采矿工艺技术改造探析:采矿工艺技术改造探究

【摘 要】当前工业技术的不断发展，对于采矿工艺技术的要求也是越来越高，本文就是面对当前纷繁的经济局势，站在实际情况的角度上，根据采矿中发生的情况，浅显的对采矿工艺改造进行分析。

【关键词】采矿；工艺技术；改造

1.对采矿业的分析

在当前经济形势不断发展的今天，采矿业的发展也愈发的重要。随着科学技术的不断发展，采矿工艺向着科学化的方向发展也才成了当前的潮流趋势。采矿主要是将地壳内以及地表上进行矿产资源开发的一门技术和科学，它对于当前人们的生产、生活也有着极其重要的影响。

采矿主要包括了矿藏以及石油等的开采。采矿工业它是一种非常重要的原材料工业，冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割，并为回采时准备生产条件。将矿石崩落和破碎，装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业；露天回采分为穿孔、爆破及采装作业，将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中，经过矿仓和堆栈，将矿石混匀，同时保障生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。由于矿床的地质条件以及矿山技术条件不尽不同，采矿方法的种类也繁多，不同的方法采矿，其工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也不相同。若采矿的方法选择不当，将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备，才能获取较大的经济效益。

采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性，其主要表现在以下几个方面：

（1）采掘加工的原料主要是自然存在的矿体。矿址是不能自由选择的，矿床的工业储量也不能输入，不可再生。

（2）采矿人员及设备常常要随着采矿的进程同加工对象一起转移，基本上没有固定用来加工的车间。同时开拓、采准以及回采工作要互相协调，才能够保障矿山的正常生产。相反就会造成采剥或采掘失调，迫使矿山减产，增加损失。

（3）对于开采工作来说，它总的趋势是采掘条件越来越差，采出来的矿石品位逐渐降低，成本也有可能随之增高。因为岩石的混入会使得矿石贫化，降低质量，还有部分矿石难以采出，而被迫损失于地下。

（4）矿体的赋存条件、形状复杂，品位也分布不均。工业储量在整个开采的过程中可能存在较大的变化，使采矿的设计工作很难标准化，加上建矿周期长，基建投资相对较大，所以投资的风险性也会随之增大。

（5）采矿工作一般是在露天或者地下采场。劳动量相当大，工作条件比较差，安全性难以得到有效保障，同时对于综合机械化及自动化很难实现，因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。

（6）更为关键的一点在于：整个矿山所实现的经济效益并非取决于矿山管理水平的高低，其在很大程度上与采矿石市场价值高低及供求问题是密切相关的。

2.采矿运用的技术方法

几千年来，我国就一直致力于矿产的开发，其方法大多是依靠人力，基本上没有什么技术含量。现如今，随着科学技术的不断发展，采矿方法也得到不断的更新。而采矿方法的选择往往并不是从现有的方法中选取出一种相对较好的方法。有时还需要结合矿床地质条件及要求，而创造性地应用当前已有采矿方法工艺和结构知识，提出更能符合大众要求的新方法。采矿的方法大致有以下几种：

（1）普通机械化的开采方式。我们常常看见的大多数矿床都是用普通机械化方法开采。机械化开采又常常分为露天及地下开采两个大类。露天开采是将矿体上覆着的岩层剥离，然后自上而下进行开采作业。

（2）特殊采矿法。特殊采矿法分为地下物理化学和海洋采矿。物理化学采矿法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融体从地下举升到地面进行提取。这类方法的好处主要是“投资省、见效快、工作条件好”，但它只适用于铜、铀和一些金属的矿物和盐、碱及自然硫等。海洋采矿主要是对滨海大陆架及洋底蕴藏的大量有用矿藏的开采，而洋底的锰结核还尚处于试开采阶段。

（3）空场法和填充法。这两种方法主要是为了提高对矿床的地质资料的性和完整性的要求，它的特点是在回采的过程中，采空区主要是靠暂留或者长期残留的矿柱去进行支撑，整个过程采空区始终都是空着的。

