论文部分内容阅读
【摘 要】本文主要介紹了空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法、原地溶浸采矿法等几种方法的应用，在采矿方法技术上进行优化及创新。
【关键词】采矿；采矿方法；创新；应用
采矿主要是为人们的生产和生活提供必要的矿产资源，具有非常重要的地位和作用。随着当今科学技术和社会经济的发展，新技术、新工艺和新设备层出不穷，促使采矿方法也有了新的变化和进步。现今有很多的采矿方法，我们需要结合地质的条件和要求，创造性地提出可行的采矿方法。采矿方法的创新，倡导科学采矿，这是对采矿工业发展规律认识的深化，是促进采矿工业健康发展的重要驱动力。自20世纪70年代开始，我国就结合矿山开展了非常多的采矿方法的试验研究，取得了不错的成绩。
1.空场采矿法
空场采矿法，主要是指在回采的过程中，采空区始终是空着的，主要是依靠一些不规则矿柱或者人工支柱进行支撑。使用这种采矿方法，必然要对矿石和围岩的稳固性提出较高的要求，否则就有可能出现意外情况，造成一定的经济损失。这就要求，在最终确定使用空场采矿法之前，一定要提高矿床地质资料的准确性与完整性，对矿山地质条件进行非常深入的研究，有充分的把握或者实验成功以后才能最终选定采矿方法。
空场采矿法具有很多的优点，比如大采场、空场、深孔、阶段出矿等等，可以在其中直接使用大型的装载运输设备，使得采矿的强度得到大幅度的提高，从而使得出矿的成本相对地降低下来。因此，空场采矿法在地下采矿过程中，利用率非常高，尤其是在如加拿大、南非等国家和地区有着绝对的优势。
空场采矿法在我国矿业应用的开先河之作，就是20世纪50年代首次在华铜铜矿试用中深孔分段空场法。空场采矿方法真正成为矿山的重要采矿方法，最主要的原因是因为大直径深孔采矿法在凡口铅锌矿的试验成功、推广应用，实现了高效率、高效益的采矿。
2.崩落采矿法
崩落采矿法适用于采场结构非常简单，是单步骤、按一定的顺序进行连续回采，不需要将采区划分为矿房和矿柱两步骤回采。崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理，也就是说，在矿石采出的同时或者稍后，有计划地强制或者自然崩落矿体上部的围岩，用来充填采空区。当然，前提必须是上部的地表允许崩落，没有水体和流沙，不会造成太大损失。这样，采用崩落采矿法，一来可以避免回采矿柱，以免影响工作人员的人身安全和遗留矿石的损失，二来可以避免处理采空区，节约了生产成本，提高了采矿效率。因此，崩落采矿法在矿业生产实践中，使用比较广泛。崩落采矿法最主要的有以下几种：
（1）有底柱分段崩落法：矿房留有底柱，将整个开采过程划分为若干个分段，自上而下地逐段地进行回采，底柱随同下一分段的矿石一起采出。顶部的围岩应自然崩落，如若不能自行崩落，应及时进行强制崩落，或者用充填料进行充填。
（2）无底柱分段崩落法：使用这种采矿方法，简化了采区的结构，取消了结构复杂的底柱，增大了进路间距，提高了工人的劳动生产率，降低了成本，提高了采矿的强度。因此，它是一种非常安全、高效的采矿方法，在实际应用中所占据的比例非常高。
（3）阶段崩落法：阶段崩落法与分段崩落法非常接近，不同之处就在于阶段底部布置底部结构。根据围岩落矿方式的不同，阶段崩落法分为阶段自然崩落法和阶段强制崩落法两种。
3.充填采矿法
现在各地经常出现由于采矿出现的地表下沉、地面陷落等现象。因此，需要在采矿作业后，对采空区进行充填，以防止地表下沉或者上部围岩的崩落。这种用充填料对采空区进行逐步充填的采矿方法，就是充填采矿法。它可以实现机械化和设备大型化，不但能够防止围岩崩落和地表下沉，还能够为回采工作创造一定的便利条件，并能够预防因自燃性矿石而引起的火灾等。随着绿色开采、生态矿山概念的不断推广，充填技术逐步趋于成熟，使得我国采矿工业的局面得到了改善，一些采矿沉陷区得到了有效的治理。根据充填料的不同和输送充填料的方式不同，充填采矿法可以分为以下三种：
（1）干式充填采矿法：这是一种最早的充填采矿方法，利用地面或井下的干式充填料（砂石、废石等等，要求有一定强度、化学性质稳定），随着回采工作的进行，自下而上地逐层充填采空区。干式充填采矿法，可以维护围岩，也可以形成继续上采的工作平台。但是随着充填技术的日益进步，干式充填法暴露出了越来越多的缺点，比如生产率较低、矿石贫化率高、充填时间长等，在实践中的使用率逐年下降。
