金属矿深部开采现状与发展探讨

徐冬东

（江西省地质矿产勘查开发局九一六大队，江西 九江 332100）

在我国金属矿产的地质勘查中，我国大部分的金属狂潮位于地下较深处，其开采模式主要 为地下深部开采。例如在我国的铁矿开采中，伴随着露天开采的影响，当前的铁矿开采模式正朝着地下深部开采转移。同样借助开采技术的发展，通过针对当前的金属矿深部开采现状，通过创新技术实现深部金属矿产的高效开采，从而提升金属矿深部开采的效益，为金属开采企业提供经济效益与社会效益。

1 金属矿深部开采现状分析

我国现开采金属矿以铜、金、钼、铅锌、钨、锡、铁、铀、辉锑等为主，成矿母岩以岩浆岩，变质岩为主。矿床类型涉及热液矿床，接触热液矿床，岩浆岩矿床，变质岩矿床等。矽卡岩型，斑岩型，玢岩型，岩浆变质型。根据我国的金属矿产资源地主分析中，由于矿产资源主要分布较深上，造成金属矿产资源的地下矿井压力往往过大，并且地质存在着不稳定因素，矿产资源伴生的掘进与支护问题较多，从而造成金融矿产资源开采难度相当大。例如，在河北迁西县金厂峪金矿作为我国冀北地区最大的金矿开采，其地理位置属于高应力的软岩矿区，其复杂的开采地质条件引起开采工作的难以进行[1]。

2 金属矿开采技术分析

在我国金属矿的开采方法上，当前阶段的开采技术主要涉及到以下三大种类。其一，空场开采法，主要应用在我国凡口铅锌矿、安庆铜矿、狮子山铜矿开采中。现阶段的空场开采技术主要为深孔崩落采矿法，通过对采矿局部面积进行一定面积的切割，通过大孔径装药，从而爆破开采。自然崩落采矿法，主要应该到矿产岩石自然应力落矿的形式，其需求与矿床的自然崩落的低品位矿产，其生产能力较高，成本较低，但受到的现状较大。同样崩落采矿法中的填充采矿，主要为高水全尾砂速凝固化胶结充填线工艺。其二，深部开采法，在现阶段的金属矿产的深部开采技术，已经能够达到500 至一千米左右。例如红透山的铜矿开采，其深部开采技术能够到达一千米左右。其三，原液溶侵采矿法。其作为一种地下提取金属的方法，其现有优势在于，不需要提取原矿，因此不会产生矿渣与尾砂，能够对环境起着较好的保护作用。同样原液溶浸采矿能够节省成本，提高矿产资源的利用率，但是其实际的开采数与实施条件性对较难。因此在现有阶段的金属矿产开采中，其深部的开采技术发展方面需要结合综合治理与发展进行创新，通过开采与保护环境的相结合，从而提高金属矿的可持续开采。

3 金属矿深部开采巷道掘进与支护

3.1 难点分析

深部金属采矿工程，其掘进支护的工作技术难度在于以下四点：其一，地质条件的复杂，由于采矿工程矿区本身存在着较多的地质短程，在矿产资源开采中，往往会出现很多较大的巷洞，加大了施工难度；其二，地质问题。高应力的地质，加剧了矿井岩石的变化破裂，在掘进过程中，往往会出现地质裂缝，从而造成巷动的施工难以进行，进而加剧了掘进支护工作的难以进行；其三，采矿工程矿区的矿产资源在储量相当巨大，在开采中，对支护要求相对较高，并且支护工艺繁琐；其四，采矿工程矿区的掘进技术应用的落后，往往跟不上现代化先进的机械水平，管理体系的不健全，造成采矿工程矿区的掘进支护的技术应用不能够体现技术的良好效果[2]。

3.2 掘进技术的运用

在深部金属矿产的开采过程中，需要重视掘进技术的运用。其实际的运用需要考虑综合掘进机和普通掘进机的选择。由于综合掘进机与普通掘进机存在不同的工作特点，因此在工作施工长度低于三百米的掘进工程中，采用普通掘进机进行作业。在掘进机的选择上综合利用资源配置。综合掘进机能够在长距离的掘进工作中减少施工实践，为掘进施工过程后的支护技术的运用创建更有利的施工时间，确保掘进技术能够适合实际的施工需求。同样在掘进机的选择上，需要根据实际的矿产资源掘进来选择不同型号的掘进机，对于强度高的地质煤层采用高功率的综合掘进机，为矿产资源的开采提供良好的保障。在掘进机的截面破损选择上需要选择耐磨性较高的截面，建设掘进机的维护，降低维修成本，同样也可以采用锯齿形的截面来加快掘进机的掘进速度[3]。