3.采矿工艺技术改造

现代科技的迅猛发展，人们对于采矿工艺的改造也愈发看重。当前，我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿，而工艺对于坚硬的矿石，大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采；而对于松软的矿层，则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采；相对于松软的砂矿床，更多是采用水力进行冲采；对于裂隙发育较好的矿体，则可以采用自然崩落的方法进行开采。“矿床开拓、掘沟工程、穿孔、爆破、采装、运输、排土”是露天矿山的主要开采工艺；相较于露天开采，地下矿山的开采就相对复杂一些，它主要包含了“矿床开拓、井巷掘进和支护、矿块采准和切割、回采工作面凿岩爆破、矿石运搬、采场支护和地压管理、矿柱回采和空区处理等等”。

如今，随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进，而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法，在地质条件较为复杂的环境下，取得了较好的效果，经济效益也随之明显提高。特别是刨煤机装置能实现3m/s以上的切割速度且切割功率达到了2×400kW以上。这也就是是说，刨煤机的每刀切深提高到了250mm，这对于煤炭开采工作效率的提升而言是极为关键的。其次，改变开采过程中的不合理的部分，尽量较大程度的进行露天开采，从而提高经济效益。再次，进行排土方式的改进，采用更为经济有效的排土方式。再次，对供电系统进行改进，合理布局，减少电路损耗。，进行采掘设备的改进，让整体设备向数字化、智能化转变，对露天操作设备，井下电机车，和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是，井下安全作业的改进，提高安全作业率。

采矿工艺技术改造探析:采矿工艺技术的应用及相应的技术改造的分析

【摘 要】 随着科技的发展，我国的采矿工艺技术也不断发展成熟，在采矿作业中得到越来越广泛的运用，为采矿业的现代化做出了重要贡献。采矿工艺技术的应用合理与否，直接关系到采矿企业的经济效益、工作人员的人身安全等。本文对采矿工艺技术的应用及相应技术的改造进行了简单分析，以促使采矿工艺技术在采矿作业中发挥更大的作用。

【关键词】 采矿 工艺技术 应用 改造

1引言

采矿业是当今社会生产生活中一项必不可少的原料工业，对整个社会发展有着十分重要的作用。在我国开展经济建设的时代潮流中，要使矿产企业的生产效益得到较大程度的提高，采用先进的、合理的采矿工艺技术是最为有效的手段。传统的采矿工艺技术包括充填采矿、空场采矿、溶浸采矿和崩落采矿等等，这些技术在实际采矿过程中都有不一样的应用，也有其各自需要注意的问题。另外，随着绿色自然、低碳环保的理念越来越得到广大民众的推崇，绿色采矿工艺技术也越来越受到人们关注，对相应的采矿工艺技术向节能、环保方向进行改造，是矿产企业现代化发展的要求，也是社会经济发展的必然要求。

2 几种常见的采矿工艺技术的应用

2.1 充填采矿工艺技术的应用

在采矿作业中，进行回采工作面推进时，对采空区的维护需要用充填材料对其进行逐一充填，有时还需要与支架相结合，这就要用到采矿充填工艺技术。充填采空区是用已成型的充填体管理地压，控制好地表下沉及围岩崩落，防止矿石自然引起的火灾，从而为回采提供安全便利的环境。

2.2 空场采矿工艺技术的应用

空场采矿工艺技术，是指将矿块分为矿房和矿柱两部分，先采矿房后采矿柱逐一回采的采矿方法。[1]矿房的回采主要使用敞空形式，利用矿柱和围岩来增加矿房强度。采完矿房后，要及时回采矿柱，并同时对采空区进行适当的处理，应用相应的工艺技术对矿房进行充填，以改善矿柱的回采环境。

2.3 崩落采矿工艺技术的应用

崩落采矿工艺技术一般应用于围岩允许塌陷并且较易崩落的地表矿体的开采。[2]采用该项技术进行回采工作的过程中，对围岩崩落和采空区充填都需要明确的计划，从而对围岩崩落时的地压达到有效管理。

2.4 溶浸采矿工艺技术的应用

所谓的溶浸采矿工艺技术，是一种将矿产的化学性质和物理性质结合起来运用的采矿技术，是一门较为现代化的技术。使用该项技术时，首先要将溶浸液注入矿层中，通过溶浸液与矿石发生的化学反应浸出矿石中有用的成分，再将这些变成液态的有用成分回收，从而达到开采矿石的目的。

