关于金属矿山大水矿床地下采矿方法分类的探讨

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摘要：近年来，我国金属矿地下采矿技术发展很快，并且在采矿应用方面取得了很大成就。在我国很多金属矿床属于大水矿床，一般条件都比较复杂，随着地下采矿技术的发展，在大水矿床地下采矿方面我们国家也取得了很大进步。本文中主要探讨一下大水矿床的特点，并对地下采矿方法进行了分析。

关键词：金属矿床；大水矿床；类型；地下采矿

中图分类号：TD43 文献标识码：A 文章编号：

大水矿床的主要特征就是涌水量每日可以达到数万立方米，而我国此类矿床分布较为广泛，一部分因为开采难度大、经济效益差等原因而关闭或是缓建，还有一部分因为防水措施处理不好而很难开采，但是大部分还是可以通过运用科学合理的方法，能够顺利开采。

一、我国大水矿床充水类型

大水矿产充水条件一般较为复杂，充水的水源呈多样化态势。有多种水源共同补给矿坑，例如孔隙、岩溶水、裂隙水、大气降水以及地表水等；有以孔隙水、岩溶水作为主要充水水源的矿床；有以一般季节性岩溶水为主，到了雨季以降雨汇聚的地表水为主要充水水源的矿床。总而言之，大致可以分成两大类，即以孔隙含水层充水为主要来源的矿床和以岩溶含水层充水为主要来源的矿床。如香化岭铅锌矿；覆盖类型具有统一的含水层与地下水位，由于存在严重的地面塌陷，井下存有泥沙，其地下水较大而影响正常生产。矿坑的含水量特点上，所补给的水量充沛，补给量比较稳定；埋藏类型也具有统一的含水层与地下水位，由于丰富的高压岩溶水以及矿层顶、底板突水，使得部分地面塌陷、井下泥沙成为生产过程中常见的危险，矿坑的含水量特点上，补给的水流充沛且储存量大，补给稳定。

二、我国大水矿床采矿方法演变

我国大水矿床的采矿方法演变如下：进行留设隔水矿柱之房柱法，其生产能力大，例如业庄矿区以及泗顶铅锌矿等；到空场嗣后充填采矿法，利于进行地压的有效控制，例如草楼铁矿、南河铁矿等等；点柱式的充填采矿法，例如三山岛金矿、南京铅锌银矿、白象山铁矿等。

地下开采主要的三种开采方式。铁矿矿产的地下开采法的分类也很多，通常可以分为以下三类：一是自然支护采矿法，主要是依赖周围岩石本身的稳固性和矿柱的支撑能力来支撑回采过程中形成的采矿空区，这种回采方式较为简单，便于机械操作，采矿的成本也较低。但是由于这种方式需要保留大量的矿柱，造成铁矿石的回采率较低；二是人工支护采矿法，该方法主要依赖充填的方式来维护采空区域，适用于周围岩体不稳定的铁矿矿产，人工支护采矿法的优点是适应性强，回采率高，作业安全，但是工艺较为复杂，成本高；三是崩落采矿法，这种开采技术是随着开采工作面的不断推进，有顺序的崩落周围岩体来填充采空区的方式，适用于地表允许坍塌的铁矿矿产。无底柱的分段崩落法，是我国现在铁矿地下开采中最主要的方法。

无底柱分段崩落法。对于铁矿产地下矿床的开采，具体采用什么方式要根据矿产的情况而定，每个采矿技术都有其最佳使用条件。无底柱分段崩落法的使用条件为：地表和围岩允许崩落；铁矿石中等以上稳固；铁矿石矿体急倾斜厚；铁矿石中需要剔除夹石。每个开采技术其本身都有完善和不完善的一面，无底柱分段崩落采矿法，跟其他的方法相比，也同样如此。无底柱分段崩落法的优点：安全性好；结构简单，回采工艺简单；适用高效无轨设备、机械化程度高；可以实现铁矿石的分级出矿。无底柱分段崩落法的缺点：回采通道的通风困难；铁矿石的损失贫化大。任何一个技术都是需要不断改进和不断的完善的，对于无底柱分段崩落法的缺点，我认为应该做以下的完善。在具体的采矿实践中主要应该做好以下几个方面：要加强通道的支护。保持通道的稳定安全是该法运用的重要前提，而且在开采矿产的时候还要根据铁矿的具体岩层特征，决定使用光面爆破、缩短通道存续时间长等多种方式来维护通道的稳定性。要扩大炮孔的直径。炮孔的变形问题也是无底柱分段崩落法的一个重要技术难题，金山店铁矿、大冶铁矿的尖林山采区原来所用的都是直径50～60mm的中孔，结果出现了很严重的错孔现象，无法进行正常的爆破。炮孔的扩大，大大减少了炮孔的错堵现象，提高了爆破效果。