3.3 支护技术的运用

在深部金属矿产的开采过程中，主要涉及到退后卧底法和直接破定法两种断层错网支护技术。退后卧底法支护技术适用于断层顶部相对坚硬，采用错网支护来进行岩层围护，确保掘进机在施工过程中断层不会发展相应的改变，保证巷动的施工安全，保证断层不会发生塌陷现象，退后卧底支护法能够有效的保证断层出的完整性，从而增加巷洞的安全施工[5]。在复杂的地质环境中，如果遇到断层支护外，也往往会采取破除断层的方法进行支护保护，通过锚网进行强化支护的同时，破除容易碎裂的岩层，可以从根本上解决支护安全和施工问题。但是直接破定法往往成本过高，施工难度也相对较大，因此在实际的施工中需要根据实际的情况而定。此外，在落差相对较大的断层支护施工中，可以采用U 型锚杆钢架支护技术来固定断层，通过加强断层的强度来有效避免断层的脱落和断层顶部的塌陷[6]。U 型锚杆钢架支护技术需要严格把控锚杆之间的距离，确保固化锚杆支护能够发挥相应的优势，确保断层的强度，提高施工过程中的安全性和可靠性。

3.4 掘进支护技术的优化管理

在深部金属矿产的开采过程中，在掘进支护技术的应用中，需要选择科学合理的掘进支护技术，确保掘进支护技术施工下巷道的安全施工，减轻后期掘进开采的工作振动，为开采施工提供更好的安全性和可靠性。因此，在采矿工程巷道掘进中形成科学合理的掘进支护机制，实现良好的掘进支护技术的运用管理，提高管理水平，才会明显的提高掘进支护施工作业的高效率。通过多种支护技术的组合运用， 能够保证深部金属矿产资源在复杂多变的地质情况下能够安全开采，控制断层不稳定给施工人员造成的安全隐患，从而提高我国深部金属矿产资源作业的安全性和开采效率[7]。

4 金属矿深部开采发展趋势

在当前的深部金属矿开发发展中，其主要的发展趋势设计到以下三个方面。其一，先进设备的运用。在深部金属矿的开采发展中，先进的开采设备的运用，能够实现深部金属开采的机械化发展，同样借助先进机械开采设备的运用，能够有效地提高开采效率。例如无轨开采技术的发展，借助先进的无轨开采设备的应用，能够确保深部金属矿产开采能力的提高，同样也能够降低采矿损失，从而提高金属矿产的回才效率[8]。其二，监控的自动化发展。在深部金属矿的开采发展中，通过完善环境监测系统、地面震动监控系统，以及地质勘测的自动化，能够有效的提升金属矿深部开采的安全性，从而实现地下金属矿的开采效率与质量的提升。其三，绿色开采。在我国的资源开采当中，金属矿资源的可持续开采主要受到环境保护问题的制约。在当前生态环保的可持续发展理念下，金属矿资源的新矿井建设需要重视环境保护问题，确保环境保护与金属矿资源开采的双向落实。以此来实现我国金属矿资源的新矿井低成本建设、高产出、低消耗以及可持续发展的绿色开采体系。其四，数字化发展。在信息技术时代背景下，金属矿深部开采发展需要实现数字矿业化发展，借助信息技术来实现矿上的数据信息化，通过完善矿山信息数据体系，能够以实际的矿产资源空间信息为基础，借助信息模拟技术来提升金属矿产深部开采的安全性，通过合一运用深部开采技术，从而确保金属矿开采的高效、智能，从而为金属矿开采行业的健康发展提供技术保障。

5 结语

由此可见，在我国的金属矿产资源深部开采过程中，由于存在着复杂的地质条件，其开采难度往往相对较大。因此在深部金属矿产开采，为确保开采人员的人身安全，应用掘进支护技术最大程度的保证开采的安全性和可靠性，加快我国金属矿产资源的机械化水平和掘进支护水平，为我国金属矿产资源深部开采的效率和安全性提供坚实的保障。同样对现阶段的开采问题进行深入分析，通过开采技术的发展研究，为金属矿开采企业的健康发展提供保障。