地下矿山开采技术及其趋势探讨

陆忻宁

（河池五吉有限责任公司，广西 河池 547000）

据相关的调查研究显示，本国地下的矿山占总矿山的比例较大。随着开采需求的增加，矿山开采人员的开采作业也在逐渐转变到地下矿山。时代的发展，人们对生活质量的要求越来越高，追求可持续发展以及节能减排，对地下矿山开采的要求也越来越多，因此地下矿山技术需要进行相应的提升[1]。

1 地下矿山开采概述

地面开采以及地下开采是地下矿山开采系统的主要组成部分。在地面开采系统中，又由不同的系统组成。其中开矿设备以及矿山地面的建筑物，地上的相关情况如相关机器的维修、运输工具、为地下进行供电的地面设备、对地下进行填充的材料等，另外还包括相关物品的存放的仓库，工作人员办公以及生活的场所等。矿块是地下开采系统的中心，其中主要包括保持内外平衡的压力系统，如填充、供水、通风、排水、提升等，同时包括地下的炸药库、储藏室、破碎室等。地下矿田是作为开采地下矿山的主要场所，在进行开采过程中，相关的工作人员结合相应的生产需求和实际，对矿田划分成“井”字状，进行相应的开矿挖掘。同时，在进行矿山开掘时，需要进行较多的井口设置，对地下矿产安全进行相应的保证，同时也能够在一定程度上提升地下往地面运输的效率。此外，受到不同的矿山开采深度的影响，需要工作人员应用不同的技术，由于矿山开采的数量不断增加，在一定程度上也增加了矿山开采的难度。

在进行相关的矿山开采过程中，主要的地下采矿设备包括凿岩设备、运输设备以及矿山挖掘设备。对于凿岩设备，现阶段我国的矿山企业在进行相关的开采过程中，主要应用的矿山设备是气动凿岩机，在外国主要应用的凿岩设备是高效液压凿岩机，本国应用较少。现阶段，国内虽然已经对液压凿岩设备进行相关的自主研究，但在实际的矿山开采生产中，推广和应用仍然相对较少。小部分的矿山企业在进行开采工作过程中，会使用凿岩钻车、台车，但在一定程度上而言，需要进口，且成本较高。对于国内的运输设备，大部分的矿山开采企业主要应用的设备是电耙、扒渣机等。仅少量矿山开采企业用到电动铲运机以及柴油铲运机，在传统的矿山生产中应用的电动铲斗装岩机以及风动铲斗装岩机，还存在生产效率低、经济效益差等问题。在矿石运送过程中，一部分的矿山生产企业会对立爪式装岩机、铲插机进行相应的应用，并结合梭式运输设备进行矿石运输工作。在进行矿山生产的过程中，利用钻机进行采掘作业，开展钻进工作，这种办法应用广泛。现阶段国内进行相关的矿山开采过程中，国产机型是应用最为广泛的凿岩机，因此在进行未来发展的过程中，相关的研究人员需要注意对国产设备的研发以及推广。

2 主要的矿山开采技术

科学技术不断发展，国内的矿山开采技术也在不断的优化。本节主要对现阶段国内主要的矿山开采技术进行相应的分析和介绍。

（1）空场采矿法。空场采矿法是在20世纪80年代我国有色金属地下开采矿山试验成功之后，随后在其它几个矿区进行相应的应用，从而对采矿的效率进行相应的提升。使本类采矿法的使用比重提升到了55.7%；在世界其它国家金属矿山地下采矿方法中，空场采矿法应用也是很广泛的。也较为成熟。在对空场采矿法进行具体的应用过程中，其包括的特点如阶段出矿、大采场、深孔、大孔等，在进行开采的过程中，主要依靠的出矿办法是结合大型的装载运输装备，进行出矿的工作，从而在一定程度上提升了矿山开采的效率。

（2）崩落采矿法。崩落采矿法主要包括自然崩落采矿法以及无底柱崩落采矿法。在进行地下矿山开采的过程中，对自然崩落法进行相应的应用，主要的技术原理是，应用自然崩落法，破坏地下矿山内部的应力平衡，从而增加矿块大面积拉低，对应力进行相应的集中，从而进行相应的矿山开采工作。对自然崩落法应用的优势是具有较低的开采成本、开采量大、开采速度较快，主要应用的条件是有较低的矿床，且均匀的矿化，厚大的矿体。作为地下矿山开采的另一种重要的技术，采用无底柱崩落采矿法主要面对的问题是，对结构布置参数进行相应的优化，其次是对断面进行相应的加大。

现阶段国内的矿山生产中，结构布置主要应用的最大参数为20m×20m，不同的矿山结合不同的实际情况都有相应的不同。

（3）充填采矿法。在进行地下矿山开采过程中，应用充填采矿法，设备的大型化以及各工序的机械化是其中表现的主要优势。充填工艺技术的发展与相应能够在一定程度上确保地下矿场的大规模生产安全，同时也能够降低生产成本，提高工作效率。随着充填采矿法的不断发展，胶结充填、全尾砂胶结充填等技术有了较好较快的应用。现阶段国内的充填采矿技术已经成功的对一部分先进技术进行了相应的应用，如膏体泵送充填技术、粗粒级水砂充填技术、泵压输送充填技术等，在进行实际的应用过程中，都取得了良好的成效。

3 地下矿山开采技术未来发展趋势

随着需求的不断增加，对地下矿山开采技术的要求也越来越高，本节主要探讨地下矿山开采技术的未来发展趋势。

（1）自动、高效、大型的采矿设备。在进行地下矿山开采的过程中，作为开采技术的重要组成部分，矿山设备在未来的发展过程中，会呈现出自动、高效、大型的特点。在进行具体的矿山生产过程中，为实现出矿的高效率，对连续采矿以及振动采矿进行相应的实现，会采用高效率的经卷钻进机修、打孔穿爆设备、铲运机等设备，同时结合相应的辅助机械，能够对相应的开采工作实现无轨化、自动化、高效化以及半自动化。

（2）矿山开采深井化。在进行地下矿山开采的过程中，矿山开采深井化也在不断的显现。在进行深井采矿过程中，并未形成明确的概念。在进行地下矿山开采过程中，开采深度增加，对开采技术也有更大的要求，因此针对实际的地下矿山生产，深井化发展时相应的开采技术发展的方向。

（3）矿山综合治理化、环保化。在进行地下矿山开采技术应用过程中，对矿山进行综合治理以及环保化是其中的另一个未来发展趋势。对于发达国家的矿山开采，已经采取综合治理矿山环境的综合治理方法，在各方面的治理过程中，能够结合严格的技术标准对废气、废渣、废水以及粉尘等方面进行相应的治理，对矿山中已经废气的尾矿坝以及废石场等都结合了相应的措施进行绿化。

（4）矿山智能化以及数字化。在地下矿山开发的过程中，智能化以及数字化也是未来发展的趋势之一。在地下矿山开采的过程中，结合矿山的具体情况，对其进行数字化即是对相关的矿山进行统一的认识。在发展的过程中，具有效率高、信息化高的优势和特点。作为数字矿山的核心，企业网作能够将相应的软件进行应用，采用的手段主要是自动采集系统，矿产开发的信息化和产业化是最主要的目的。同时，观赏性在一定程度上也可以被增强。

4 总结

综上所述，需求的增加，使得人们对地下矿山生产的需求也越来越大。因此在进行具体的矿山生产过程中相关的研究人员以及工作人员需要结合具体的情况，对相应的矿产资源进行充分的回收利用，对相应的技术进行有效的推广和应用，对环境进行良好的治理，促进矿产行业的发展。