2.5 岩体加固技术的应用

在矿产开采过程中通常需要对岩体进行加固，常用的加固方法有锚杆支护和锚索两种。锚杆的加固深度只到岩石表层2～3米，锚索加固可以达到岩石内部20米以上，因此锚索通常用来稳固大型地下溜井和硐室、采场顶板和上下盘围岩等。另外，井巷中破碎严重的岩体甚至流砂的加固则可以采用注浆加固法。

3 采矿工艺技术应用需注意的问题

不同的矿区具有不同的地质条件和不同的矿产分布情况，这些都会给采矿作业的实际操作带来很大的影响。因此，在选择采矿工艺技术时，一定要结合该矿区的实际情况，科学、合理地进行矿产开采。否则，不但会影响到采矿企业的经济效益，造成资源浪费，甚至威胁到采矿人员的生命财产安全。

空场采矿工艺技术并不是所有采矿作业中的采空区都可以直接应用，如果围岩或矿石存在松动可能，则必须在对其进行加固后才能应用该项技术；崩落采矿工艺技术通常只适用于围岩允许塌陷且容易崩落的地表矿体，并且需要与特定的回采方式及相应的开采流程相配合，所以该项工艺技术要根据实际情况有针对性地进行选择；在采矿作业中应用充填采矿工艺技术时，则要结合矿块的结构和回采工作面推进方向来确定填充方法，比如选用向上层、单层、向下层，以及水力、干式、胶结等方式进行充填；应用溶浸采矿工艺技术时，则需要对浸出地点和浸出方式加以关注，有针对性地选择原地浸出、原地破碎浸出和地表浸出等方式；岩体加固技术对采矿作业有着不容忽视的重大作用，这项技术是保障矿产安全开采的重要手段，应得到高度重视。

在具体采矿作业中，安全是所有工作的前提，一切采矿工艺技术都要在此基础上才能进行生产。另外，绿色生态和低碳环保的理念也必须根植于内，在尽量减少采矿作业对环境造成的不良影响的前提下，合理选择采矿工艺技术，不断提高矿产企业的经济效益。[3]

4 采矿工艺技术的改造

除了上述几项采矿工艺技术外，我国的采矿工艺还分为露天矿体采矿工艺和地下矿体采矿工艺，露天矿山采矿工艺包括穿孔、采装、爆破、排土、运输等等，地下矿山采矿工艺包括井巷掘进、矿床开拓、采场支护、空区处理和地压管理等等。另外，随着科技进步和时展，绿色开采技术也成为采矿业的重要发展部分，目前应用较多的绿色开采技术包括保水开采技术、洁净煤技术、地下气化技术等等，但在这方面仍存在许多问题值得我们探讨和改造。

对相应的采矿工艺技术进行适当的改造可以有效地节约资源，提高采矿企业的经济效益，近年来，我国对采矿工艺技术进行了以下几点改造，使采矿技术得到了较快的发展。及时，提出了药壶爆破和提高炮孔临近系数等几项全新爆破技术，使一些地质条件复杂的矿山爆破作业取得良好的效果，显著提升了经济效益。第二，对排土方式进行改进。取消了传统场地排土的方法，改用边缘排土与分层码堆相结合的形式，取得了很大的成功。第三，修改了部分初步设计的内容及不合理的开采现状，避免了露天矿山后续作业出现剥采失衡问题。第四，优化电力系统。科学合理地布置电力线路，使电路损耗降到低，极大地提升了电铲效率。第五，对部分小型煤矿采用伪倾斜柔性掩护支架法采矿。这项技术简化了生产系统，增长了工作面和倾斜煤层走向，使巷道布局更为科学合理。第六，采用掩护支架分离采空区和工作空间，实现工作面煤炭自溜，很大程度上减轻了采矿工作人员的劳动强度，增强了采矿作业的安全性。第七，将刨煤机开采技术应用到部分煤层较薄的煤矿中，显著提高了煤炭的生产效率。另外，刨煤机智能驱动系统在工作面输送机中的成功应用，也是实现工作面采煤全自动化的有利条件。[4]

