地下矿山采矿方法精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇地下矿山采矿方法，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：地下矿山；采矿方法；采矿技术；发展

中图分类号：TD853 文献标识码：A

我国不仅矿产资源丰富，而且矿产使用量也比较大，其对于国家经济发展具有重要作用。在科学技术进步的支持下，地下矿山采矿作业越来越普遍，目前已经出现了多种开采技术，要求企业根据工程实际情况进行选择，并对其进行改进和完善，从而保证井下作业的安全性，实现矿产开采目标。

1.地下矿山开采作业概述

随着人们对于矿产资源需求的增加，采矿业的范围也从地表扩展到地下，地下矿山开采作业期间，要求工作人员注意两个方面，一是安全性，二是整洁性，以便创建一个健康卫生的井下环境。要发挥地下矿山开采的优势，必须做到以下几点：第一，开采成本低且效益高；第二，机械设备使用率高；第三，开采技术方案的应用具有灵活性，不仅适应性强，而且对于环境的破坏程度小，甚至能够起到保护环境的效果。

2.常见地下矿山采矿方法及发展趋势

按照对回采过程中空区的不同处理方法，地下开采的采矿方法主要有3种。

2.1 空场采矿法

空场采矿法将矿块分为矿房和矿柱两部分，两步回采。对回采过程中所产生的空区，利用矿柱或人工支柱进行支撑，以控制地压保证回采。

依据矿房、矿柱结构的不同和回采工艺的区别，空场采矿法主要有浅孔留矿法、全面法、房柱法和分段空场法等。

由于空场法回采后会产生大量空区，近年来在矿山中采用的比例有所下降。其发展趋势主要是无轨回采设备的应用和大型设备的应用。无轨设备可以极大地提高开采的机械化程度。大型设备提高了出矿能力和生产效率，降低了出矿成本。

2.2 崩落采矿法

崩落采矿法采用一步骤回采。通过自然或强制崩落顶板围岩，充填回采过程中所产生的空区，以控制地压保证回采。

崩落采矿法主要有分层崩落法、有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、自然崩落法及阶段崩落法等。

其中的无底柱分段崩落法近年来向高分段、大间距的方向发展，产生了“大间距集中化无底柱采矿新工艺”。通过采用高效的地下中深孔气液联动设备，形成与大尺寸结构参数相匹配的集中化、高强度、大规模采矿技术和管理模式，提高了作业安全性和采矿强度。

2.3 充填采矿法

充填采矿法在回采过程中用充填料充填采空区，以控制地压保证回采。

充填采矿法主要有分层充填法、进路充填法、削壁充填法、嗣后充填法等。

随着无轨设备在回采中的应用和充填工艺及管道技术的发展，充填工艺实现了机械化、自动化，生产能力显著提高，矿石的损失、贫化显著降低，开采成本也相应降低。由于环保的要求，土地使用的限制，胶结充填又能防止地面沉降，充填采矿法的应用越来越广泛。

3.地下矿山采矿技术的应用发展

近年来地下矿山采矿技术不断发展，取得了很多进步，其中地下连续开采技术和深井开采技术的发展较为突出：

3.1 地下连续开采技术

地下连续开采技术是地下采矿的未来发展趋势。主要有两种主要方式，一是当矿体硬度较小时，开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时，开采时分成若干个施工段，不同施工段的各个工序连续平行进行施工。

近年来地下连续开采取得了重大进展，多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。地下连续开采的采矿装备系列齐全，配套完整，机械化程度也高，从凿岩、装药到转运，全部实现了机械化配套作业，各道工序无须手工体力操作，无繁重体力劳动，装备无轨化、液压化、自动化程度较高。完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。特别是地下连续开采无矿柱法的出现，解决了以往地下连续开采技术的诸多问题。该方法将矿体划分成矿段，不留矿柱，将切割槽布置在矿段中部，底部结构布置振动机出矿。崩矿过程中同时进行回填，平行进行采切、回采、充填的作业，使采矿工作连续不间断的施工。解决了矿柱回收困难的问题，采矿速度大大优于传统采矿方法，避免了资源的浪费，提高了地下采矿的经济效益。

3.2 深井开采技术

随着矿产资源的不断开发，开采深度也自然随之加深，同时也对开采技术提出了更高的要求。

深井开采首先面临的就是岩爆问题，国内外对岩爆的发生机理和防止方面取得了一系列的成果。通过对岩石的微观结构和声发射特征，可以划定岩爆可能性等级，结合岩石所处的应力条件，可以判定岩爆是否会产生。通过有限元法计算采场顶柱及及其周围岩体应力分布，优化回采顺序、采场的结构参数，调整矿柱规格，可以避免应力集中和能量聚集，预防岩爆出现、削弱岩爆强度。

在地压监测方面，除了采用现场观测、岩性测试、位移和应力测量等方法外，还可以建立深井的力学模型，采用有限元分析软件对回采工作影响下的岩体、地表和井巷位移和应力变化进行动态和定量分析，对其发展趋势、稳定性进行预测评价，并制定相应的安全措施。

矿山开采中尾矿和废石的处理问题一直制约着矿山的发展。在深井开采中，将尾矿和废石全部充填到井下采空区，既可以解决深井开采的地压和岩爆问题，同时还可以不占或少占土地，减少建设投资，解决环境污染的问题，实现无废开采。

深井开采中的地下涌水也是一项重大问题。地下采矿引起的地下水灾害包括地下突水和地下水位下降两个方面，以及由此造成的淹井事故、地表沉降塌陷和地表生态破坏等问题，深井开采由于开采深度大，上述灾害的严重性更大，为此国内外在深井地下水害治理与研究方面开展了一系列的研究工作。目前在深井地下水灾害领域研究成果主要有：采矿过程中地下水的运移规律分析、突水机理分析、工作面及矿井涌水量预测、老窿与岩溶水探测设备与技术、裂隙或构造带涌水通道堵截技术及材料等。

深井开采中的高温也是一项重大问题。严重影响开采工作的安全及效率。最新的高温防护技术通过对深井的高温产生机理进行研究，结合目标矿山的实际情况，采用钻孔法测定井下温度，分析其变化的规律，监测井下环境温度，通过实际观测和热交换数值分析法相结合，可以解读井巷温度的变化规律，从而制定可行的井下降温措施。降温措施包括：空气遇冷降胤ā⒕植恐评浼际酢⒏鎏宸阑ぜ际醯取？掌遇冷降温法是将采矿区的恒温带空气引入采场来降低工作面温度，通过热平衡及热交换计算及风路网络优化，寻求井下地温风流和高温风流混合，采用空气预冷降温机理的方法。局部制冷包括冷水逆流喷淋降温、人工降温制冷，对矿井入口风流部分或全部采用冷水或制冷机进行降温。个体防护是采用冷却服（冰背心）改善个体舒适度。

结语

综上所述，地下矿山采矿是我国目前矿产开采的重要途径之一，影响开采效率和质量的因素较多，因此应该选择合适的开采方法和技术。本文阐述了地下开采作业的简单概况，并对目前一些较为先进的开采方法、开采技术进行了介绍，希望为实际开采工作提供一些经验和参考。

参考文献

[1]解廷遥崔宏伟.露井联采条件下井工矿对露天矿边坡影响的范围[J].露天采矿技术，2013（11）：8-10.

[2]向军.井下人员定位系统在安全生产中的应用[J].采矿技术，2015，15（5）：82，98.

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关键词：金属矿山；地下采矿技术；进展；

中图分类号：TD43 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-01

一、金属矿山地下采矿方法概况

地下采矿方法是自矿块内采出矿石所进行的采准、切割和回采工作的总称。采准工作掘进一系列巷道，为切割和回采工作创造条件；切割工作为回采工作形成自由面和落矿空间；回采工作自回采工作面采出矿石，包括落矿、出矿和地压管理三种作业。采矿方法是指如何安全、经济地采出矿块、矿房或矿柱内矿石的方法，包括矿块的采准切割、采空区处理、回采工作。

（一）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，空场采矿法可分为房柱采矿法、阶段矿房采矿法、全面采矿法、留矿法等。空场采矿法特点：回采过程中，采空区始终是空着的，用主要暂留或永久残留的矿柱进行支撑，一般在矿石与围岩很稳固时采用。这种方法通常将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱。采矿房时，形成的采空区一般先不做处理，这种采矿法要求围岩和矿石稳固。空场采矿法是属于结构简单的一种采矿方法，易于工人掌握，生产效率也较高，贫化小，成本低，实践技术也比较成熟，因而应用广泛。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。

（二）崩落采矿法

崩落围岩采矿方法的特点是随着矿石采出，采空区被有计划的用崩落矿体岩石来充填，采空区能够得到及时的控制和处理，在地表允许陷落、矿体围岩不稳固条件中使用较多。通过强制或自然崩落围岩充填采空区的方式来控制和管理地压，主要包括分层崩落法、分段崩落法、单层崩落法、阶段崩落法充填采矿法

（三）填充采矿法

矿石价值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允许陷落

和特殊复杂地质条件下的矿体，一般采用填充采矿法。在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱

相配合形成的人工支承体支承采空区。

二、金属矿山地下采矿方法选择系统的重要性

（一）地下采矿是人类获取地下资源的重要方式之一，采矿方法的选择又是地下采矿的核心，然而影响地下采矿方法选择的因素众多，不同的地质条件又有不同的要求，具有极大的模糊性和不确定性，不能够仅靠单一定量分析来确定。传统的采矿方法选择就是仅由单个影响因素或几个因素各自直观地评价而确定的，带有极大的经验成分，具有很大的局限性。

（二）地下采矿的发展趋势是不断简化采场结构，采用新的工艺技术和新设备，机械化开采，实现大型化、集约化生产，实现地下采矿的智能机器化开采，实现资源的最大回收利用。必须从系统研究的角度，将模糊数学、层次分析、神经网络和人工智能等方法相结合，设计出合理的采矿方法选择系统，选择出最佳的地下采矿方法，才能达到安全高效的目的，获得最好的效益。近年来计算机已成为实现矿山科学管理和工艺理论研究的重要手段，广泛用于模拟采矿生产工艺，优选采矿方法、工艺和设备，研究改进采场结构和控制出矿品位，以及监控采矿作业和进行计划管理、财务管理和材料管理等，为采矿方法的智能化选择提供了条件。计算机在矿山中的进一步开发应用必将导致采矿技术的更大发展。

采矿是一个极其复杂的系统问题，采矿设计和安全管理具有众多的不确定性、模糊性和知识不完备性。因此，用模糊数学、层次分析构建金属矿山地下采矿方法选择系统，对采矿工程进行定量分析与定性描述，基于系统工程的观点与方法进行采矿问题的研究是采矿科学的发展方向。对采矿方法选择系统分析的综合集成；并通过集成系统的计算机人机对话功能，动态地实现采矿方法设计与的系统分析，建立复杂采矿条件下采矿方法选择系统。

三、金属矿山地下采矿方法选择系统应用

首先，从系统的层次结构出发，根据目前金属矿山地下采矿方法的现状，建立其完善的采矿方法知识库。其次，根据模糊数学的原理建立了推理机，根据模糊数学的原理进行采矿方法选择，模糊数学法主要用于采矿方法选择和采矿方法的技术经济指标预测。模糊数学选择采矿方法时，主要是将与目标矿山的地质技术条件与候选采矿方法相比较，并且计算出与候选采矿方法所要求的地质技术条件之间的模糊相似程度，选择条件最近似的作为目标矿山上的采矿方法。运用模糊数学选择采矿方法时，综合考虑了各种因素，更加的客观科学。但是隶属函数的构造方法不同，权重矩阵就有一定的差距，初选采矿方法时，首先对各种影响采矿方法选择的指标进行模糊量化，并且建立出相应的模糊评判矩阵，选出较好的几种方案。对初选出的方案进行终选时，采用了模糊综合评判的方法，对每个方案的技术经济指标进行分析比较，在建立出评判矩阵和权重矩阵的基础上选出最优方案。最后，利用VB开发人机界面友好的金属地下采矿方法选择系统，降低了研发的难度，提高了研发效率，加快了数据的处理，提供了全面高效的辅助支持。将定性分析与定量分析相结合，运用了多学科知识对采矿方法进行选择，达到金属矿山地下采矿方法选择的智能化。对地下采矿的科技发展起到完善和积极推动作用。价值工程法在采矿方法选择中采用价值工程法主要考虑的是资金的时间价值，主要根据技术经济指标的对比进行方案选择。

四、结语

现代科技进步与采矿科学的发展相结合，是采矿业向前迈出的一大步。对于金属矿山地下开采方法的正确选择，是迅速提高矿山技术管理水平，实现矿山设计优化的关键环节。对采矿业安全快速发展有着重要的现实意义。

参考文献：

[1]刘方.金属矿山地下采矿方法选择系统[D].武汉理工大学，2011.DOI：10.7666/d.y1880203.

