矿山开采技术范文1
【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.
矿山开采技术范文2
[关键词]露天石灰石;规划技术;矿山开采
中图分类号：D622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0023-01
随着社会的进步，一个关乎城市建设、居民生活以及环境保护的矛盾开始显现。露天石灰石矿山的开采不仅为人们提供了丰富的矿物原料，同时也导致了非常严重的环境污染，对矿区周围的环境造成了非常严重的破坏，并且导致生态恶化，这从一定层面阻碍了经济发展，同时对于生态平衡发展也产生了很大的威胁。按照矿山开采产生的相关环境问题，从技术与政策方面入手，预防和治理并重，对矿山开采规划技术进行分析，综合矿区治理的环境问题，提升矿山经济效益的同时，保护了矿区生态环境，使其恢复本来的面貌。
一、影响开采技术选择的主要因素
（一）地质条件
地质条件包含了产状、构造以及矿岩性质，指的是矿床赋存情况，比如结构、厚度、倾角、矿岩硬度、断层以及褶曲等方面。地质条件对于开采技术所产生的影响主要来自于选择开采要求、矿石运送通道约束、倒堆工艺线性尺寸以及内排土场设置难度和工作平盘推进顺畅与否等。
（二）产量规模
通常来看，推进度以及生产规模相对较小的石灰石矿山，不应选择投资费用较高、连续工艺多的大型设备;推进度与生产规模大的露天矿山，适合选择大型设备化连续和半连续工艺。间断工艺当中的单斗卡车工艺要按照矿山的生产规模以及推进度大小来考虑是选用国产还是进口的设备。
（三）开采现状
已经投产的露天石灰石矿，在改扩建进程中，采场平面尺寸以及开采的深度对于选择开采工艺和选型都会产生非常重要的影响，主要表现在运输通道限制和运距等方面。
（四）气候条件
在使用汽车运输的矿山当中，因为冰雪会封盖路面，导致车轮打滑以及停车困难，出动率会降低，严重的时候还会出现停产。除此之外，寒冷的气候条件也容易导致挖掘机的勺杆出现断裂，液压设备出现油脂粘结的情况。
（五）其他因素
同样的状况下，需要优先选择维修能力较强、配件供应及时的供应商与工艺。除此之外，通常生产率高的工艺，尽管投资较高，可是生产的成本比较低，容易受到应用条件约束，比如倒堆工艺以及连续工艺。所以，还需要从露天矿改扩建、规模、资金筹集等多个方面来综合性的选择开采工艺。
二、露天石灰石矿山开采规划技术要点
（一）确定生产能力
矿山的开采工作中，生产规划是最为重要的环节，其核心内容是确定产能，在产能确定的基础上，才能够进一步规划采掘的方法以及运输的形式。要确定露天石灰石矿山的产能，首先需要制定开采计划，然后根据开采的难度，在全面了解矿山整体情况的基础上，根据实际的开采情况对开采计划进行有针对性的{整，最后确定该露天石灰石矿山实际的开采能力。
（二）确定运输系统
运输系统需要在生产能力确定以后才能够按照已经规划好的产能进行制定，这样就可以保证石灰石矿石能够被运送到规定的地方，在一定程度上可以降低施工现场的库存数量。石灰石矿山全部开采完以后，首先需要将石灰石都运送到统一的集散地中，然后使用公路等运输形式将矿石运走[1]。
（三）确定采掘方式
为了保证露天石灰石矿山的开采质量，需要确定矿山开采的方式。使用潜孔钻在矿山上钻孔，还需要采用火药对矿山实行爆破工作。此后通过挖掘机以及装载机将散落的岩石装车，随后将其运送到漏斗口。矿山开采的过程中，还需要按照设备的型号来选取台阶的工作面坡度，提升工作效率。实际的开采过程中通畅会结合组合式台阶，依照从上到下的方式开采，在上一个阶段推进到了预定宽度以后，还需要使用横向挖掘带法来进行开采工作，从而扩大采矿量[2]。