5 结语

总而言之，矿产行业经过长期的发展，许多采矿工艺技术都已相对成熟，这些技术的合理应用给采矿企业带来了极大的经济效益。但与此同时，社会生产生活对矿产的需求不断增长，矿产资源日益减少，这促使我们不得不以长远的眼光来看待矿产开采，以可持续发展的战略来指导采矿工艺技术的改造，从而以对自然生态最小的影响，实现采矿企业较大的效益。

采矿工艺技术改造探析:浅议采矿工艺技术改造

【摘 要】随着我国经济的不断发展，工业技术也有了新的突破，人类对矿产资源的需求也不断增加，对于采矿工艺技术的要求也是越来越高，在这种强大的压力和我国的国情之下，我国的采矿工程事业必须要跟紧世界形势，不断对开采方法进行创新，开发利用好有限的资源。

【关键词】采矿；技术；改造；方法

目前，各国经济技术发展对矿产资源的需求越来越大。随着人口的不断增长再多的资源也有用完的时候。因此，为了人类生存和可持续发展必须合理开发利用矿产资源。同时在矿产资源的开采过程中，开采方法的革新越来越受到人们的关注希望。通过新的技术和方法，实现一个既能保障可持续发展又能满足人们需求的矿产开采。

1.对采矿业的分析

随着我国经济的迅速发展，对矿产资源的应用也越来越广，采矿业的发展也变得的重要起来。在科学技术发展的今天，各行各业都在运用科学技术，采矿业也应随着时代的发展实现科学化，实现采矿业新的突破。目前，各大企业以及人们的生产、生活都离不开矿产资源。矿产资源对于社会有着极其重要的影响。作为一门技术采矿就是将地壳内以及地表上进行矿产资源的开发。如石油以及矿藏的开采都可以统称为采矿。

采矿工业它是一种非常重要的原材料工业，冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割，并为回采时准备生产条件。

将矿石崩落和破碎，装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业；露天回采分为穿孔、爆破及采装作业，将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中，经过矿仓和堆栈，将矿石混匀，同时保障生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。另外采矿方法的种类也繁多，可以根据矿床的地质条件选用适合的采矿方法，如若选择不当的采矿方法，将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备，才能获取较大的经济效益。另外工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也必须适合矿床的地质条件。采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性，其主要表现在以下几个方面：①采矿的原料是不可再生的。②没有固定的加工车间，采矿人员及设备要随着采矿进程同加工对象一起转移。③采掘条件决定了成本的高低。④采矿工作一般是在露天或者地下采场。工作条件比较差，安全系数比较低，因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。⑤采矿石市场价值高低及供求问题与矿山的经济效益是密切相关的，经济效益不取决于矿山管理水平的高低。

2.采矿工艺改造的必要性

首先，我国矿产资源的特点。矿产资源总量多但人均少。我国矿产资源总量居世界第3位较大，仅次于美国和俄罗斯。但由于我国人口基数大人均占有量仅居世界第53位。另一方面，矿产储量分布不均，贫矿偏多。我国已探明156种矿产但比较丰富的主要要煤、稀土、钨、钼等但铬铁矿、钾盐、金刚石、铂族金属等储量明显不足。另外，与世界资源大国相比，我国中型矿和小型矿偏多，大型矿床偏少。其次，矿产资源开发技术手段落后。几千年来，我国就一直致力于矿产的开发，其方法大多是依靠人力，基本上没有什么技术含量。现如今，随着科学技术的不断发展，采矿方法也得到不断的更新。，采矿工程中的安全问题。对于采矿工程，我们都知道，采矿工程不仅是一项技术性的复杂工程，而且也是一项具有极大安全隐患的工程。采矿工程都需要搭建煤矿井，而且煤矿井采矿都需要进行地下作业，这就决定了采矿工程要受到自然条件的影响，而且自然因素对采矿作业还具有很大的约束力，因为对于不同矿产资源的地质构造，需要采取不同的矿产开采方法及技术，尽管如此，仍然会产生很多的自然灾害，例如矿井坍塌，瓦斯爆炸，矿井内部的火灾，断点，透水等等。这些采矿工程问题都会对作业人员的安全带来巨大的安全隐患，如果人们对它稍有不注意，就会造成巨大的损失与不幸。同时，矿产开采还具有复杂的生产系统，矿井内部还比较黑暗，通道狭窄，聚集了大量的工作人员，由于地质条件的变动，作业地点也要随时进行变动，这些问题对于采矿工程来说都是极易发生的，而且还都会给采矿工程带来新的问题和安全事故，如果这些问题不给以及时的处理，甚至会引发更大的事故，为采矿工作和作业人员带来了安全问题。实践证明，正确地选择采矿方法对于采矿工程的开展是十分重要的。采矿方法的选择正确与否，将直接影响到矿山的生产能力和经济效益。合理的采矿方法既能保障安全生产，有较高的采矿强度及优越的经济效果，又能充分利用资源等。

