時間:2023-09-28 09:28:55
序論:在您撰寫地下采礦方法時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:金屬礦山;地下采礦技術;進展;
中圖分類號:TD43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-01-00-01
一、金屬礦山地下采礦方法概況
地下采礦方法是自礦塊內采出礦石所進行的采準、切割和回采工作的總稱。采準工作掘進一系列巷道,為切割和回采工作創造條件;切割工作為回采工作形成自由面和落礦空間;回采工作自回采工作面采出礦石,包括落礦、出礦和地壓管理三種作業。采礦方法是指如何安全、經濟地采出礦塊、礦房或礦柱內礦石的方法,包括礦塊的采準切割、采空區處理、回采工作。
(一)空場采礦法
根據礦塊或礦壁的結構不同與回采作業的特點,空場采礦法可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法、留礦法等??請霾傻V法特點:回采過程中,采空區始終是空著的,用主要暫留或永久殘留的礦柱進行支撐,一般在礦石與圍巖很穩固時采用。這種方法通常將礦塊劃分為礦房與礦柱,先采礦房,后采礦柱。采礦房時,形成的采空區一般先不做處理,這種采礦法要求圍巖和礦石穩固??請霾傻V法是屬于結構簡單的一種采礦方法,易于工人掌握,生產效率也較高,貧化小,成本低,實踐技術也比較成熟,因而應用廣泛。現階段我國有色金屬、黃金及化工礦山應用相當普遍。
(二)崩落采礦法
崩落圍巖采礦方法的特點是隨著礦石采出,采空區被有計劃的用崩落礦體巖石來充填,采空區能夠得到及時的控制和處理,在地表允許陷落、礦體圍巖不穩固條件中使用較多。通過強制或自然崩落圍巖充填采空區的方式來控制和管理地壓,主要包括分層崩落法、分段崩落法、單層崩落法、階段崩落法充填采礦法
(三)填充采礦法
礦石價值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允許陷落
和特殊復雜地質條件下的礦體,一般采用填充采礦法。在回采時,采空區依靠充填其內的充填料、支柱或充填料與支柱
相配合形成的人工支承體支承采空區。
二、金屬礦山地下采礦方法選擇系統的重要性
(一)地下采礦是人類獲取地下資源的重要方式之一,采礦方法的選擇又是地下采礦的核心,然而影響地下采礦方法選擇的因素眾多,不同的地質條件又有不同的要求,具有極大的模糊性和不確定性,不能夠僅靠單一定量分析來確定。傳統的采礦方法選擇就是僅由單個影響因素或幾個因素各自直觀地評價而確定的,帶有極大的經驗成分,具有很大的局限性。
(二)地下采礦的發展趨勢是不斷簡化采場結構,采用新的工藝技術和新設備,機械化開采,實現大型化、集約化生產,實現地下采礦的智能機器化開采,實現資源的最大回收利用。必須從系統研究的角度,將模糊數學、層次分析、神經網絡和人工智能等方法相結合,設計出合理的采礦方法選擇系統,選擇出最佳的地下采礦方法,才能達到安全高效的目的,獲得最好的效益。近年來計算機已成為實現礦山科學管理和工藝理論研究的重要手段,廣泛用于模擬采礦生產工藝,優選采礦方法、工藝和設備,研究改進采場結構和控制出礦品位,以及監控采礦作業和進行計劃管理、財務管理和材料管理等,為采礦方法的智能化選擇提供了條件。計算機在礦山中的進一步開發應用必將導致采礦技術的更大發展。
采礦是一個極其復雜的系統問題,采礦設計和安全管理具有眾多的不確定性、模糊性和知識不完備性。因此,用模糊數學、層次分析構建金屬礦山地下采礦方法選擇系統,對采礦工程進行定量分析與定性描述,基于系統工程的觀點與方法進行采礦問題的研究是采礦科學的發展方向。對采礦方法選擇系統分析的綜合集成;并通過集成系統的計算機人機對話功能,動態地實現采礦方法設計與的系統分析,建立復雜采礦條件下采礦方法選擇系統。
三、金屬礦山地下采礦方法選擇系統應用
首先,從系統的層次結構出發,根據目前金屬礦山地下采礦方法的現狀,建立其完善的采礦方法知識庫。其次,根據模糊數學的原理建立了推理機,根據模糊數學的原理進行采礦方法選擇,模糊數學法主要用于采礦方法選擇和采礦方法的技術經濟指標預測。模糊數學選擇采礦方法時,主要是將與目標礦山的地質技術條件與候選采礦方法相比較,并且計算出與候選采礦方法所要求的地質技術條件之間的模糊相似程度,選擇條件最近似的作為目標礦山上的采礦方法。運用模糊數學選擇采礦方法時,綜合考慮了各種因素,更加的客觀科學。但是隸屬函數的構造方法不同,權重矩陣就有一定的差距,初選采礦方法時,首先對各種影響采礦方法選擇的指標進行模糊量化,并且建立出相應的模糊評判矩陣,選出較好的幾種方案。對初選出的方案進行終選時,采用了模糊綜合評判的方法,對每個方案的技術經濟指標進行分析比較,在建立出評判矩陣和權重矩陣的基礎上選出最優方案。最后,利用VB開發人機界面友好的金屬地下采礦方法選擇系統,降低了研發的難度,提高了研發效率,加快了數據的處理,提供了全面高效的輔助支持。將定性分析與定量分析相結合,運用了多學科知識對采礦方法進行選擇,達到金屬礦山地下采礦方法選擇的智能化。對地下采礦的科技發展起到完善和積極推動作用。價值工程法在采礦方法選擇中采用價值工程法主要考慮的是資金的時間價值,主要根據技術經濟指標的對比進行方案選擇。
四、結語
現代科技進步與采礦科學的發展相結合,是采礦業向前邁出的一大步。對于金屬礦山地下開采方法的正確選擇,是迅速提高礦山技術管理水平,實現礦山設計優化的關鍵環節。對采礦業安全快速發展有著重要的現實意義。
參考文獻:
[1]劉方.金屬礦山地下采礦方法選擇系統[D].武漢理工大學,2011.DOI:10.7666/d.y1880203.