（2）水力充填采矿法：将碎石砂石、炉渣、尾砂等混合水，借助管道输送到井下，作为充填料对采空区进行充填。充填水从矿房渗透出经滤水井流出，充填料则留下来充填采空区。充填料尽可能地选取加工运输比较方便、价格比较便宜的材料，争取做到就地取材，同时充填料还应该不溶于水，颗粒度不能过大或过小。随着采矿技术的发展，可以实现低浓度泵压或自流输送的水力充填采矿。
（3）胶结充填采矿法：在水力充填采矿法的基础上，为了更好地解决回采矿柱和防止地表下沉，创设了胶结充填采矿法。采用胶结充填采矿法，将采区划分为矿房和矿柱，开采后用胶结充填料充填形成人工矿柱，再回采矿柱。胶结充填料主要包括骨料和胶结剂两部分，骨料一般采用废石、尾砂、碎石、混凝土等。随着材料科学的不断进步、充填采矿工艺和技术的日益成熟，胶结充填料品种更加多样化，尽量减少废料，提高了废石和尾矿的利用率，实现全尾矿充填、高浓度尾矿料的制备和输送、高分层充填采矿、高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺、盘区机械化充填等工艺和技术的重大进展。
4.原地溶浸采矿法
原地溶浸采矿法俗称溶浸采矿，是一种不需要将矿石采出地表而是直接从地下提取金属的采矿方法。原地溶浸采矿法需要将采、选、冶技术结合起来，先根据某些矿物的物理化学性质，选择相应的特殊溶浸剂，再利用钻孔将溶浸剂注入矿体（层）中进行化学反应，将固态的矿物转化为液态或气态，并通过钻孔将其提取出来，争取以较低的成本进行开采。这样，利用原地溶浸法，有了其它采矿方法所不可能有的优点，将矿石留在地下，地表上没有废石和尾砂，不但可以节省投资的成本，确保了采矿工人的安全，最大的优势就是能够最大限度地保护环境，不破坏矿区的植被。
综上所述，新技术、新工艺和新设备，促进了采矿方法产生了创新的需求。我们需要综合考虑矿山的各种开采技术条件，在创新中促转变，在转变中促发展，选择具有较好的可行性、安全性和经济性的采矿方法，为国家经济社会的可持续发展做出应有的贡献。
【关键词】采矿；采矿方法；创新；应用
采矿主要是为人们的生产和生活提供必要的矿产资源，具有非常重要的地位和作用。随着当今科学技术和社会经济的发展，新技术、新工艺和新设备层出不穷，促使采矿方法也有了新的变化和进步。现今有很多的采矿方法，我们需要结合地质的条件和要求，创造性地提出可行的采矿方法。采矿方法的创新，倡导科学采矿，这是对采矿工业发展规律认识的深化，是促进采矿工业健康发展的重要驱动力。自20世纪70年代开始，我国就结合矿山开展了非常多的采矿方法的试验研究，取得了不错的成绩。
1.空场采矿法
空场采矿法，主要是指在回采的过程中，采空区始终是空着的，主要是依靠一些不规则矿柱或者人工支柱进行支撑。使用这种采矿方法，必然要对矿石和围岩的稳固性提出较高的要求，否则就有可能出现意外情况，造成一定的经济损失。这就要求，在最终确定使用空场采矿法之前，一定要提高矿床地质资料的准确性与完整性，对矿山地质条件进行非常深入的研究，有充分的把握或者实验成功以后才能最终选定采矿方法。
空场采矿法具有很多的优点，比如大采场、空场、深孔、阶段出矿等等，可以在其中直接使用大型的装载运输设备，使得采矿的强度得到大幅度的提高，从而使得出矿的成本相对地降低下来。因此，空场采矿法在地下采矿过程中，利用率非常高，尤其是在如加拿大、南非等国家和地区有着绝对的优势。
空场采矿法在我国矿业应用的开先河之作，就是20世纪50年代首次在华铜铜矿试用中深孔分段空场法。空场采矿方法真正成为矿山的重要采矿方法，最主要的原因是因为大直径深孔采矿法在凡口铅锌矿的试验成功、推广应用，实现了高效率、高效益的采矿。
2.崩落采矿法