（一）点柱式充填采矿法实例

第一，采场的结构参数以及回采工艺。某个矿床位于一个海湾，矿体从陆地向着太平洋而倾斜延伸，全矿由上而下被若干个的断层切成3个主要矿区A、B、C。正在开采中的C段，其海底和矿的最近的距离为45米，延深垂高为350米，走向全长350—450米，厚度为10—50米，倾角在30°—45°之间。矿体赋存在矽卡岩当中,围岩为大理岩与角页岩，矿体的直接顶板处有一条宽度比较大的主断层，矿体与围岩的节理发育较好,属于中等稳固。整个矿井的地下涌水不大，和海水不存在直接的水力联系。上述矿源起初采取露天开采，到了上世纪70年代后转为坑内开采，并基本上实现了全无轨化的开采。

第二，采场的系统与特点。不进行运输阶段与溜矿井设置。无回采分段平巷，直接采用露天矿用铲运机进行改装，进而和装载量为35—40吨的卡车直接进入到采场装车并运输至地表的卸矿站。阶段高为75米，每一个阶段都只作为回采初始的切割分层，而非运输水平。

第三，采场的构成要素。海床底部留有60米高的护顶柱;采场的尺寸以及分割后矿体自然的尺寸，通常长为50—100米,宽为10—50米;方形的点柱断面为6米×6米,基本上不留间柱。回采10年之后，则将点柱断面改为5米×5米。点柱和点柱之间的净宽为8—10米,点柱的中心距为14米;阶段顶底柱为15—20米，段高为75米。

第四，回采工作。回采步骤从斜坡道的采场联络道起，第一层回采的切割层高为4—5米，充填高为3米，留有1—2米的空顶，作为下一个分层回采的通风与出矿用。第二层回采的切割层高为3.5米，充填高为3米，留有1—2米的空顶。在正常的生产期间，所有的采场都可以同时凿岩与出矿，日出矿石在1500吨上下。凿岩设备主要为双臂台车,在矿体较比较薄的小采场则采用手持式凿岩机。

第五，经济技术指标。矿产的掌子面工人，其平均工班的劳动生产率在48吨左右。采场的平均生产能力为300—600吨，通过计算点柱矿石的损失率理论上为18.5%。

（二）点柱式充填采矿法使用条件分析

首先，需要一定数量矿柱用来支撑上盘，保护海底免于遭受破坏，从而防止海水渗到坑内。其次，机械化的程度与劳动生产率高，可采取生产灵活便捷的无轨设备，保证海水一旦渗入到井下，可随时的撤离设备。最后，采场内部可以进行分选，以灵活控制开采矿石品位，稳定或经过加固的点柱受制于三维方向的充填体，受力状况得到改善，能安全牢固地支撑住顶板，对于保护海底防止沉降过大十分有帮助。为保证生产安全，对矿石进行构造地质学的分类，且采取相应的措施支护。此外，存有比较大的断裂构造区域，或者存有节理的裂隙发育区域，采取长锚索进行加固，使得矿体在回采时冒落情况大大地减少，回收率得到提升，贫化现象也大大降低。

三、结论

随着经济快速增长，对资源的需求量不断加大。防治水技术以及采矿技术不断发展进步，特别是填充技术取得新进展，使得大水矿床的地下开采采矿方法逐渐成熟。根据趋势，大水矿床的地下开采采矿方法将基本上演变成充填采矿法,则点柱式充填法是重要的发展方向。

参考文献:

[1]中国有色金属采矿信息网.复杂及特殊条件下矿床开采调研报告[R].长沙:中国有色金属采矿信息网, 1995.

[2]5采矿手册6编委会.采矿手册第四卷[M].北京:冶金工业出版社, 1990.

[3]郭金峰.我国复杂难采矿床开采的问题与对策[ J].金属矿山, 2005, (12).

[4]耿茂兴.点柱式机械化分层充填采矿方法的应用[J].金属矿山, 2000, (9).