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关键词：国内；金属矿山开采；发展方向

随着我国经济的快速发展，矿产资源的需求量也随之增加。然而在采矿的过程中，不仅产生了很多废物，还破坏了自然环境。因此，我国提出要建设矿山，积极寻求安全、低成本、高效的采矿技术，实现经济的可持续发展。

一、国内地下金属矿山采矿技术的现状

（一）国内金属矿产资源严重缺乏

不仅富矿少，贫矿多，而且大型和特大型矿比较少。很多矿山为了获得更多的经济利益，往往采富弃贫，使矿产资源出现严重的浪费现象。

（二）国内的采矿技术发展不平衡

我国幅员辽阔，但是全国各地的经济发展水平具有很大的差别，矿业的发展水平也具有很大的差异。在某些发达的地区，其采矿技术已经达到了国际化的先进水平，然而在经济发展比较落后的地区，其采矿技术也非常落后，采矿设备也不齐全，而且采矿的贫化率比较高，从而导致矿山开采的效率变低。

（三）国内的资源回收率和综合利用率较低

近年来，国际上很多国家都越来越重视对金属矿山资源的回收利用。发达国家对金属的综合利用以及回收利用的技术已经达到很高的水平，而我国对金属的综合利用以及回收利用的技术还比较落后，目前，我国的矿产资源综合利用率还不到20%，矿产资源的回收率仅为30%。

（四）地下开采造成严重的环境问题

地下开采导致地面塌陷，破坏地形与地貌的景观，破坏地下水资源。随着矿产的开发以及矿山地质环境的日趋恶化，环境容量之间有限的压力也在增加。目前，国内矿山环境问题比较严重，还不能很好的适应我国经济社会发展的新要求。

二、国内地下金属矿山采矿技术发展方向

我国金属矿山采矿技术研究已经取得了一定的成绩，但是总体的采矿技术发展水平还比较低。为了提高采矿的技术水平，降低采矿的成本，实现经济效益，今后采矿技术的发展方向被定为：精细开采技术、大规模采矿技术、无废开采技术、无人化开采技术等。

（一）精细开采技术

随着我国科学技术的不断发展，社会分工也变得越来越精细，金属矿产开采的专业化程度也越来越高，采掘业开始进入精细生产时代。实现边坡开挖量、矿岩运输功、维护工作量、露天采矿环境破坏等方面的最小化，以达到露天矿精细开采的目的。同时不断的改善精细开采的工艺，配合精细额生产管理，获得更好的矿山开采经济效益，社会效益以及环境效益。

（二）大规模采矿技术

大规模采矿技术的核心是大直径深孔崩矿技术。大规模开采的方法主要有分段空场法、VCR法、嗣后填充法、分段崩落法、阶段空场法、阶段崩落法等。我国崩落采矿技术的发展主要表现在无轨出矿的高阶段自然崩落法、高分段大间距的无底柱分段崩落法。随着阶段高度以及分段高度的不断加大，采矿的强度得到提高，采矿的成本也一定程度上降低，让矿山开采企业获得了较好的经济效益。为了更好的实现自动化和机械化开采，今后要广泛的应用大规模采矿技术。

（三）无废开采技术

无废开采指的是最大程度的减少废料的排放和产出，有效提高资源综合利用率，降低矿产资源开发的负面影响的工艺技术。我国在无废开采方面已经取得了一些进展，无废开采技术将在今后的矿产开采中应用得更加广泛。

（四）难采矿床采矿技术

随着地表资源不断的消耗，采矿逐渐向深部发展，不断的增加低温低压，特别是高应力矿区增高采场突发失稳等风险，加大了其潜在危害。对采矿进行深部充填，可以解决采场的不均衡应力。充填法对深部矿床，构筑物下矿床，水下、建筑物下矿床以及自然倾向矿床的开采具有重要的作用。目前，我国主要是采用充填系统自动化技术、高分层落矿以及无轨设备等技术，降低充填采矿法的采矿成本，大幅度的提高采场生产能力和劳动生产率。

（五）低品位矿床采矿技术

我国的矿产资源富矿少，贫矿多。用传统的方法开采低品位的矿床，不仅经济效益低，而且采矿成本高。溶浸采矿技术是结合选、采、冶等技术，直接从地下采集金属的开采工艺。对于传统常规开采方法不能回收的难选矿石、难采矿体、低品位矿石以及废石中有用的成分，采用溶浸采矿能够很好的进行回收，从而使地下矿产资源的可利用范围变宽，增加矿石储量，满足了我国矿石产品日趋增长的需求。

（六）无人化开采技术

目前，我国的大部分金属矿山开采还处于辅助操作控制和半自动化状态。我国采矿设备不断向智能化、遥控技术化、大型化和自动化技术发展，为无人化开采技术研究奠定了良好的技术保障。今后，无人化开采技术将持续发展下去。

三、结束语

综上所述，我国地下金属矿山采矿技术还存在一些问题，如国内金属矿产资源严重缺乏，国内的采矿技术发展不平衡，国内的资源回收率和综合利用率较低，地下开采导致地面塌陷，破坏地形与地貌的景观，破坏地下水资源等。笔者通过深入研究，总结出了国内地下金属矿山采矿技术发展方向，如精细开采技术、大规模采矿技术、无废开采技术、难采矿床采矿技术、低品位矿床采矿技术以及无人化开采技术。

参考文献

[1]郭金峰.国内地下金属矿山采矿技术进展和发展方向[A].中国金属学会.2005中国钢铁年会论文集（第2卷）[C].中国金属学会：，2010：12（05）：72-73.

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【关键词】金属矿山；地下开采；高产高效；采矿工程

1、前言

在我国全部的地下矿山中，地下金属矿山大约占到90%左右，随着一些露天矿山转入地下开采，这一比例还在逐步的增加，那么地下金属矿山的开采技术的发展显得至关重要[1]。随着我国机械化技术的发展和管理水平的提高，需要新机械、新材料和新工艺开始在地下矿山得到应用，主要表现为大型的、先进的机械设备的研发，高产高效采矿方法的采用以及数字化电气设备的使用等技术的发展。

2、地下开采技术发展现状

目前所采用的开采方法主要有以下几种，如空场法、充填采矿法、崩落采矿法，也存在一些其它方法，但是应用范围较少[2]。随着新设备、新工艺的实施，这么开采方法与以前相比也发生了很大的不同。

2.1 空场法

2.1.1 VCR法

20世纪8年代，VRC采矿方法在我国的铅锌矿进行了实验，并成功应用。后来，这种先进的采矿方法先后在金川矿业公司、安庆矿业公司、狮子山矿、金山矿进行了大范围的推广应用。20世纪80年代中期，在凡口矿进行了阶段台阶采矿法实验，把露天采矿工艺成功的应用到了地下矿山的开采之中，就是首先在采场上进行割槽，利用这一割槽作为补偿空间和自由面，采用深孔大直径爆破技术进行台阶崩落，并从采场下部进行崩落矿石的运输。

2.1.2 连续开采技术

地下矿山的连续开采方法主要是矿床的连续开采、矿石连续运输以及矿房连续回采，就是说所有的采矿工艺都实行工艺连续化。我国在这方面做过大量的重点项目科技攻关，如在“六五”到“八五”期间，就做过大量的连续开采项目，进行了大量的科研工作的现场试验，并在一些矿山进行了应用，取得了很好的开采效果。

2.2 充填采矿法

机械设备的大型化和机械化是实现充填采矿法的必要条件，不管是国外还是国内这方面都进行快速的发展，主要表现为支护设备、落煤割煤设备以及运输矿石设备方面。在充填技术方面，发展最快的是胶结性充填，从最初实行的尾砂胶结充填工艺发展到了高浓度胶结物充填技术以及目前比较流行的不收缩、不脱水的沙胶充填技术。矿石的回采工艺也得到了快速的发展，从最初的分层开采、分段开采，发展到了大孔落矿开采，阶段全高开采工艺也到了很大的发展；通过改良采场的布置参数，来进行采区机械化充填开采；并对充填系统实行自动化控制，最近新发明的泵送胶结膏体充填工艺，大大提高了工作效率，促进了充填开采工艺的高效开采。

在我国先后实行过干式胶结充填、分级胶结充填、尾矿胶结充填、水泥碎石胶结充填等先进的充填技术和充填工艺[3]。最近几年，有研制成功了具有世界领先的充填开采工艺，最具有代表性的是：粗粒级水砂充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、膏体泵送充填工艺与技术等。在20世纪90年代，在金川矿区进行了我国第一个泵送充填实验，后来相继又在铜绿矿进行第二个泵送充填试验，获得了成功。安庆矿泵送的材料主要是尾砂和水泥，运用高阶段深孔大直径的充填方法，取得了很好的充填效果，这一技术也填补了我国充填采矿方面的空白，改变了我国多年地下采用多中段作业的落后局面，实现了地下矿山高产、高效、安全开采，并且也标志着我国大直径深孔采矿技术已经步入世界采矿的先进行列。

2.3 崩落采矿法

在我国实行分段崩落开采工艺面临着很多问题，例如怎么加大断面和怎么优化结构布置参数等问题。通常对结构参数的优化主要是通过扩大进路的间距。只有扩大间距才能很好的减少采掘所需的工程量。并且增大间距的可操作性也较强，很容易实现，容易推广应用，现在已经在桃冲、北铭河、程潮进行了应用，并取得了很好应用效果。

低贫化放矿和主要是在采矿过程中当矿石临街面达到出矿口时就停止放出矿石，这样可以很好的确保矿石的完整性，很好的降低了矿石混入杂质。低贫化放矿这种工艺最先在镜铁山铁矿进行了试验，并取得了很大的成功。这种的优点主要是操作简单、灵活，并且还不需要改变原来的采矿工艺，不但可以降低矿石的贫化率，还降低了杂质的混入率，取得了很大的经济效益，所以，这种技术的应用前景非常大。目前，低贫化放矿我国的许多矿山都得到了不同程度的应用。