（四）规划穿孔爆破
钻孔爆破工作对于露天石灰石矿山的开采工作来说是非常重要的环节，因为传统质量好坏对于爆破效果有直接的影响，所以必须要对穿孔爆破行为进行有效的规划。保证爆堆抛掷工作的规范性，这样便于铲装运输，还能够提升运输和装载的效率。穿孔爆破以后，需要保证工作面的平整，只有这样才能够降低车辆运输过程中轮胎的磨损，节约成本。除此之外，矿山技术人员也需要做好爆破设计工作，做好钻孔、炮孔以及起爆方案的综合性设计，掌控台阶的高度和最小抵抗力测量。
三、结束语
经过本文研究可知道，在开采露天石灰石矿山的时候，我们需要积极的使用矿山的开采规划技术，全面准确规划露天石灰石矿山的开采工作，确保矿山开采高校行，使用符合实际的开采形式，在提升生产率的同时，降低对环境的污染，提升露天石灰石矿山的生产效率。
参考文献
矿山开采技术范文3
【关键词】 冶金矿山 复杂难采矿体 开采技术 现状 发展
我国的冶金矿山开采主要是地下开采，所以冶金矿山的开采本身就具有一定的难度。而矿山的开采中还存在复杂难采矿体，所以一些矿山的开采工作难度相对而言更大。根据我国的冶金矿山开采现状，目前主要的难采矿体主要有厚大第四系下矿床、大水矿床或河下矿床、深井矿床、采空区环境中的残留矿体、矿松软破碎矿体以及露天转地下开采的矿体等六种。这些开采难度较大的矿体严重阻碍了我国冶金矿山的开采，所以只有在这些复杂难采矿体的开采得到解决后，我国的冶金矿山开采才能快速发展。而要让这些复杂难采矿体的开采问题得到解决，就必须要有针对性的研发对应的开采技术。
1 复杂难采矿体开采中存在的主要问题
1.1 开采方法的问题
由于复杂难采矿体的矿床赋存条件较为复杂，并且矿体的开采受到众多环境因素的限制，所以开采过程中可供选择的开采方法较少。而在面对极个别的矿体时，甚至没有合适的开采方法，所以采矿的效果很差。
1.2 地压灾害问题
对于复杂难采矿体而言，其所处的地压环境一般较为复杂，特别是一些深井矿区，其采场地压和趋于低压的变化较为强烈，所以在开采的过程中经常会发生地压灾害，导致已经采空的区域的控制较为困难。在一些矿山的开采中，甚至会因为地压灾害的发生而影响地表建筑的安全。
1.3 开采顺序及采场结构参数
由于复杂难采矿体所在地的地质环境一般较为恶劣，所以在采场的布置方式和采场参数的选择上很难满足现场的需要，导致在矿石开采的时候开采的效果指标不能满足基本要求。而由于开采工作中的问题，还可能导致开采的矿山发生地质灾害，从而影响工作人员甚至是矿山附近居民的安全。
1.4 对资源的利用效率较低
由于复杂难采矿体的开采技术目前还不成熟，且没有完全可行的开采技术，所以在对矿体进行开采的过程中会造成严重的矿产资源浪费。而复杂难采矿体开采中浪费的矿产资源不能有效回收，所以在资源浪费后将成为永久的浪费，这不但是资源的浪费，更有可能对周围环境造成永久的破坏。
1.5 矿体的开采导致地表土壤稳定性降低
由于复杂难采矿体中包含露天转地下开采，而在这种矿体的开采中很容易出现边坡稳定性降低的情况，所以周围土壤的稳定性会被破坏，从而导致该地区极易发生地质灾害。
1.6 地表塌陷
在对松软破碎矿体进行开采的过程中，会因未采空区的出现而导致地表被破坏，当开采的面积达到一定值的时候，周围地表就会出现塌陷，从而影响矿体开采的安全性。但是目前国内尚未有成熟的松软破碎矿体开采技术，所以要正常进行这类矿体的开采在目前相对困难。
1.7 对环境的破坏
复杂难采矿体的开采一般会对当地的地质造成一定程度的破坏，从而埋下地质灾害隐患。而实际上复杂难采矿体的开采还会对环境造成严重的破坏，其中最明显的就是矿体开采对地下水的破坏，因为在矿体开采过程中很可能因阻断而改变地下水的流向。在地下水遭到破坏的情况下，周围的河流就可能出现断流的情况，这样就会对周围地质景观造成破坏，也会对周围的农业灌溉造成影响。