3.采矿工艺技术改造

随着现代科技技术的发展，采矿技术上也有了新的突破。当前，我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿，而工艺对于坚硬的矿石，大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采；而对于松软的矿层，则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采等等，如今，随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进，而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法，在地质条件较为复杂的环境下，取得了较好的效果，经济效益也随之明显提高。其次，改变开采过程中的不合理的部分，尽量较大程度的进行露天开采，从而提高经济效益。再次，进行排土方式的改进，采用更为经济有效的排土方式。另外，对供电系统进行改进，合理布局，减少电路损耗。，进行采掘设备的改进，让整体设备向数字化、智能化转变，对露天操作设备，井下电机车，和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是，井下安全作业的改进，提高安全作业率。虽然采矿工程技术也在逐年的更新，但是无法追上时代的脚步，小小的更新不过是杯水车薪，距离世界的先进水平还有很大的距离，导致我国矿产资源的严重损失，我们可以先要停止一些采矿企业，让其进行技术转型，往环保方向和可持续发展路线的方向去进行改造。目前我国科技发展的状态，已经可以利用一些技术来替代矿产资源的损耗，例如我国可以利用太阳能来取代多种矿资源，从来而减少矿业的开采。然后再根据国家矿业的实际需求量来给每个采矿企业实施限量的开采定额，让其在规定的范围内进行规定量的矿业开采。又如，很多国家利用风能和水能进行发电，从而减少了煤矿业的开采，并为后代争取了一定的时间，使他们能够有更多的时间来解决这个全球性的问题。当然这个问题不是靠某一个国家就能够解决的，只有全球人们联合起来才能够有效的进行缓解，如果某些国家仍对不可再生资源进行开采的话，那么留给后代解决问题的时间就越来越少，不可再生资源也会越来越紧缺。

总之，为了满足人们对矿产资源更多的需求，为了矿产资源的可持续发展，必须采用正确的采矿工作模式，完善采矿管理中存在的缺陷，创新采矿模式，建立起良好的管理体系，找出可持续发展的平衡点，使得不可再生资源得到合理的利用。

采矿工艺技术改造探析:试探采矿工艺技术改造

摘要：许多铜矿开采的实例表明，对于不稳定矿带的开采，选择怎样的采矿方法是至关重要的。文章结合丰山铜矿具体实例，解释了分段碎石胶结充填法在不稳固矿带的应用原因、方法和效果。

关键词：采矿工艺；崩落法；填充法；技术改造；经济效益

一、地质状况概述

丰山铜矿的南缘矿带存在于花岗长斑岩和嘉陵江灰岩的接触带中，矿体东西走向长度约1000m；延深大约350m；倾角约50°-80°，平均56°；矿体的厚度变化1m-75m间，平均厚度约27m；矿体沿倾斜方向的分枝复台理象比较普遍，产状变化大，矿体中有夹石，矿石以含有铜矽卡岩为主；含铜大理岩与含铜花岗长斑岩矿石大约占总矿石量的15%。矿石稳固性差，f=4-6。上盘围岩是大理岩，f=6-8；节理裂隙非常发育，节理面填为绿泥石化、滑石化等金属矿物，形成较光滑节理面，极易沿节理面大块冒落，属于不稳固。下盘围岩是花岗长斑岩，受到较为严重的风化合构造破坏。F=4-6，掘进巷道的过程中，常以小块形式自然冒落，稳固性很差。

