浅谈金属非金属矿山采矿技术发展趋势

浅谈金属非金属矿山采矿技术发展趋势
浅谈金属非金属矿山采矿技术发展趋势

浅谈金属非金属矿山采矿技术发展趋势

摘要:我国金属非金属矿石丰富,但是长年来,对于金属非金属矿山的开采缺乏系统性的管理,使得我国的矿石开采利用率低。因此,了解金属非金属矿山目前的现状,并针对目前存在的问题提出一些可行性的策略具有重大的理论和现实意义。本文介绍了金属非金属矿山采矿的新技术,探讨了当今世界我国金属非金属矿山采矿技术的主要发展趋势,为金属非金属矿山采矿新工艺和新技术的进一步研究提供了理论依据。

关键词:金属非金属矿山;采矿技术;现状;发展趋势

科学技术的飞速发展,给金属非金属矿山提供了前所未有的发展机遇。通过运用先进的科学手段,引入和吸收国外优秀的采矿新技术和新工艺,对传统的矿业进行全新的改造,我国的金属非金属矿山的采矿技术已不断与国际接轨。这对于促进我国的采矿业,提高我国矿产石的利用率具有深远的意义。

1金属非金属矿山采矿技术的现状

1.1露天矿

1.1.1充填采矿法

所谓充填采矿法是指运用充填材料来填补采空区,从而控制周围岩石的崩落以及地表的下沉,对地压进行管理,进而保证回采工作的安全性和简便性的一种采矿方法。它是伴随着采工作面而不断推进的,具体有三组方法:干式充填法,即充填料主要为露天碎石或者地下矿挖掘的废石等。这类充填材料的输送方式通常是通过人工、机械或者风力来完成的;水力充填法,即以砂、炉渣或者选厂尾砂等为主要充填材料,在管道内借助水的力量运至采场胶;结充填法,即通过管道借助水或者机械的力量将凝固后的胶凝材料与浆状胶结物料运至采场的一种采矿方法。由于干式充填法所需要的劳动力多且强度大,采矿成本高,因此逐渐被后两种所取代。盘区高分层、分段充填以及高阶段大直径的深孔嗣后填充技术的出现和在采矿技术中的广泛普及,大大的推广了充填采矿法的使用。

1.1.2陡帮开采

陡帮开采是通过加陡剥岩工作帮,将挖掘机布置于某些台阶上,将台阶分为工作台阶和暂不工作台阶两种,通过控制不工作台阶,并相应的减少不工作台阶的宽度来使露天矿的工作帮坡角与台阶高度以及平盘宽度相协调。它有利于缩短边帮的暴露时间,起到稳定边坡的作用。陡帮开采有组合台阶、倾斜条带式、并段穿爆以及工作台阶追尾式四种主要的开采作业方式。由于陡帮开采具有投资少,周转周期短、经济效益高的优势,在新建的矿山和扩建改造后的矿山中应用十分的广泛。

采矿技术的现状及发展趋势

采矿技术的现状及发展趋势 一、世界采矿工业的现状 由于世界上人口的增加和人类生活水平的提高,对各类矿物的需要量逐年在增加,但随着开采技术的进步,矿石的产量增加了,可是品位都在下降,例如:铁矿石平均品位,苏联在65年为40.8%,70年为37.3%,到76年为36.1%;美国51年为49.5%,71年为34%,到77年大部分为20-36%。美国在1900年只开采含铜6%以上的矿石,70年代平均开采品位则为0.7%,80年代开采的斑铜矿平均品位为0.53%,在本世纪(21世纪)预期要降到0.2%,至于边界品位以下的金属资源,回溶浸法生产的铜,已占其年产量的5%,75年美国用此法浸铜,占其年产量的20%,76年开采12,600吨铀,其中用溶浸法的有500吨。用这种方法还可以回收矿石中的钼,镍,金和其他有色金属,能够取得很有希望的成果。 另一个增加矿石的来源,是加大开采深度。现在开采较深的一些矿床,主要是有色金属,其开采深度已超过2000米的地下矿山,有美国南达科塔州的铅矿区为2280米和爱达荷州的科马尔德,艾林铅矿区为2340米;加拿大镍矿有的达到2400米;印度科拉尔金矿已到3240米;南非西部底卜斯金矿开拓深度到达3800米,估计到5000米时,在经济上仍为合算,国外许多金属矿露天开采深度都在增大。最深的老矿—美国宾汉姆露天铜矿,深度已到800米。而我国的某些矿山的开采深度也在逐年增加,例如云锡公司的地下开采也将要达到2000米左右。 由于陆地上矿产资源日益枯竭,人类开发海底矿物的时代已经到来。海底矿产资源储量极为丰富,初步探明深海中的锰结核矿石储量约为2-3万亿吨,其中以太平洋的含矿品位较高,约为150亿吨(含锰24%,镍1.06%,铜0.53%,钼0.9%,钴0.35%)磷结核约100亿吨,软泥为1000万亿吨。而且这些含有多种金属和非金属的矿产储量,均属于自生矿物,如锰结核在一年中的自生量,锰可供世界用三年,钴四年,镍一年。由此可见,海洋采矿的发展,前途是十分壮观的。 矿石的产量增加了,可是矿山数目的增加,远不及矿山规模加大来得快,国外已投产或正在建设中的年产矿石1000万吨以上或采剥总量超过2000万吨的大型露天矿山,至少有60-70座,仅美国和苏联,就各有20座,其中年产矿石4000万吨或采剥总量8000万吨左右的特大型露天矿,即有20多座,如美国明塔克铁矿为年产矿石6000万吨,矿岩采剥总量1亿2千万吨,美国宾汉姆铜矿年产矿石量为3780万吨,矿岩采剥总量1亿6千万吨。至少地下矿山也同样趋向大型化,西方地下开采的矿山,无论是金属矿山及一些主要非金属矿山,从69年到79年的10年内,虽然是产量增加了,但矿山个数却保持在590座左右,年产量大于1百万吨的有197座,其中有56个大于3百万吨。目前最大的地下矿山,有超过2000万吨的,如瑞典基律纳铁矿,有超过1000万吨的,如美国圣曼略耳铜矿和来麦格斯铜矿。 由于矿石开采量大和贫矿多,在开采方式上露天矿得到发展,以美国为例,过去20年来,地下开采平均每年只增加矿石量0.36%,而露天开采却每年平均递增采剥总量80%,按金属品种:铁铜,铝,钼等矿石开采,露天矿的比重较大。以铁为例,苏联为85%,美国94%,澳大利亚为100%,加拿大,巴西,利比里亚,南非,智利,委内瑞拉和印度也主要是露天开采,铜矿方面,美国和苏联也分别各占60%和65%。 二、世界采矿科学技术的成就及发展趋势 世界采矿工业的科学技术成就及发展可归纳为以下几个方面: (一)、机械化、自动化和计算机应用: 矿山规模的扩大,主要取决于贫矿开采和设备大型化,但大型设备的发展,基本趋向于稳定,现在主要是对已有设备进一步改进,特别是注意节能,适当提高效率,加强预防,维修来延长设备寿命,要求具有更好的灵活性和耐用性,以及提高辅助作业的机械化程度,这是当前的奋斗目标。 1、露天矿技术装备水平,在穿孔上普遍采用铅头直径为200-380毫米的牙轮钻机,而最大直