崩落采矿法适用于采场结构非常简单，是单步骤、按一定的顺序进行连续回采，不需要将采区划分为矿房和矿柱两步骤回采。崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理，也就是说，在矿石采出的同时或者稍后，有计划地强制或者自然崩落矿体上部的围岩，用来充填采空区。当然，前提必须是上部的地表允许崩落，没有水体和流沙，不会造成太大损失。这样，采用崩落采矿法，一来可以避免回采矿柱，以免影响工作人员的人身安全和遗留矿石的损失，二来可以避免处理采空区，节约了生产成本，提高了采矿效率。因此，崩落采矿法在矿业生产实践中，使用比较广泛。崩落采矿法最主要的有以下几种：
（1）有底柱分段崩落法：矿房留有底柱，将整个开采过程划分为若干个分段，自上而下地逐段地进行回采，底柱随同下一分段的矿石一起采出。顶部的围岩应自然崩落，如若不能自行崩落，应及时进行强制崩落，或者用充填料进行充填。
（2）无底柱分段崩落法：使用这种采矿方法，简化了采区的结构，取消了结构复杂的底柱，增大了进路间距，提高了工人的劳动生产率，降低了成本，提高了采矿的强度。因此，它是一种非常安全、高效的采矿方法，在实际应用中所占据的比例非常高。
（3）阶段崩落法：阶段崩落法与分段崩落法非常接近，不同之处就在于阶段底部布置底部结构。根据围岩落矿方式的不同，阶段崩落法分为阶段自然崩落法和阶段强制崩落法两种。
3.充填采矿法
现在各地经常出现由于采矿出现的地表下沉、地面陷落等现象。因此，需要在采矿作业后，对采空区进行充填，以防止地表下沉或者上部围岩的崩落。这种用充填料对采空区进行逐步充填的采矿方法，就是充填采矿法。它可以实现机械化和设备大型化，不但能够防止围岩崩落和地表下沉，还能够为回采工作创造一定的便利条件，并能够预防因自燃性矿石而引起的火灾等。随着绿色开采、生态矿山概念的不断推广，充填技术逐步趋于成熟，使得我国采矿工业的局面得到了改善，一些采矿沉陷区得到了有效的治理。根据充填料的不同和输送充填料的方式不同，充填采矿法可以分为以下三种：
（1）干式充填采矿法：这是一种最早的充填采矿方法，利用地面或井下的干式充填料（砂石、废石等等，要求有一定强度、化学性质稳定），随着回采工作的进行，自下而上地逐层充填采空区。干式充填采矿法，可以维护围岩，也可以形成继续上采的工作平台。但是随着充填技术的日益进步，干式充填法暴露出了越来越多的缺点，比如生产率较低、矿石贫化率高、充填时间长等，在实践中的使用率逐年下降。
（2）水力充填采矿法：将碎石砂石、炉渣、尾砂等混合水，借助管道输送到井下，作为充填料对采空区进行充填。充填水从矿房渗透出经滤水井流出，充填料则留下来充填采空区。充填料尽可能地选取加工运输比较方便、价格比较便宜的材料，争取做到就地取材，同时充填料还应该不溶于水，颗粒度不能过大或过小。随着采矿技术的发展，可以实现低浓度泵压或自流输送的水力充填采矿。
（3）胶结充填采矿法：在水力充填采矿法的基础上，为了更好地解决回采矿柱和防止地表下沉，创设了胶结充填采矿法。采用胶结充填采矿法，将采区划分为矿房和矿柱，开采后用胶结充填料充填形成人工矿柱，再回采矿柱。胶结充填料主要包括骨料和胶结剂两部分，骨料一般采用废石、尾砂、碎石、混凝土等。随着材料科学的不断进步、充填采矿工艺和技术的日益成熟，胶结充填料品种更加多样化，尽量减少废料，提高了废石和尾矿的利用率，实现全尾矿充填、高浓度尾矿料的制备和输送、高分层充填采矿、高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺、盘区机械化充填等工艺和技术的重大进展。
4.原地溶浸采矿法
原地溶浸采矿法俗称溶浸采矿，是一种不需要将矿石采出地表而是直接从地下提取金属的采矿方法。原地溶浸采矿法需要将采、选、冶技术结合起来，先根据某些矿物的物理化学性质，选择相应的特殊溶浸剂，再利用钻孔将溶浸剂注入矿体（层）中进行化学反应，将固态的矿物转化为液态或气态，并通过钻孔将其提取出来，争取以较低的成本进行开采。这样，利用原地溶浸法，有了其它采矿方法所不可能有的优点，将矿石留在地下，地表上没有废石和尾砂，不但可以节省投资的成本，确保了采矿工人的安全，最大的优势就是能够最大限度地保护环境，不破坏矿区的植被。
综上所述，新技术、新工艺和新设备，促进了采矿方法产生了创新的需求。我们需要综合考虑矿山的各种开采技术条件，在创新中促转变，在转变中促发展，选择具有较好的可行性、安全性和经济性的采矿方法，为国家经济社会的可持续发展做出应有的贡献。