3、地下金属矿山采矿技术发展趋势

3.1 矿山开采深井化

随着矿井开采深度的逐步增加，在一些矿床较深的地区，矿石的开采条件较差，经常会遇到较大的技术难题。目前，我们通常把深度超过千米的矿井成为深井矿山。以前我国的非煤矿山通常不会超过千米，一般在700米以下，但是最近几年已经也出现了一些达到千米的矿井开始进行开采，例如冬瓜山铜矿床、金川二矿区850m水平就是这种深井。随着矿山的开采深度越来越大，岩层地压增大，岩层温度升高，矿山的排水、支护等遇到了前所未有的困难，这就要求我们要改进现阶段的采矿工艺和采矿设备。反过来说，随着采矿工艺和采矿设备的改进，深井矿山会越来越多。

3.2 采矿设备高效化、大型化、自动化

矿山设备的发展方向是设备的大型化、自动化和高效化，研制大功率的钻孔爆破设备、全液压凿岩设备、巷道钻进设备、输运设备、铲运设备以及振动出矿、连续采矿成套设备势在必行，并且尽可能的实现设备的高效化。半自动或者自动化，减轻工人的体力劳动。激光定位装置，是实现凿岩设备自动化的必要技术，自动化的凿岩设备可以进行自动凿岩，连续式装载、自动式装卸和运输。大型矿山采用全部的机械化、高效化的设备，必能大大降低劳动强度，增加矿山产量。

3.3 矿山环保化、综合治理化

在一些发达国家，非常重视矿山的环境治理，尤其是对矿上的矸石、废水、粉尘以及废弃，并且标准非常的严格，很多品味差的矿石都由于治理成本太高而无法生产。特别是对矸石的治理，对那么废石山、尾矿通常都会进行覆盖，在覆盖层上面再种植绿色植物，进行绿化处理。国外还非常重视建立无矸石矿山和无废物矿山，我国目前也在引进国外先进技术，例如南京栖霞山锌铝矿和吴县铜矿现在也建成了无废物矿山。

除此之外，采用充填工艺进行采空区充填，不但可以利用废物，还可以保护环境，这也是未来绿色矿山建设的总的方向。

参考文献

[1]孙豁然，周伟，刘炜.我国金属矿采矿技术回顾与展望[J].金属矿山，2003.

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关键词：地下矿山 深部开采 安全

1引言

采程是一个综合性的工程，其开境特别复杂，地下矿山深采表现的尤为突出。近几年来，伴随我济持续高定发展，能求旺盛，煤量大幅加。这使得矿采延度加快，开进一加大。伴随矿采深度的增加，直致矿山地的升高温高，同时难以避运提、排水、支风、充填等系统的带战。

2地下矿山深部开采带来的问题

（1）地下矿部开采过中，高力带来的动害问题主要表爆和巷稳变形破坏，其关术在于岩制问题。根据地分律及矿山地山深部开采时岩学性质试以看出：伴随开度的增加，原力的垂量的增大度的增大成比，同时矿度指标伴采深度的增加有下趋势，故而造成地下矿山深部开采过程中，巷形破坏现象加剧、矿稳现象增多、岩变性质增强。

岩动是最直接、最剧质动力灾害，是地下矿山深部开采时一个比出的灾问题，严肋、作员和设全，目前全球范围内有50多个国家和地区做爆活动录，其多发非和印山地下矿山深部开采中。记的第一次爆就发生在印尔金矿。在南矿的开程中，伴下矿山深部开采行，爆活度和频著增加，从十八世纪初的十起到十八世纪中期的近三百起，造成了百余人丧生和几千个工失。从各个国家和地区的统据看，岩生的强频度伴随地下矿山开采深度的增加而增加。

近年来，伴随开采深度的增加，岩度和强度明大，虽尚未造员伤亡，但其己成为矿山地下矿山深部开采的重全问题。统料可以看出：岩发生于强、厚度大、埋的完岩中，主要影响因层的地质结构和岩性，伴随地下矿山深部开采的进入，岩频度、强度及规呈升高势。

与浅采不同，地下矿山深部开采时不仅自力随深加而增大，而且深部岩构面一般较浅部育，导致构力的作用十著，致使巷岩应力过大，同烈的采矿扰致采动影围内的巷力近十倍于原力，由于以上因个或共同作用，造成巷护结构的大面形和破坏，严响了矿山生井巷开拓工行。

从钻孔实验的观测数据研究可以看出，正常的地温梯度一般大约为0.02-0.03℃/m。经在矿山实地调合分析发现，导致地下矿山深部开程中井下温度升素有许多，主要是由于岩内热水、矿化、机备、空气压人体等热热或散热造成。所以说地山深部开采条件下，井下作业常会出现高十度的高境。

深井高环境对人的生响很大，易使井下工意力分散，劳动生低下，进而导致工故升高，矿山生率大幅下降。长时间的高环境不仅恶矿的作业环境，而且易导致发生热挛、热疲射病等热业病。所以说，热业病威胁将是地下矿山深部开采面临的又一严重问题。从一些国内外的统料可以看出，当井度超过27 ℃以后，温升高1℃，工故发生率升高8-20%，劳产率下降9-15%，如对日本10个矿害事故的调查显示：工温度在30-37℃的事生率较30℃以度高10万倍倍；当井温超5℃时，将使工法工作，直接威人的生全。有研究者将高、水、火、瓦为矿井四大灾害。

伴随开度的增加，矿提、排水、充填、供水、通温、压风、通明等系统的复度随之升高，将会对深部矿山开采的生力产生较大的影响，一方面伴井的延伸，运率必然有低，其次各个系设运行以及管用升高，将对矿山的经济效生消极的影响。通水、供风、充高水压约，对工设所需的材料材质（各管压能力、钢的提升性能）有了更高的要求。

3地下矿山深部开采的安全措施

（1）统筹规划，合理开采

对地下矿山深部开采统划，合采，尽可能防止采柱应力叠成的应高。巷置在稳层内；巷向尽可能与本区最大力方向一致，减小力对巷道的作用；避免开的支承压烈作用，将巷置在已采的采下；采取上部煤层预采，跨巷回采等方法，避上部开留煤响，且与煤沿保持一距离；避免相之间的相互影响；合理开序以避免采邻的区段时进行等。研究快速有部高应压技术，对于防于局部应中而引起稳和动力灾害具有实际意义。

（2）充分了解，因地制宜

加强深质工作，充分了杂多变的煤岩征、瓦、水等灾布，断间结构、围定状态及与井程之间的相系，从而为采效方案或技径提础条件。

改进围制技术，限岩变坏。围岩支式分为被护和主护，被动支护是限岩的变形破护控制已经松动破石，主护是以围岩的，利用围撑能力控岩变形破坏。深部围进几小就有可能为碎裂体或松体，支象是破的剪胀变形围岩。试以看出，岩值强度和残度对围感，较小的围以较大地提岩的强度。所以说，在采用主动方式，提网索支统的强度和改善性，可能取得较护效果，地良地段复合支果可能会更好，应宜。

（3）加深研究，技术治理

加强深害治理技究，在进行通温和局下制冷技究与应时，开辟新的思究可行的技术途径，变热热能用，变利。另外，采科技成果，研济高效且环好的矿井降术材料，是保部采矿顺展的技术方法。对于深斯问题，今向必然是治发利用相结合，将煤发与煤层开发等重要的位究。对于地下矿山深部开采的动象，应进一究其发件、特律，建立符矿山深部开采实测预报理论以治措施。

4结论

煤矿地下矿山深部开临的一系题将是我前和今后煤全生产大问题，必须未缪，加大科新的力度，以期解技术难题，采术装备，降低和下矿山深部开采带险，实现深部煤全、高本开采。

参考文献

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[4]刘影. 基于我国采矿及安全防护技术变革的安全观的形成与发展研究[D]. 中南大学， 2009.

[5]高山. 关于加强矿山采矿安全技术管理工作的探讨[J]. 黑龙江科技信息， 2012（10）：151-152.

篇6

关键词：金属矿山 高吊矿体 回采方法 总结

中图分类号：TD231.6 文献标识码：A 文章编号1674-098X（2013）03（a）-00-02

1 矿体的地质概况

该矿床为中低温热液充填矿床。是赋存于燕山期斑状花岗岩之中，主体受构造裂隙控制，成矿温度约在165 ℃左右。其围岩主要是花岗斑岩，矿体的形态为透镜状、脉状为主，伴有黄铁矿化，萤石矿化等。矿石显碱性。

2 采矿方法的选择

根据矿体赋存的主要地质情况及开采技术条件，可选择的较适合采矿方法为水平分层充填法和浅孔留矿法。由于矿井充填系统不完善，充填系统处于瘫痪状态。根据矿体赋存条件，本着安全上可靠、技术上可行的原则，采用浅孔留矿法回采该矿体。

4 采切工程

4.1 采准工程

（1）采用电耙道的底部结构，布置电耙道、砂巷、溜矿井、斗穿与斗颈工程。

（2）利用-58-11-6-2#天井作为通风天井，该天井已通-8 m中段-8-22-8-8沿脉内。

4.2 切割工程

5 回采工艺

6 安全、技术措施

（1）提前将-8-22-8-8采空区底斗封口，保证采场回采至-8 m标高时的安全。

（2）加强回采过程的技术跟班，及时指导回采作业，严格控制采幅，降低采场的贫化，提高出矿品位。

（3）人行格一定要按设计规格进行架设，放炮前应架设好超前顺路井，放炮后应及时打开，确保两个顺路井畅通。

（4）放矿结束后，-58-11-6沿脉的人行井、溜矿井用轨道加圆木进行封口。采空区采用嗣后充填，充填料利用-8-22-8-8沿脉运输。

7 电耙道底部结构运用效果

缺点：由于采用电耙道底部结构系统复杂，施工难度较大，施工时通风条件差。其次斗穿与斗颈的最佳位置确定不易控制，从而影响采场矿石溜至电耙道的矿量难以控制到理论要求。因此施工精度必须按照设计严格施工进行方能保证后续采场的正常上采。其次是采用自然底柱底部结构的留矿法采场放矿效率较低，且电耙的实际操作难度大，电耙工的能力很大程度上制约了采场出矿效率。

参考文献

[1] 汪德文，严体.改进传统采矿工艺实现资源综合利用[J].矿产保护与利用，2012（1）.

[2] 简万国.极乐矿段难采矿体采矿综合技术研究[D].中南大学，2004.

[3] 周科平.地下采矿方法选择的多属性决策[J].金属矿山，1997（2）.

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关键词三级矿量，资金占用，备采矿量，优化模型

中图分类号：TD80 文献标识码：A文章编号：

Discussing Optimal Control on Three Grade Reserves

in Underground Mine

Li Zhixi，Li Shaolei

（Zhaoyuan City Caojiawa Gold Mine，265465，Shandong，China）

Abstract Three grade reserves control is an item of important management that balancing production and improving economic benefit in mine. In the past, the main basis of three grade reserves control is mine production technology and industry quota, and with little consideration to the constraints of the economic factors. Through deeply analysing of the technical and economic characteristics and major cost factors, the optimization objective and model of three grade reserves control in underground mine are proposed that provided a method for optimization management ofproduction reserves in underground mine.