關鍵詞:金屬礦床;地下采礦;采礦方法分類;問題
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.243
0 引言
除卻地質地形原因,采礦方法仍受到了多方面因素的約束。首先,采礦需要有大量的資金投入到施工以及建設中去??紤]到我國采礦業尚未成熟,它的發展仍在國家的宏觀調控之中,因此方法的選擇必須匹配國家經濟情勢。其次,國家的工業制造以及科學技術水平等因素也都將制約采礦方法的選擇。金屬礦床地下采礦是我國采礦業中的重要分支,同時也是采礦業里很難順利攻破的關卡之一。探討金屬礦床地下的不同采礦方法對于采礦業的發展有著積極的意義。
1 金屬礦床地下采礦方法分類的要求
為了提高對于金屬礦床地下采礦方法進行分類的實用價值,金屬礦床地下采礦方法的合理分類應當滿足以下要求:其一,類別之間應當存在有明顯的差別,分類應不存在有界限不明而導致的混淆現象。同時類別之間無交集;其二,類別名稱要求能切實表達該組方法的特點,體現方法本質的同時展現出分類的依據。以便在以后分析或是使用時能夠通過名稱迅速聯想到改法的具體實施,不會出現模棱兩可的情況;其三,分類應當在遵循分類依據的前提下,盡量以簡潔的模式展開,將相似項都納入到一類之中,避免生成龐大的類別體系。同時各類別要求具有未來實用價值,即類別包含有未來可能出現的符合特征的所有采礦方法。分類系統的制定要求不僅符合我國采礦業的當下局勢,并且適用我國采礦業的將來發展。
2 金屬礦床地下采礦方法分類的發展歷程
上世紀三十年代,美國地質學家J.K.麥克利蘭經過一次修正提出了比較全面的采礦方法分類體系。他根據采場地壓在回采過程中處理方式的不同對當時所有的采礦方法進行分類,不僅能較準確地反映了各類別方法的本質及特點,同時得到的類別體系十分簡潔,讓人一目了然。J.K.麥克利蘭的分類法基本滿足了人們對于采礦方法分類準則的一切要求,在當時得到了全球采礦業的普遍認可。
二十年后,來自蘇聯的學者阿果什克夫將麥克利蘭的分類法進行了細化處理,建立了更為詳細的采礦方法分類體系。接著大約在一年之后,同樣來自蘇聯的P.H.卡普隆諾夫對于麥克利蘭提出的某些類別再次展開分類。世界關于采礦方法的分類在一步步地修正之下日趨完善的同時,也愈發復雜。
以上兩種廣為接受的金屬礦床地下采礦方法分類體系從提出到今天,都已經超過60個年頭了。60年來,在科技發展以及經濟進步的巨大推動作用下,世界采礦業正高速刷新著自己的歷史。我國現在的采礦業跟當時相比,以及發生了翻天覆地的改變。考慮到以上兩種分類法中有一部分方法今天已經鮮少使用,并且隨著科技的發展,現代某些新的采礦方法已經無法匹配過去分類法中任何一類的特質。構造符合我國特點的金屬礦床地下采礦方法分類體系是十分有必要的。
3 探究我國金屬礦床地下采礦的方法類別
為了提高分類方法的適用性與實用性,我國積極參考經典采礦法分類體系的制定思想,立足于目前我國采礦業的基本情形,以國情特點為背景,以實用價值為導向最終建立了“三大類,十二組”金屬礦床地下采礦分類體系。其中,體系首先根據回采時采空場的情況特點將目前我國的主流地下采礦方法分為了以下三個類別:
3.1 空場法
空場法中的“空”一語雙關,不僅指的是采空場的“空”,更是指“不予處理,置之不顧”的行為特點。“空場”描述的是在礦區地質、地形特點以及合理開采的作用下,遺留下來的巖柱和圍巖自身即可構成穩定支持,無須特別地采取支護措施。開采工作完成后允許不處理剩下來的采空區。隨著回采過程的不斷推進,使用此類采礦方法往往會產生巨大采空場,這也可作為此類方法判定的主要標志。
3.2 支護法
對比起空場法的置之不顧,“支護法”顧名思義,即需在回采過程中對于礦區予以“支護”。伴隨著回采工作的進行,在此類采礦方法的作用下,采空場將留下專業人為支護措施的痕跡。在遺留下來的巖柱和圍巖僅自身無法構造穩定的支撐形式時,支護采空場就成為回采工作中必不可少的環節。同時,考慮到開采完成后,人工支護將成為整個采空場的唯一支撐,可以得出支護對于采場地壓也起到了重要的限制作用。在我國現代采礦中,人工支護大多是以充填或是支柱充填的方式來實現的,因此支護法又被稱為充填法。
3.3 崩落法
這種采礦方法指的是以崩落采空場圍巖的方式進行回采的方法。以崩落圍巖的方式處理采空區,周圍巖石在滾落的過程中帶走了地壓的威脅,采場地壓在此種方法的處理之下得到了有效的抑制,甚至可以被完全消除。由此可見,采場低壓一般情況下可作為識別此類方法的標志。
4 總結
世界進步的征途缺少不了礦產資源的推動。其中,金屬礦產因其復雜艱險的貯藏環境,給開采難度、工作強度以及危險程度都帶來了格外沉重的負擔。我國正處于經濟、工業等多方面高速發展的上升期,社會前進的步伐逼迫著我國金屬礦床地下采礦方法進行優化。本文對我國的金屬礦床地下采礦分類體系展開探究,為革新對于金屬礦床的地下采礦方法打下堅實基礎,具有重要的實踐價值。
參考文獻:
[1]徐慶龍.銅鋅礦地下開采方法適應性分析[J].科技與生活,2012(11):22-25
關鍵詞:金屬礦山;大水礦床;地下采礦;點柱充填式采礦法
前言
大水礦床是我國金屬礦山當中較為常見的一種類型,其雖在我國分布廣泛,但由于開采難度較大,以至于該類型礦山資源并非開采首選。隨著社會需求的不斷增大,越來越多的金屬礦山被開采枯竭,從我國目前的大水礦床開采效果來看,點柱充填式采礦法是較有成效的開采方法之一,做好對此方法的分析對于我國金屬礦山大水礦床的地下采礦方法進步具有重要意義。
1 大水礦床的充水類型
大水礦床是指礦坑涌水量每日達到數萬立方米以上的礦床,這類礦床在我國分布較為廣泛,其雖具有一定的開采難度,但從效益方面還是具有重大開采意義的。我國大水礦床的充水條件較為復雜,這與我國水文地質條件有著直接的關系,多種水源共同補給礦坑,其類型不僅包括巖溶水、孔隙水、裂隙水等,還有地表水和大氣降水等。其中孔隙水為礦床的主要充水類型,根據不同充水類型可以將大水礦床分為巖溶含水層充水和孔隙含水層充水兩種礦床沖水類型。