金属矿山地下开采

金 属 矿 床 地 下 开 采 班级:采矿09—2班 执笔人:樊高峰 25 成员:王荣发 04 刘浩 26 张恒远 27 杨社 28

第十六章崩落采矿法 第一部分为看书自学崩落采矿法,并对其中有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法进行了相关知识点总结 1、崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。 基本特征:随着崩落矿石,强制(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。 崩落采矿法包括以下采矿方法: 单层崩落法浅孔落矿 分层崩落法浅孔落矿 有底柱分段崩落法深孔落矿 无底柱分段崩落法深孔落矿 阶段崩落法深孔落矿 2、有底柱分段崩落法:该方法的主要特征是:第一按分段逐个进行回采;第二在每个分段下部设有出矿专用的底部结构(底柱)。有底柱分段崩落法就是根据这两个特征命名的。分段的回采由上向下逐分段依次进行。 依照落矿方式可分为:水平深孔落矿有底柱分段崩落法与垂直深孔落矿有底柱分段崩落法两种。 水平深孔落矿有底柱分段崩落法用来开采矿石稳固、形状规整、急倾斜中厚以上的矿体较为合适。该法每次爆破矿量较大,一般不受相邻采场的牵制,有利于生产衔接。该法的缺点是,在天井与硐室中凿岩,凿岩工作条件不好;此外要求矿体条件(厚度、倾角、形状规整程度)较高,适应范围小,灵活性较差。(该法在我国使用的不多。) 在向上垂直扇形中深孔落矿有底柱分段崩落法中,广泛使用挤压爆破。按崩落矿石获得补偿空间的条件,可分为:小补偿空间挤压爆破和向崩落矿岩挤压爆破两种回采方案。 小补偿空间挤压爆破回采方案的优缺点和适用条件如下。 优点: 1)灵活性大,适应性强,一般不受矿体形态变化、相邻崩落法矿岩的状态、一次爆破范围的大小、矿岩稳固性等条件的限制。 2)对相邻矿块的工程和炮孔等破坏较小。 3)补偿空间分布比较均匀,且能按空间分布情况调整矿量,故落矿质量一般都较好,而且比较可靠。 缺点: 1)采准切割工程量大,一般都在15~22m/kt,比向崩落法矿岩方向挤压爆破的大3~5m/kt。 2)采场结构复杂,施工机械化程度低,施工条件差。 3)落矿的边界不甚整齐。 适用条件: 1)各分段的第一个矿块或相邻部位无崩落矿岩。 2)矿石较破碎或需降低对相邻矿块的破坏影响。 3)为生产或衔接的需要,要求一次崩落较大范围。

有色金属矿山采矿方法概述

有色金属矿山采矿方法 概述 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

采矿方式主要为露天、坑下开采。有色金属矿山地下开采方式按地压控制方式,分为空场法、充填法、崩落法三大类,以空场法、充填法具多。 1.空场采矿法 根据矿块或矿壁的结构不同与回采作业的特点,空场采矿法可分为全面采矿法、房柱采矿法、阶段矿房采矿法等。 (1)全面采矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是回采工作面沿矿床走向或倾斜方向全面推进,整层回采。在回采时将矿体内所夹废石或贫矿石留下来,根据需要堆成矿柱来支撑采空区顶板。 该法优点是生产能力大,采准切割工作量较少,采矿成本低,采场通风好,能在采场处理废矿石。但采场顶板暴露面积大,容易发生大面积冒顶。只适用于水平或缓斜,矿石与顶板稳固,矿石品位分布不均匀或有夹石层的矿床,矿床厚度不大于5~7米。 (2)房柱留矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是在矿块内矿柱和矿房交替布置,回采矿床时留下规则的,不连续或连续的带状矿柱,以此支撑采采区顶板。 该法优点主要是采准切割工作量小,工序简单,各工艺可以平行作业,通风及作业条件好,但回收率低,用于矿石和围岩稳定的倾角小于40°的矿床。 (3)分段采矿法、阶段矿房采矿法主要用于急倾斜、厚度大的矿床开采。矿房沿矿体走向或垂直方向布置,用深孔、扇形炮眼爆破落矿,由下部漏斗柱阶段平巷放矿。主要用于围岩稳固,矿石较稳固、矿体厚度在8~20米,

倾角大于矿石的自然安息角,且矿体内夹石少,矿体与围岩接触线明显的矿床。 2.充填采矿法 随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合,以维护采空区。充填采空区的目的,主要是利用所形成的充填体进行地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防有自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向充填采矿法又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同,又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。 (1)单层充填采矿法。此法适用于缓倾斜薄矿体,在矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向、一次按矿体全厚回采,随工作面的推进、有 计划地用水力或胶结充填采空区,以控制顶板崩落。 (2)(2)上向水平分层充填采矿法。此法一般将矿块划分为矿房和矿柱,第一步回采矿房,第二步回采矿柱。回采矿房时,自下向上水 平分层进行,随着工作面向上推进,逐层充填采空区,并留出继续 上采的工作空间。充填体维护两帮围岩,并作为上采的工作平台。 崩落的矿石落在充填体的表面上,用机械方法将矿石运至溜井中。 矿房采到最上面分层时,进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或 全阶段采空后,再进行回采。矿房的充填方法,可用干式充填、水 力充填或胶结充填。