Keywords three grade reserves, occupation of funds, mining reserve, optimization model

三级矿量控制是地下矿山生产管理的重要环节，是实现矿山均衡生产，提高经济效益的重要管理工作。加强三级矿量控制，可保证生产工作均衡持续地进行，有利于矿山的稳定高产，节约流动资金，降低生产成本，取得较高的经济效益[1]。因此，如何优化矿山生产矿量管理对地下矿床开采是十分必要的。

地下矿床开采的主要步骤

地下矿床开采是开拓、采准、切割、回采四个主要步骤在一定空间上连续进行的生产过程[2]。所谓生产矿量，是指对矿山地质储量进行了一定的采矿工程作业后，能够回采出的那部分地质储量。为了保证采矿生产在时间上的连续性，要求矿床开采的各个步骤在空间上要紧密衔接。根据对生产矿量所做采矿工程的程度，将生产矿量划分为开拓矿量、采准矿量和备采矿量，合称为三级矿量[3]。开拓矿量是已开拓工程控制的生产矿量，采准矿量是按既定的采矿方法，完成采准工程的采区所包含的矿量，而备采矿量是指正在回采的采区和备用采区的矿量，也是矿山直接出产矿石产品的生产对象。

如果备采矿量不足，矿山生产能力难以满足，严重时会使矿石的回采生产过程被迫中止。然而，备采矿量是在采准矿量的基础上形成的，而采准矿量又是以获取一定的开拓矿量为前提的，因此必然要求三级矿量相互衔接，保证开拓超前于采准，采准超前于切割，切割超前于回采[4]。由于开拓和采准是通过掘进各种巷道来实现的，因此生产矿山一般应遵循“采掘并举，掘进先行”的方针。

我国各矿山行业均以三级矿量的保有期限，用定额的形式对三级矿量保有量及其相互间的比例加以规定。各种矿量的保有期限一般规定为开拓矿量3年，采准矿量1年，备采矿量6个月，有的矿山行业规定的三级矿量保有期限更长。根据大多数矿山执行的情况看，三级矿量保有期限的这些定额过于原则性，规定范围偏大，界限不明，不甚具体，难以符合实际。有些矿山对规定的三级矿量原则无所适从，管理上出现偏差，导致采掘失调，掘进欠账；个别矿山还因此严重影响生产，陷入有矿不能采的被动局面，不得不将力量转向掘进方面，造成很大经济损失。而另有一些矿山过分拘泥规定的三级矿量定额，生产矿量储备过多，保有期限过长，一方面造成矿量积压，流动资金周转缓慢，经济效益下降；另一方面，会使采准工程，甚至是采场遭到破坏，增加了工程维修费用，严重时同样会造成生产被迫中断。因此，应该寻求一种既能保证矿山均衡生产，又能使矿山因矿量不足或矿量积压造成的各项费用最小的定量原则，实现矿山三级矿量的优化管理。

影响三级矿量的因素

三级矿量的保有期或保有量是一个受到多种因素影响的问题，这些因素对三级矿量的影响过程和影响结果有所不同，归纳起来可作如下分析。

2.1 矿山生产能力，开采强度的影响

矿山生产能力，开采强度是影响矿量管理的直接因素，进行矿量管理的目的就是为了实现持续满足生产能力的需要。一般说来，生产能力和开采强度愈大的矿山，要求各级矿量的保有量也愈大。

2.2 矿床勘探程度的影响

显然，矿床勘探程度低，会使三级矿量的可靠性降低，因此应加大矿量保有期限，以避免矿量可能失效。但是，在这种情况下，加强生产勘探，提高矿量的可靠性，以缩短矿量保有期限，可能会更经济。

2.3 矿体形态的影响

当开采薄矿体，形态很复杂的矿体时，单位采区的矿量较小，获得矿量的成本较高，三级矿量的保有期限应尽可能短一些。在开采厚大矿体，或形态规整的矿体时，一个采区的矿量较大，可靠性也较高，但掘进工作量不多，满足矿量保有定额所需采区数少。在这种情况下可能会出现的问题是，如果某一采区出现问题就会严重影响生产，这就需要加大矿量保有期限，以保证生产的顺利进行。但是，对于开采厚大规整矿体的矿山，出现这种问题的可能性是很小的。

2.4 矿体赋存条件，开采技术条件的影响

矿体围岩不稳固，矿石强度低，构造性破坏多，采场地压大，就会出现采准工程完工不久的采场内，巷道下沉，支架破坏，以致采场报废的问题。这时应采取强化采场巷道的支护，或加强采场巷道的维护，或两种措施兼用等措施。在这种情况下，人们希望使矿量的保有期限更短一些。

综合上述分析可以看出，在保证均衡生产的前提下，对于条件不好，矿岩性质差，地压大的矿山，为了减少流动资金占用和巷道维护费用，缩短三级矿量保有期限是必要的；而对于条件好，矿岩强度大的矿山，尽量缩小三级矿量的保有期限则是可能的。

备采矿量优化模型

研究生产矿量优化管理的出发点是积压矿量不应过多，这样可以减少流动资金占用和巷道维护费用，同时保证持续均衡生产，以避免丧失市场机会和造成利润损失。因此应该根据各矿山自身的生产条件，寻求能使费用和损失最小的生产矿量及其保有期限。

备采矿量是矿山的生产对象，生产矿量的优化控制要以备采矿量的优化为基础。依据前面对矿量管理影响因素的分析，一定数量的备采矿量的形成和存在所发生的费用和可能产生的损失可以归纳为资金占用、维修费用和利润损失三种。下面以一年为时间长度，按照各项费用和损失构成的内在逻辑关系，提出相应的计算方法，然后给出备采矿量优化模型。

3.1 资金占用分析

备采矿量是开掘一系列的采准切割工程形成的，这就需要消耗一定的资金。设单位采区或矿块的采准切割费用为C1，以及其矿量为q，备采矿量为Q。考虑到资金利息，获得备采矿量所占用的资金为（式中i为资金利率）。显然，这项费用随备采矿量Q的增大而增加。另外，单位采区或矿块的采准切割费用因矿体形态复杂，矿岩性质差，地压大而会有较大数值。

3.2 巷道维修费用分析

多数情况下，采准切割完毕的采场在投入回采之前要对采场巷道加以维修。一般备采矿量保有期限越长，维修费就越高。

设矿山平均每年用于投产采场维修的费用为C2，则备采矿量维修费用为（式中A―矿山原矿年产量，万t年；k―矿石回采率，%；γ―废石混入率，%）。

3.3 利润损失分析

利润损失是指因出现备采矿量不足时可能导致生产不均衡，影响矿石销售而减少的利润。为了描述这个问题，需要考虑两方面的影响。第一，备采矿量满足生产需要的程度，满足程度高则利润损失少；第二，要考虑市场供求情况，市场销售好，矿山应满负荷生产，备采矿量也要求保障供应，否则利润损失增大。以销定产是矿山经营管理的一个原则。如果以矿山生产能力A为限，预测市场销售前景好的概率为P时，设每吨矿石销售利润为C3，则备采矿量每周转一次的利润损失为（式中n为同时回采的采区或矿块数）。

因此，获取一定数量的备采矿量所可能发生的总费用即为上述三项之和，用C表示。即

为使总费用C最小，令，解方程求得最优备采矿量的数学模型为

4 备采矿量的优化保有期限模型及其应用

4.1备采矿量最优保有期限

根据上述分析，备采矿量的最优保有期限则为

4.2采准矿量与采准工程量的关系

采准矿量的形成与采准工程量的大小、采准巷道的掘进能力，以及备采矿量要求有关。另外还要考虑采场回采强度的影响。对于既定的采矿方法来说，采准工程量大小可用万吨采准比（K）来反映，同时回采的采区或矿块数n在一定程度上能反映采场回采强度，n大说明采场出矿能力低，采准矿量保有期可短一些；n小说明出矿能力强，个别采区出问题时不易调整，要求采准矿量保有期长一些。设采准工程的月成巷速度为l，则依据采准工程量定义采准矿量最优保有期限为

4.3 开拓矿量形成特点分析

开拓矿量的形成特点表明，一般很难单纯从经济方面对其优化，它与备采矿量之间也没有直接的关系。开拓矿量的多少主要取决于两个方面。首先是矿体的形态和规模，如矿体的水平面积很大，或为厚大且走向长的矿体，一个阶段的开拓运输、通风系统一旦形成，所获开拓矿量就必然的多，其次是矿山所选用的开拓方式和开采顺序，如选用阶段高度较大，同时采用后退式回采，一个阶段的开拓就能获取较多的开拓矿量。因此，开拓矿量的优化只要按阶段之间正常接替的要求，以最小保有期限限定即可，而不必拘泥于有关定额的规定。例如单阶段开采的矿山，开拓新阶段的超前时间应该等于新阶段开拓时间再加上备用采场的采准时间，也就是说，开拓矿量的最小保有期限为上述两项时间之和。

4.4 应用实例

下面用一个简短的例子来说明上述优化模型的应用。

某矿矿带自南向北延长1.5km，呈反S形分布，反山坡倾斜。矿体形态变化大，倾角一般40°以上。矿石松软易碎，吸水，遇水膨胀分解，f =1-2。矿体底板主要为灰岩、大理石；顶板为石英岩，破碎；矿山地压很大。采用竖井脉外开拓，采矿方法为小分段自然崩落法。原矿生产能力为每年12万t。根据计算和有关统计资料，同时回采矿块数n=8个，每个矿块的采准切割费用C3=98.2万元，采场井巷平均每年维修费5.16万元，即C2=8×5.1644.88万元；矿石平均销售利润C3=21元/t，矿石回采率k=85%，贫化率γ =6%，矿块矿量q=3.25万t。用主观分析法预测市场矿石销售前景好的概率P=0.85，资金利率i=17%。则该矿最优备采矿量为

由于该矿开采条件差，这个计算结果是比较符合实际的。备采矿量保有期限较短时，应注意加强采准力量和强化采准管理。

参考文献

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许多矿山经营者的经营思想严重落后，只是为了短期的经济利益。采用最原始的采矿方法，例如，手工控矿、车拉肩扛式等，工艺设备落后，加快了矿山贫化率，大大缩短矿山预期寿命。另外由于开采方法的盲目性，许多乱挖的坑道破坏了矿产的地质构造，更有甚者造成了许多矿产坍塌，对经营者的利益和工人的生命安全都造成了危害。

2政策的要求

在2003年的《中国的矿产资源政策》白皮书中曾经谈到，“坚持科技进步与创新。实施科技兴国战略，加强矿产资源调查评价、勘查开发及综合利用、矿山环境污染防治等关键技术和成果的攻关和推广应用，加强新能源、新材料技术和海洋矿产资源开发等高新技术的研究与开发，加强新理论、新方法、新技术等基础研究。提高劳动者素质，培养一批掌握先进科学理论、有创新能力的矿产资源勘查开发科技队伍和人才，促进矿产资源勘查与开发由传统产业向现代产业、由劳动密集型向技术密集型、由粗放经营向集约经营的转变。”

3采矿方法的创新与实践

针对我国采矿工程的现状和特点，我们必须要对我国的采矿工程进行创新和改进，例如采掘设备的大型化、自动化和智能化、采矿工艺的连续或半连续化、矿山生产与管理的计算机技术普及化。但是最重要的是对采矿方法进行革新和普及。例如将空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法等已经在大规模采矿工程中使用的方法进行推广。另外在传统开采方法基础上进行的创新结果，如深井采矿技术、溶浸采矿技术、机械化连续采矿技术等先进技术。使采矿方法机械化程序越来越高,并逐步向智能化方向发展。