1.1 巖溶含水層充水
此類充水巖層根據不同的層次有著不同的特點,其中充水層具有含水性不均的特點,這與其無統一含水層和地下水位有直接關系,此類充水層的充水流量與大氣降水強度有直接關聯,易出現大溶洞庫存泥沙的情況,威脅生產安全。覆蓋及埋藏充水層則都具有統一含水層和地下水位,但覆蓋充水層具有嚴重的地面談下井下泥沙,其地下水對安全生產有所威脅。同時埋藏充水層則具有豐富的高壓巖溶水,此類充水層的井下泥沙對生產安全有所威脅。
1.2 孔隙含水層充水
此類充水巖層具有埋藏淺的特點,礦坑內涌水量受大氣降水影響明顯,上部松散沉積物較多,多以富有水的沙礫石層為主,同時摻有細粉砂含水層與弱透水的亞粘土、粘土層交互成層,此類巖層具有極強的不穩定性,工程地質條件也較為復雜。
2 大水礦床的開采方法分析
大水礦床的地下采礦方法一直是采礦企業研究的重點內容,在我國當下的礦山開采水平上,大水礦床的地下采礦方法也呈現出了百花齊放的現象,例如留隔水礦柱的房柱法(谷家臺鐵礦、業莊礦區、泗頂鉛鋅礦),可超前疏干的崩落法(西石門鐵礦、北 河鐵礦、程潮鐵礦)、空場嗣后充填采礦法(南 河鐵礦、草樓鐵礦)等等,都取得了一定的效果,并獲得了成功,但從開采效率、經濟效益、生產安全角度分析,還是點柱式充填采礦法最為有效,因此該方法成為了我國目前使用最為廣泛的大水礦床的地下采礦方法。
3 點柱充填法的應用優勢
(1)點柱充填法能夠在一定數量的礦柱支持下實現對礦體上盤的支撐,避免海水深入坑內,對礦山的海地部分產生破壞與不利影響;(2)使用點柱充填法可以實現全尾砂充填,這樣有利于提升回采礦石的回收率;(3)點柱充填法的機械化程度較高,因此其勞動生產率也交稿,而且無軌生產設備的靈活應用,還可以保障設備安全,如果出現海水浸入井下的情況,可以實現對設備的隨時撤離;(4)點柱充填法可以實現對采場內的分選,實現對開采品位的靈活控制。
4 以點柱充填法的大水礦床開采
4.1 工程實例
某礦區位置在海灣部分,其礦體由陸地向太平洋傾斜延伸,由于礦體斷層較多,故將其分為三個主要開采礦段,礦段代號分別為A、B、C。在三個開采礦段當中,C礦段為充水礦床,其礦體與海底的最近距離僅為40m,垂直延伸高度可達300m,礦體走向全長為300~400m,厚度為5~50m,傾角度數為30°~45°。在該礦段中,有礦體賦存于矽卡巖中,圍巖為大理巖和角頁巖,框體直接頂板處有寬度較大的主斷層,礦體和圍巖的節理發育較好,屬于中等穩固情況。在礦體當中地下涌水量不打,與海水無直接聯系。
4.2 采場構成要素
海床底部留60m的護頂柱;采場尺寸及分割后的礦體自然尺寸長度在50~100m之間,寬度在5~50m之間。方形點柱斷面為6m×6m,不留間柱,回采10年后,可將點樁面改為5m×5m。點柱之間的凈寬度應控制在8~9m質檢,點柱中心距為14m。階段頂底柱高在為15~20m之間,段高75m?;夭煞謱痈叨葹?m,分段充填時,高度為12.5m。
4.3 采場的系統設置
根據對大水礦床的實際情況分析與了解,可以不對其進行運輸階段和溜礦井的設置,與此同時也不設置回采分段平巷,取而代之的是露天礦用的改裝鏟運機和卡車。其中鏟運機的規格為6.5m3,卡車的規格為35~40噸。在生產過程中,卡車可直接經由斜坡道進入到采場當中進行裝車,撞車后將礦產運往地表卸礦站進行卸礦。其中礦床中的階段高為75m,且每一階段僅作回采開始時的切割分層用,在運輸水平上不使用階段高。
4.4 回采工作
根據礦床的實際情況分析,其回采工作可以從斜坡道的采場聯絡道開始,其中第一層的回采切割層高為4.5~5m,充填高度為3m,預留空頂高度為1.5~2m,這樣設置的目的是為了保證下一層分層回采時,能夠有效的出礦和通風。第二層的回采切割高度為4m,充填高度為3m,預留空頂高度為1~1.5m。在此種回采模式設計下,所有采場在無干擾情況下可以實現同時鑿巖和出礦,實現6個采場的同時工作,日出礦量可達1500噸,實現回采工作的全面拉開。根據礦區實際情況的分析,生產過程中的鑿巖設備應選擇雙臂臺車,對于部分礦體較薄的小采場,可以選擇使用手持式鑿巖機,保證鑿礦的精準性,避免對山體造成傷害。
4.5 經濟技術指標
在上述生產模式下,礦產掌子面工人的工班平均勞動生產率可達48噸左右,采場的平均生產能力根據采場的實際大小有所差異,其中日生產量最高的可達600噸,日生產量最低的也有300噸左右。通過對點柱礦石的損失率計算,其理論損失率約為18.5%。
5 結束語
綜上所述,點柱充填式采礦法作為當下較為成熟的礦山開采方法,其對于金屬礦山大水礦床的開采具有非常重要的意義,國內多個以此為主要技術的大水礦床金屬礦山開采,也客觀證明了其在大水礦床的開采方面的先進性與效果。隨著金屬礦產資源量的日趨減少,今后的金屬礦山開采難度必然還會增大,因此我們必須要在以點柱充填式采礦法有效完成當下的大水礦床開采工作基礎上,加大對點柱充填式采礦法的技術深入研究,實現對該技術的進一步完善,讓其能夠更好地適用于難度更大的技術礦山大水礦床的地下開采工作,為保證我國資源的有效開采提供堅實、有利的支持。
參考文獻
[1]馬俊.金山店鐵礦塌陷區回填體移動規律與回填措施研究[D].武漢科技大學,2012.
[2]陸玉根.大佛巖緩傾斜薄礦脈原生鋁土礦地下開采綜合技術研究[D].中南大學,2012.
[3]林吉飛.基于三維可視化技術的淌塘銅礦開采方法優化研究[D].昆明理工大學,2012.
[4]孫豁然,毛鳳海,安龍,等.論金屬礦床地下開采采礦方法稱謂[J].金屬礦山,2010,2:13-17.
