探讨金属矿山大水矿床的地下开采采矿方法.pdf

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2014年3月建材与装饰地质·勘察·测绘探讨金属矿山大水矿床的地下开采采矿方法徐雪华（福建省建瓯市立鑫矿业有限公司353100）摘要：近几年，随着我国矿山开采规模的不断扩大，安全事故也屡屡发生，数量之大，居世界事故率排名第一。所以，提高勘探和预测水准，是矿山矿床水文工作的终极目标。长期的地质勘探工作数据表明，类似的水文地质条件，具有基本相同的充水条件，矿坑的涌水量，采矿中遇到的自然地质问题也大致相同。根据相关资料显示，矿床所处的内外部环境都与冲水强度有着直接联系，这些数据的储存和整理也为后期的矿山开采提供了宝贵的经验和参考。本文对金属矿山大水矿床的地下开采采矿方法进行了汇总。关键词：金属矿山；大水矿床；地下开采；采矿方法中图分类号：TD853文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）13-0167-02引言表1孔隙裂隙充水为主的矿床水文地质工作基本工程量表孔隙充水为主的矿床裂隙充水为主的矿床自我国改革开放以来，关于金属矿山的研究持续不断，也借简单中等复杂简单中等复杂鉴了前苏联对其的研究成果，再结合我国具体国情，对金属矿山水文地质测绘比例普查、详查1颐50000~1颐10000大水矿床进行了大致的分类，并随着时代的进步和科学技术的尺勘探1颐10000~1颐2000发展，对具体的水文情况有了更深刻的认识。因此，这一领域的钻孔简易水文地质普查、详查全部钻孔观测与编录孔占地分类更加详细，也更切合实际。在我国的自强自立的过程中，国质孔的比例（%）勘探10~2030~4050~6030~4050~6070~80家依靠着自身的力量，对许多复杂的自然地理情况进行了认真水文地质剖面数详查0~11~22~40~11~22~3（条）勘察1~22~34~61~22~33~5的勘察，并及时做好完整的数据分析，在后期的采矿中，可以凭加深揭露底板充水各水文地质剖详查、勘察借这些数据减少前期准备工作和工程成本。含水层钻孔（个）面不少于3个分层静止水位观测全部水文地质详查、勘察全部水文地质孔1我国大水矿床的充水类型孔数（数）孔详查2~33~51~22~3大水矿床的充水条件复杂，因其水源类型繁多，包括空隙、单孔（个）勘察0~20~21~22~3岩溶水、裂隙水和大气降水及地表水资源。主要充水水源的矿床抽水试详查2~31~2多孔（组）有孔隙水和岩溶水；普通天气状况下的主要充水水源的矿床以验勘察1~21详查岩溶水为主，雨水季节则以大气降水和地表水资源为主。矿床类群孔（组）勘察1~21型有以岩溶含水层充水和以空隙含水层冲水两种类型。根据查明水文地质条件，矿坑涌水量计算水详查1.1以空隙含水层充水为主的矿床地表水（处）源地选择的需要，选代表性地段设站勘察根据实际需要对详查阶段各站取舍和补充矿床以空隙含水层充水为主产自于第三系和第四系的岩层详查3~55~73~57~10中，有以下几个特点：淤矿床位置一般在侵蚀基准面以下，虽然水动态钻孔（个）根据需要对详查阶段根据需要对详勘察查阶段钻孔取水资源的供给有所保障，但地质条件过于复杂；于岩层地质条件长期观钻孔取舍和补充舍和补充测不稳，工程设计困难；盂受地表水的影响严重，地表水控制矿坑井泉（个）详查、勘察根据实际需要选择代表性点勘探坑槽道勘察坑道和主要生产矿井设排水量观测站，充水，还控制受水面积；榆充水岩层离地面较浅，甚至会出现裸或生产矿井详查、勘察简单矿区可省略露于地表的现象，其主要形成因素是大气降水的补给，特别是矿水化学样、详查、勘察可作水源地的井、泉，地表水按丰、枯季取样细菌样检验坑涌水量会因为大气降水产生巨大变化；虞矿床上层散落的沉代表性水点，以控制地表水、地下水、水化学水化学分析样普查、详查、勘察类型为原则淀物很多，富含水分的砂砾石层和透水能力差的亚粘土、黏土层地面物探普查、详查、勘察根据需要布置或者细粉砂相互交错，形成垂直向上的渗透性分布不均匀。钻孔水文物探测井详查、勘察水文地质孔应进行以孔隙裂隙充水为主的矿床水文地质工作基本工程量如表1气象观测详查、勘察远离气象台站的矿区，气象变化大，应建立临时性的降水、气温观测站所示。其主要特点有：淤巨型蓄水构造，以单斜、大型向斜构造盆地1.2以岩溶含水层充水为主的矿床为主，形成了较为完整的岩溶地下水系统；于溶隙网络强径流带，矿床以岩溶含水层充水为主的现象在我国比较普遍，已开是巨型岩溶蓄水构造经过长时间的径流导致溶蚀分异的产物，像采的90%以上的大水矿床都属于此类，其主要分布在可溶岩地地表水资源，分为支流和干流，有储存、汇流和调节的作用。区。由于岩溶的空间形态变区域地质、形成发育条件、气候等因2我国金属矿山大水矿床的现状素形成了很强的区域特征，如南方以溶洞为主，但北方大多是溶隙，西南的多为岩溶管道。