露天煤矿开采技术发展趋势

1绪论 1.1选题背景 1.1.1 能源消费格局短期内仍以煤炭消费为主 能源是人类社会发展进步的物质基础。本世纪的头20年是中国经济社会发展的重要战略机遇期,同时也将面临许多新的重要变化和挑战。煤炭一直是我国的基础能源,在一次能源的生产及消费结构中均占到70%,远高于国际能源25%的消费水平。2010年,全国原煤产量完成32.4亿吨,同比增长8.9%;煤炭开采及洗选业完成固定资产投资3770亿元,同比增长23.3%;煤炭出口量完成1903万吨,同比下降15%,出口金额为23亿美元,下降5.2%;煤炭进口量完成16478万吨,同比增长30.9%,进口金额169亿美元,增长60.1%。 [1] 初步核算,2010年能源消费总量32.5亿吨标准煤,比2009年增长5.9%。煤炭消费量增长5.3%。用煤行业的增长速度均超过煤炭行业,来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。"十五"是我国煤炭工业快速恢复和发展时期,2005年煤炭产量已经超过20亿吨。2010年煤炭产量超过30亿吨,由煤炭供应偏紧转向供需基本平衡。"十一五"期间我国煤炭工业转入比较平稳的发展势头,煤炭产量平均每年增长5%左右。 图1-1全国煤炭产量走势图 Fig.1-1The diagram of the coal production of China

1.1.2我国露天采煤量比重将有较大提高 经过了几十年的发展,我们欣喜地看到,现代开采新技术新工艺的引入,使在条件适宜地区露天开采成本大幅度下降,劳动生产率大幅度提高,获得显著经济效益。我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步。同时,露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加,由2002年的4%左右提高到2010年的9%左右。此外,根据《煤炭工业"十一五"发展规划》,全国将重点建设10个千万吨级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下,我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。 1.2研究意义 以煤炭为主的一次能源消费结构格局, 在我国将长期存在, 合理开发煤炭资源, 走可持续发展道路,已成为共识。实现煤炭资源合理持续健康发展, 就开采技术而言, 首先要实现煤炭工业开采技术的现代化, 一方面要科学利用煤炭资源, 降低资源耗竭速度, 延长资源服务年限, 做到相对可持续;另一方面煤炭生产要向集约、高效、洁净、环保方向发展, 在有条件的地区大力发展露天开采。 露天开采具有安全、高效、易复垦、回采率高、成本低,便于采用数字信息技术等特点,世界各产煤大国无一不优先发展露天开采。世界主要产煤国如加拿大露采产量比重为88%、德国78%、美国61. 5%、俄罗斯56%。我国煤炭资源赋存条件相对较差, 煤层埋藏深,从而造成中国煤炭开采主要以井工开采为主, 露天开采产量仅为9%左右。经济发达国家露天开采成本比井工低75%-83%,生产效率比井工高7-9倍。我国露天开采与井工开采相比,吨煤投资比井工低20%-30%,建设工期短1/4-1/3,生产成本低15%-30%,生产效率高1倍以上,煤炭回收率达95%,百万吨死亡率为国有井工矿1/30。如果我国露天采煤比重由目前提高,煤炭资源回收率也会相应提高,在未来可节约可采储量数百亿吨。由此可见,从开采技术方式入手,提高露天采煤产量在总产量中的比重,是实现煤炭资源有序合理开发,提高煤炭资源安全保障程度十分重要的途径之一。[2] 但是,我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比,仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低,技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后,自动化程度低,大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。所以,发展我国大型现代化露天开采技术对于我国走新型工业化道路具有重要意义。 [2]王庆一.中国煤炭工业演变及前景[J].中国煤炭,2001

矿山留矿采矿技术流程

矿山留矿采矿技术流程 留矿采矿法的特点是:将阶段分成矿块,矿块再分为矿房和矿柱二次回采。矿房自下而上分层回采,每次崩落的矿石放出三分之一左右,其余的贮存于矿房中作为继续上采的工作台,待矿房采完以后再放出。 一、方法特点 留矿采矿法的特点是:将阶段分成矿块,矿块再分为矿房和矿柱二次回采。矿房自下而上分层回采,每次崩落的矿石放出三分之一左右,其余的贮存于矿房中作为继续上采的工作台,待矿房采完以后再放出。矿房采完后回采矿柱和处理采空区。 二、适用条件 留矿采矿法主要用来开采矿石和围岩稳固的矿体。矿体厚度虽不受限制,但超过5m时,技术经济效果不如深孔和中深孔落矿的阶段

矿房法,一般应用较少。矿体倾角:在薄矿脉中,一般要求不小于60°,在中厚矿体中,一般要求不小于55°。倾角越小,放矿越困难,粉矿损失和平场工作量也越大。由于矿房中贮存有大量矿石,贮存期往往长达1~3年,因此矿石和围岩不能具有自燃性、氧化性和结块性;高硫矿床,矿石有放射性等应慎重采用。 三、结构参数 在薄和极薄矿脉中,阶段高度大多数矿山采用40~50m;在矿脉倾角很陡(60°以上)、矿石和围岩很稳固、赋存要素较稳定的条件下,也有采用50~60m的;矿脉倾角在50°~60°左右、矿石和围岩稳固性较差、或者矿体产状有突变现象,则采用30~40m。顶柱厚3m左右;如果矿石品位高,上部回风巷道不需要保留,也可以不留。 底柱高度,一般在运输巷道顶板上留3~3.5m;如果围岩稳固,木材来源广泛,可以不留,而用坑木架设的假底代替底柱。漏斗间距,用木漏斗时,取4~6m;用振动出矿机时,取 6~7m。矿块长度一般为40~60m,也有采用100~120m的。如果围岩和矿石都很稳固,矿块中部布置一中央天井,两端布置顺路天井。矿房宽度一般与矿脉厚度一直,但不应小于0.8m。拉底空间的宽度不应小于1.2m,并应按次规格上采一分层,然后逐渐缩小到设计的采幅宽度。

