关于金属矿山采矿方法的深入了解
Abstract: in this article, a brief overview of the current domestic open pit mining process efficient methods, as well as the years of experience in the mining process, and finally a brief description of the main problems in the process of mining.
Key words: metal mines, underground mining, the main problems
Author：郝帅帅
Introduction：黄金和有色金属在我国的国民经济中占有举足轻重的地位。因此, 高效、
经济、安全地回收黄金和有色金属矿石, 历来为党和政府所关注。新中国成立以来, 在党和
政府的高度重视下, 通过有关专家、学者及矿业人员的共同努力, 使我国的黄金和有色金属
地下矿山的采矿技术和装备水平均得到了较大程度的提高;采矿效率、采矿回收率等采矿技
术指标亦同步增长, 使我国的黄金和有色金属地下矿山的采矿技术水平已达到一个崭新的
阶段。然而, 我们在为已取得的成绩欢欣鼓舞之余, 仍应看到, 我国与世界先进的采矿技术
水平还有相当大的差距。因此, 应尽快地缩小这一差距, 赶上或超过世界先进水平, 是我国
当代采矿从业人员所面临的最为迫切的研究课题。
一、采矿工艺技术的新进展
进入20世纪90 年代, 我国有许多黄金和有色金属矿山通过技术改造, 大量引进了国外先进的采、装、运设备, 同时, 一批适合我国地下矿山实际情况的先进装运设备研制成功, 并应用于矿山, 促使了我国地下矿山的机械化水平明显提高。由于采矿作业机械化程度的提高, 劳动条件大为改善, 使采矿成本大幅度降低, 劳动生产率显著提高。又由于先进的自行采、装、运设备的引进和研制, 新技术的应用和发展, 促进了采矿工艺技术的不断改进和创新, 出现了前所未有的发展和变革。现将我国具有代表性的采矿工艺技术分述如下。
1.大直径深孔采矿法
20 世纪80 年代, VCR 法(大直径深孔球状药包后退式崩落采矿法)首先在我国凡口铅锌矿试验成功。该法与传统的采矿方法相比, 具有采场结构简单、生产能力大、机械化程度高, 作业安全等优点。随后, 这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、金厂峪金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。但是, 由于我国地下矿山大部分矿床为中厚矿体, 倾角较小, 采用VCR 法容易造成矿石的损失和贫化, 且VCR 法需要使用成本较高的高威力炸药和价格昂贵的高精度深孔钻机, 致使采矿成本较高;另外, VCR 法爆破一次崩矿量较少, 施工作业工序较多, 每次均需进行清孔、堵孔、装药、堵塞、联线、起爆等。由于上述原因, 限制了VCR 法在我国黄金和有色金属矿山的使用范围。为克服上述问题, 自1980 ～1985 年间, 在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案, 即阶段深孔台
阶崩落采矿法。该采矿方法的实质是:将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下开采中, 即在采场的局部面积上, 先形成切割槽, 然后以这一切割槽为自由面和补偿空间, 采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿, 崩落的矿石由采场下部的出矿系统运出。该采矿方法的主要技术经济指标为:矿石回收率为99.87 %;贫化率为2.42 %;采场综合生产能力为551.5t/d ;采场出矿能力为1630t/d 。在此基础上, 于90 年代在安庆铜矿试验应用了大直径深孔高阶段采矿工艺, 成功地实现了一步骤矿房高阶段大孔采矿、双阶段连续回采和高浓度尾砂胶结充填采矿法。在该方法中, 采场垂直矿体走向布置, 采场长为矿体厚度。矿房、矿柱宽为15m ;作业中段高60m 。一步骤回采矿房, 嗣后一次尾砂胶结充填;二步骤回采矿柱, 嗣后用尾砂或废石充填。该采矿方法使用Simba-251 潜孔钻机钻凿Υ165mm 的垂直下向孔。采用以下三种形式崩矿:一是用VCR 法拉立槽;二是立槽拉到一定高度后,进行5 ～7m 高的侧向崩矿,使采场以立槽为中心形成倒梯段状或弧形状, 以增加采场安全稳定性, 即梯段或弧形爆破;三是阶段爆破, 即立槽拉通之后, 四周全阶段向立槽侧向崩矿。阶段高段60m , 为增大采场生产能力, 采用矿房、矿柱双阶段连续回采, 回采高度达120m 。采场生产能力可达750 ～850t/d ;矿石损失率13.04 %, 贫化率13.13 %。由于使用了大量采、装、运先进设备, 采矿效可达33.3t/人·d , 是国内一般金属矿山的5 倍左右。主要经济技术指标均达到国内领先水平。高效率的大直径深孔采矿法不仅在有色金属地下矿山取得了喜人的成绩, 在黄金地下矿山中同样也取得了较好的成绩。金厂峪金矿大直径深孔采矿方法的成功应用, 便是最好的例证。1989 年, 金厂峪金矿成功地试验了大直径深孔阶段挤压崩矿单步骤连续回采工艺技术方案, 目前仍在生产中应用。该方案的技术特点是, 利用垂直大直径深孔向相邻已被废石充满的空间进行阶段挤压崩矿, 每次挤压爆破后进行局部放矿, 使呈挤压状态的崩落矿石进行二次松散, 然后进行下一次挤压分层崩矿, 从而实现后退式连续回采, 无需进行间柱或顶柱的二步回采。该方法的试验成功, 使金厂峪金矿的采矿效率大幅度提高, 生产成本明显下降, 为该矿的高产、稳产, 提高经济效益提供了可靠的技术保障。该采矿方法主要技术经济指标为:矿石回收率为99 %, 贫化率为6.52 %, 采场出矿能力平均为190t/d , 最高达到254.6t/d 2.充填采矿法
随着科技水平和物质文化生活水平的提高, 人类对黄金和各种有色金属的需求量也日益大, 而经过多年的开采, 埋藏较浅的易采矿体已所剩无几。为了满足社会生产和生活的需求, 人们不得不着手开采地下更深处的、赋存条件差的矿床。另外, 近年来, 人们对环保的要求日益严格, 对环境破坏较大的矿山开采受到了人们更大的关注。由于充填采矿法是一种回收率高、贫化率低的采矿方法, 所以在稀有贵金属和高品位富矿的开采, 以及矿床赋存条件杂、地表需保护和有自燃倾向矿床开采中具有不可替代的作用。因此, 近年来, 充填采矿法在世界各地得到了越来越广泛的应用, 我国的充填采矿技术也得到了飞速的发展。
3.自然崩落采矿法
自然崩落采矿法是利用矿体固有的软弱性、节理裂隙、容易崩落等特性, 在矿块或盘区底部拉底后, 借助重力引起自然崩落, 并破碎成适宜的块度,经底部出矿系统放出的一种采矿方法。它是一种产量大、效率高和最经济的唯一能与露天开采媲美的地下采矿方法。该法适用于矿石储量大、品位低的矿山进行强化、低成本的回采矿石。这种方法在美国使用了一
