金属矿山开采中的现代化采矿工艺技术

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摘要：金属矿山由于开采环境较为复杂，对采矿工艺与技术有着较高的要求，但始终存在较大的不稳定因素，容易造成安全事故的发生，所以我国金属矿山的开发数量一直较低。本文就将结合当前金属矿山开采中存在的问题，对现代化采矿工艺与技术进行深入分析和探讨，期望能够加强对采矿工艺与技术的了解和应用，起到促进开采质量和效果提高的作用，并保障开采的安全性。

关键词：金属矿山；采矿工艺；技术解析

在当前金属矿山开采情况中主要以地下开采为主，会形成较为封闭和复杂的开采环境，不利于开采作业质量和安全保障。这就需要开采工艺与技术必须严格按照技术要就进行开采，才能够既满足开采需求又满足安全需求[1]。为了更好的促进金属矿山开采的质量和效率，还需要不断加强对采矿工艺与技术的研究，尤其是结合现代化的技术手段，更好的提高采矿工艺与技术水平。

1金属矿山开采中存在的问题

（1）优质矿源稀少。金属矿山具有一定的稀缺性，尤其是优质矿源的稀缺性更高。且我国目前开采的金属矿山产量也较低，以中型金属矿山的占比更大，小型金属矿山的数量更多。所以在进行金属矿山开采时，会更注重开采所得的经济收益，造成其他资源耗能过高和固定资产浪费情况。（2）采矿技术较为落后，由于金属矿山的分布具有较大的差异性，在部分矿产资源丰富、采矿经验丰富的区域中，往往能够掌握更加先进的采矿技术和设备，吸引更加专业的采矿技术人才。而部分矿产资源较少的区域中，往往采用更加落后的采矿技术和设备，由于开采收益较低，不愿意对采矿技术和设备进行升级，使开采效率和质量更加降低。（3）造成生态环境的破坏。当前我国的金属矿山开采主要采取地下开采模式，很容易造成地下结构的破坏。还会在开采的过程中产生大量的垃圾和污水，对金属矿山周围的生态环境造成严重的破坏。并且随着不断的开采，会导致矿产资源的枯竭。

2金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术分析

（1）深部开采与原地溶浸采矿技术。对于超过地下600m深度的矿产资源需要采用深部开采技术进行开采，随着深部开采技术的不断研究和加强，开采深度也在不断加深，如今已经能够对地下950m以下的矿产资源进行开采，使过去无法开采的矿产资源等到更加充分的利用。原地溶浸采矿技术中包含了采矿、选矿、冶炼等多种技术，能够将传统的矿产资源开采模式改进为直接金属提取的开采模式。还具有较为广泛的应用性，能够对多种金属矿山进行开采，包括铜矿和金矿在内的二十多种金属矿山[2]。通过对原地溶浸采矿技术的分析能够将其优势总结为以下四点：第一点是能够减少开采矿石的工作量，也减少了尾砂和废石的产生，对于金属矿山周围生态环境的保护有着突出的优势；第二点是减少了开采矿石后的提出过程，能够使整个开采过程得以缩短，减少开采作业的成本，进而具有促进经济收益提高的优势；第三点是能够在常规开采技术无法开采的金属矿山中进行开采，具有更高的适应性优势；第四点是能够有效改善恶劣的开采环境，对于开采的安全性有着较大的保护优势。（2）空场采矿技术。留矿技术或采矿技术以外的自然采矿技术都可以称作空场采矿技术，主要是在规划的采矿区域内，预留出进行矿石提炼的场地后进行矿石的深入开采，然后再对矿石进行提炼。在实际的开采作业中，采用空场采矿技术需要满足一定的基本条件，包括围岩和矿石结构的稳定性较高、规定时间内的采空区中能够存在大面积暴露等。空场采矿技术是我国应用历史较长的采矿技术，已经形成较为成熟和完善的技术模式，在当前的金属矿山开采作业中，空场采矿技术的应用比例也能够达到55%左右。在当前对采矿技术要求不断提高的情况下，对于采矿技术也不断进行改进，并借鉴国外的空场采矿技术应用经验，最终形成了更加科学化的空场采矿技术。主要是在传统空场采矿技术的基础之上，先将大块的矿物资源进行矿柱堆砌后再进行开采，能够在保障开采质量和效率的基础之上，使矿物资源的利用率得到更大程度的提高。（3）充填技术。对于充填技术的研究有着国内外丰富的研究资料，使充填技术具有更为丰富的技术可能性。比如在研究资料中，根据充填体的基础支护作用，延伸出表面支护、局部支护和总体支护作用；在充填体和围岩相互作用的基础之上，通过时间和空间尺度进行阶段性的力学作用机理分析，也就是在围岩产生位移的情况下，当与充填体接触形成支撑关系后，充填体会随着围岩位移程度的加重表现出更高的挤密性，从而促进支撑作用的强化，能够对围岩的位移情况进行抑制，当围岩离层受到破坏时，与充填体产生的支撑关系能够促进围岩新压力拱的形成。通过对充填技术研究成果的总结能够概括出相互产生的力学作用机理，也就是充填体的密度和刚度更低于围岩、孔隙率更大于围岩，能够对应力形成更加强劲的吸收和转移作用，并对应力进行隔离，保持稳定的共同支撑关系。所以采用充填技术时，也就是通过充填体和围岩之间的力学作用，能够在抑制围岩变形和位移的同时不造成应力分布的改变，并提供围岩稳定的支撑作用力，使围岩的受力状态和承载能力都得到提高，避免发生岩体剥落的问题。（4）崩落采矿技术。崩落采矿技术还能够分为无底柱分段崩落技术与自然崩落技术两种技术类型，区分的主要依据就在于具体的使用方式存在较大的差异。其中无底柱分段崩落技术是从瑞典引进，经过我国金属矿山开采的实际应用验证后逐渐在开采作业中推广应用。在进行无底柱分段崩落技术应用时，需要做好对结构参数的优化，如果优化存在问题将会直接导致技术应用产生问题。自然崩落技术主要是通过岩石的自然应力作用形成落矿，能够发挥出更大的生产能力，降低开采的成本。在实际的金属矿山开采作业中，自然崩落技术更适用于矿化均匀、矿体厚大和易于崩落的低品位矿山的开采应用。