3.1空场采矿法

这种方法是我国开采史应用最早且技术较为成熟的采矿方法。有关这种方法有的文献指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中的各类方法，有的则指自然支护采矿法的全部；也有的仅指阶段矿房采矿法和横撑支柱采矿法，或仅指全面法采矿和房柱采矿法。这种方法主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的支撑能力维护回采过程中形成的采空区，有的用支架或采下矿石作辅助或临时支护。这种采矿法要求围岩和矿石稳固。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。该法最显著的优点就是成本低、生产能力大、采准时间短。这种方法在应用过程中也进行了适当的革新，现在这种开采方法在一些矿岩破碎的矿体中也得到了应用。例如在云南鹤庆的锰矿，它属于缓倾斜中厚矿体并且采场顶板不稳固。但是为了提高该富锰矿体的矿石回采率，拉动该地区的经济发展，1989～1992年，许多科研专家经过缜密的研究和探讨在该矿进行了人工柱锚杆房柱法试验。

该方法采用片石砌筑人工矿柱代替矿石矿柱，回采中采用超快硬普通水泥卷锚杆加挂10#-20#铁丝网加固采场不稳固顶板，提高了采场顶板的稳固性，大大地改善了采场作业条件和安全条件，矿块回采率达到92.74%，使矿山经济效益大幅度增长，目前该矿已推广应用。由此可见，空场采矿法通过在实践中的创新。应经达到了支护手段日益完善，与充填法组合应用使用范围扩大。并且结构也越来越合理简单，生产效率也不断提高的良好效果

3.2深井采矿技术

由于对矿产资源的开采加剧，表层的资源已经开采殆尽，采矿工程不断向纵深发展。所以，对深井开采方法的创新和安全性探究是十分必要的。当前我国普遍的标准是，地下开采垂直深度超过800m以上时界定为深部开采。在南非、俄罗斯、加拿大、美国、澳大利亚、印度等国家深部开采甚至已经进行到地下1000米以下的深度。露采转入地采,地下转入深部开采的已经越来越明显。我国最早进入深部开采的是石嘴子铜矿（1969年闭矿),近年我国已有红透山铜矿、冬瓜山铜矿、弓长岭铁矿、夹皮沟金矿、湘西金矿等一批地下矿山进入深井开采。此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿、高峰锡矿等许多矿山,预计将在本世纪上半叶进入深部开采。

深井开采面临许多地面开采所没遇到过的难题。首先，开采环境十分恶劣。由于开采深度增加，导致地压增大，温度也在升高。开采就是要在“三高”这样的特殊条件下进行,其次，需要解决诸多技术性问题。比如矿山的提升运输、排水、支护和通风，开采机械的选择。由于我国深井开采技术研究起步较晚,研究水平较低,实践经验不足,因此我国在“九五”期间,将《千米深井矿山300万吨级强化开采综合技术研究》列为国家攻关课题,并进行了专题研究。“十五”国家攻关课题中,深井开采技术研究再次立项;国家自然科学基金重大项目《深部高应力下资源开采与地下工程》也已立项启动。

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今年2月份以来，各地认真按照《国家安全监管总局关于认真开展金属非金属地下矿山机械通风专项治理工作的通知》（安监总管一〔*〕23号，以下简称《通知》）要求，对辖区内金属非金属地下矿山机械通风开展了专项治理，取得了一定进展。国家安全监管总局组织对四川、辽宁、广西、贵州等4省（区）金属非金属地下矿山机械通风专项治理工作进行了督查。现将有关情况通报如下：

一、基本情况

据统计，全国现有金属非金属地下矿山11799座。其中：已建立机械通风系统的6826座，占地下矿山总数的57.9%，未建立机械通风系统的4973座，占地下矿山总数的42.1%（详见附表）。在全国32个统计单位中，河北、山西、辽宁、福建、广东、海南、青海、新疆等省（区）和新疆生产建设兵团的金属非金属地下矿山已全部建立了机械通风系统。建立机械通风系统的矿山数不足地下矿山总数50%的地区有：重庆(3.9%)、陕西(4.9%)、甘肃(14%)、贵州(15.4%)、云南(19.9%)、黑龙江(27.1%)、北京(33.3%)、湖南(35.5%)、宁夏(36.4%)、四川(39.9%)、江西(39.9%)、河南(45%)、江苏(48.3%)。

今年1-4月份，全国共发生一起3人以上中毒窒息事故，同比减少4起，少死亡12人。与去年同期相比，重大中毒窒息事故多发势头得到了初步遏制，显现了治理效果。

二、各地治理工作进展情况

（一）制定了工作方案,明确了目标。各地认真贯彻《通知》精神，将金属非金属地下矿山机械通风专项治理工作列入重要议事日程，结合本地区实际情况，积极开展专项治理工作。除上海、天津和外（上海、天津没有地下矿山），28个省（区、市）和新疆生产建设兵团均制定了实施方案。其中：23个省（区、市）和新疆生产建设兵团制定了单独的机械通风专项治理工作实施方案，山西、浙江、江西、海南、新疆等5省（区）将机械通风专项治理工作整合到*年非煤矿山整治方案中。大部分地区制定的实施方案目标明确，针对性、操作性较强。如重庆市成立专门的治理工作机构，在充分摸清地下矿山机械通风基本情况的基础上，认真分析地下矿山机械通风存在的问题，提出了*年9月底前所有地下矿山均实现机械通风的工作目标。同时，提出了完善通风系统硬件设施、管理系统、落实治理经费等具体要求；河北省在工作方案中的检查验收阶段，制定了金属非金属地下矿山机械通风专项治理检查验收表，统一检查验收标准，明确检查验收内容，量化检查验收结果，层层把关，层层负责；贵州省要求在*年6月30日前，全省所有金属非金属地下矿山必须建立机械通风系统，保障地下矿山作业场所的空气质量达到作业标准要求，坚决淘汰采用自然通风系统的生产工艺；山东省的治理工作目标，一是到*年底前，未建立机械通风系统的134家地下矿山必须全部建立；二是针对存在硫化氢等有毒有害气体的矿井，加强局部通风，采掘工作面、带班区队长和安全管理人员必须配备有害气体检测报警仪。

（二）突出了专项治理的重点地区和对象。如安徽省将芜湖、池州、铜陵、宣城等井下矿山较多的地区列为整治的重点地区，将私营小型矿山作为整治的重点对象，强力推行地下矿山机械通风，把未建立机械通风系统和通风管理混乱的矿井作为重大安全隐患进行专项治理。四川省在煤系矿山、甘洛铅锌矿区等重点矿区的安全监管中，将地下矿山机械通风作为主要工作来抓，督促企业强化通风管理，完善通风系统。130家煤系矿山安装了主扇风机，采掘工作面安装了局扇，实现了机械通风；辽宁省确定了私营、民营地下矿山作为专项治理工作的重点，从建设项目安全设施“三同时”审查入手，确保地下矿山机械通风的强制实施。

（三）结合安全生产许可制度，推进机械通风工作。在非煤矿山安全生产许可证审核颁发工作中，一些地区明确将地下矿山建立机械通风系统作为审核颁证的强制条件，为机械通风工作奠定了工作基础。山西省实施安全生产许可工作以来，把金属非金属地下矿山实行机械通风作为安全生产许可的必要条件之一，省内576家取得安全生产许可证地下矿山企业全部具备了机械通风的条件。辽宁省要求省内的841家地下矿山必须安装主扇，并形成通风系统，否则不予发放安全生产许可证。

（四）开展了自查自纠和督查工作。各地组织企业对照规程等有关要求，认真开展自查自纠工作，在此基础上，大部分省（区、市）对企业自查自纠情况进行了督查。安徽省对全省金属非金属地下矿山检查率达95%以上；广西壮族自治区11个市（地）安全监管局已完成了检查工作并报送了工作进展情况，共检查了272家金属非金属地下矿山，占地下矿山总数的72.1%；广东省组织对首轮取得安全生产许可证的非煤矿山企业进行了安全生产条件复查，并将地下矿山是否具备完善的通风系统作为检查的重要内容；重庆市对彭水、北碚、梁平、大足等重点地区进行了专项督查；浙江省经过近两年的整治，投入整改资金1.3亿元，以是有否安装和实施机械通风等六项刚性指标为重点，整治关闭了161家、整合地下群采矿硐300多条，地下矿山安全生产保障条件明显得到改善；江苏省以安全生产许可证管理工作“回头看”为契机，认真开展了金属地下矿山机械通风专项治理执法检查，组织对徐州、连云港进行了专项督查；江西省发挥中介机构作用，组织安全设备、设施检测检验机构，对全省527家金属非金属地下矿山企业，分期分批进行检验，目前已完成第一批53家。同时要求采用自然通风的地下矿山企业，必须在*年8月底以前请有资质的设计单位编制通风设计方案，并经安全监管部门审查批准后组织实施。

（五）在督查中，对一些未建立机械通风系统和通风系统管理混乱、存在重大安全隐患的矿山企业，依法加大经济处罚力度，同时下达限期整改指令，暂扣安全生产许可证，对逾期未改或整改仍不合格的，依法予以关闭。广西壮族自治区对检查中发现的21家机械通风系统不完善的矿山企业，实行了责令停产整顿的处罚。湖南省对4家存在机械通风管理混乱、通风不良等问题的企业下达了整改指令，对3家企业暂扣安全生产许可证，要求限期整改。

三、当前工作中存在的主要问题

（一）部分基层监管机构和人员对《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-*）中有关机械通风的要求在认识上存在误区，未将地下矿山建立机械通风系统作为必要条件，错误地理解为靠自然通风和局部通风也符合规程要求，尺度不准、监管不严、力度不够。

（二）地区之间的进展还不平衡。已颁发非煤矿山安全生产许可证但机械通风系统不完善需要整改的多数地下矿山相对集中在欠发达地区，云南、湖南、四川、贵州、陕西等西部欠发达地区未建立机械通风系统的地下矿山数量较多，工作难度大，专项治理任务繁重。

（三）部分地区行动迟缓、工作滞后。未按《通知》中对工作进度的要求，如期进入专项督查阶段，现仍停留在企业自查自纠阶段，不利于后续工作的开展。

（四）监管力量严重不足，影响了治理质量。金属与非金属地下矿山点多面广，民营小企业多，多处于交通、通讯不便的欠发达地区。监管人员严重不足和专业技术人员的匮乏，难以应对越来越专业和具体的监管工作需要，工作质量难以保障。

（五）部分地下矿山企业机械通风工作存在严重缺陷。主要集中在：

1．缺乏通风专业人员。多数小矿山缺乏通风专业技术人员，没有按规定配备通风工，不能正确使用通风设备设施。通风设备安装位置不正确，通风构筑物（风门、风桥、风窗）不完善，造成矿井通风系统不符合《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-*）规定，通风工作达不到要求。

2．缺乏警示标志。临时停工的巷道没有设置栅栏和警示标志，盲巷或采空区没有及时封闭，人员进入后易发生中毒窒息事故。

3．通风系统漏洞较多。部分矿山由于多年的无序采掘和采矿方法的不规范，造成采场通风困难，存在串联风或利用空区、废巷通风，即使安装了机械通风设施，也难以发挥作用。

4．缺少必要测风、测尘的检测手段。风质、风速、风量无检测依据，风机开停全凭经验、凭感觉，甚至为了降低生产成本，风机时开时停，或者从不运行，通风设施成了应付检查的摆设。

四、下一步工作要求

（一）进一步提高地下矿山机械通风专项治理工作重要性的认识。要坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，进一步督促企业落实主体责任，按照“严格源头把关，提升管理水平，加强监督检查”的工作原则，确保地下矿山机械通风专项治理工作能够如期保质完成。所有金属非金属地下矿山必须全部建立机械通风系统，井下风量、风速和作业场所空气质量达到规定要求。