另外，在矿体开采的过程中会使用到多种工具和材料，开采的工人也会长时间在矿区活动，所以会使矿区出现很多生活垃圾和废弃材料。而随着这些生活垃圾和废弃材料的不断增加，当地自然环境将受到严重的破坏。
2 复杂难采矿体开采技术现状与发展趋势
2.1 深井岩爆发生机理与防治技术
对于岩爆发生机理的研究而言，国内外的研究重点一般是岩石的岩爆特性和产生岩爆的基本应力条件，并且在这些方面取得了一定的成就。其中主要是通过对微观结构和声发射特性进行研究，从而确定岩石是否具有岩爆性质。同时还会根据岩石周围的环境情况，对岩石发生岩爆的可能性进行判定。对于岩爆的防治，一般是通过对岩石所处环境进行改变，并根据矿体的开采程度对采空区域进行回填。但是这样的处理方式只能缓解岩爆发生时的破坏力，从而尽量减少因岩爆而导致的经济损失，并不能从根本上防止岩爆的发生。这主要是因为人们到目前为止并没有弄清岩石的能量储存，也没有对岩爆进行实时监测的方法。所以对于岩爆的防治技术而言，其将会以彻底消除岩爆为发展目标进行发展。
2.2 地表沉降和塌方的防治技术
地表沉降和塌方这两种地质灾害在一般的矿体开采中也会发生，只是对于复杂难采矿体的开采而言其发生的概率会更高，造成的影响会更大。所以对于复杂难采矿体的开采而言其被作为重点防治技术研究对象。由于在对矿体的开采过程中，矿体环境的变化较为复杂，并且矿体的变化没有固定的规律，所以防治工作的开展存在一定困难。目前国内外对矿区地表沉降和塌方的防治技术研究较少，我国的长沙有相关的研究机构，并在研究中取得一定成果，但并不能有效防止所有类型矿体的地表沉降和坍塌。
2.3 地下水灾害防治技术
对于地下水灾害的防治而言，其直接影响到矿区周围人们的日常生活，所以这方面的防治技术研究任务较重。一般情况下因矿体开采造成的地下水灾害有地下突水和地下水位下降两个方面，这些灾害出现后还会造成淹井和井下泥石流的次生灾害，并且会直接影响到地表生态环境。
目前针对地下水灾害的防治技术和方法主要有疏干降压和堵水截流两种，其主要是对突水点进行注浆封堵以及通过对矿区注浆从而完成帷幕截流。由于这方面的防治技术研究较为深入，所以防治技术较为成熟。
2.4 露天转地下开采技术
由于露天转地下开采中涉及到的工作量较大，且工作的难度也很大，所以在实际的开采过程中会存在较多难题。其中主要有以下几点：
（1）在进行露天爆破的时候，地下井巷和采场工程会因为受力而被影响，而在进行地下开采的时候又会对露天边坡在成破坏。
（2）在开采工作的过渡期，露天开采工作的安全会受到地下活动的影响。
（3）由于露天采场的积水会不断流向井下，所以在积水较多的情况下就会导致采空场出现积水，而积水与泥土混合后会形成泥沙水并突然涌入井下。
3 结语
对于冶金矿山中复杂难采矿体的开采而言，其中需要注意的地方又很多，并且每个需要注意的地方都可能对矿山的开采工作造成严重的影响。随着我国的经济不断发展，人们对安全问题越来越重视。所以在冶金矿山的开采过程中，人们对容易引发事故的复杂难采矿体的开采技术研究越来越多，并且在一些方面取得了较好的成果。而随着我国科学技术的不断发展，未来对于复杂难采矿体的开采将会有更多先进技术，从而使开采工作的安全得到保障。
参考文献：
[1]朱和玲.松软破碎型复杂矿体开采技术优化与过程控制研究[D].中南大学，2014.
[2]王运敏，谢建国，黄礼富，周光华.冶金原料开采与矿物加工工程技术发展研究[A].2012―2013冶金工程技术学科发展报告[C]，2014：17.