關鍵詞:井下采礦;生產技術;開采條件
中圖分類號:TD43 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)01-0100-02
礦業開采技術與礦井各項綜合指標的運用是分不開的,需要有先進的設備、新工藝的技術突破、員工整體素質的提高等多方面的因素,才能構建高效、優質、安全的礦業開采運營環境,因此,在開采過程中,要全面考慮各方面的因素,綜合利用現代化技術,能收到更好的效果。本文將圍繞當前礦業開采技術的整體運用情況進行概括,并分析當前礦業開采技術遭遇的困境,進而從多方面探討改進采礦技術與方法提升效益的有效方式,更好地實現采礦技術與安全生產、效率提升的整體需求。
1 井下開采的基本要求
在開采的過程中要保證每個環節和生產環境的安全,能夠保證提供健康、衛生的工作條件。井下開采具有較強的經濟成果,生產的效率比較高,開采的機械化程度比較高,在這個過程中采礦的成本比較低。另外這種采礦的方法比較靈活,具有較強的適應性,對環境的影響較小,能最大限度地減少對環境的破壞,甚至可以出現保護環境的效果。
2 影響礦業井下開采的因素
當前對礦業的需求量比較大,而我國是一個礦石資源豐富的大國,為了更好地滿足需求,采用礦業井下開礦的方法進行開礦。在拿到設計圖紙之后應該對礦山進行必要的考察,以防止出現設計不合理的現象,進而影響礦業井下開采。為了更好地了解礦山開發的特點,提高開采的效率,應該充分重視礦山測量資料的利用率,從而為安全生產打下基礎,防止在開采的過程中出現安全事故,影響開采工作的順利進行。按照礦山巖層和地表移動變形系數,對礦柱進行設計和修改,開展對建筑物和鐵路下礦業的勘探和設計,如果發現地表沉陷的問題要及時的預報,防止出現安全事故,保證整個礦山安全和諧地開采礦業。實現礦山開采的可持續發展。
3 礦業開采的方法和工藝
為了保證礦業企業的經濟效益,研究各種條件下的高效能、高可靠性的采礦裝置和工藝,形成一整套科學管理的開采技術,提高采礦機械化的程度和水平。傾斜長壁采礦的方法是在一定的地質條件下進行開采,這種技術的效益比較顯著。這種采礦工藝的特點是仰斜開采時水可以自動流向采空區,工作面無積水,勞動的條件比較好。當礦層的傾斜角
采礦的方法必須是安全、經濟、可靠的,要保證具有較高的回采率。因此,提高回采率是關鍵環節。根據礦層的條件選擇合適的開采方法,這種可以減少資源的浪費,減輕人工的體力勞動,很好地保護環境。因此,在進行開采的過程中應該注意以下三點:(1)通常情況下,在礦層比較理想的狀態且地質比較好的條件下,主要是采用綜合開采的方法。(2)對于礦層比較理想,但是可以實現頂板破碎的情況下可以采用放頂礦開采技術。(3)對于礦層地段儲存量不大,地質條件相對復雜的情況下,一般是采用普通的開采方式。
4 深礦井的采礦的步驟
在進行開采之前,要選擇合理的開采的方案,剔除技術、經濟和環境方面不合理的方案。對于沒有設計缺陷的方案要進行經濟比較分析,然后再將經濟上存在缺陷的方案剔除,如果確定了一定最佳的經濟可行的方案,則不必要進行經濟的計算和分析,選擇出最經濟型的方案,保證企業的經濟效益。
5 井下采礦的技術分析
5.1 大礦柱開采的巷道布置
為了更好地保護巷道和便于回采巷道的維護,通常情況是采用礦柱護巷的方法。礦柱的大小通常是由巷道位置的深度來決定。根據以往的經驗可知,一般不受采動影響的礦柱的最小寬度應該大于深埋的十分之一,通常不小于30m。這時使用的礦柱,一般都要盡可能地回收。為了更好地實現回收,礦柱的寬度應該是采用相當于一個長壁工作面的長度,這樣在回收礦柱時可以按正規的長壁工作面進行回采。
5.2 不留礦柱采空區內的巷道布置
寬工作面掘進,使巷道在采出后的工作面保留成巷。因為在巷道兩側不存在實體的礦柱,因此可以有效地避免應力集中和工作面在回采時動壓的影響。這種巷道掘進的方法,一般適用于薄礦層的開采。由于不受集中支承壓力的影響,所以巷道的維護效果相當好,并且可以進行回采巷道的維護工作。
5.3 長壁開采的多巷布置
傳統的長壁工作面,回采巷道一般是采用單巷布置。這種巷道的布置方式具有較為突出的優點:掘進出礦量大,巷道多,給行人和材料的運送提供了方便的條件,可使綜采工作面實現高產高效。多巷間的礦柱,可以采用連續采礦機進行回收。
5.4 開采時地熱的控制
在礦業開采的過程中普遍存在地熱和瓦斯的現象。解決地熱的傳統方法是加強礦井的通風。但是進入到深礦井開采之后,由于地熱的增加,僅僅靠通風不能使礦井溫度達到規定的溫度標準,有效的方法是在礦井或是采區安裝空調機,進行降溫??照{的安裝通常是采用集中式和分散式。集中式的空調主要是安裝在地面,為礦井服務。分散式主要是安裝在采礦區,為礦區服務。這些措施可以在一定程度上緩解高溫高熱的程度,但是還是有一定的局限性。地熱控制對于深部開采具有重要的意義,因此必須要深入研究,找到合適的方法控制地熱,以保證礦區的安全。
6 結語
采礦方式的選擇應該結合企業自身的實際情況,結合礦井的各方面因素,選擇合適的采礦的方法,結合機械化采礦的工作面,不斷增加機器的使用量,保證整個采礦環節的安全性,提高礦業企業的經濟效益。隨著礦業安全條件的進一步完善,采礦的技術必將不斷地發展,最終廣泛提高我國礦業開采的技術,滿足人們的需求,實現礦業企業的可持續發展。
參考文獻
[1] 劉昕.淺談井下采礦技術與方法的選擇[J].城市建設
理論研究(電子版),2012,(11).
[2] 王凱.芻議井下采礦生產的技術及方法[J].中國科技
財富,2011,(16).