二、无底柱分段崩落采矿法

及时，矿块的结构参数和采切巷道的布置。此采矿法的结构参数及采切巷道布置为中段高度50m，分段高度10m，进路间距10m，回采进路规格3.1m×3.1m（宽×高）。分段运输道布置在矿体下盘围岩中，距离矿体界线7m-8m，通过主斜坡道和分段分枝斜坡道与下盘分段运输道联通。回采巷道垂直于矿体走向布置，溜井间距50m-70m，于矿体上盘沿矿体走向掘进切割平巷，在切割平巷的适当位置打切割井，使用切割平巷和切割井联合拉槽。

第二，存在的问题。因为南缘矿带矿石和围岩的稳固性差等引起诸多问题，如：经常发生巷道片帮冒顶、分段坑道存在多处垮塌；采矿过程中深孔变形破坏，炮孔利用率只有约60%，导致爆破效果较差，出现悬顶现象；放矿无规律可循，且出矿口垮落过高，在停止出矿后，崩落废石在巷道的堆积距离仍然很长，极易埋住后排的炮孔，使得不能装药爆破；矿体形态较复杂、产状变化多、夹石穿插频繁，难剔除，且矿石流动性较差，废石流动性较好，在出矿过程里容易超前贫化，较难控制出矿品位。

三、分段碎石胶结充填法

把一个中段50m的高度平均分成5个分段，在分段内布置垂直于矿体走向的采场。在分段采场内，按照采矿步距4m-6m或更长组织采、出、充循环作业，沿矿体走向不留矿柱连续回采。分段采场断而呈类似椭圆状的多边形，周围应力集中较小，顶板上基本无受拉破坏区域，有利于保持采场的稳定。使用自然级配的碎石胶结充填技术，充填碎石料经过水泥浆自淋混合在采场无需脱水。用台车凿岩，铲运机出矿和充填，实现了采矿、出矿及充填作业全盘无轨机械化运作。

及时，采切巷道布置。使用下盘脉外斜坡道采准，分段沿脉平巷、溜矿井、充填井及通风泄水井等布置于在各分段水平的下盘脉外。各个分段同分枝斜坡道连接，分枝斜坡道同主斜坡道相连通，主斜坡道直接连通地表。斜坡道断面4.2m×3.2m（宽×高），分段沿脉道3.8m×3.2m（宽×高），天溜井联络道及进路3.4m×3.0m（宽×高），充填井直径2m。每条进路当头和进路夹石后面布置规格2m×2m的切割井。巷道掘进通常使用光面爆破技术。支护形式有喷锚支护、超前锚杆支护、喷锚网联合支护、整体混凝土浇灌支护及E型块衬砌支护等。采切工程使用喷锚网支护，喷厚度100mm混凝土，锚杆每排5根-6根，每根长为1.5m-1.8m，排距为1.0m-1.5m，金属网固定于锚杆位置

第二，回采工艺。回采工艺使用CTC700型风动采矿台车，配YGZ-90型凿岩机钻凿直径65mm的向扇形中深孔，每排8-9孔，排距为1.5m，最深炮孔为7m，凿岩效率40m-50m／（台・班）。采用2#岩石炸药，FZY-l00型风动装药器装药，孔底起爆器及非电导爆管分段起爆。每次爆破3-4排，崩矿步距约为4m-6m，炸药单耗综合平均0.72kg／t。使用WJD-1.5电动铲运机出矿。当采矿步距小于6m时，在回采进路内出矿，而大于6m时在回采进路和出矿横巷相结合出矿或者使用遥控铲运机出矿。为了保障出矿安全，铲运机司机只允许在巷道中作业，不能进入采空区。

第三，充填工艺。南缘矿带的设计生产力1500t／d，欲达到要求，需建立工业碎石胶结充填系统。在地面将水泥搅拌制成浓度约为56%的水泥浆，经过管道自流进入井下，将露天排土场的废石破碎成40mm以下的自然级配碎石或者使用掘进巷道废石当作充填材料。通过3m的主充填井，下放到中段水平，经传送带输送至各个分充填井，而后到各个分段水平。在井下充填水平，将水泥直接淋在碎石堆上进行自淋混合之后，由铲运机把充填材料运送到采场进行充填。铲运机的装卸过程可以让充填材料再次混合，从而形成均质充填体。