(完整版)金属矿地下开采的步骤

金属矿地下开采的步骤 矿床进行地下开采时,一般都按照矿床开采四步骤,即按照开拓、采准、切割、回采的步骤进行,才能保证矿井正常生产。 开拓:从地表开掘一系列的巷道到达矿体,以形成矿井生产所必不可少的行人、通风、提升、运输、排水、供电、供风、供水等系统,以便将矿石、废石、污风、污水运(排)到地面,并将设备、材料、人员、动力及新鲜空气输送到井下,这一工作称为开拓。矿床开拓是矿山的地下基本建设工程。为进行矿床开拓而开掘的巷道,称为开拓巷道,例如竖井、斜井、平硐、风井、主溜井、充堵井、石门、井底车场及硐室、阶段运输平巷等。这些开拓巷道都是为全矿或整个阶段开采服务的。 采准:采准是在已完成开拓工作的矿体中掘进巷道,将阶段划分为矿块(采区),并在矿块中形成回采所必需的行人、凿岩、通风、出矿等条件。掘进的巷道称为采准巷道。D般主要的采准巷道有阶段运输平巷、穿脉巷道、通风行人天井、电耙巷道、漏斗颈、斗穿、放矿溜井、凿岩巷道、凿岩天井、凿岩硐室等。 切割:切割工作是指在完成采准工作的矿块内,为大规模回采矿石开辟自由面和补偿空间,矿块回采前,必须先切割出自由面和补偿空间。凡是为形成自由面和补偿空间而开掘的巷道,称为切割巷道,例如切割天井、切割上山、拉底巷道、斗颈等。 不同的采矿方法有不同的切割巷道。但切割工作的任务就是辟漏、拉底、形成切割槽。采准切割工作基本是掘进巷道,其掘进速度和掘进效率比回采工作低,掘进费用也高。因此,采准切割巷道工程量的大小,就成为衡量采矿方法优劣的一个重要指标,为了进行对比,通常用采切比来表示,即从矿块内每采出一千吨(或一万吨)矿石所需掘进的采准切割巷道的长度。利用采切比,可以根据矿山的年产量估算矿山全年所需开掘的采准切割巷道总量。 回采:在矿块中做好采准切割工程后,进行大量采矿的工作,称为回采。回采工作开始前,与根据采矿方法的不同,一般还要扩漏(将漏斗颈上部扩大成喇叭口),或者开掘堑沟;有的要将拉底巷道扩大成拉底空间,有的要把切割天井或切割上山扩大成切割槽。这类将切割巷道扩大成自由空间的工作,称为切割采矿(简称切采)或称补充切割。切割采矿工作是在两个自由面的情况下以回采的方式(不是掘进巷道的方式)进行的,其效率比掘进切割巷道高得多,甚至接近采矿效率。这部分矿量常计入回采工作中。 回采工作一般包括落矿、采场运搬、地压管理三项主要作业。如果矿块划分为矿房和矿柱进行两步骤开采时,回采工作还应包括矿柱回采。同样,矿柱回采时所需开掘的巷道,也应计入采准切割巷道中。

我国采矿技术的现状及发展趋势

我国采矿技术的现状及发展趋势 随着经济全球化的发展,世界各个地区以及国家之间的交流越来越频繁。与此同时国与国之间的贸易竞争也越来越激烈。矿产资源是经济、社会发展的重要基础,采矿技术则是推动矿产行业可持续发展的重要形式。故本文就现阶段我国采矿技术现状进行分析,并对其发展趋势进行展望。 标签:采矿技术;现状分析;发展趋势; 引言 经济的飞速发展必然伴随着一定的能源损耗,推动矿产资源事业的飞速、高效发展,无疑成了许多地区以及国家研究的重要内容[1]。效率更高、成本更低的采矿技术无疑是未来采矿行业发展的必然趋势,同时也是各个国家采矿行业研究的重要内容[2]。我国是典型的人口大国,加上近年来经济的快速增长,对于矿产资源的需求与日俱增[3]。为了维稳经济的健康发展,有必要就当前国内采矿技术现状进行分析,并对未来该行业的发展趋势进行探讨[4]。 1.国内采矿技术现状分析 目前,国内应用最为普遍且效果最佳的菜款技术主要包含三类,依次为空场采矿技术、崩落采矿技术以及充填采矿技术。随着科技的发展,相关采矿设备也取得了十足的进步。 1.1空场采矿技术 即自然支撑采矿技术,实际采矿期间基于周边岩石等的支持以及部分矿柱等的作用实现对采矿空间的支持。相较于其它采矿技术,该技术的应用最为普遍、最早。不但可以实现高效的采矿作业,此外可以很好的规避传统采矿技术存在的多方面问题,常见的包括采矿过程中的坑过大或者矿场规模过大等问题。但该技术的实施通常需要大量的设备辅助才能实现,此外对回采的流程等也有一定的要求,确保采矿的安全性。故而,空场采矿技术在确保开采效率以及成本的同时,对于操作流程有着严格的管控。 1.2崩落式采矿技术 该技术主要指代在采矿的深孔内利用爆破技术形式实现对采空区域的崩落,最终完成对采空区域的有效填充。该技术也是目前应用较为安全且高效的技术形式之一。就当前许多地下矿山的采矿期间,大多采用崩落的方式完成开采,该技术的普及率更是高达百分之八十五左右,同时该办法也较早的应用于我国的采矿事业中。自以往的基于小参数为考量依据,至当前的矿场崩落,实际采矿的规模以及效率等均有了显著的提升。当前,采矿参数也有了明显的提高,确保采矿面的同时也很好的实现的采矿时间以及效率等的降低。崩落技术对于采矿事业而言