關鍵詞:金屬礦床;大水礦床;類型;地下采礦
中圖分類號:TD43 文獻標識碼:A 文章編號:
大水礦床的主要特征就是涌水量每日可以達到數萬立方米,而我國此類礦床分布較為廣泛,一部分因為開采難度大、經濟效益差等原因而關閉或是緩建,還有一部分因為防水措施處理不好而很難開采,但是大部分還是可以通過運用科學合理的方法,能夠順利開采。
一、我國大水礦床充水類型
大水礦產充水條件一般較為復雜,充水的水源呈多樣化態勢。有多種水源共同補給礦坑,例如孔隙、巖溶水、裂隙水、大氣降水以及地表水等;有以孔隙水、巖溶水作為主要充水水源的礦床;有以一般季節性巖溶水為主,到了雨季以降雨匯聚的地表水為主要充水水源的礦床??偠灾笾驴梢苑殖蓛纱箢?,即以孔隙含水層充水為主要來源的礦床和以巖溶含水層充水為主要來源的礦床。如香化嶺鉛鋅礦;覆蓋類型具有統一的含水層與地下水位,由于存在嚴重的地面塌陷,井下存有泥沙,其地下水較大而影響正常生產。礦坑的含水量特點上,所補給的水量充沛,補給量比較穩定;埋藏類型也具有統一的含水層與地下水位,由于豐富的高壓巖溶水以及礦層頂、底板突水,使得部分地面塌陷、井下泥沙成為生產過程中常見的危險,礦坑的含水量特點上,補給的水流充沛且儲存量大,補給穩定。
二、我國大水礦床采礦方法演變
我國大水礦床的采礦方法演變如下:進行留設隔水礦柱之房柱法,其生產能力大,例如業莊礦區以及泗頂鉛鋅礦等;到空場嗣后充填采礦法,利于進行地壓的有效控制,例如草樓鐵礦、南河鐵礦等等;點柱式的充填采礦法,例如三山島金礦、南京鉛鋅銀礦、白象山鐵礦等。
地下開采主要的三種開采方式。鐵礦礦產的地下開采法的分類也很多,通常可以分為以下三類:一是自然支護采礦法,主要是依賴周圍巖石本身的穩固性和礦柱的支撐能力來支撐回采過程中形成的采礦空區,這種回采方式較為簡單,便于機械操作,采礦的成本也較低。但是由于這種方式需要保留大量的礦柱,造成鐵礦石的回采率較低;二是人工支護采礦法,該方法主要依賴充填的方式來維護采空區域,適用于周圍巖體不穩定的鐵礦礦產,人工支護采礦法的優點是適應性強,回采率高,作業安全,但是工藝較為復雜,成本高;三是崩落采礦法,這種開采技術是隨著開采工作面的不斷推進,有順序的崩落周圍巖體來填充采空區的方式,適用于地表允許坍塌的鐵礦礦產。無底柱的分段崩落法,是我國現在鐵礦地下開采中最主要的方法。
無底柱分段崩落法。對于鐵礦產地下礦床的開采,具體采用什么方式要根據礦產的情況而定,每個采礦技術都有其最佳使用條件。無底柱分段崩落法的使用條件為:地表和圍巖允許崩落;鐵礦石中等以上穩固;鐵礦石礦體急傾斜厚;鐵礦石中需要剔除夾石。每個開采技術其本身都有完善和不完善的一面,無底柱分段崩落采礦法,跟其他的方法相比,也同樣如此。無底柱分段崩落法的優點:安全性好;結構簡單,回采工藝簡單;適用高效無軌設備、機械化程度高;可以實現鐵礦石的分級出礦。無底柱分段崩落法的缺點:回采通道的通風困難;鐵礦石的損失貧化大。任何一個技術都是需要不斷改進和不斷的完善的,對于無底柱分段崩落法的缺點,我認為應該做以下的完善。在具體的采礦實踐中主要應該做好以下幾個方面:要加強通道的支護。保持通道的穩定安全是該法運用的重要前提,而且在開采礦產的時候還要根據鐵礦的具體巖層特征,決定使用光面爆破、縮短通道存續時間長等多種方式來維護通道的穩定性。要擴大炮孔的直徑。炮孔的變形問題也是無底柱分段崩落法的一個重要技術難題,金山店鐵礦、大冶鐵礦的尖林山采區原來所用的都是直徑50~60mm的中孔,結果出現了很嚴重的錯孔現象,無法進行正常的爆破。炮孔的擴大,大大減少了炮孔的錯堵現象,提高了爆破效果。
(一)點柱式充填采礦法實例
第一,采場的結構參數以及回采工藝。某個礦床位于一個海灣,礦體從陸地向著太平洋而傾斜延伸,全礦由上而下被若干個的斷層切成3個主要礦區A、B、C。正在開采中的C段,其海底和礦的最近的距離為45米,延深垂高為350米,走向全長350—450米,厚度為10—50米,傾角在30°—45°之間。礦體賦存在矽卡巖當中,圍巖為大理巖與角頁巖,礦體的直接頂板處有一條寬度比較大的主斷層,礦體與圍巖的節理發育較好,屬于中等穩固。整個礦井的地下涌水不大,和海水不存在直接的水力聯系。上述礦源起初采取露天開采,到了上世紀70年代后轉為坑內開采,并基本上實現了全無軌化的開采。
第二,采場的系統與特點。不進行運輸階段與溜礦井設置。無回采分段平巷,直接采用露天礦用鏟運機進行改裝,進而和裝載量為35—40噸的卡車直接進入到采場裝車并運輸至地表的卸礦站。階段高為75米,每一個階段都只作為回采初始的切割分層,而非運輸水平。
第三,采場的構成要素。海床底部留有60米高的護頂柱;采場的尺寸以及分割后礦體自然的尺寸,通常長為50—100米,寬為10—50米;方形的點柱斷面為6米×6米,基本上不留間柱。回采10年之后,則將點柱斷面改為5米×5米。點柱和點柱之間的凈寬為8—10米,點柱的中心距為14米;階段頂底柱為15—20米,段高為75米。
第四,回采工作?;夭刹襟E從斜坡道的采場聯絡道起,第一層回采的切割層高為4—5米,充填高為3米,留有1—2米的空頂,作為下一個分層回采的通風與出礦用。第二層回采的切割層高為3.5米,充填高為3米,留有1—2米的空頂。在正常的生產期間,所有的采場都可以同時鑿巖與出礦,日出礦石在1500噸上下。鑿巖設備主要為雙臂臺車,在礦體較比較薄的小采場則采用手持式鑿巖機。
第五,經濟技術指標。礦產的掌子面工人,其平均工班的勞動生產率在48噸左右。采場的平均生產能力為300—600噸,通過計算點柱礦石的損失率理論上為18.5%。
(二)點柱式充填采礦法使用條件分析
首先,需要一定數量礦柱用來支撐上盤,保護海底免于遭受破壞,從而防止海水滲到坑內。其次,機械化的程度與勞動生產率高,可采取生產靈活便捷的無軌設備,保證海水一旦滲入到井下,可隨時的撤離設備。最后,采場內部可以進行分選,以靈活控制開采礦石品位,穩定或經過加固的點柱受制于三維方向的充填體,受力狀況得到改善,能安全牢固地支撐住頂板,對于保護海底防止沉降過大十分有幫助。為保證生產安全,對礦石進行構造地質學的分類,且采取相應的措施支護。此外,存有比較大的斷裂構造區域,或者存有節理的裂隙發育區域,采取長錨索進行加固,使得礦體在回采時冒落情況大大地減少,回收率得到提升,貧化現象也大大降低。
三、結論
隨著經濟快速增長,對資源的需求量不斷加大。防治水技術以及采礦技術不斷發展進步,特別是填充技術取得新進展,使得大水礦床的地下開采采礦方法逐漸成熟。根據趨勢,大水礦床的地下開采采礦方法將基本上演變成充填采礦法,則點柱式充填法是重要的發展方向。
參考文獻:
[1]中國有色金屬采礦信息網.復雜及特殊條件下礦床開采調研報告[R].長沙:中國有色金屬采礦信息網, 1995.