矿山开采技术范文4
关键词：采矿；工程计算机技术；数值模拟；信息监管
1采矿工程技术问题
面对一些开采难度较大的项目，为了能够更好的适应矿山周边围岩的受力情况，通过相关的技术进行有效的指导，就可以在开矿之前就能够准确的预知整个矿体的结构与需要注意的问题。此外，采矿过程中，对于整个开矿过程中的各个环节都应该精准控制，将可能出现的风险信息及时的采集与处理，并且组织应急小组，一旦出现相应的安全事故能够第一时间赶到现场。最后，在整个开矿的过程中，对于工程开展与实施的进度与财务状况的管理同样容易出现各种问题，如果不能够及时地控制与处理，很容易影响到整个项目的后期进展与采矿质量。综上所述，可见在采矿的过程中引进一些相关的计算机信息技术显得至关重要。
2计算机信息技术在金属矿山开采中的应用
2.1数值模拟技术
所谓数值模拟技术，一般来说主要在对矿山结构以及周围岩土性质分析的过程中采用。通过计算机处理系统来帮助现实的岩土以及周围情况进行数字化的转换，最终形成数据的集合，以图标或者其他方式来实现转化，便于后期的整理与分析。能够顺利匹配这些方法的软件有ANSYA，ADINA等，这些软件完成整个数值模拟过程都是选择特定的方法来进行后期的处理。①在选择新工艺以及新技术进行采纳的过程中，可以选用流体理论来对整个需要填充的过程进行后续的分析，同时也能够保证后期数据的真实有效。②在开采过程中，可以通过这两种软件系统来进行开采周围环境的热力学以及动力学的细致分析，保证开采工作能够顺利平稳的推进。③采用数值模拟技术能够对于可能出现的事故以及风险情况进行提前的预判，比如对于在开采过程中出现的瓦斯问题以及地下水渗漏等都能够有效的预测，以降低可能出现大规模事故的风险[1]。除了上述两种软件的应用以外，FLAC和UDEC这两者更容易作用于对周围岩体结构的数值模拟过程，可以面向各种类型的岩体结构进行有效的数据解析与测定。
2.2虚拟现实技术
虚拟现实技术(VirtualReality)同样也是以计算机信息系统为技术支持平台来进行的，其在数字化技术展开的同时将其与实际的开矿信息相结合，能够实现在后台轻松控制开采的进度与质量。该种技术的突出特点在于其实现了一种三维立体动态的展示形式，能够更加轻松直观的将开矿的周围环境以及整体结构进行展示，其技术的实现依托于MultiGen，Greator，Vega，VRMAP以及IMAGIS等这样几种软件。总的来说，该种技术基本上是对影像、图形、色彩的一种呈现形式，通过计算机信息技术手段，将实物形式转换为数字化形式，并且最终按照2D或者3D的模式进行展现，这样形成的最终影像不仅还原度比较高，并且还可以在平面与立体结构之间灵活地切换。此外也能够利用CAD软件先形成图形的基本框架，然后再进行后期3D效果的转化[2]。在一系列技术手段中VR技术可以说是虚拟现实技术中比较具有代表性的一类，一般在开矿的过程中对于可能出现的塌方、突水突泥等情况可以利用三维影像对现场情况进行还原，切实保障整个矿产开采项目能够更加安全稳妥的开展。
2.3GIS信息监管系统
GIS又称为地理信息系统，在金属矿山开采的过程中通常发挥监督与控制管理的作用。一般来说该种系统在应用过程中需要结合有关的计算机网络技术以及空间监管技术，与开矿工程同步展开监测流程，能够在分析数据的过程中生成对矿山空间结构的分析模型。需要注意的是，GIS信息监管系统在实际的操作过程中其数据来源必须真实可靠，换言之，所需要的数据必须是来自于所勘测的矿山，在后期的数据处理过程中通常是按照实际已有的GIS软件来展开的，其中包括有地测采软件EAM系统、OA系统以及GPS卡车调度系统等，这样一来监测到的实际数据都能够实现多渠道的相互融合，最终形成一个完整的GIS信息监管系统[3]。
2.4计算机采掘规划
计算机采掘规划，其主要是根据计算机处理技术来实现对开采工作的预先计划与处理。具体来说其主要通过建模的形式来对后期工程展开统一的规划与处理。为了提高最终的开采效率以及项目的综合经济效益，计算机与开采规划的结合能够通过建模的形式来使整个开采过程实现效率最大化以及灵活化。下图为利用计算机来实现采掘规划的基本流程图。通过了长时间的研究与分析，最终确定可以利用计算机采掘进行前期规划的途径主要有这样三种：第一，可以将单目线性规划作为主要的参照理论，最终按照计算机技术进行后期执行，目的是满足现实的动态规划目标需要。第二，可以采取逼近理论来实现后续计算机建模要求，同样可以满足后期开采过程中的规划目的。第三，采用模糊数学理论以及ES数字技术理论，这两种方式都是比较具有创新性的手段，其最终的结果不但形成了具有科学可行的开采方向，同时还能够在最大程度上开发与利用计算机的优势，使最终的数据效果更加精准可靠。