（二）进一步补充完善实施方案的相关内容。要明确各阶段工作任务，细化工作内容、实施步骤、时间表，将各个环节工作任务落实到位，责任落实到人，地下矿山相对集中的重点地区和重点地下矿山要挂牌督办，限期完成，确保工作不留死角，安全不留隐患。

（三）加大安全生产许可证督查工作力度。对已经取得安全生产许可证但又没有建立机械通风系统的地下矿山和通风管理混乱、存在重大安全隐患的矿山企业，要采取果断措施，及时下达整改指令，限期整改。逾期不整改或整改不合格的，暂扣安全生产许可证，下达停产整顿通知书，确保工作取得实效。

（四）与隐患排查专项行动相结合。结合即将开展的重点地区、重点行业（领域）安全生产隐患排查治理专项督查行动，把未建立机械通风系统作为地下矿山的安全生产隐患，纳入治理专项行动工作中，加大指导和监督检查力度。同时要充分发挥中介机构和有关研究、设计单位的技术支撑作用，在检查过程中充分依靠有机械通风经验的专家和企业技术人员，及时发现和消除安全隐患，达到有效防范金属非金属地下矿山中毒窒息事故发生的目的。

（五）继续加大《金属非金属矿山安全规程》的宣传贯彻力度。要强化私营、民营小型矿山企业负责人对矿井建立机械通风系统重要性的认识，坚决纠正企业安全生产意识淡薄、存在侥幸心理和习惯性违规违章等现象，防止因通风不良和施救不当而导致中毒窒息事故的发生。

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关键词:我国铁矿采矿技术 现状 发展

1、露天矿深部开采联合运输系统完善与创新

要提高露天矿开采和设备全系统的作业效率,要掌握设备保持良好状态的关健技术,对设备进行实时状态监测,严格实施维修保养计划。

2、矿山现代化信息系统

要扩大信息系统范围,除调度系统外,还包括矿山地质可视化系统;资源储量估算与经济评价系统;矿床开采智能优化与快速评价系统;生产调度指挥与控制技术;生产调度优化系统开发;安全预警与灾害控制技术研究等。实现金属矿山基础信息采集、传输、存储和表述的数字化;地质测量过程可视化、数字化;开采设计、生产计划编制的数字化和生产经营参数的最优化;生产调度指挥的数字化、三维虚拟现实可视化。

3、露天开采向地下开采过渡技术

露天地下联合开采合理范围确定;露天地下联合开采工艺的确定;露天地下联合开采采场稳定性研究,露天地下联合开采的岩体破坏模式,开发一系列适用于露天地下联合开采稳定性分析的软件系统和采场应力/应变和微震监测系统。建立一套露天地下联和开采的技术体系,使采矿成本降低5%～10%,投资降低20%。

4、坑内矿现代化高强度开采工艺技术与装备

以司家营南区铁矿为代表研发创造超级采场下诱导冒落崩落等现化高强度坑内开采新工艺,实现地下矿年产1000万t/a以上,接近国际大型坑内矿第一位的瑞典基律纳铁矿生产水平（1800万～2300万t/a）。要推出属于自己的新一代井下采掘设备,要配套完整,能体现高质量、高性能和高科技的特点,在国际上能享有盛誉,具有国际核心竞争力。

5、复杂难采矿床坑内开采技术

5.1 深井开采技术

以本溪大台沟铁矿为代表,采深1200～2000m深部高温、高压、高应力（三高）条件下矿床开采致灾机理研究;深部矿床致灾监测传感器网络集成技术研究;深部矿床开采灾害可视化分析模型与预警技术研究;深部矿床开采灾害大规模并行可视化分析模型与预测技术研究;深部矿床开采移动目标跟踪、定位与紧急撤退系统研究,提高矿山经济效益,保证实现安全、高效的开采。

5.2 有地表保护目标的坑内开采

研究“三下”开采（河流下、铁路下和建筑物下）的关健技术,开展地质力学、岩石力学、开采工艺、监测技术和工程治理等多方面学科为基础的综合性研究工作,开展岩层移动和地表变形的综合研究和构造应力条件下地表移动规律研究,同时进行监测方法和网络以及若干技术措施研究。

5.3 具有水害危险的矿床开采

研究防治水患的办法,堵水建筑防渗层,在含水带与采区之间,构建隔水构筑物或注浆封堵或采用帷幕。疏干:掌握岩石渗透性、涌水量和可能的地下水位下降强度,采用矿体疏干工艺。大水矿床开采面临诸多领域,诸多学科,没有统一模式,要因地制宜,不同矿山,不同条件,区别对待,研究有效的防水方法。

6、贫铁矿床充填法采矿关键技术研究

通过采动围岩损伤演化机理与岩体渗流规律预测、阶段嗣后充填法开采灾变失稳预测与控制、低成本新型胶结材料研发与高浓度料浆自流输送等关键技术攻关,解决大型铁矿床规模化采矿的阶段嗣后充填法采矿的充填法采矿岩移规律与地质灾害监测及防控等问题。同时、高浓度胶结充填材料和自流充填工艺与技术,降低充填成本,提高采矿效益;建立废石不出坑、尾砂不人库、废水不外流的绿色矿山。既开发利用贫铁矿资源,又实现难采资源的安全、环保和高效的开发和利用。

7、金属矿山大规模、高效、智能化开采关键设备研究

通过高效率电传动地下运输车、地下大型低污染铲运机、井下设备智能化操控系统、高效多功能锚杆钻装车、高效深孔凿岩设备、地下矿山安全环保型炸药及地下中深孔乳化炸药装药车工艺设备的研制,生产具备新型驱动技术且载重吨位35～40t的井下自卸车样车,可提高爬坡能力10%;运输效率提高10%～15%。

8、采矿节能降耗关键技术研究与示范

通过基于爆破能量消耗的爆破块度预测与控制、多形式运输系统联合开拓节能、基于按需通风、动态适应调节的通风系统节能、矿山系统能耗优化综合控制等关键技术攻关,形成冶金矿山采矿主体工序能量合理分布优化技术、矿山设备能耗高效利用技术,力争降低采矿工序能耗10%～15%。

9、矿山生态环境保护及恢复

矿区破坏土地合理利用技术模式研究与工程示范;露天闭坑采场建尾矿库的关键技术研究;矿山酸性废水处理及资源化关键技术与装备的研究;排土场重金属污染土壤生物修复技术研究及示范;排土场重金属迁移控制技术与封隔拦挡新材料研究。

10、金属矿山地质灾害控制技术

露天矿边坡的滑坡控制技术、排土场滑坡及泥石流防治技术、矿山地质灾害控制技术。防治地质灾害是一项长期任务,虽然积累了一些防治经验,但有一定的局限性和时效性,还应从理论到实践广泛开展此项有效的防治技术措施。

11、海洋采矿

国际上海洋采矿主要有连续链斗（CLB）采矿方法、海底遥控车采矿方法和流体提升采矿方法,都处于试验阶段,中国开展此项研究晚了一点,借鉴国外经验,拟采用“集矿机一泵提升”的流体提升方式采矿方法,要开展基础研究与试验,要建立大洋采矿试验室,制订海上中间试验方案。海底采矿研究要与经济目标紧密相联。

12、智能化矿山相关技术研究

智能矿山是矿山企业信息化的发展方向,也是矿山企业信息化的最高阶段。智能矿山建设是一项复杂的系统工程,涉及到现代信息技术、自动控制技术、可视化技术、虚拟现实技术和采矿科学、地质科学等学科。

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关键词：采矿设备；选型；配套；备用；配套计算

1 国内外矿山采矿装备发展趋势

目前世界地下矿山都在追求高效、安全，所以机械化水、自动化水平不断在提高，已有自动遥控铲运机、凿岩机，无人驾驶汽车和装载机器人在矩形巨型井下试运行，自控挖掘机系统也正在开发过程中，全球卫星定位系统（GPS）技术已用于钻机、挖掘机及矿用汽车等移动设备的定位、监控与运营。

根据对国内外矿山工业装备现状面临的形势及国内外发展趋势的分析，中国地下采矿装备逐步完成由劳动密集型向技术密集型转变；耗能型向节能型转变；单纯的技术设备引进向技术培训设备出口与转让的转变；设备维修由分散向专业化、社会化的转变；最终促进矿山企业的生产完成由经验型向科学型的转变和经济增长方式由粗放型向集约型转变。

仅以我国有色、黑色金属矿山为例，目前主要以地下开采为主，采矿作业的技术装备普遍比较低下，只有冬瓜山铜矿、德兴铜矿、金川钼矿、凡口铅锌矿、安庆铜矿、梅山铁矿等矿山的装备达到先进水平，这部分矿山在凿岩、铲装设备方面有些已经基本接近于或达到国际先进水平，如凡口铅锌矿从芬兰等国引进了ST-2D、ST-3.5、TORD30D、CTX5N等型号的铲运机数十台。

矿山发展需要装备技术支撑，21世纪地下矿山现代化首要的任务是提高装备水平。我国矿山发展缺少装备技术的支撑，致使矿山规模小，矿山建设周期长，采矿效率低，劳动生产率低。因此提高装备技术水平，是当前迫切的任务。

选择矿山机械设备是矿山企业生产和经营决策中的一个重要课题，既要使有限的投资获得最大的生产、经济效益，使矿山企业的装备处于最佳技术经济状态，充分发挥设备的效能、最大限度地实现矿山生产规模。设备的选型，应考虑以下因素：生产性、可靠性、维修性、耐用性、通用性、节能性、成套性、适用性、安全性、经济性、环保性、先进性。

2 采矿设备选型

根据国内外矿山装备发展趋势，现在以安徽草楼铁矿前期采矿设备选型配套为例，进行实例分析。

草楼铁矿赋矿岩层为新太古界霍邱群吴集组，为一沉积变质矿床。矿体埋深在地表172～194m以下，为隐伏矿体。根据草楼铁矿的详查地质报告等资料分析，如果采用崩落法回采，矿体上部第四系粘土层和流沙含水层将被破坏，地下水和粘土的混合物涌入坑内，不仅加大矿石的贫化损失指标，还将直接威胁到矿山生产安全。若用空场法回采并留永久矿柱支撑空区，只能在短时间内保证矿体上部第四系粘土层和流沙含水层不被破坏，不能彻底解决矿山因矿柱破坏产生冲击地压和地下水涌入造成的生产安全问题。

鉴于以上分析，初步确定矿山采矿需要充填。后经矿山采矿方案讨论，采矿方案聚焦到了阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法与分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，后来又经设计院计算机模糊综合评价，阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法的相对选择率高，最终确定草楼铁矿首采区的采矿方法为阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法。

在该采矿方法施工中，凿岩需使用YGZ-90钻配TJ25台架拉低，后期使用Simba-261高风压潜孔钻机（或国产化的T-150钻机）回采矿房上部矿体，矿山前期出矿采用的出矿设备为：前期拉底使用ZL-30C型前端式装载机配农用车，矿房上部矿体回采时使用Toro400E型铲运机（或前端式转载机）。

设备配套中，前期凿岩能力、出矿、运输能力按60万t/a考虑，2007年100～120万t产量时，凿岩以大孔为主，主要用Simba-261高风压潜孔钻机（或国产化的T-150钻机），使用铲运机出矿，矿石经采区溜井从下一中段运出。