[2]5采礦手冊6編委會.采礦手冊第四卷[M].北京:冶金工業出版社, 1990.
[關鍵詞] 金屬礦山 地下開采 采礦方法
中圖分類號:F407.4
中圖分類號:
隨著礦山開采業技術的不斷進步,國際與國內進行金屬礦山地下開采的工藝技術也有著新的突破與發展,不斷向著開采效率高、機械化程度高和回采率高的程度發展,在礦產開采現場的綜合生產能力以及勞動生產率都出現了較大幅度的提升,貧化指標與損失指標都出現了較大幅度的減小,為了在金屬礦山地下開采采礦中選擇最為合適的采礦方法,制定出最為合適的工藝流程,本文中對近年來我國金屬礦山地下開采采用的主要采礦方法進行了分析研究。
一、常見金屬礦山地下開采采礦方法
采礦方法指的是如何通過安全、經濟的手段把位于礦塊、礦柱以及礦房內的礦石開采出來的方法,主要包括對礦塊進行的采準切割、礦石的回采以及對采空區的處理等多個方面的工作。
依照在對礦石進行回采過程中對采場進行管理的方法的差異,金屬與非金屬礦山的地下開采方法基本有以下幾種類型。
1. 空場采礦法。這種采礦方法的主要特點就是在進行回采的過程當中,對采空區采用暫時留存或者是永久留存的礦柱進行技術性的支撐加固,采空區始終處于一種空著的狀態。根據礦壁與礦塊表現出來的實際結構差異以及進行回采作業的工作特點,該采礦法又能夠劃分成全面采礦方法、階段性礦房采礦方法以及房柱采礦方法。
2. 崩落采礦法。這種采礦方法是通過崩落圍巖的辦法來使地壓管理得到實現的采礦方法,也就是在崩落礦石的過程中,通過強制或者是自然的方式把圍巖崩落以用來填充采空區域,通過這種方法來實現對地壓的管理與控制。該采礦方法的特點就是在礦石陸續采出之后,通過有計劃、有步驟的方式利用崩落的礦體中存在的上下盤巖石以及覆蓋巖層來對采空區進行合理的填充,通過這種方法及時地實現對采空區地壓的控制,妥善地處理好采空區,通常情況下是在礦體圍巖處于一種不穩定的狀態、地表情況可以承受陷落的情況下采用該種采礦方法。具體的方法包括單層、分層、分段以及階段性崩落法。
3. 留礦采礦法。這種采礦方法是把采下的很大一部分礦石暫時留存在礦房中,采礦工人以礦石堆為作業地點進行工作,主要的開采對象是礦石及其圍巖都比較穩定的中厚與急傾斜薄礦體。該采礦方法的特點就是在進行回采的過程當中,在采空區的位置暫時放置一些開采出來的礦石,借助這些礦石配合采空區的礦柱對采空區形成支撐作用,通常是在礦石條件比較穩定,不容易出現氧化、自燃以及粘連現象,且礦體的圍巖情況比較穩定的情況下采用。
4.充填采礦法。這種采礦方法是在回采工作面逐步進行推進的過程中,通過填充料對礦體采空區域進行填充的一種采礦方法。它的主要特點是進行回采的過程中,礦體采空區域依靠其內部填充的充填材料、支柱以及兩者配合而出現的人工支撐體對采空區進行支撐。這種采礦方法通常應用于開發具有較高價值礦石、具有較高回收率要求的礦石、能夠較方便的獲取充填料、地表不能夠出現陷落情況以及地質情況較為復雜特殊的礦體。
從具體的統計數據來看,目前鐵礦山地下開采主要仍把崩落采礦法作為主要的采礦方法,有色金屬與黃金礦體的地下開采則以充填采礦法以及空場采礦法作為主要方法。
二、對采礦方法以及技術產生影響的主要因素
對采礦方法的合理選擇指的是能夠根據實際的地質條件,提高對礦山開采工作進行安全管理的力度,盡量降低人員傷亡事故的出現。要根據實際情況合理的選擇合適的采礦方法,制定出適合當前的工藝流程,要做到這些,必要依據當前開采礦體的具體規模、價值以及賦存的具體條件來進行詳細的研究,從而系統的掌握礦山地下開采的具體技術條件。
1. 金屬礦山工程地質條件以及礦石的物理力學特征
金屬礦山工程地質條件以及礦石的物理力學特征能夠較為完整的反映出礦石巖體整體的穩定性。它能夠對采礦現場的構成要素以及地壓管理中包含的重要元素產生直接的影響,對采礦方案的確定以及采礦工藝的確定發揮非常重要的作用。
具體的工程地質條件主要有礦山巖體的結構、具體的巖性分布情況、破碎帶的位置、斷層情況、節理情況、裂隙的分布情況以及地下水的情況等等。礦體的物理力學特征主要有容重情況、實際抗拉強度值、實際抗剪強度值、空隙程度、產生聲波的實際傳播速度、單軸與三軸的具體抗壓強度以及強度條件等等。
2. 地應力狀態
這里提到的地應力指的是導致地下采礦結構以及采礦巖體出現變形以及被破壞的最為根本的一種作用力??梢哉f,只要在掌握了金屬礦山開采工程地區的具體地應力情況之后,才能夠對礦山區域整體的分布有完整的認識,確定出適合當前工程條件的礦山開采方法,通過技術觀測,確定出金屬礦山采場以及巷道的最合理的斷面形狀與尺寸、礦體開挖的具體步驟、進行支護的具體形式、支護結構的具體參數以及形成支護時間等等,在確保圍巖具有穩定性的前提下,極可能多的提高礦石的開采量,增加礦山開采的經濟效益與收益。例如根據物理學上的彈性力學理論,礦山采場與巷道的最為理想的形狀是由四周應力集中在一起形成的一種現象,最合理的斷面形狀呈現為橢圓,并且該橢圓形在位于垂直與水平兩個方向上的兩個半軸具有的長度的比值應該等同于斷面水平方向的應力與垂直方向的應力的比值。在這種條件下,礦體的采場及巷道周邊位置處于一種均勻等壓力的狀況之下,可以說這是最為穩定的一種受力狀態。此外,在確定出礦體采場以及巷道具體的走向之后,同樣要考慮地應力最好的走向應該同最大主應力所處的方向相平行。此外,在實際的采礦工作中,采場及巷道具體走向以及斷面具體形狀的選擇仍要與工程需求相結合,并綜合考慮經濟性以及其他方面的條件。
3. 礦體的具體種類與質量