参考文献
[1]岳滨,郭忠林．数值模拟在采矿工程中的应用[J]．矿业工程,2013(06):8－10．
[2]宋福升，王树忠．浅谈霍林河矿区矿山地理信息系统的构建[J]．露天采矿技术，2013(06):93－95．
矿山开采技术范文5
【关键词】金属矿山；上行开采技术；围岩移动变形
中图分类号： C35 文献标识码： A
近几年，我国矿石需求量不断增加，自然资源需求无限性与实际供给的有限性之间的矛盾随之凸显出来；同时，随着我国各地下矿山开采强度不断增加，金属矿山资源逐渐减少，开采难度增大，进而带来成本增加、技术难度增加等一系列实际问题。在传统矿山开采过程中，大部分开采单位存在“边开采、边管理、边回采”的错误思想，这种错误的管理思想虽在生产初期收到良好效益，但在矿山开采中后期，这种开采管理模式而衍生出来的开采技术的弊端逐渐显现，造成环境恶化、资源浪费等问题，加强对开采技术的讨论更具有实际意义。
一、金属矿山上行开采环境分析
本文以我国湖南某地区A铜矿矿山开采为例，对开采工艺做进一步分析。
1.A矿矿山简介
A矿矿山为铜矿，成于花岗闪长岩体与大理岩接触带附近，断裂构造有NE向、近SN向与NN向，形成正长斑岩、闪长岩等。该地区水文条件较为复杂，其中，大理岩为丰水岩层；矿体顶盘存在河流，流量为（0.6±0.2）m?/s，最多时达（7.3±2.1）m?/s。
2.矿体开采技术
A矿矿山主矿于花岗岩长岩体与石灰岩接触带上。矿体顶部标高为-150m，岩体沿走向长789.4m，平均厚度为（23±2）m，垂直深度为403.5m，倾角为（80±5）°。统计A矿矿山地质质量特征，具体结果见表1。
表1 A矿矿山地质质量特征
二、金属矿山上行开采技术研究
结合上文所分析的基本开采环境与上行开采技术的实际开采特点，本文认为，由于上行开采技术可以不留顶柱，而填充体作为上部开采平台，基本处于时刻受压状态，所受到的强度也会逐渐增加。同时，考虑矿山生产初期投入成本较多，因此，根据矿体开拓与赋存条件，提出深孔充填采矿法。
1. 深孔充填采矿法基本施工工艺分析
在相同原岩中布置出矿底部结构的房柱式中深孔充填采矿法，其基本开采工艺为：根据矿体走向，沿走向划分多个间隔布置的矿柱、矿房，多个矿柱、矿房共同构筑盘区。矿柱、矿房内被划分为多个分段，并且其内部布置分段凿岩巷，壁沟受矿，阶段出矿。对各个分段实施同时回采，上分段超出下分段的距离可控制在（2.5±1.3）m。盘区房柱的基本回采顺序为先矿房、后矿柱。在矿房回采过程中预留第一分段，从第二分段开始开采。首先采用凿岩台车打眼；其次，用微差爆破方法，从矿房靠矿体的上盘一端后退式逐排回；最后，矿房崩矿结束后，依靠铲运机将矿房内崩落的矿石铲出。
在上述矿山开采技术中，矿房出矿后，先采用水泥尾砂配合高灰砂，填充第一分段；再采用水泥尾砂配合低灰砂填充接顶。从开采效果来看，该技术更适用于矿体厚度为中厚、厚大的矿体开采中。
2.采准切割
使用脉外无轨采准系统，采用分段布设的方式将分段凿岩巷布置在房柱各分段底部中央。在布设过程中要注意：（1）阶段性运输巷道与脉外分段平均分布在矿体下盘，并沿矿体下盘分布；（2）运输巷道分别通过溜井、斜坡道；（3）凿岩巷道与出矿路呈垂直走向布置；（4）泄水井主要布置于下盘围岩中，负责联通各阶段运输巷道与分段平巷，也是较为重要的采准切割工序。本文统计切割顺序，具体资料见图1。
图1 切割顺序统计
3.回采工艺
盘区房柱回的基本顺序是先采矿房，后采矿柱，直至盘区房柱采充结束后，再回采顶柱。在回采过程中，可以中段运输巷为回采起点，将不同阶段内的房柱垂高划分为分段，上分段超前下分段的距离为（2.5±1.3）m。