矿山数字化技术现状与发展方向

矿山数字化技术现状与发展方向1 陈建宏,古德生,周智勇 中南大学资源与安全工程学院,长沙(410083) E-mail:cjh@https://www.360docs.net/doc/3d10404633.html, 摘要:本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析;对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论;对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定;对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析;对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述;对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述,期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。 关键词:矿山数字技术,数字矿山,矿山信息化,建设目标,发展趋势 1 前言 矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此,如何在有限的资源条件下,在生态系统包容能力允许的条件下,探讨矿产资源开发与环境保护,实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式,而不是转向寻求一种变革性力量,将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用,加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。 信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策,国家“十五规划”中明确指出:“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此,充分利用现代信息技术,实现矿业的可持续发展,达到资源开发与环境保护和谐统一,是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。 矿山企业作为资源开发的主体,其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念,应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理,及时地为矿业“三层决策”(战术层、战略层、决策层)系统提供准确而有效的数据信息,以便对市场需求做出迅速反应,进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸,更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。 近年来,随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展,我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代,由于我国矿业经济不景气,矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内,对矿业软件产品的研发速度缓慢,除了经济因素外,其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业,目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾:一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾;其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重,IT技术力量的严重不足,操作维护培训跟不上,难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。 与此同时,面对中国巨大的矿业软件市场,国外矿业软件商的将主要力量转向中国,在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金((200449)的资助。

矿山开采技术发展趋势

矿山开采技术发展趋势 摘要:一定时期内采矿技术的主要发展方向为:机械化大规模采矿、深井采矿、 溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化,目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统,进行遥控开采,将可能在短期内实现。 关键词:采矿技术自动化趋势 前言 近些年来,全世界开采有用矿物总量约计200亿t,年递增率为4%~5%,其中硬岩约50亿t,由地下开采的矿量为10多亿t,主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看,有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之,金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进,国内外地下采矿技术也发展很快,很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化,均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高,损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。 一、地下金属矿山采矿方法 现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%,空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%,空场采矿法占65%,其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%,充填采矿法占19.6%,崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看,铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主,有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域,近十多年来,地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速,崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展,使部分 矿山的工艺技术达到了国际先进水平。 (一)充填采矿法 我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺

金属矿山开采方法简介

2.金属非金属地下矿山采矿方法 根据矿石回采过程中采场管理方法的不同,金属非金属矿山地下采矿方法可分为空场采矿法、充 填采矿法和崩落采矿法等。 1)空场采矿法 空场采矿法在回采过程中,采空区主要依靠暂留或永久残留的矿柱进行支撑,采空区始终是空着的,一般在矿石和围岩很稳固时采用。根据回采时矿块结构的不同与回采作业特点,空场采矿法又可分为全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿活、分段矿房法和阶段矿房法等。 (1)全面采矿法。在薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜(倾角一般小于30°)矿体中,应用全面采矿法。该方法的特点是:工作面沿矿体走向或倾向全面推进,在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下,呈不规则的矿柱以维护采空区,这些矿柱一般作永久损失,不进行回采。 (2)房柱采矿法。房柱采矿法用于开采水平和倾斜的矿体,在矿块或采空区矿房和矿柱交替布置,回采矿房时,留连续的或间断的规则矿柱,以维护顶块岩石。它比全面采矿法适用范围广,不仅能回采薄矿体,而且可以回采厚和极厚矿体。矿石和围岩均稳固的水平和缓倾斜矿体,是这种采矿方 法应用的基本条件。 (3)留矿采矿法。工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业,自下而上分层回采,每次采下的矿石靠自重放出1/3左右,其余暂留在矿房中作为继续上采的工作台。矿房全部回采后,暂留在矿房中的矿石再行大量放出,即大量放矿。这种采矿方法适用于开采矿石和围岩稳固、矿石无自燃性、破 碎后不结块的急倾斜矿床。 (4)分阶段矿房法。分阶段矿房法是按矿块的垂直方向,再划分为若干分段;在每个分段水平布置矿房和矿柱,中分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。分段矿房回采结束后,可立即回 采本分段的矿柱并同时处理采空区。 (5)阶段矿房法。阶段矿房法是用深孔回采矿房的空场采矿法。根据落矿方式的不同又可分为水平深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法。前者要求在矿房底部进行拉底,后者除拉底外,有的还 需在矿房的全高开出垂直切割槽。 2)崩落采矿法 崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着崩落矿石,强制(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法。 (1)单层崩落法。单层崩落法主要用来开采顶板岩石不稳固、厚度一般小于3m的缓倾斜矿层。将阶段矿层划分成矿块,矿块回采工作按矿体全厚沿走向推进。当回采工作面推进一定距离后,除保留回采工作所需的空间外,有计划地回收支柱并崩落采空区的顶板,用崩落顶板岩石充填采空区,以控制顶板压力。按工作面形式可分为长壁式崩落法、短壁式崩落法和进路式崩落法。 (2)分层崩落法。分层崩落法按分层由上向下回采矿块,每个分层矿石采出之后,上面覆盖的崩落岩石下移充填采矿区。分层回采是在人工假顶保护下进行的,将矿石与崩落岩石隔开,从而保证 了矿石损失和贫化的最小化。

金属矿山安全管理措施(标准版)

金属矿山安全管理措施(标准 版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0798

金属矿山安全管理措施(标准版) 金属矿山地质赋存条件复杂,采矿方法多种多样,有些矿山采用不适当的采矿方法,加上不按正规作业,生产管理不善等原因,自50年代以来,冒顶片帮重大伤亡事故不断发生,根据概略的统计,我国金属矿山的冒顶片帮事故一般占井下各类事故总数的20~30%左右,居井下矿山伤亡事故的第一位。从井下冒顶片帮伤亡事故的分类统计结果来看,属于生产管理方面的原因占45.6%,属于物质技术方面的原因占44.2%。但在实际工作中,所谓物质技术方面的原因,往往与人的因素有关,比如设计和工艺的缺陷、设备设计和维修的缺陷等。从金属矿山发生冒顶片帮伤亡事故的地点来看,巷道发生的事故较采场多。冒顶片帮事故中,大多数是由于局部冒落或浮石冒落所引起。