3金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术的安全措施

（1）加强采矿工艺与技术的安全保障。在进行金属矿山开采时，需要采用机械设备进行，对于机械设备的正常操作和日常维护就要格外重要。也要对操作人员的操作水平进行严格要求，并积极开展相关的培训和考核工作，确保操作人员能够正确操作机械设备，避免错误操作造成安全事故的发生。对于机械设备的结构、检修、故障等情况也要做到充分的了解，避免机械设备的高负荷运行，每次操作机械设备前要对设备状态进行检查，如果存在异常及时进行处理。还需要定期对机械设备进行深入的全面检查，及时更坏老化、破损等组件，保障机械设备的良好状态。对于爆破作业中采用的爆破器材必须要采用责任制进行专人监管，由专业人员对爆破器材进行维护，并由专业人员进行爆破作业，降低爆破事故的发生风险，提高金属矿山的开采安全保障。（2）加强开采技术和设备的升级优化。金属矿山的开采质量和效率会受到开采技术和设备的直接影响，所以需要不断加强技术的熟练程度，可以通过开采经验的分析和总结，以及对其他优秀开采经验的借鉴和学习，对开采技术进行不断的优化，促进开采技术水平的提高。且随着技术的不断发展，需要加强对开采质量和效率提高程度更大的先进技术的引进和学习，同时对相应的机械设备进行更新，能够始终保持开采技术的高水平状态。对于开采技术的应用和管理也要不断优化，对存在问题的管理模式进行调整，对于技术人员的责任意识也要不断加强，形成具有高技术水平和高素质能力的开采队伍，能够有效提高金属矿山开采的经济收益。

4金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术的可持续发展创新

（1）构建现代化生态矿业。在进行金属矿山开采时，由于会造成地质结构和生态环境的破坏，容易发生山体倒塌、雨季滑坡、泥石流等灾害。如果坍塌范围与地表大面积相连，还会导致地表的泥石和积水大量涌入开采矿洞中，对开采人员的生命安全造成严重威胁。现代化生态矿业能够更加注重金属矿山开采和生态环境的和谐性，降低开采过程中造成的破坏性影响，既能够保障生态环境的安全，也能够保障开采人员的生命安全。需要对金属矿山所在区域的生态系统、气候环境、地理环境的情况进行充分的了解，并结合矿山的开采沉陷理论和地都表的下沉情况进行科学的计算分析，在对开采作业进行科学规划，由于主开采的顺利进行。（2）保持开采作业的清洁性。传统的单一矿山开采方式会对矿山周围造成严重的污染，随着人们对环境保护意识的增强，也必须充分意识到清洁的重要性。为了满足开采作业的清洁性要求，可以采用以下三种措施进行开采：第一种是对开采人员进行严格管理，避免在开采作业期间对生活垃圾或废水进行的随意排放，可以采取集中堆放的方式，定期进行统一处理；第二种是对开采流程进行规范管理，尤其是对开采技术和设备的应用流程以及材料的生产流程，通过规范性的管理制度控制整个环节的整洁程度，也使开采流程更加有序；第三种是采用更加绿色环保的开采技术和设备进行开采，减少污染的产生，也降低资源的过度消耗，形成绿色环保的开采模式。（3）分区规划发展方向。我国幅员辽阔，不同地区的经济发展形势、矿产资源产量、气候和地理条件等都具有较大的差异性，所以为了更好的促进矿业的发展，也促进各区域的发展平衡，需要根据实际情况进行分区规划，制定具有针对性的发展方向，也能够使经济效益得到更好的保障，同时还有利于新型矿业模式的推广，更好的融入到各地区不同条件下的矿业中。在经济发展较好、矿产资源丰富的区域中，可以加大对矿业的投入，加强对现代化采矿工艺与技术的应用，总结更多的开采应用经验，有利于其他区域的借鉴学习。在经济发展较差、矿产资源匮乏的区域中，要注重对开采的监测和管控，避免过度开采造成的不良影响等。

5结语

在金属矿山的开采中，需要通过现代化采矿工艺与技术满足开采的需求，也是满足我国在资源能源产业方面的需求。本文就对现代化采矿工艺与技术进行了深入的分析和充分的探讨，期望能够为现代化采矿工艺与技术的提高起到参考作用。

参考文献

[1]曾步青.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].中国化工贸易,2019,011(009):63.

[2]肖亚辉.金属矿山开采中现代化采矿工艺与技术解析[J].中国化工贸易,2018,10(019):108.

作者：郭建来 单位：铜源国际工程设计研究有限公司