地下矿山采矿方法设计思维

张平发

（赤峰中色白音诺尔矿业有限公司，内蒙古 赤峰 025473）

我国矿山企业应用最多的开采方法是填充法、崩落法、空场法等，这些技术过于单一，在结构复杂、松软的矿体开采中，经常因巷道、采场垮冒，造成矿石资源的大量损耗，资源回收率较低，导致无法安全生产，无法保证生产的有序进行。因此，笔者对当前的采矿技术开发理念进行了全面的总结和分析。

1 矿山采矿方法原理分析

矿山采矿方法可根据回采时地压管理方式，将其划分为充填采矿法、空场采矿法以及崩落采矿法，本文以下部分是对这三种采矿方法以及其主要特点的介绍[1]。

充填采矿法，通过这两个步骤进行回采操作，在进行回采操作时，应当对采空区进行材料填充。其原理为通过填充体进行地压调控，从而更好的应对围岩塌落、地表沉陷等问题，保证回采的有序进行。通过该方法选择矿石时，可在充填体作用下取代矿柱的作用，对矿岩稳定性有一定要求。

空场采矿法，要求通过将矿块划分为矿柱、矿房两个部分，并分别进行回采操作，其中矿柱不用进行回采。矿房回采操作中，采空区稳定性和矿石、围岩、矿柱的稳定性有较大关系。矿房回采时，应及时对采空区进行处理，并制定严密的回采计划，同时在回采时，应当注意保护围岩、矿体稳定性，从而保证回采的有序进行。

崩落采矿法，要求通过崩落的围岩，实现对地压的管理，也即通过自然或者人为崩落的方式，促进矿石崩落，实现对采空区的填充，实现地压调控。该技术对环境、条件有较大要求，如地面适合崩落，围岩的稳定性、矿床的自然性等。

2 采矿方法的设计

2.1 采矿方法设计原则

采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行。

首先，安全性是开发采矿技术的基本原则，矿山企业应当为施工人员提供安全生产的环境以及设施的完善，加强防火、防水等防灾工作，从而保证施工人员的生命安全和健康安全[2]。其次，科学性原则，矿产资源开发过程中，必须坚持科学性的原则，避免过度开采，保证矿山企业的可持续发展。

矿床应进行分期开采，并做好矿岩保护工作，提升矿产资源的使用效率。高效性原则，要求在采矿过程中，选择科学的采矿方法，集中矿山企业所有资源，提升开采效率。经济性原则，在确定采矿方法时，应当对采矿成本、回采成本进行科学预算，加强成本管理，将成本控制在一定范围内，从而扩大矿山企业经济收益。

2.2 采矿方法设计要素

采准工程主要设计要素可以将采准巷道划分为穿棉运输巷道、采场填充井以及电耙道等类型。切割工程设计要素，进行回采工作面、补偿空间的设计，可通过掘进方式进行，如切割天井等[3]。

回采顺序可根据地压进行确定，包括后退、前进、梯次等顺序要求。凿岩爆破主要用于金属、非金属矿山的爆破中，孔类型包括深孔、潜孔，可布置为扇形孔、垂直孔。地压管理设计要求，包括矿房、采切管理，地压管理可通过崩落顶板、调整回采顺序等方式实现。

2.3 采矿方案设计方法

采矿施工方案设计方法主要有选择性、创造性等。通过创造性设计方法，要求对当前的采矿方法，进行系统的分析，找出其不足之处，并制定科学、有效的改进方案，坚持根据矿场特点，制定符合矿场发展所需的采矿技术方案，该技术多用于较难开发的矿体开发技术方案的设计中[4]。通过选择性设计方式进行开采方法设计时，应当充分考虑到施工现场环境特点，结合矿山企业现有的技术条件进行设计，该类技术多用于容易施工的矿体开发方案设计中。

3 地下矿山采矿方法设计思维方法

矿山采矿方法设计思维包括地质环境、经济技术、间隔和连续、分别和合并、顺势和逆势、单一和组合、监测和经验实验、顺势和逆势等多种思维方式。

经济技术思维，在设计、选择采矿技术时，应当将施工企业财务力量、施工设备、施工技术水平、管理能力、组织能力等因素都充分考虑在内。同时，还应当对地表陷落情况，进行科学的调查，掌握施工过程中所需的技术、材料、设备要求，从而更好的提升矿山管理效率水平[5]。

地质环境思维，采矿技术设计过程中，施工企业管理人员应充分发挥现有资源、设备的作用，对矿床环境进行系统的勘测，确定矿山、围岩的力学特点，并从厚度、倾角等角度入手分析矿山矿体特点，了解矿体、矿石的分布特点，并在这些基础上，进行矿山开采技术开发工作[6]。

沿走向与垂直走向设计思维，采矿工程可分为沿走向和垂直走向布置。一是根据矿体的厚度沿走向或垂直走向布置矿房；二是依据采用的采矿方法沿走向或垂直走向布置采准切割巷道。

机械化轻重设计思维，矿山开采设备包括轻型、重型两种设备，且有着不同使用要求和使用范围。在大规模矿产资源开采中，应用重型机械设备；薄矿开采需要采用轻型机械设备，厚矿采用重型机械设备。施工人员在矿房内进行作业时，尤其是回采工作上，应选用轻型机械设备，矿房外作业时，应采用重型机械设备。

4 结语

采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行，通过创造性设计方法，要求对当前的采矿方法，进行系统的分析，找出其不足之处，并制定科学、有效的改进方案，制定符合矿场发展所需的采矿技术方案，该技术多用于较难开发的矿体开发技术方案的设计中。采矿施工人员要熟知多种采矿法的基本原理，了解关于采矿法的多种设计思维方法并能够对其进行灵活运用，提高施工人员本身的创造性，施工人员要积极培养自身的创新能力，不断对采矿方法进行探究并对其进行改进或变革，要设计出有创新点的施工方案，探索新的设计思路，面对采掘难度、复杂性较高的矿体时要坚持安全、科学、高效、经济等原则，选择最优化的采矿方法，促进采矿活动顺利进行。