加强顶板管理安全的重要途径是:根据不同的地质条件,选用合理的采矿方法,尽量减少采矿作业人员暴露在大面积的顶板条件下作业,安全、高效的采矿方法,对降低采矿重大伤亡事故非常重要,坚持合理的开采顺序,即自上而下、由顶到底(上盘到下盘),由远而近的开采顺序,集中作业,贫富兼采;避免到处挖富矿造成作业分散,导致破坏顶板平衡,提高回采强度。采取快掘、快采、快出的办法,提高采场单位面积矿石产量,缩短生产周期,不仅可以提高采矿的劳动生产率,而且可以避开地压显现的活动期,在地压相对稳定的状态下进行采掘作业,达到安全生产。 对于暴露面积较大的采场(例如空场法、留矿法,充填法等)必须实行顶板分级管理法,按照不同的地质条件和不同的采矿方法,将顶板分为一级、二级、三级,按照不同的级别,分别提出不同的顶板管理要求。为了避免浮石冒落引起的伤亡事故,矿山实行的顶板三次检查制(斑前、班中,斑后)。检查顶板松石的方法,过去主要靠锤击听声,处理顶板松石主要依靠撬棍,这种方法不仅工效低。劳动强度大,而且处理松石时如果站立位置不当,操作不慎,还可

我国采矿技术发展现状及其发展趋势

(采矿狭义上指金属矿石开采,广义上应该包含采煤和石油开采) 采矿机器人:1,特殊煤层(薄煤层)采掘机器人。 2,凿岩机器人(即遥感自动控制的凿岩机)。3,井下喷浆机器人。4,瓦斯、地压检测机器人。 采煤机器人其实是智能型的采矿设备,主要是对三机(采煤机、刮板输送机、液压支架)协调运行的控制。我国已具备自主生产采矿机器人的能力。 目前采矿技术发展现状:国外的发展方向是“无人矿山”(包括具有无人井下设备维护的能力),国内主要向遥控自动化作业方向前进。目前国内不少矿山连全盘机械化还做不到,而国外在上世纪80年代即可实现遥控自动化作业。“无人矿山”国内外都还未实现。(据2015年9月第十届采矿技术装备会议报告) 但是,国外采矿技术在许多方面远远领先我国的采矿技术现状,比如: 国外从凿岩装药到装运,井下全部实现了机械化配套作业,各道工序无手工体力操作,无繁重体力劳动。装备大型化、微型化、系列化、标准化、通用化程度高,以适应机械化成对配套。装备无轨化(车

轮型)、液压化、自动化程度高。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面,已成功地引进了无人驾驶、机器人作业等新技术。 露天矿机车的遥控自动化运输早已应用。在国外,对于露天矿全部自动化,已具备可能的条件。 地下矿山的自动化难度较大,要完成全部自动化尚有一段距离。但是在瑞典、南非、加拿大、保加利亚、美国等国家的矿山已采用电子计算机控制调度汽车运输系统。在一些技术发达的国家里,矿井的提升、排水、通风、压气等工作环境参数控制早已实现了自动化。在地下凿岩作业已普遍采用一人操纵多机台车;开孔到凿岩结束和钎子退回原位、喷射混凝土等工序已使用遥控自动化控制。预计随着逐步实现连续采矿作业,自动化水平将越来越高。另外,在露天矿采矿生产作业中,如牙轮钻机和皮带运输机的自动控制。边坡监测系统的自动化等,电子计算机的应用,已经是比较成功的。 美国克来麦格斯钼矿在使用阶段自然崩落法中,采用了电子计算机处理矿石数量及质量,合理制订放矿制度,实现均匀持续放矿,以提高采矿回收率和降低贫化率。 信息化建设中,电子计算机已用于地质测探、测量、矿石储量计算、生产、基建、工程服务、供销、财务、计划等方面都有很大成绩。 在研究工作上,澳大利亚南威尔士大学在计算机上模拟地下采场,能分析应力集中,位移以及相互关系,有利于矿柱与矿层的设计。美国利用模拟计算机,在井巷设计中分析整个掘进过程各工序的成本和

露天开采技术的现状及发展方向

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 露天开采技术的现状及发展方向 我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一,主要采用缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布,垂直走向推进的纵向开采方式,少数露天铁矿采用工作线沿走向推进横向开采方式;有色矿山采用部分纵向开采,部分横向开采方式;少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。露天矿开拓的核心问题是运物方式。目前采用的开拓方法主要有铁路运输、公路运输、铁路与公路联合运输、平确溜井、汽车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属矿山主要采用孔径250mm 的牙轮钻和孔径200mm 的潜孔钻,部分矿山使用孔径310mm 的牙轮钻和孔径250mm 的潜孔钻。在矿岩硬度比较大的露天矿,有用牙轮钻更新现有潜孔钻的趋势。在我国摇天开采的铁矿石、有色金属矿石和冶金辅助原料矿石的发展较快,化工及建材系统多数属中小型露天矿。近年来,我国露天矿在爆破技术和新型炸药研制方面取得较大进展。在爆破技术方面推广应用大区微差爆破、压碴爆破、减展爆破和光面爆破。在露天矿基建剥离时,成功地进行了万吨级大爆破和数十次百吨级和千吨级的大爆破,掌握了在各种复杂条件下进行松动爆破、抛掷爆破及定向爆破的技术。在炸药加工方面,成功研制出了多种按油炸药、多孔粒状按油炸药、乳化炸药和防水浆状炸药。我国大、中、小型露天矿一般采用1~4.6m2 挖掘机进行采装。这种挖掘机对大型露天矿来说,规格小,效率低,全年效率一般为100~120 万吨。目前少数大型露天矿采用6m3 和7.6m3 挖掘机装载,全年效率可达400 万吨左右。露天矿铁路运输采用重80 吨、100 吨和150 吨的电机车和载重60 吨的翻斗车。汽车运输一般使用载重20~40 吨级的自卸汽车。少数矿山使用了100 吨级的电动轮汽车,个别矿山还引进了170 吨的载重汽车。

矿山开采数字技术应用职业技能等级标准

矿山开采数字技术应用职业技能等级标准 (2020年1.0版) 北京诺斐释真管理咨询有限公司 (有色金属工业人才中心)制定 2020年3月发布

目次 前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 1范围﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 2规范性引用文件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 3术语和定义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 4适用院校专业﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 5面向职业岗位(群)﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5 6职业技能要求﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5参考文献﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍15