3 设备配套计算

3.1 凿岩设备

草楼铁矿前期-230m中段拉底采矿采用中深孔凿岩，凿岩设备采用YGZ-90钻配TJ25抬价，Φ65mm钎头，接杆凿岩。-230中段北区11-19线矿体长400m，平均水平厚度66.72m左右，矿体倾角40°～50°，拉底高15米，矿房长为矿体厚度，宽为15米，拉底爆破平均横断面积151.57m2。其凿岩平巷断面积原味12m2，后为13.2m2，采用矿房中间拉槽，往两边推进，每次爆2～3排炮孔，炮孔排拒1.4m，每排炮孔长124.6m，每次爆破步距2.8～4.2m，矿石体重3.4t/m2，单边每次爆破量151.57×2.8×3.4=1443（t）。

采用YGZ-90型凿岩钻机凿岩，每米炮孔崩矿量5.5t/m，2006年要完成60万t的出矿量，除开掘进副产，按产量均衡安排，上半年主要以拉底采矿为主，每天完成1818t/d出矿量。

每个采场保持2台钻同时作业，台班效率30m。

5 结束语

矿山采矿生产作业环节多，设备类型多、数量多、投资大，采、装、运各主要环节中的设备，不但要选型合理，而且必须实现配套。其一是采装运设备的规格，要适应矿山生产环境、工艺流程以及矿山生产能力的需要；其二是采装运各作业环节之间，要达到最佳配合与衔接；其三，井下矿山一般要求回采作业能力大于铲装能力，铲装能力大于运输能力，这样才能保证整个生产系统的可靠、高效运行。

本文通过实例分析，以及各作业生产环节生产能力的定量计算，提出了设备选型与配套的原则。根据采装运各个生产环节生产能力需要，对回采环节的凿岩机、铲装环节的装运机、运输环节的农用车进行了合理设备选型及数量配套，并在后来的实际生产中得到全面应用，为草楼铁矿仅用8个月实现达产提供了良好条件。

参考文献

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【关键词】 地下开采；探析；方法选择

一、地下开采的步骤

地下开采主要通过矿床开拓、矿块的采准、切割和回采 4 个步骤实现。这些步骤反映了不同的工作阶段。

1、矿床开拓

从地面掘进一系列巷道通达矿体，以便把地下将要采出的矿石运至地面，同时把新鲜空气送入地下并把地下污浊空气排出地表，把矿坑水排出地表，把人员、材料和设备等送入地下和运出地面，形成提升、运输、通风、排水以及动力供应等完整系统，称为矿床开拓

2、矿块采准

采准是指在已开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件。

3、切割工作

切割工作是旨在已采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间（拉底或切割槽），有的还要把漏斗颈扩大成漏斗形状（称为辟漏），以为大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。

4、回采工作

切割工作完毕之后，就可以大量的采矿，称为回采工作。回采是从矿块里采出矿石的过程，是采矿的核心。它包括落矿、运搬和地压管理三项主要工作。

二、对矿床开采的要求

1、基本要求

（1）确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件

（2）提高劳动生产力

（3）不断提高开采强度

（4）矿石的损失贫化率要小

（5）降低矿石成本

2、对环境保护的要求

（1）保护大气、森林、水域和其他自然条件和地表建构筑物

（2）消除生产废料对环境的有害影响

（3）恢复因开采矿产资源而遭受破坏的农田和土地

3、对开采技术水平的要求

（1）实现或完善矿山基本生产过程的机械化和综合机械化

（2）逐步实现工艺系统和主要生产环节的自动化

（3）研究组织管理的自动化

三、采矿方法分类

地下采矿方法分类繁多，常用的以地压管理方法为依据，分为三大类：自然支护采矿法、人工支护采矿法、崩落采矿法。

1、空场采矿法。亦称自然支护采矿法。这种方法将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，先回采矿房后回采矿柱。在回采矿房时所形成的采空区，利用矿柱支撑来控制地压。因此矿石和围岩均需稳固，是使用本类采矿方法的基本条件。在回采矿房时采场的临时留矿，主要是起到继续上采的工作台作用，而对维护采场只起临时辅助的支撑作用，当留矿放出后，仍靠矿柱维护采空区，因此留矿采矿法应划为本类。VCR采矿法也是划分为矿房和矿柱分两步回采，当回采矿房时，也是利用矿柱支撑采场，实质上这种采矿方法，就是垂直深孔落矿的阶段矿房法。这种采矿方法也应划为这一类。凡在空场条件下放矿嗣后一次充填，均应划为空场采矿法。

2、充填采矿法。本类采矿方法中有些分两步进行回采。在第一步回采时，随回采工作面的推进，充填采空区以防止围岩崩落。另一些采矿方法是一步或连续回采，回采和充填交替进行。这类采矿方法是用充填采空区的方法控制地压，因此它适用于各种矿岩条件。

3、崩落采矿法。本类采矿方法为一步回采，是随回采工作面的推进，有计划地崩落围岩充填采空区以管理地压的采矿方法。

四、采矿方法的选择

采矿方法选择是矿山开发设计时的重大决策问题，所选择的采矿方法的优劣决定了矿山的开采效益、生产规模、劳动生产率、矿石回采率及采出矿石质量。选用采矿方法应考虑矿床地质条件、矿山技术条件和经济因素，以满足安全、经济、高效和优质的要求。矿床地质条件包括矿体形态、倾角、厚度、有用成分的分布、围岩和矿石的物理、力学和化学性质；矿山技术条件包括材料、设备、地表环境的要求和管理水平等；经济因素包括矿山价值、成本、经济效益、资源综合利用和国民经济的要求等。根据以上条件，提出几种方案，综合评价，选出最优方案，通过工业性试验后，正式使用。

1、采矿方法选择应遵循的原则

在确保安全生产的前提下，追求矿石的回采率高、生产效率高、矿石的损失贫化小、开采的总体经济效益好。在矿床开采的漫长的生产实践活动中，采矿工作者积累了大量的实践经验，形成了各种形式、适用各种条件的采矿方法。

2、在选择采矿方法时，应注意的事项

（1）矿床地质资料的准确性与完整性，尤其是必须具备有关矿岩稳固性 和坚固性方面的资料。若因资料不足致使选择失误，可能导致大量矿石损失和长期不能达产，造成重大经济损失。

（2）矿床地质条件比较复杂时，有必要在基建时期完成采矿方法工业性实验，实验成功后才能最终选定采矿方法。

（3）采矿方法分析比较中，要注意到不同方法的影响所及的范围。例如空场法与充填法，比较项目中不仅包括矿房回采，也要包括矿柱回采，有时还要包括空区处理。

（4）采矿方法选择并不只是从现有的方法中选出一种较好的方法，有时也需要结合矿床条件和要求，创造性地应用现有采矿方法的工艺与结构知识，提出更为符合要求的新采矿方法。

3、采矿方法选择过程

采矿方法选择可分为三个步骤：采矿方法初选、技术经济分析、详细技术经济计算与综合分析比较。

在采矿方法选择的实践中，常有两种情况，一是在初选几个方案之后，经过初步技术经济分析，亦即在第二步骤中，即可断别优劣，选出最佳方案；另一是当经过技术经济分析之后，尚有2～3个方案难分优劣，需进行第 三步的详细计算和比较，选出最优方案。

（1）采矿方法初选

首先就技术可能性提出一些采矿方法方案；其次是根据各方案的主要优缺点，淘汰掉具有明显缺点的方案，从而提出不具有明显缺点的、技术上可行的采矿方法方案。方法初选很重要。实践中常常根据初选方案中的某些缺点，提出修改和创新，形成更为合理的新方案。在初选中要多下功夫，特别是矿床地质条件 复杂时，应广泛调查研究，以免遗漏最佳方案。

（2）采矿方法的技术经济分析

对初选的（一般不超过3～5个）每个方案，要确定它的主要结构参数、 采准切割布置和回采工艺，选择具有代表性的矿块，绘制采矿方法方案的标准图，计算或用类比法选出各方案的下列技术经济指标，并据此进行分析比较，从中选优。

（3）采矿方法的综合分析比较

经过上述分析比较还不能判定优劣时，则对优劣难分的2～3个采矿方法方案进行详细的技术经济计算，计算出有关指标。根据这些指标再进行综合分析比较，最后选出最优方案。

参考文献：

[1]孙超；地下采空区对地表稳定性的影响[D]；中国地震局工程力学研究所；2005年

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改革开放促进了采矿业的迅猛发展。与此同时，受种种原因的影响，各地矿山普遍出现乱采乱挖现象，由此既造成国家资源的大量浪费，又使得矿山开采险象环生，事故不断，人民的生命财产安全受到极大威胁。

实施安全生产许可证制度后，有关部门加大对矿山安全整治力度。目前，多数矿山的安全状况已经得到很大改善，特别是大中型矿山，已基本走上了规范化开采的轨道，但仍有为数不少的小型矿山其安全状况尚令人担忧。

笔者长期从事矿山安全工作并参加了多起矿山事故调查。工作中发现众多民营小型矿山的安全工作仍较大程度地停留在制定安全规章制度的表面形式上，实际安全措施整改不到位。特别是对于地下矿山生产中存在的某些影响安全生产的重大问题，如开拓等主要系统不完备、采矿方法及开采顺序应用不正确等根本问题重视不够。其中既有侥幸心理、急功近利的原因，也有缺少专业知识的因素。如何针对矿山当前存在的主要安全问题开展有关工作，以真正达到从本质上扭转安全生产被动局面的目的，是大家所共同关心的问题。

二、安全整改要点

1.完善矿井开拓等主要系统。矿井开拓运输、通风、排水及避灾逃生等系统的建立直接为矿山开采及安全生产服务，贯穿于矿山开采的全过程。每个矿山都应该为实现自己的开采目的、确保安全生产建立合适的开拓及相关系统，并应在系统形成后方可投入生产，生产中亦应随时保持其正常的运转。但目前仍有为数不少的小型矿山，开拓及相关系统特别是通风、排水、避灾逃生等维持矿山安全生产的主系统尚未形成即边建设边生产，或投产后不重视相关系统的使用及维护，留下了极大的安全隐患。

笔者工作中发现多数矿山业主缺少矿山基建的正确概念，矿山建设中普遍存在见矿就挖现象，开拓巷道就是开采矿房，全然不顾矿山正常安全生产所必需建立系统的完整形成。

由于通风系统不能正常运行而发生的中毒窒息事故时有耳闻，排水能力的不足常造成淹井等事故的发生，逃生系统的缺陷更是使得事故发生时井下人员无处逃生，危害极大。

有关部门针对矿山开采的共性问题制定了确保安全生产的相关法律法规及有关规程、标准。这些规程及标准，是人们长期生产实践经验及血的教训的总结，认真遵照执行将可极大地避免事故的发生。那些不按科学规律办事，不规范自己的建矿行为，不发生事故只是暂时的、侥幸的。矿山企业应自觉按相关规程及技术标准要求建设并完善矿井的安全生产系统，确保在紧急状态下的正常有效使用。

建立和完善矿井的安全生产系统应是矿山深入整治的工作重点，是矿山实现本质安全生产的基本条件。

2.重视矿房布置、开采顺序及相关结构要素的确定。地下开采矿山大量人员集中的主要作业场所及事故高发地点均在于各开采矿房，矿房布置、开采顺序及相关结构要素确定的合适与否直接影响矿山作业的安全。

据笔者所了解的大部分地下矿山采矿工程布置情况，其矿房设置、结构参数、开采顺序等均不甚合理。或一概随开拓巷道前进式布置、以掘代采；或不管地质等条件的变化，矿房结构参数一成不变甚至随意扩大矿房尺寸。特别是在工程地质条件不良处，照样按常规布置矿房，使得部分矿山由此导致了事故的发生。