金屬礦的種類主要有三種,第一種黑色金屬礦,主要代表有鐵礦等;第二種是有色金屬礦,主要代表有銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鋁、鎳等;第三種是貴金屬礦(主要代表有金、銀等)與鈾礦。因為鐵礦的價值相對比較低,通常情況下只能選擇露天開采的方法,即便因為礦體埋藏過深需要進行地下開采,這時候也只能采取空場采礦法或崩落采礦法。如果通過膠結充填法進行鐵礦的開采,那么所產生充填與回采成本可能比礦石自身的價值還要高,從經濟角度來講是不可行的。相反,在進行有色金屬礦山以及貴重金屬礦山的開采工作時,則很多采用了充填開采法,通過這種采礦方法才能盡可能的降低礦石的貧化率與損失率,這主要是因為有色金屬礦與貴重金屬礦自身所具備的價值已經遠遠超過了進行充填的成本。此外,還要看金屬礦石的質量,不僅要看礦石品位的高低,還要看礦石雜質的數量。
4. 礦體賦存的環境與狀況
這里所提到的礦體的賦存環境指的是礦體同圍巖的具體接觸情況、穩定情況與具體的埋藏深度。
金屬礦體的埋藏深度同礦體具體的賦存條件有著非常巨大的關系,通常情況下,在礦體埋藏深度不斷增加的情況下,礦體與圍巖的破碎程度會越來越嚴重,同樣,其具有的穩定性也會不斷降低,再加上越深的位置地應力越大、溫度越高,工作面以及通風條件都在不斷的惡化,導致了開采困難程度出現了很大的提高。這些實際情況全部對處于較深位置開采設計的通風降溫、減小生產的成本以及控制地壓等各個方面提出了更為嚴峻的要求。
礦體的具體賦存情況有礦體的具體厚度與傾向??梢哉f,厚度和傾向不相同的礦體選擇的開采方法以及布置的采場都是有差異的。例如針對厚底很小的礦脈,進行采礦方法選擇時要尤其關注礦石方面的變化情況。而針對厚度中上的礦體,進行采礦方法的選擇時要保證能夠提升礦石開采的力度與礦廠的實際生產能力,并使機械化作業方便展開。金屬礦體的厚度存在差別,進行采場布置方式的選擇時同樣存在差異,通常情況下,針對厚底較低的礦體,采場一般沿著礦體的走向方向進行布置,而針對厚度較大的礦體,進行采場布置時一般垂直走向方向進行布置,這是由于厚礦體的最大應力通常是一種垂直走向,所以采場進行垂直方向的布置,這樣就保證了采場長軸所呈現的方向同最大應力所呈現的方向是相同的,這樣有利于礦體采場的穩定。
5. 礦山地下開采的技術條件與經濟指標
(1) 礦山地下開采的技術條件
首先,環境條件,例如地表能不能允許塌陷情況出現,如果允許塌陷,那么就可以采取崩落采礦法;如果不允許塌陷,那么就可以采取充填采礦法或空場采礦法。礦體開采的具體技術裝備條件以及材料的供應情況會對采礦方法的整個過程產生直接的制約作用,進而對采礦工藝具體實施過程產生影響,影響礦石開采設計優化目標的順利實現。所以金屬礦山的開采設計當中需要根據具體的技術條件與材料實際供應狀況做出最為合理的礦體采礦方案。最后,技術管理的具體水平條件。當前技術管理的實際水平能不能符合采礦方法規定的技術管理的具體水平對能不能達到礦體采礦方法中所列出的目標有著非常大的關系。例如針對規模中小型的礦山、地方性的礦山,進行開采方法的選擇時應注重選擇技術上簡單,能方便工人掌握,以及方便管理的礦體開采方法。長時間的時間證明:要做好一個金屬礦山,不但要靠技術,也要靠管理,兩者都很重要,缺一不可。因此,努力提升當前礦山開采的技術管理水平,毫無疑問的已經成為了實現金屬礦山進行設計優化的最為關鍵的一個環節。
(2)經濟指標
礦山開采的經濟指標主要有:采場的實際生產能力,金屬礦石的貧化率與損失率,采礦工人及礦區機械設備的勞動生產率,材料的消耗以及礦石的具體成本。經濟指標的差異將決定礦體開采方法與工藝的差異。
總結:
在礦山開采業技術不斷進步的過程中,國際與國內進行金屬礦山地下開采的工藝技術也有著新的突破與發展,不斷向著開采效率高、機械化程度高和回采率高的程度發展,在礦產開采現場的綜合生產能力以及勞動生產率都出現了較大幅度的提升,貧化指標與損失指標都出現了較大幅度的減小。本文介紹了四種我國金屬礦山常用的地下采礦方法:空場采礦法、崩落采礦法、留礦采礦法、充填采礦法,并重點從金屬礦體的整體規模、價值、賦存的具體條件與狀況等幾個方面來進行分析,希望對大家有所幫助。
參考文獻:
[1] 韋業東;;環江新發礦區Ⅲ號礦帶采礦方法的探討與研究[J];大眾科技;2008年01期
[2] 張成良;侯克鵬;李克鋼;;硐室爆破法處理采空區的應用實踐[J];工程爆破;2008年04期
[3] 李艷;王恩德;鮑玉斌;沈麗霞;;基于OpenGL的可視化礦產資源經濟評價系統開發[J];地質與資源;2005年03期
關鍵詞:地下礦山;采礦方法;采礦技術;發展
中圖分類號:TD853 文獻標識碼:A
我國不僅礦產資源豐富,而且礦產使用量也比較大,其對于國家經濟發展具有重要作用。在科學技術進步的支持下,地下礦山采礦作業越來越普遍,目前已經出現了多種開采技術,要求企業根據工程實際情況進行選擇,并對其進行改進和完善,從而保證井下作業的安全性,實現礦產開采目標。
1.地下礦山開采作業概述
隨著人們對于礦產資源需求的增加,采礦業的范圍也從地表擴展到地下,地下礦山開采作業期間,要求工作人員注意兩個方面,一是安全性,二是整潔性,以便創建一個健康衛生的井下環境。要發揮地下礦山開采的優勢,必須做到以下幾點:第一,開采成本低且效益高;第二,機械設備使用率高;第三,開采技術方案的應用具有靈活性,不僅適應性強,而且對于環境的破壞程度小,甚至能夠起到保護環境的效果。
2.常見地下礦山采礦方法及發展趨勢
按照對回采過程中空區的不同處理方法,地下開采的采礦方法主要有3種。
2.1 空場采礦法
空場采礦法將礦塊分為礦房和礦柱兩部分,兩步回采。對回采過程中所產生的空區,利用礦柱或人工支柱進行支撐,以控制地壓保證回采。