每分段始终沿垂直矿体走向布设凿岩巷，确保在房柱靠矿体上盘位置能合理布置切割天井，并结合切割天井为自由面，形成一个（或数个）切割槽，每个切割槽为自由空间。采用YGZ-90中深孔凿岩机制造深孔，孔径为（65±2.5）mm，孔深为（12±2.3）m。扇形中深孔逐次爆破（可以排为单位），采用粒状铵油炸药与BQF-100型风动装药器装药。采用CY-2型柴油铲运机产出矿石，其出矿顺序为：矿房回采，预留第一分段，由第二分段开始，以此进行回采。铲运机以相矿柱凿岩巷为出矿巷，依靠出矿进路，将崩落矿石分批量产出。矿柱回采时由第一分段开始，并利用回采矿房方法完成矿柱回；矿柱回采的基本流程、基本要求与矿房回采要求、流程保持一致。
4.通风系统分析
通风系统是金属矿山上行开采过程中的重要组成部分，其功能供给一定程度上影响矿石开采能力，因此，必须进行通风系统讨论，确保开采能力不断提高。
抽出式通风系统是较为常见的抽风系统，由于该系统的基本构成较为简单，并且管理方便，具有投资少等优点，是一种值得推广的通风系统。但在应用该系统过程中，要注意该系统的缺点，就是网压差较大，易出现漏风等现象，且能耗较高，因此在实际应用过程中，可进行适当改进，以获得更好的通风效果。
三、金属矿山上行开采技术围岩移动变形规律分析
金属矿山上行开次技术闻言移动变形规律分析是提升金属矿山矿石开采能力的关键，结合上文分析结果，对围岩移动变形规律做一下几点分析。
1.数据模拟基础
结合A矿矿山地质条件，对矿山内部具有代表性的岩石进行分析，并通过岩石力学实验，计算出岩石力学参数，统计相关资料，具体结果见表2。
表2 A矿矿山岩石力学参数统计
组别 容量 内聚力 抗压强度 内部摩擦角 抗拉强度 体积模量 剪切模量
上盘
矿石
下盘 闪长岩 26.3 6.03 18.87 23 0.79 4.3 2.3
大理岩 26.1 5.47 20.3 32 0.45 2.86 2.7
填充体 12.9 0.28 0.7 22 0 0.013 0.006
矿体 28.3 4.33 8.078 32 0.71 3.4 1.44
2.开采过程中的应力分布于分布规律分析
分别记录下行开采与上行开采的模拟结果，对应力情况进行比较，可从以下几点判定开采过程的应力分布及分布规律：（1）矿柱应力分析与比较；（2）填充体应力分析与比较；（2）顶板应力分析与比较。对矿柱而言，在金属开采过程中，其时刻受到压力作用，当压力持续升高并长时间作用在矿柱上时，矿柱会产生压裂破坏，因此，在矿柱分析与比较过程中，应将矿柱可能受到的应压力作为研究重点。对填充体而言，由于填充体抗拉强度很低，因此，在整个金属开采过程中，填充体主要受到压应力的影响，因此，在填充体分析与比较过程中，应将以压力研究作为重点。对顶板而言，顶板主要受到拉力应力二产生破坏，因此，顶板分析与比较的重点应该是拉应力分布情况。
结束语：
金属开采能力一定程度上影响着国家经济的发展，随着自然资源需求无限性与实际供给的有限性之间的矛盾进一步凸显，提升金属开采能力已成为当前环境资源管理的重点。现阶段，国内主要采用下行式开采技术，并带来一系列环境、资源问题。本文所研究的上行开采技术，有效避免了上述资源、环境问题，具有较好的实用性。从上文分析来看，在上行开采技术应用过程中，应做好工艺分析，并结合具体施工方案，进一步优化各个资源开采环节，以进一步提高金属开采的经济价值与社会价值。
参考文献：
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矿山开采技术范文6
关键词 采矿技术 机械化 充填 地下采矿 应用
中图分类号：X703 文献标识码：A
我国92%以上的一次能源，80%的工业原料，70%以上的农业生产资料来源于矿产资源。从资源总量上看我国是一个资源大国，已发现171个矿种，探明有储量的矿产159种，有20多种矿产探明储量居世界前列，但人均占有量却低于世界水平。随着近些年采矿业的兴起及我国国民经济的发展，对矿产资源的需求增加，国内各地开始大规模地开采各种矿产资源，但随之而来的问题也越来越多，缺乏相关的技术支持和管理，从而造成乱采滥挖，环境严重破坏，事故频发等等，这些后果的严重性是不可估量的。为了合理的规划和充分开发利用矿产资源，保证我国矿产资源后期的可持续健康发展，我国需要更高效、安全、环保、低成本的采矿技术和充填技术。
1我国目前在地下矿山开采过程中存在很多问题，主要有以下几个方面：
（1）我国贫矿多，富矿少，中小型矿山多，大特大型矿山少，矿产资源分布不均衡。摒弃由于我国长期以来对矿业的粗放式经营造成相当一部分中小型矿山为了尽快取得经济效益，采富弃贫，乱采滥挖，造成矿产资源的严重浪费和开采不规范造成事故频发等。