采矿工程不同于工厂生产，而应根据每一个矿山的具体情况确定所采用的采矿方法及相关工程布置。资源条件、开采技术条件等方面的不同，使得各个矿山所应采用的开采方法、开采顺序、工作面布置等各不相同。即便同一矿山，在不同地点，采矿工艺及矿房结构参数亦有较大差异。技术人员对现场应勤观察，多探究，及时发现每一个细微变化。生产中应参照设计所定基本原则，根据开采作业地点矿层产状、岩石结构、构造及工程地质等情况的不同，调整矿房布置及其结构要素等局部作业方案。切不可以不变应万变，凭直观、想当然或死搬硬套设计中确定的工程布置，都会对矿山的安全生产造成极大的危害。

分析多次地下矿山冒顶等重大事故发生的相关情况，不注意工程地质等情况变化而随意布置矿房及矿房尺寸超大是事故发生的一个主要原因。

大量的科学研究及生产实践证明，合适的采掘要素是矿山实现安全生产的基础。矿房矿柱的高度、宽度、布置方向等要素的确定及至生产工作面的布置等内容，均与安全生产息息相关，应认真针对矿山具体情况而定。当前诸多矿山对此不甚以为然并随意设置矿房的状况在进一步整改中应得到纠正，否则，矿山的安全隐患仍难彻底消除。

3.加强技术管理，推进矿山企业与技术服务中介机构的合作。安全生产许可证的颁发，基本消除了矿山未经设计即投入建设及开采的现象。但当前小型矿山的大量存在，使得矿山技术力量严重不足，多数矿山无专业技术人员，作业人员不具备最基本的专业技术及安全知识，不按设计及相关规程要求随心所欲地开采的情况仍十分突出。

地下开采的矿山情况复杂，不具备专业技术的人员一般难以发现及妥善处理相关技术问题，仅根据部分表面现象或粗浅经验即进行井下作业极易发生不安全事故。

某地一个地下开采的瓷石矿山，因有关人员的无知，看似矿体尚且稳固，采场暴露面积亦不甚大（近200平方米），但忽视了矿岩弱结合面的存在及矿体产状的影响，在顶板已是太薄（不足2米）的情况下又破坏了其完整性，致顶板冒落，造成一次死亡7人的重大事故发生。

某地一个地下开采的石灰石矿山，亦因有关人员缺少专业知识，对于近水平产出的矿层，看似顶板光滑稳固，却不知其上部层面间同样存在光滑的弱结合面，采场暴露面积近1000平方米，并取为平板式顶板结构，受力效果极差，最终导致大片顶板塌落，一次死亡8人。

笔者以为，在当前情况下，要求每个矿山企业配备自己的各专业技术人员已不现实或甚难做到。但社会第三产业的蓬勃发展，出现了一批矿山技术服务中介机构，小型矿山完全可以依托社会上的技术力量，与相关中介机构签约，利用其为自己服务，定期或定服务内容为矿山企业进行技术上的指导，从而提高矿山企业总体技术水平。

有关部门应该大力推进矿山企业与技术服务中介机构合作的力度，条件成熟时应强制推行。

4.规模化开采。纵观近年非煤矿山事故发生情况，可以发现，重大事故大多发生于小型矿山。随着市场经济的发展，过小规模矿山的继续存在，非但已失去其积极的意义，反而因经常引发安全事故而增加社会的不安定因素。

小型矿山大多一无资金，二缺技术，安全设施等诸多方面皆非大中型矿山所能比拟。客观规律表明，小规模、家庭作坊式的矿山开发，不可能在工业化生产得以生存，取而代之的必定是规模化的生产。当前，在我国矿山大力推行规模化开采，时机已经成熟。

矿山的规模化开采，应在资源及环境保护规划允许的情况下，坚决地关闭那些浪费资源、破坏环境、安全无保障的小型矿山。同时选定部分综合条件较好的矿山，整合优势资源，成规模地开发。值得欣慰的是有关部门已对矿山最小开采规模进行限制，并促进矿山企业尽快实行联合、兼并、重组，此举必将对推进矿山的规模化开采及安全生产起到积极的作用。

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关键词：充填采矿；采场安全；地应力控制

中图分类号：D922文献标识码： A

随着矿业资源开发的需求，充填采矿技术在实践中不断的革新和完善逐渐成为一种高效安全的采矿方法。尾砂胶结充填是充填采矿方法中重要的类型之一，意在降低开采成本并形成一个持久的有足够强度的充填体。充填开采技术在控制采空区地压、维护采场稳定、防止地表沉陷、保护生态环境等方面具有十分重要的作用[1]。近年来，充填开采技术在国内外金属矿山得到了广泛的应用，南非几乎所有深井矿山都采用充填技术，在我国有色、黑色和黄金矿山采用充填技术的比例也逐年增加。充填采场控制采空区的地压行为属于人工支护的范畴，类似于采用锚杆、喷射混凝土等人工措施支护采场巷道，其目的在于维护采场围岩的自身强度和支护结构的承载能力，防止采场或巷道围岩的整体失稳或局部跨冒[2]，对充填材料以及充填体对采场安全的影响进行研究非常有必要。

1常用充填材料

充填材料包括胶结剂、骨料、化学添加剂等，水泥全尾砂作为充填胶结材料应用于井下充填在许多矿山得到推广应用。矿山所用的充填骨料已从传统的河砂、棒磨砂、细石等砂石向以选矿尾砂、粉煤灰、炉渣、煤矸石、建筑垃圾等工业废料过渡。

2充填体作用机理

地下矿体的采出的过程就是原岩的平衡应力场破坏的一个过程。因此，应力必然进行传递和调整，以达到新的平衡。使用充填采矿法的矿山就是利用充填体填充采场与围岩共同受力充填体作用机理以及深井矿山充填体的作用效果是深井采矿方法设计和采矿方案决策的基础。充填体的作用机理体现在以下几个方面：

2.1 充填体的支护作用

国外早就有学者对充填体的支护作用进行研究[3]：

1)表面支护作用

通过对采场边界关键块体的位移施加运动约束，充填体可以防止在低应力条件下开挖空间周边岩体时空间上的渐进破坏。

2）局部支护作用

由邻近的采矿活动引起的采场帮壁岩体的准连续性刚移，使得充填体发挥被动抗体的作用。作用在充填体与岩体交界面上的支护压力允许在采场周边产生很高的局部应力梯度。实践证明即使小的表面荷载对摩擦型介质中的屈服区范围也可能产生重大的影响。

3)总体支护作用

如果充填体受到适当的约束，它在矿山结构中可以起到一种总体支护构件的作用。即，在岩体与充填体交界面上采矿所诱导的位移将引起充填体的变形，而这类变形又导致了整个矿山近场区域中应力状态的降低。

2.2 充填体与围岩的共同受力作用

北科大于学馥教授针对金川矿区所采用的充填材料与充填工艺进行研究，提出充填体三种作用机理[4]：

1)应力转移与吸收

充填体以流体的形式进入空区，最初是不受力的。随着充填体强度的提高，具备了吸收应力和转移应力的能力，参与地层的自组织系统和活动。

2)应力隔离机理

充填体对围岩稳定的应力隔离作用有两种情况：一种是隔离水平应力；另一种是隔离垂直应力。

3)系统的共同作用

充填体充入地下采场后，由于充填体、围岩、地应力、开挖等共同作用，特别是开挖系统的自组织机能，使围岩变形得到控制，围岩能量耗散速度得以减缓，从而可以有效控制矿山结构和围岩破坏的发展，防止发生无阻挡的自由破坏塌落。

2.3 充填体的充填作用

国外学者Kirsten,H.A.D.和stacey,T.R.认为充填在维护采场稳定的作用方式是多种形式的，支护机理不是靠充填体压缩所产生的作用来决定工作中充填体的稳定效果。尽管任何一种支护机理的单独作用是极小的，但其积累起的作用可大大的影响采场覆岩的稳定性，充填体的充填功能主要包括：

1)保持顶板岩层的完整性

由于采场形成的临空面，使得某些结构体具有滑移或冒落的可能。充填体的重要作用之一就是在拱顶石和采场之间提供一种连接，延缓并最终阻止拱顶石移动的任何趋势，从而提高顶板围岩的自身承载能力。

2)减轻地震波的危害

在没有充填物的情况下，岩爆引起的压缩冲击波将在顶板和底板岩石表面处反射，产生拉应力并将孤立的顶、底板切断。充填体的存在使得与岩石的接触让冲击波仅在岩石与充填体界面处部分反射，降低了切断作用。

3)作为节理与裂隙中的填充物

充填后细料将进入上下盘围岩中的裂隙和节理中，起到粘结作用。此外，充填料与岩石之间的接触还能防止在工作面推进时岩层遭受曲率逆转期间节理中出现的任何原生细料跑出，促使节理和裂隙闭合，限制拱顶石的松动，提高顶板围岩的稳定性。

2.4 充填体的综合作用机理

2.4.1充填体力学作用机理

充填体充入采场，改变了采场帮壁的应力状态，使其单轴或双轴应力状态变为双轴或三轴应力状态，大大提高了围岩强度，增强了围岩的自支撑能力。充填体起到支撑作用，提高了围岩自身强度和自支撑能力。

2.4.2充填体结构作用机理

采场充填后，尽管充填体的强度不高、承载时变形大，但是它可以起到维护原岩体结构的作用，使围岩维持稳定，避免围岩结构系统的突变失稳。

2.4.3充填体让压作用机理

由于充填体变形远大于原岩体，故充填体能够在维护围岩系统结构体系的情况下，缓慢让压，使其围岩地压能够缓慢释放；同时，充填体施压于围岩，对围岩起到一种柔性支护的作用。

总而言之，采场充填体的作用一般来说取决于两个方面：一是围岩与充填体所构成的组合结构的形式；二是充填体与围岩的力学与变形特性之比。对于不同的矿体组合形态、围岩体结构类型以及采矿顺序，这两方面影响程度不同。因此，充填体作用机理的研究应针对具体矿山的实际情况，并借鉴己有的工程经验进行综合分析。

3胶结充填体的破坏

充填体的破坏不仅与充填料浆的胶结性能有关，而且受充填体自身完整性的制约。作为人工顶板且呈层状结构的充填体，极易以层状形式片冒。各层充填体内次生应力场分布一般采用梁理论来进行分析。充填体作为一种细集料和硬化水泥浆体组成的复合材料，其强度应当是水泥(或水泥代用品)强度、集料强度以及组分之间相互作用的函数。

充填体在受到外力作用时，充填体内原始损伤(因干缩引起的界面粘结裂纹及大量的孔隙等)部位必将产生应力集中现象，这种局部的应力集中会导致内部微缺陷的闭合或扩张。分析充填体加载实验的宏观力学行为，首先是随外载荷产生的变形，然后是微裂纹的产生、扩展直至材料产生破坏。

4小结

随着科技的发展，矿山开采的机械化程度越来越高，地下矿山开采强度越来越大，对充填的要求也越来越高。笔者通过对充填体在采场安全中的重要作用进行研究，总结了充填体和采场围岩的作用机理以及充填体的破坏形式。本研究对矿山行业充填技术的发展有着一定的积极作用。

参考文献：

[1]RANKINE R，PACHECO M，SIVAKUGAN N．Underground mining with backfills[J]．Soils and Rocks，2007，30(02)：93-101．

[2]王新民．基于深井开采的充填材料与管输系统的研究[D]．长沙，中南大学，2006.

[3]B.H.G布雷迪,E.T布郎.地下采矿岩石力学[M].北京:煤炭工业出版社,1990