依據礦房、礦柱結構的不同和回采工藝的區別,空場采礦法主要有淺孔留礦法、全面法、房柱法和分段空場法等。
由于空場法回采后會產生大量空區,近年來在礦山中采用的比例有所下降。其發展趨勢主要是無軌回采設備的應用和大型設備的應用。無軌設備可以極大地提高開采的機械化程度。大型設備提高了出礦能力和生產效率,降低了出礦成本。
2.2 崩落采礦法
崩落采礦法采用一步驟回采。通過自然或強制崩落頂板圍巖,充填回采過程中所產生的空區,以控制地壓保證回采。
崩落采礦法主要有分層崩落法、有底柱分段崩落法、無底柱分段崩落法、自然崩落法及階段崩落法等。
其中的無底柱分段崩落法近年來向高分段、大間距的方向發展,產生了“大間距集中化無底柱采礦新工藝”。通過采用高效的地下中深孔氣液聯動設備,形成與大尺寸結構參數相匹配的集中化、高強度、大規模采礦技術和管理模式,提高了作業安全性和采礦強度。
2.3 充填采礦法
充填采礦法在回采過程中用充填料充填采空區,以控制地壓保證回采。
充填采礦法主要有分層充填法、進路充填法、削壁充填法、嗣后充填法等。
隨著無軌設備在回采中的應用和充填工藝及管道技術的發展,充填工藝實現了機械化、自動化,生產能力顯著提高,礦石的損失、貧化顯著降低,開采成本也相應降低。由于環保的要求,土地使用的限制,膠結充填又能防止地面沉降,充填采礦法的應用越來越廣泛。
3.地下礦山采礦技術的應用發展
近年來地下礦山采礦技術不斷發展,取得了很多進步,其中地下連續開采技術和深井開采技術的發展較為突出:
3.1 地下連續開采技術
地下連續開采技術是地下采礦的未來發展趨勢。主要有兩種主要方式,一是當礦體硬度較小時,開采時各個工序連續平行進行施工。二是當礦體硬度大時,開采時分成若干個施工段,不同施工段的各個工序連續平行進行施工。
近年來地下連續開采取得了重大進展,多項地下連續開采技術已經應用在礦山中。地下連續開采的采礦裝備系列齊全,配套完整,機械化程度也高,從鑿巖、裝藥到轉運,全部實現了機械化配套作業,各道工序無須手工體力操作,無繁重體力勞動,裝備無軌化、液壓化、自動化程度較高。完全實現了無軌化、液壓化。在自動化方面,已成功地應用了無人駕駛、機器人作業等新技術。特別是地下連續開采無礦柱法的出現,解決了以往地下連續開采技術的諸多問題。該方法將礦體劃分成礦段,不留礦柱,將切割槽布置在礦段中部,底部結構布置振動機出礦。崩礦過程中同時進行回填,平行進行采切、回采、充填的作業,使采礦工作連續不間斷的施工。解決了礦柱回收困難的問題,采礦速度大大優于傳統采礦方法,避免了資源的浪費,提高了地下采礦的經濟效益。
3.2 深井開采技術
隨著礦產資源的不斷開發,開采深度也自然隨之加深,同時也對開采技術提出了更高的要求。
深井開采首先面臨的就是巖爆問題,國內外對巖爆的發生機理和防止方面取得了一系列的成果。通過對巖石的微觀結構和聲發射特征,可以劃定巖爆可能性等級,結合巖石所處的應力條件,可以判定巖爆是否會產生。通過有限元法計算采場頂柱及及其周圍巖體應力分布,優化回采順序、采場的結構參數,調整礦柱規格,可以避免應力集中和能量聚集,預防巖爆出現、削弱巖爆強度。
在地壓監測方面,除了采用現場觀測、巖性測試、位移和應力測量等方法外,還可以建立深井的力學模型,采用有限元分析軟件對回采工作影響下的巖體、地表和井巷位移和應力變化進行動態和定量分析,對其發展趨勢、穩定性進行預測評價,并制定相應的安全措施。
礦山開采中尾礦和廢石的處理問題一直制約著礦山的發展。在深井開采中,將尾礦和廢石全部充填到井下采空區,既可以解決深井開采的地壓和巖爆問題,同時還可以不占或少占土地,減少建設投資,解決環境污染的問題,實現無廢開采。
深井開采中的地下涌水也是一項重大問題。地下采礦引起的地下水災害包括地下突水和地下水位下降兩個方面,以及由此造成的淹井事故、地表沉降塌陷和地表生態破壞等問題,深井開采由于開采深度大,上述災害的嚴重性更大,為此國內外在深井地下水害治理與研究方面開展了一系列的研究工作。目前在深井地下水災害領域研究成果主要有:采礦過程中地下水的運移規律分析、突水機理分析、工作面及礦井涌水量預測、老窿與巖溶水探測設備與技術、裂隙或構造帶涌水通道堵截技術及材料等。
深井開采中的高溫也是一項重大問題。嚴重影響開采工作的安全及效率。最新的高溫防護技術通過對深井的高溫產生機理進行研究,結合目標礦山的實際情況,采用鉆孔法測定井下溫度,分析其變化的規律,監測井下環境溫度,通過實際觀測和熱交換數值分析法相結合,可以解讀井巷溫度的變化規律,從而制定可行的井下降溫措施。降溫措施包括:空氣遇冷降胤?、局部衷u浼際?、个体逢@ぜ際醯???掌遇冷降溫法是將采礦區的恒溫帶空氣引入采場來降低工作面溫度,通過熱平衡及熱交換計算及風路網絡優化,尋求井下地溫風流和高溫風流混合,采用空氣預冷降溫機理的方法。局部制冷包括冷水逆流噴淋降溫、人工降溫制冷,對礦井入口風流部分或全部采用冷水或制冷機進行降溫。個體防護是采用冷卻服(冰背心)改善個體舒適度。
結語
綜上所述,地下礦山采礦是我國目前礦產開采的重要途徑之一,影響開采效率和質量的因素較多,因此應該選擇合適的開采方法和技術。本文闡述了地下開采作業的簡單概況,并對目前一些較為先進的開采方法、開采技術進行了介紹,希望為實際開采工作提供一些經驗和參考。
參考文獻
[1]解廷遙崔宏偉.露井聯采條件下井工礦對露天礦邊坡影響的范圍[J].露天采礦技術,2013(11):8-10.
[2]向軍.井下人員定位系統在安全生產中的應用[J].采礦技術,2015,15(5):82,98.