1范围 本标准规定了矿山开采数字技术应用职业技能等级对应的工作领域、工作任务及职业技能要求。 本标准适用于矿山开采数字技术应用职业技能培训、考核与评价,相关用人单位的人员聘用、培训与考核可参照使用。 2规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 国家、行业有关标准(标准编号与名称) DZ/T0078-1993固体矿产勘查原始地质编录规定 JSBZ-09-2矿山测量专业技术标准 GB50771-2012有色金属采矿设计规范 CH/Z3017-2015地面三维激光扫描作业技术规程 GB/T18316-2008数字测绘成果质量检查与验收 GB/T34679-2017智慧矿山信息系统通用技术规范 3术语和定义 国家、行业标准界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1数字矿山 是以矿山开采环境、对象、活动及过程为主体,在这些主体相互作用过程中产生的信息数字化基础上,运用软件技术、网络技术、数据库技术、可视化仿真技术、地质统计学理论与最优化方法等理论与技术,对矿山全生命周期业务过程进行信息化处理,实现三维地质模型、资源可视化评价、矿山开采计算机辅助设计、开采方案与采矿设计计算机仿真与优化、测量验收过程全数字化、设计与验

有色金属矿山深井采矿技术研究 陈岩林

有色金属矿山深井采矿技术研究陈岩林 摘要:新时期,伴随着经济的高速发展,社会对于矿产资源的需求量日渐增长,矿山开采规模不断扩大,开采深度日益加深,开采难度也在持续增加,人类对采 矿技术提出了更高的要求。深井采矿技术已经逐渐成为矿山开采发展的主流趋势。不过我国对于深井采矿技术的研究起步相对较晚,在技术应用层面依然存在一些 不足和问题,需要技术人员更加深入研究,确保技术的合理推广和应用。 关键词:有色金属矿山;深井;采矿技术 在我国科学技术不断进步与发展下,各领域科研工作深度及广度不断加大, 对有色金属有了更高的需求,有色金属的应用范围日趋广泛、开采价值日趋增大。相关调查显示,我国有色金属每年产销量超过了1000万t,并且有色金属矿山矿 床开采深度不断增大,包括铅锌矿、铜矿等在我国各地区不断增多。 1深井采矿技术概述 深井采矿技术是指对于深度超过800m的矿山进行开采的技术,相比较浅井 和中深井,深井采矿技术面临着一系列的问题,如技术、经济、安全等。相比较 浅井开采技术,深井开采在采矿方法上基本相同,同样包括了充填法、空场法和 崩落法三种类型,不过在实际开采中,对于结构参数、回采顺序以及回采工艺等,都需要依照深井矿山的特点做好相应调整,就目前而言,考虑深井矿山的特殊性,充填采矿法应用最为广泛。深井采矿具有几个非常显著的特点,一是地压较大, 原岩应力大,矿山压力的显现相对剧烈,岩体塑性大;二是地温高,通常来讲, 低温与深度呈线性关系,其增高率可以采用温度梯度表示(℃/hm,hm=100m),当地质条件不同时,地温梯度也会有所差异,一般情况下为4℃/hm。三是瓦斯大,一些含瓦斯矿山,深井采矿中,瓦斯绝对涌出量会伴随着开采深度的增加而 增长,瓦斯突出频度大,突出量也相对较大。 2研究的必要性 据统计,现阶段我们国家每年有色金属需求缺口基本保持在五千万吨。2017年,科技部、国土资源部、水利部日前联合印发《“十三五”资源领域科技创新专 项规划》,明确“十三五”期间,矿产资源(金属、非金属、盐湖等)类型领域的 科技创新发展思路、发展目标、重点技术发展方向、重点任务和保障措施。响应 国家政策要求,对资源开发可共享技术进行标准化推广,提升行业内企业的整体 基础技术实力,促进更多基础技术的标准化转化是企业提升核心竞争力的有效途径。目前,浅层的矿床已经被开采殆尽,有色金属的深部开采将成为采矿的主要 研究方向。通过调查分析能够发现在未来的十年时间之内我们国家的有色金属深 部开采将会达到一千米或以上。而深部开采将面临诸多的关键难题:一是深部高 应力问题,深部高应力可能导致破坏性地压活动,包括矿山开挖引起的岩爆、塌陷、顶板、突水等动力灾害。二是岩性恶化。浅部硬岩变成深部软岩,弹性体变 成潜塑性体,给支护和矿山安全带来了很大的负担,严重影响了矿山的开采效率 和效益。三是深高温环境,随着深层温度1.7℃/100-3.0℃/100米梯度增加。 3现状分析 国民经济需要的铁、锰、铜、铅、锌、铝土矿等块状矿柱品种无法满足需求。每年有60%以上的铁精矿、70%以上的铜精矿和50%以上的铝土矿必须从国外进口。主要金属矿产资源对国外的高度依赖,对我国国民经济的发展构成了潜在的