（2）采矿技术应用与发展不均。我国幅员辽阔，全国经济发展水平差别很大，采矿技术参差不齐。在一些经济发达地区和大型矿山，采矿技术已经达到了国际先进水平，而在经济欠发达地区和相当一部分中小型矿山，采矿技术和采矿设备十分落后，采矿损失贫化严重，人多量少，生产效率低下。
（3）资源综合利用与回收率低。无论是单一或多金属矿山，在对矿物和废弃物的回收利用方面越来越受到人们的重视。 国外对矿产资源的综合回收利用技术和水平已经达到一定的水平，而我国的综合回收利用技术与发达国家相比还很低。 我国矿产资源综合利用率不足 20%，矿产资源回收率约为 30%，废弃物的回收利用程度很低，而国外的先进水平则均达50%以上。
（4）地下开采造成的地形地貌破坏和“三废”的排放。前者会造成严重的地质灾害、地表塌陷、滑坡、土地资源占用和对地下水资源的破坏；后者则会对大气、水源和农田造成污染，严重破坏环境和威胁人畜安全。矿山环境问题比较突出，不能完全适应经济社会发展的新要求。
要想改变这种状况，我国必须从政策、管理和采矿技术发展上着手，政策、管理和采矿技术发展结合起来，才能解决我国矿业的目前这种现状。
2我国地下矿山采矿技术的发展方向
我国地下矿山采矿技术已取得一些较显著的成就，但总体的发展水平仍很低，在未来采矿技术的主要发展方向：优化发展采矿技术、提高机械化程度、无废开采技术和无人化采矿技术等。
2.1优化发展采矿技术
随着科技水平的提高，采矿技术的发展越来越快。为能更适应社会的需要，采矿技术在不断的改进，机械化、自动化程度也越来越高，通过不断改进优化开采工艺，配合科学的生产管理，以取得更好经济效益、环境效益与社会效益。
2.2高度机械化采矿技术
现代采矿技术为能提高效益，降低成本、节约人力和加大安全采矿作业，采矿方法向大参数、大采场、高阶段、连续作业的方向发展。自上世纪80 年代以来，各种无轨设备的研制和推广不仅使得凿岩、铲装、运输等主要工序配备了功能齐全的无轨设备，而且几乎所有的辅助作业也逐步实现了机械化。机械化作业效率高、机动性强、产能大，为连续采矿技术的实现创造了条件； 同时，机械化必须通过连续化生产才能充分发挥其高效高产的优势，即以整个矿段作为大型采场，在上下连续多个矿段分别平行进行采切、回采、充填工序等，采矿作业分工序在不同的空间和时序上平行进行，整体向前连续推进。此外，要想真正实现采矿的高效高产，除了采场作业的连续生产之外，提升系统、外部运输系统和管理调度系统的优化配套也必不可少。目前这种高度机械化的采矿技术在国内外的发展从工艺技术、设备配套、控制技术等方面均日臻成熟，已开始进入推广使用阶段。机械化采矿技术在今后的应用将会更加广泛。
2.3残留矿体及难采矿床开采技术
我国地下矿山长期开采，因当时技术水平的制约以及乱采乱挖的影响，采区内仍残留有大量的矿石资源。这些残留矿石回收技术复杂，安全条件差，遗留的大量空区和矿柱长期不能得到有效处理。随着近地表资源的不断消耗，采矿逐步向深部发展，地温地压不断增加，尤其是高应力矿区，采场突变失稳风险增高，潜在危害加大。以上问题在利用充填技术后完全可以解决。充填技术在以上矿体开采中的应用，不仅使矿产资源得到了充分开发利用，而且治理了前期开采形成的空区，保证了地表后期的安全稳定。充填法有利于开采矿床后期残留矿体、深部矿床、水下、建筑物下和构筑物下矿床以及有自燃倾向的矿床。近年来采用了无轨设备、高分层落矿及充填系统自动化等技术，使得充填采矿法的采矿成本下降，采场生产能力及劳动生产率大幅提高，在矿体及围岩均稳固的矿山也开始用充填法，并取得了较好的采选综合经济效果。
2.4溶浸采矿技术
我国矿产资源贫矿多，对于这些低品位的矿床，用传统的采矿方法开采，采矿成本高，经济效益低。溶浸采矿技术是一项将采、选、冶技术结合起来，直接从地下提取金属的开采工艺。 溶浸采矿因能较好地回收常规开采方法不能回收的低品位矿石、难采矿体、难选矿石和废石中的有用成分，拓宽了地下矿产资源的利用范围，增加了矿石储量，为满足我国工业对矿石产品日益增长的需求开辟了新途径。长期以来，国内外学者对溶浸采矿的理论和实践给予了极大关注。特别是 20 世纪70 年代以后，美国、加拿大、前苏联、澳大利亚等国在溶浸采矿领域开展了大量的研究。目前国内外溶浸采矿技术已日趋成熟，在几种主要金属如铀、铜、金、银的生产中，溶浸采矿技术生产量所占比例逐年增加。溶浸采矿具有环境污染小，生产成本低的优点，采用溶浸采矿技术开采低品位矿床有广泛的应用前景。