四、技术改造效果

碎石水泥浆胶结充填工艺技术有效解决了在无底柱分段崩落法开采过程中存在的许多问题。生产实践证明矿区分段碎石胶结充填采矿法工艺、技术先进，能够解决生产过程中的问题，尤其体现在三个方面：一是解除山体滑坡的威胁及地表水对井下造成的威胁；二是解决巷道坍塌炮孔变形问题，保障了生产安全；三是大大降低采矿贫化率和损失率，使得出矿品位提高，带来可观的经济效益，同时资源被充分回收，显著增加社会效益。

五、结束语

分段碎石胶结充填法在不稳定矿带中成功的应用并收获良好效果，但在诸多方面仍需改善和提高。总之，在实践中不断探索和改造，必定会在采矿工艺上取得进步，充分利用资源，降低成本消耗，保障生产安全，更加高效高产的完成采矿任务，从而提高经济效益。

（作者单位：龙煤集团鹤岗分公司益新煤矿）

采矿工艺技术改造探析:试谈铜矿采矿工艺技术改造

论文关键词：倾斜中厚矿体；高硫矿体；采矿方法选择；爆力运搬；嗣后充填

论文摘要：铜矿的开采实践表明，对于倾斜、缓倾斜中厚高硫矿床采矿方法的选择是至关重要的；根据其复杂多变的地质条件及国内外开采状况，提出选用爆力运搬分段空场嗣后一次充填采矿法较为适宜，该法可以达到降低损失贫化率，减少采准工程量，提高采场生产能力的预期目的。

1前言

该铜矿于1959年建成投产，设计年产矿石30万t。由于该矿地质条件复杂，矿石含硫高，矿体开采技术条件复杂，曾先后经历了坑采、露采、坑采的艰难历程；坑采工艺也先后使用过崩落法、充填法等。随着矿山的老龄化，矿产资源减少，开采中段逐年下降，深部矿体变缓变薄，原采矿工艺已不再适用这部分矿体的开采，为此必须寻求新的采矿方法。

2矿区地质及开采技术条件

矿区矿体均为北东走向，倾向南东，由于成矿受火成岩等构造控制，将全矿区矿床分成三个矿段，即主矿段、前山矿段、前山南矿段。整个矿区矿体形状复杂，其大小矿体多达117个。主要矿体有4＃、5＃、15＃、30＃、29＃、79＃、84＃等。矿体沿走向长度为50～200m，水平厚度2～80m，倾角30°～60°。矿体除顶盘围岩小部分是稳固性差的燧石、黄铁矿带以外，其它矿体顶板均为大理岩，稳固性好，f=8；底盘围岩均为闪长岩，f=3～5，因节理裂隙发育，遇水风化潮解，稳固性差。矿体按矿石组分可分为铜硫型、铜铁型和单硫型3种。铜硫型矿石占铜矿储量的66.94%，平均含硫品位24.5%，较高达38%～44%。从矿石结构构造上看，分为含铜矽卡岩和含铜磁铁矿，结晶细粒呈致密块状产出，而黄铁矿除少量为致密块状外，大部分为结晶颗粒疏松状产出，矿石容易破碎呈粉状，易氧化。矿石含铜品位平均为1.62%，矿石体重3.75t/m3。目前矿山生产中段主要为-257 m中段，该中段分布有4＃、15＃、29＃、30＃矿体，其中15＃、29＃矿体在本中段尖灭；4＃和30＃矿体走向近东西，倾向南，倾角20°～55°，矿体厚度为10～25m，平均15m。在矿体倾斜方向，其厚度、倾角及形状均不稳定，往下具有变缓变薄的趋势，据地质资料统计，-257m中段c+d级储量共160万t，缓倾斜、倾斜矿体储量为64万t，占40%。-257m中段以下约412.2万t储量中，缓倾斜、倾斜矿体储量比重将显著增加。

3矿山开采状况及存在的问题

矿山投产初期，对前山4＃、5＃矿体采用无底柱分段崩落法开采，由于矿石含硫高，工作面温度一般为35℃，较高达50～60℃，炮孔温度一般为40～50℃，较高达120℃。由于矿石自燃、药包自爆、曾使+21.5m和+15.5m分段两度被迫停产。为降低损失贫化，改善作业环境，后改用有底柱小中段崩落法开采。但有底柱分段崩落法仍然没有解决矿体回采过程中矿石自燃、药包自爆、so2毒气危害、残矿无法回采等问题，1965年矿山不得不改用露天开采。