金属矿山地下开采方法选择及策略 郑振

金属矿山地下开采方法选择及策略郑振 发表时间:2019-08-28T11:30:53.437Z 来源:《基层建设》2019年第16期作者:郑振张本乐 [导读] 摘要:我国金属矿山贫矿多,富矿少,矿山开采技术不平衡,资源利用率低,地下开采容易引发环境问题。 安徽金日晟矿业有限责任公司 237400 摘要:我国金属矿山贫矿多,富矿少,矿山开采技术不平衡,资源利用率低,地下开采容易引发环境问题。为解决金属矿山开采中的这些问题,在对金属矿山进行开采时多采取地下连续开采技术。本文在对金属矿山采矿方法选择及其影响因素分析基础上,对地下连续开采技术的施工方法及其工程中的实际应用进行了具体阐述,并对金属矿山地下连续开采技术的未来发展趋势进行了展望。 关键词:金属矿山;地下开采方法;地下连续开采技术 引言 近年来随着矿山开采深度及规模不断加大,露天开采资源逐渐消失,矿山地下开采也面临严重生态问题。要解决金属矿石地下开采所面临的问题,连续开采工艺方法为一条有效途径。地下连续开采能实现机械连续作业,改善作业条件及作业环境,提高开采能力,缩短回采周期,利于对矿山进行深部低压管理控制。 1 金属矿山地下开采概述 金属矿产深埋地下,露天开采矿石剥离系数高,成本大,因此对于金属矿山多采用地下开采方法。地下开采分挖掘及矿石开采两步。矿石开采时需要对挖掘中开通的想到进行开凿,在开凿中多经过开拓、采切、回采几个步骤。在矿石开采时,多是分阶段进行开采的,开采多按照先上后下的开采顺序,并沿着矿床将矿体划分成几个矿块,矿块高度多在60 米左右。对金属矿石地下采矿方法多分三类:①矿柱支撑采矿法:当矿区中围岩稳固,矿石坚硬,矿房比较开阔,采矿安全性比较好的情况下多采取矿柱支撑采矿法。②人工支撑采矿法:金属矿山开采中如对回采工作面需要不断拓展,对采空区需要不断加大情况下,需要采取人工支撑采矿法。③崩落采矿法。金属矿山开采中,如果开采中出现矿石崩落,此时需要对采矿区利用崩落的岩石进行充填,通过充填保持围岩稳定,通过充填来掌握地压,这种方法为崩落采矿法。在具体开采过程中,需结合不同矿山种类、地应力、工程地质条件等因素选择最适合的开采方法。 2 金属矿山采矿方法选择及影响因素分析 2.1 矿体种类 金属矿山按矿石颜色可分为黑色、有色、贵金属三种矿产,黑色矿以铁矿为主,有色矿以钳、锌、铜、铝等为主,贵金属矿以金、银为主。金属矿体不同,采矿方法也不一样,铁矿因价值低,多采取空场开采法及崩落开采法;有色金属矿还有贵金属矿因价值高,多采取填充开采法,这样按照矿体种类选择开采方法可提高开采效益。 2.2 地应力 地应力指的是采矿时导致低下岩体及采矿结构破坏变形的根本作用力。地下开采时只有对开采区地应力状态条件充分掌握,才能对矿山中金属总体分布合理确定,并获取正确的开采方法,可依据开采方法及地应力确定开挖步骤,支护结构参数及支护的形式,这样才能在开采时确保围岩稳定,才能对矿山矿产最大限度开采,提高开采效益。之所以说地应力参数在地下开采中比较重要主要是因为地应力为确定矿山开采巷道及采场最佳形状的主要参数,巷道及采场走向应同最大主应力方向保持平行。 2.3 工程地质条件 矿山开采前需对矿山工程地质条件进行充分考察,只有对矿山地质条件充分了解,才能确定矿山采场构成要素,才能对矿山岩石物理力学性质掌握清楚,只有掌握这些才好根据这些条件来判定矿山开采方法。工作人员在进行矿山工程地质条件考察时需从岩体结构、岩体分布、岩体裂缝、断层,矿山地下水等着手,做好每项调查,因为这些项目条件都会对采矿方法选择造成影响。 3 金属矿山开采时存在的主要问题 我国金属矿山开采在先进科学技术下取得了较大发展,但也存在一些问题,主要为:①我国金属矿山尽管资源多,但是富矿少,大型金属矿产少,较多的都是贫矿,所以说,尽管矿山不少,但是矿产资源还是比较缺乏的。②金属矿山开采技术不平衡。 我国地域广阔,各个地域矿业发展水平不一,矿山开采技术也不平衡,发达地区拥有媲美国际先进水平的采矿技术,但是在偏远地区,采矿设备及采矿技术还是比较落后的,使得这些地区矿山开采的效率普遍偏低。③资源利用率低。社会不断发展下,人们更重视环境保护,重视可持续发展,因此在金属矿山开采特别是有色金属矿石开采上很重视矿石利用回收,但是我国在有色金属利用回收技术上还存在很大不足,有色金属资源利用率低。④地下开采引发环境问题。金属矿石地下开采会使矿山地面塌陷,不仅对原有地形地貌造成影响,也会对该地区土地及地下水资源造成破坏,恶化矿山地质环境,矿山开采所引发的环境问题使得开采地区不能适应当地经济发展要求。 4金属矿山地下采空区的处理措施 4.1 回填金属矿山地下采空区 一部分地下采空区严禁发生地表塌陷现象,例如,地下采空区的顶部是建筑物所在区域或者露天采矿工作区等,就这种类型的地下采空区,一般情况下,回填采空区是处理地下采空区的最佳方式。回填采空区所用的材料均就地取材,主要包括采矿过程中开采出的废石与矿渣以及地表上自然脱落的大量废石等。回填的方式主要是将上述的填充材料输送到钻孔、天井或者专用通道之中,将填充材料加压,使其能够自行流入到地下采空区,从而回填满地下采空区。这种处理方式有几点要求值得注意,第一,地下采空区必须与钻孔、矿井或者巷道之间相连,这是填充材料顺利进入采空区的首要前提,也即只有具备一定的通道才能将填充料顺利地输送到地下采空区之中。第二,在开展回填作业时,作业人员必须对金属矿山地下采空区的具体信息有充分的了解,如地下采空区的位置、范围、体积以及回填通道的位置等。这种处理方法的优势在于收集填充材料非常方便和容易,处理地下采空区的速度较快,效果较为显著,在回填好地下采空区之后,回填的材料就能紧密地填满采空区。其缺陷在于回填地下采空区的作业难度非常大,所耗费的资金较多。 4.2 封闭金属矿山地下采空区 地下采空区周边的岩体应力若想完全集中,往往需要耗费较长的时间,量变是质变的必要前提,地下采空区周边岩体应力集中达到最大限度必须经过一个过程,在这个从量变到质变的过程中,地下采空区还是比较安全的。因此,必须在这段较短的时间之内,立即组织有关人员撤离该地区的居民和作业人员,确保人民群众的生命财产安全,同时对有关采矿作业区采取保护措施。只要安全地将该地区的居民和工作人员撤走后,哪怕地下采空区发生重大采矿事故,也不至于造成巨大的人员伤亡和经济损失。

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