩的距离，控制在l0cm左右。必须在距上盘围岩界约l0cm左右的地方，布置上排炮孔，而且炮孔的布置，要求平行于分段平巷，目的是充分借助爆力来搬运矿石。
二、充填采矿法
随着回采工作向前逐步推进，采空区及时用充填料充填采的方法。有时为了维护和管理采空区，也灵活地采用充填料与支架相配合的方式。采空区充填的原理：一是地压的管理，是利用形成的充填体，达到控制围岩崩落、地压下沉；二是为回采工作的顺利进行，提供和创造便利、安全的条件；三是用来预防有自然矿石的内因火灾。
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充填采矿法特点，也是把矿块划分为矿房与矿柱2部分，两步骤进行开采，第一步开采矿房，第二步回采矿柱。矿柱回采方式：可以采用充填法，也可以采用其他方法。矿房的回采特征：先回采一分层，及时把矿石搬运出来，然后充填这一层；再回采一层，接着充填一层。依此循环下去，一直到所有的矿房全部采完为止。即一采一充或两采一充。
充填采矿法的适用条件：（1）适用于较高品位富矿的开采，必须达到回采率较高、贫化率较低的要求；或开采稀贵金属。（2）开采技术条件、赋有条件，客观上是较复杂的矿床，例如：①矿体的形态、水文地质条件较复杂的矿体；②埋藏较深、地压较大的矿体；③矿石或围岩，有自燃发火的危险；④不允许有大面积沉陷或剧烈移动，而且必须特殊保护的地表或围岩；（3）矿床的矿石稳固，但围岩不稳固；（4）急倾斜的矿床的开采。
充填采矿法分类：（1）考虑充填工艺特点和充填料的性能来分类：分为非胶结充填、胶结充填2类，而非胶结充填又分为水沙充填、干式充填2类。（2）考虑回采工艺特点与矿块回采工作面的推进方向来分类：①上向分层充填采矿法；②下向分层充填采矿法；③壁式充填采矿法；④削壁充填法；⑤支架充填法。
充填采矿法的优点：①切割、回采的工程量较小，灵活性较大；②矿石损失、贫化小；③围岩的稳定得到有效地维护，围岩的移动减少了，大量围岩的冒落被阻止了；④可以选别回采，那些薄矿脉或多品种矿石；⑤可以防止矿床开采形成的内因火灾。
充填采矿法的缺点：①回采工艺和充填工艺复杂；②采矿工作与充填工作相互影响，如果不能妥善地解决回采作业机械化问题，必然导致生产能力、生产效率偏低；③充填料的一系列工作，包括开采，加工、输送等，必然提高矿石成本。根据统计，开采运输、堆积充填料，这些工作所占有的费用，约占采矿成本的45%左右。④劳动强度大。
三、崩落法
崩落采矿法是指在回采过程中，工人不断利用崩落的没有开采价值的矿石来填充采空区的方法。通过这一方法，采空区得到了有效的管理，对可能发生的坍塌事故起到预防和控制作用。该方法适用于地质条件不稳定且矿体价值不高的矿山。崩落采矿法又可分为单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法多种方法。其优点是安全、成本低、生产效率高。缺点是贫化率较高，并且可能导致地表塌陷。
崩落采矿法的适用条件：对矿石、围岩的物理力学性质，矿体赋存条件等，适应范围很广泛。理想的适用条件：一是矿石中等以上稳固的急倾斜矿体，二是上盘的围岩能够呈块状自然崩落。采用该种方法的必要前提条件是地表允许塌落。崩落采矿法的缺点：在开采作业过程中，矿石的贫化和损失大，高品位、高价值的矿床显然不能采用。
四、组合式采矿法
组合式采矿法是指将以上三种方法组合生成一种情况的方法。该方法从金属矿山的具体实际情况出发，兼具以上三种方法的优点，消饵或弱化方法的缺点。组合式采矿法常用在围岩不稳固、地压函待控制、矿体品位低且形态复杂的矿山开采中。常见的组合式采矿法有：留矿崩落法、分段空场崩落法、阶段留矿充填法等。
五、联合式采矿法
联合式采矿法指在同一矿块中同时或依次使用两种或两种以上开采方法的方法。联合式采矿法可以发挥不同开采方法在不同阶段和条件下的优势，具有良好的适应性。联合式采矿法特别适合开采矿层薄或矿脉形态复杂的矿山，这些矿山如果仅用单一一种开采方法难以获得理想的开采效率和经济效益，需要根据具体矿层情况灵活选择多种采矿方式。
综上所述，由于我国金属矿山的开采条件越来越复杂，未来的主流开采方式必定是组合采矿法和联合采矿法。必须在熟练掌握三大主要方法的前提下，因地制宜具体分析，选择出最适合的方法，在保障安全的同时达到经济效益最大化。
参考文献：
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[3]刘方.金属矿山地下采矿方法选择系统[D].武汉理工大学，2011
论文作者:罗国安,马立飞
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第20期
论文发表时间:2016/8/22
标签：矿房论文; 围岩论文; 崩落论文; 方法论文; 矿柱论文; 矿体论文; 采空区论文; 《低碳地产》2015年第20期论文;