2.5无废开采技术
无废开采就是最大限度地减少废料的产出、排放，提高资源综合利用率，减轻或者杜绝矿产资源开发的负面影响的工艺技术。目前我国一直加强对采选后的废弃物的综合利用研究，在无废害采矿方面取得了一定的进展，比如选矿尾砂充填开采空区、尾砂制建筑砖、废石回填空区等等。从长远来看，无废害开采将是 21世纪采矿技术发展重要课题及必然趋势。
2.6无人化采矿技术
无人化采矿技术实质上就是无人采矿、自动采矿和数字矿山的统一，使采矿技术达到一个空前高度自动化的水平，使一个大型矿山的开采通过仅少数人对计算机控制系统的控制就能够完成整个矿山的开采加工工程。随着无人采矿技术、可视化技术、3S（RS，GPS，GIS）技术和虚拟现实技术的发展，把矿山及其他相关信息、计算技术和工业控制技术进行整合，优化设计矿床开采方案、合理配置资源、最佳控制工艺及其支撑系统，全面、动态、准确地掌握我国矿产资源的存量及变化、进而科学合理地开发利用和保护资源。这是目前正在形成的技术，我国大部分金属矿山仍是半自动化和辅助操作控制，将其作为一种中间缓冲技术。 随着我国采矿设备的大型化、智能化，遥控化技术及自动化技术的发展，将为无人化采矿提供重要的技术保障。无人化采矿技术是未来采矿技术的必然发展趋势。
2.7深部开采
随着浅部易采资源的开发利用，地下金属资源的开发逐步向纵深方向发展。与浅埋矿床相比，由于深部矿岩的地质构造、赋存条件以及地应力等均与浅部矿岩有所不同，其开采技术条件更加复杂，面临着更广泛、更复杂的技术难题，如地压、高温、提升、回采、充填、排水、通风、支护、环境保护等。
3充填技术在矿床开采中的应用
充填采矿法在我国地下矿山开采中应用较为广泛。随着近些年采矿业兴起和国家对矿山开采安全要求的严格规定，非特殊情况下地下开采矿山必须使用充填法处理回采后形成的空区，以确保地表的稳定和地下所形成的空区的安全治理。故充填法在今后的地下矿山开采过程中将是国家强力推行和着力发展的重点。
在地下开采过程中，充填法的充填成本占采矿成本的1/3左右，而充填材料的费用超过充填成本的80%。故充填材料的成本成为制约充填技术广泛应用和发展的前提。要想使我国的地下矿山开采充填法真正能推行开来，首要条件就是能保证矿山企业在开采及充填过程中的整个成本费用满足企业的盈利范畴。其次保证充填后的强度能够达到标准，保证后期开采对地表不会产生影响。要满足以上条件才能将充填法真正在矿山得到实施。而降低充填成本、提高充填强度，是充填技术的主攻方向之一。
充填方式包括干式充填、湿式充填和胶结充填。具体充填方法有废石干式充填、水力充填、水砂充填、细砂胶结充填、磨砂胶结填充、废石胶结填充、全尾砂胶结充填及膏体充填等。而充填材料的选择有水泥、废石、细砂、粉煤灰、高炉炉渣、尾砂、高水材料等，这些材料在我国或国外的具体矿山都已经经过试验，部分材料得到了推广和使用。但无论使用哪种材料充填都必须要保证充填体的强度。
目前来看，我国地下矿山如今使用的尾砂胶结高浓度充填、废石胶结充填及膏体充填得到了大力的应用。
针对今后的地下矿山开采，充填技术是以后必不可少的工艺，充填的主要目的：首先保证矿山开采后空区不会对地表不会造成塌陷，而危及今后人们的生命安全。其次处理工业固体废料，能否将选矿及其他工业产生的工业废弃物大量回填至地下，从而一举两得，即保障了采矿及地表安全，又保护和改造了生态环境。
充填采矿法虽优势明确，适应性广。但回采、充填工艺复杂，采、充相互影响，更主要的是充填料开发、加工、输送费用高，成为制约充填采矿法发展的重要因素。故加强对充填材料的研究，制定适应不同矿山地质结构条件的方案，在应用时有明确的相对性和适用性，以最大限度的发挥充填采矿法的优势，具有很高的价值及实际应用意义，其前景必将十分广阔。
4结语
根据我国经济持续发展，自动化、机械化程度提高，我国今后地下矿山采矿技术必将步入一个全新的阶段，将采矿技术、自动控制、环境保护与治理相统一是今后采矿技术的发展趋势，对我国今后矿产资源的开发利用意义很大。
参考文献
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