2.1金属资源现状·167· 地质·勘察·测绘建材与装饰2014年3月我国金属资源矿产中，贫矿多，富矿少；小矿多，大型、特大型矿体的自然尺寸，一般长50耀100m，宽5耀50m；方形点柱断面矿少，矿产资源缺口严重。金属矿开采技术的高低直接影响到我6m伊6m，点柱中心距14m；阶段顶底柱15耀20m，段高75m；回采分国国防安全和全面小康社会的建设，而现阶段我国部分矿山采层高4m。不设运输阶段和溜矿井，用电铲装车，卡车直接经斜坡掘设备实现了大型化、自动化和智能化，采矿工艺实现连续或半道把矿石运往地表卸矿站。点柱式填充采矿法有技术经济指标，连续化，矿山生产与管理广泛应用了计算机技术，有力地促进了掌子面工人平均工班劳动率必须达到47耀48t，采场平均生产率金属矿开采工业的发展。达到300~600t，矿石的理论损失率18.4%，其中包括点柱的损失。2.2当前矿山开采所面临的问题3.2运用点柱式填充采矿的主要原因矿山初期投资金额大，生产经营费用高，返本期限长。最值得淤在采场内可以灵活运用点柱式填充采矿法控制矿石质量；担忧的是采矿生产技术经济指标会随着自然和地理因素变化，于可以利用生产灵活的无轨设备，提高机械化程度和劳动生产会改变矿山开采的工作进程。要想实现矿山开采的可持续发展，率；盂支撑上盘；榆可以使用全尾砂充填，提高第一步骤回采的必须展获新的储备能量，以补充因多年开采而消失的生产能力。矿石回收率。与此同时，矿石原料的产销量受国内与全球金属市场价格影响，稳定的或者加固后的点柱会受到三维方向的充填体的束缚，矿石价值会随着国际市场的浮动而变化，矿石开采的长期利益受力状况大为改善，使其能够牢固、安全地支撑顶板。为了保证不能得到保障。另外，矿山的安全管理工作、对劳动人员的保护安全生产，在开采过程中要采取具有针对性的保护措施。另外，和保护生态环境的负担都很重，且井下生产强度大，工作条件和当遇到有较大断裂构造的区域或者节理裂隙发育的区域时，应环境都异常艰苦，人员需要长期的专业培训等。这些问题都对矿该采用长锚索对其进行加固，加固后的矿体回采可大大减少滑山开采局面有不利影响。落，以便提高回收率，降低矿石贫化。根据相关矿山的开采经验，2.3经营金属矿山的必要条件长锚索（长度为25m）在孔内的剩余长度不得小于3m，长锚索保想要成功经营金属矿山地采业，必须具有这些条件。首先国护的区域一般也要用锚杆对其进行支护。家境内要有丰富并且可采的矿产资源，其规模必须达到一定规4结语模，如果矿山规模过小的话，其所需开采成本就会远远高于矿产近几年来，随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求量资源所带来的收益；另外，经营者必须有强大的资金作保证，因越来越大，其消耗率也猛烈增长，导致我国矿产资源越来越少。为开采矿石要需要很多技术设备、专业人员以及劳动力，在开采但是科学技术手段的更新为大水矿床的开采提供了便捷，防治过程中，如果遇到意外，工期延误，则会造成巨大的经济损失，没水技术不断进步特别是填充技术取得了重大进展，使得大水矿有强大的资金支持，矿山就会面临关闭的风险；同时，经营者必床的地下开采方法逐渐趋于成熟。在未来，大水矿床的地下采矿须引进先进的采矿技术能力，因为矿山的地质情况复杂，涉及的方法将主要采用充填采矿法，且点柱充填采矿是主要发展方向。自然风险就很高，如果没有先进的科学技术作为支撑，则采场就会面临破损、倒塌甚至造成人员伤亡；然后矿山必须有专业的采参考文献矿工程装备，矿山开采与自然息息相关，人们利用自然资源的同[1]郭滕飞，宋丙剑.金属矿山地下开采方法选择及其影响因素探讨[J].黑时必将会迎接来自自然的挑战，当面临自然环境的“威胁”时，必龙江科技信息，2010（23）：65~67.须由相关的设备对人类的生命财产安全进行防护，而先进的采[2]文永胜，方颜空，吕力行.地下金属矿山灾害分析与防治[J].矿业工程，矿工程也是保证采矿工作能够顺利进行的关键所在；最后经营2010（02）：42~43.者必须拥有与之相应的职工队伍，其工作能力和专业技术都必[3]李刚，高谦，王君，马耀.司家营铁矿南区矿床水文地质条件分析[J].须达到技术标准，维持采矿工作的正常秩序。现代矿业，2013（09）：12~13.[4]褚洪涛.我国金属矿山大水矿床的地下开采采矿方法[J].采矿技术，3大水矿床采矿技术发展2011（03）：21~22.大水矿体的地下采矿方法由传统的房柱法变为现在广泛被使用的点柱式充填采矿法。点柱式充填采矿方法是随着铲运机收稿日期：2014-3-11的使用而诞生的，是房柱法和充填采矿法的有效结合，具有控制地压的优势。主要适用范围有：淤较大的采矿生产规模；于矿石质量较低的矿床；盂倾斜程度较大的矿体；榆需要严格保护的地表。3.1点柱式填充采矿法某矿位于某海湾，矿体由陆地向海里倾斜延伸，全矿从上至下为若干断层切断成A、B、C三大矿段，从上至下分布。C段正在开采，海底离矿最近距离40m，延伸垂直高度一般为300m，横向全长大约为300~400m，厚度范围在5~50m，倾斜程度为30~40毅。采场构成要素：海床底部留60m高的护顶柱；采场尺寸及分割后·168·