随着露天开采境界的最终形成，铜矿于1981年又转入地下开采。采矿工艺改用小中段空场嗣后一次充填法回采。先采矿柱，采后用混凝土充填；后采矿房，采后用尾砂充填。实践证明，采用充填法开采急倾斜矿体比用崩落法开采损失贫化率降低50%，作业环境明显改善，作业面温度由35℃降至20～26℃，中深孔温度由40～50℃降至30～40℃，so2浓度也相应降低。因此，该铜矿从1981年开始一直沿用该法。但随着开采中段从-40m下降至-257m，缓倾斜、倾斜矿体比重逐步增加，单一采用分段空场嗣后一次充填法存在如下问题：

随着矿体倾角变缓，厚度变薄，采切工程量随之增加，千吨采切比高达25m/kt；

支护工程量增加。由于矿体底板为花岗闪长斑岩，揭露后易风化，遇水膨胀成泥，为保障采切工程的稳定性，不得不加大支护工作量，导致掘进成本高达650.3元/m。

损失贫化增大。统计资料表明，矿石贫化率为18.5%，矿石损失率为17.04%。

4采矿方法的选择与实施

综观矿山开采史，倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采主要采用分段空场法和房柱法，其次为充填法和崩落法，通常采用无轨化开采，实现高度机械化。结合铜矿的实际，在目前经济效益滑坡和资源减少的情况下，对此类矿体采矿方法的选择必须满足“三高三低二易一不变”的要求。“三高”即生产能力高、采矿工效高、安全程度高；“三低”即采切比低、损失贫化低、采矿成本低；“二易”即采矿工艺易于掌握、施工简易；“一不变”即充分利用矿山现有的中深孔凿岩设备及电耙、振动出矿机等出矿设备。通过对国内倾斜、缓倾斜中厚矿体矿山的实地考察，提出对倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采，宜采用爆力运搬分段空场嗣后一次充填法，设计采场生产能力为150～200t/d，千吨采切比5～10m/kt，矿石损失率5%～8%，矿石贫化率5%～10%。该方法拟在30＃矿体中进行工业试验。

4.1矿块布置和构成要素

在试验过程中，沿矿体走向划分矿房矿柱，先采矿房两侧矿柱，后采矿房。采用中深孔凿岩，分段爆破，爆力运矿，空场下电耙(振动放矿机)出矿。矿柱回采后用尾砂胶结充填，矿房回采后用尾砂充填。

其阶段高度为43m，中段高度分别为18m和25m；矿块长为中段斜长，为28m和38m，矿块宽为18～36m，其中矿房12～24m，矿柱6～12m。阶段不留顶、底柱，分段中留人工或矿石间柱。

4.2采切工程布置

采用电耙底部结构或振动放矿底部结构，前者构成接矿堑沟加电耙道，用电耙耙运矿石；后者构成接矿堑沟加振动放矿机硐室，振动放矿机出矿。切割槽的形成为首先在堑沟平巷矿房(柱)中央垂直矿体倾斜方向向上掘切割天井，然后以切割天井为自由面，采用中深孔凿岩，打平行或扇形深孔，向矿房(柱)两侧拉切割槽，拉槽与辟漏(堑沟)一并完成。

4.3回采

采用ygz-90型钻机，配fjy27b型凿岩台架，在凿岩上山内钻凿中深孔，所有炮孔一次打完，分次装药爆破，每次爆破的矿石量以堑沟恰能容纳为准。爆后矿石经电耙(振动放矿机)放出。矿块回采时，先采矿房两侧矿柱，采后尾胶充填，再采矿房，采后尾砂充填。

结语

倾斜、缓倾斜中厚矿体因其采场矿石运搬和控顶比较困难，通常视为难采矿体，寻找安全、经济合理的采矿方法是有待进一步研究的课题，而对于铜矿此类高硫矿体的采矿方法更值得深入研究。本文提出的爆力运矿分段空场嗣后一次充填法可否适应，还有待于在回采工业试验中得以证明。