目程技术 浅析采矿工程中采矿方法的创新与实践 刘兆雷侍红军 华润天能（徐州）煤电有限公司 擒要：地球的资源是有限的。但是随着 全球人讨的不断增长石．固经济技术发展对矿 产费源的需求不断增大。矿产资源的合理开 震利用已经关系割人类生存和可持续发展。 因此，在矿产资源勘探与开采过程中，人们 逐渐将注意力放在对开采方法的革新上。希 望通过新的技术和方法，实现一个既能可持 续发展有满足人们需求的矿产开采， 关髀：采矿工程采矿方法创新 我罾采矿工程的现状 改革开放以来，我国社会经济正处于高 速发展时期，与此相适应的是，全国矿业开 发也开始迅猛发展。在我国的现代经济社会 发展中，矿业及原材料能源加工产值占工业总 产值的３０％以上，如果考虑制造业等下游产业， 矿业支撵了７０。／０以上的国民经济总量及其相关 部ｆ－ｌｌｆＯ运转，９５％以上一次性能源、８Ｏ％以上的 工业原料、大部分农业生产资料和１／３ Ｅｔ饮用 水都取内矿产资源。由于矿产资源具有有限 性和不可再生性，矿产资源储量快速消耗， 后备资源严重不足。据最新统计资料，我国 现有主要有色金属矿产资源储量保证年限分 别为：铜１７年，铅６．７＇ｇ，锌９．４年，锡６．７ 年，锑４．８年，钼ｌ６．５年。全国县级以上 矿山９００多座，２／３已经进入中晚期开采， 不少矿山面临资源枯竭。预计２０１０年，因矿 产资源关闭消失的产能将达３５％。 ２００９年，我国经济面对金融危机的局势 实现８％的增长，但是经济发展和对铁、铜、 铝、铅、锌等大宗金属矿产品的供需矛盾１３ 益突出。近年来，铁、铜、铝、铅、锌的产 量分别约有７０％、７Ｏ％、４Ｏ％、５Ｏ％、２Ｏ％依 靠进１３矿产原料。矿产资源是人类生存和经 济发展的重要物质基础，也是的重 要保障。但是，资源紧缺、粗放利用、环境 污染和生态破坏已成为制约我国经济社会可 持续发展的瓶颈，重要金属资源供需矛盾十 分突出。 二。采矿方法进行创新的必要性 （１）我旧矿产资源的特点 矿产资源总量多，但人均占有量少。矿 产资源总量多但人均少我国矿产资源总量 居世界第３位较大，仅次于美国和俄罗斯。但 山干我国人口基数大人均占有量仅居世界第 ５３位。另 ・方面，矿产储量分布不均，贫矿 偏多。我国已探明１５６种矿产但比较丰富的主 要要煤、稀 ，钨、钼等但铬铁矿、钾盐、 金刚石、铂族金属等储量明显不足。另９１、， 与世界资源大国相比，我国中型矿￣１３１Ｊ，型矿 偏多，大型矿床偏少。 （２）矿产资源开发技术手段落后。 许多矿山经营者的经营思想严重落后， 只是为了短期的经济利益。采用最原始的采 矿方法，例如，手工控矿、车拉肩扛式等， 工艺设备落后，加快了矿山旋化率，大大缩 一 短矿山预期寿命。另外由于开采方法的盲目 性，许多乱挖的坑道破坏了矿产的地质构 造，更有甚者造成了许多矿产坍塌，对经营 者的利益和工人的生命安全都造成了危害。 （３）的要求。 在２００３年的《中国的矿产资源》 中曾经谈到， “坚持科技进步与创 新。实施科技兴国战略，加强矿产资源调查 评价、勘查开发及综合利用、矿山环境污染 防治等关键技术和成果的攻关和推广应用， 加强新能源、新材料技术和海洋矿产资源开 发等高新技术的研究与开发，加强新理论、 新方法、新技术等基础研究。提高劳动者素 质，培养一批掌握先进科学理论、有创新能 力的矿产资源勘查开发科技队伍和人才，促 进矿产资源勘查与开发由传统产业向现代产 业、由劳动密集型向技术密集型、由粗放经 营向集约经营的转变。” 三．采矿方法的创新与实践 针对我国采矿工程的现状和特点，我们 必须要对我国的采矿工程进行创新和改进， 例如采掘设备的大型化、自动化和智能化、 采矿工艺的连续或半连续化、矿山生产与管 理的计算机技术普及化。但是最重要的是对 采矿方法进行革新和普及。例如将空场采矿 法、 充填采矿法、 崩落采矿法等已经在大 规模采矿工程中使用的方法进行推广。另外 在传统开采方法基础上进行的创新结果，如 深井采矿技术、 溶浸采矿技术、 ｝凡械化连 续采矿技术等先进技术。使采矿方法机械化 程序越来越高，并逐步向智能化方向发展。 空场采矿法 高了采场顶板的稳固性，大大地改善了采场 作业条件和安全条件，矿块回采率达到９２．７４ ％，使矿山经济效益大幅度增长，目前该矿已 推广应用。 由此可见，空场采矿法通过在实践中的 创新。应经达到了支护手段日益完善，与充 填法组合应用使用范围扩大。并且结构也越 来越合理简单，生产效率也不断提高的良好 效果 深井采矿技术 由于对矿产资源的开采加剧，表层的 资源已经开采殆尽，采矿工程不断向纵深发 展。所以，对深井开采方法的创新和安全性 探究是十分必要的。当前我国普遍的标准 是，地下开采垂直深度超过８００ｍ以上时界 定为深部开采。在南非、饿罗斯、加拿大、 美国、澳大利亚、 印度等国家深部开采甚至 已经进行到地下１０００米以下的深度。露采转 入地采，地下转入深部开采的已经越来越明 显。我国最早进入深部开采的是石嘴子铜矿 （１９６９年闭矿），近年我国已有红透山铜矿、 冬瓜山铜矿、 弓长岭铁矿、 夹皮淘金矿、 湘西金矿等一批地下矿山进入深井开采。 此 外，还有寿王坟铜矿、 几Ｅｌ铅锌矿、 金川 镍矿、 乳山金矿、 高峰锡矿等许多矿山， 预计将在本世纪上半叶进入深部开采。 深井开采面临许多地面开采所没遇到 过的难题。首先，开采环境十分恶劣。由于 开采深度增加，导致地压增大，温度也在升 高。开采就是要在 “三高”这样的特殊条件 下进行，其次，需要解决诸多技术性问题。比 如矿山的提升运输、排水、支护和通风，开 采机械的选择。由于我国深井开采技术研究 起步较晚，研究水平较低，实践经验不足，因 此我国在 “九五 期间，将 《千米深井 矿山３００万吨级强化开采综合技术研究 这种方法是我国开采史应用最早且技术 较为成熟的采矿方法。有关这种方法有的文 献指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中 的各类方法，有的则指自然支护采矿法的全 部，也有的仅指阶段矿房采矿法和横撑支柱 采矿法，或仅指全面法采矿和房柱采矿法。 这种方法主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的 支撑能力维护回采过程中形成的采空区，有 的用支架或采下矿石作辅助或临时支护。这 种采矿法要求围岩和矿石稳固。现阶段我国 有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。 该法最显著的优点就是成本低、生产能力 大、采准时间短。这种方法在应用过程中也 进行了适当的革新，现在这种开采方法在一 些矿岩破碎的矿体中也得到了应用。例如在 云南鹤庆的锰矿，它属于缓倾斜中厚矿体并 且采场顶板不稳固。但是为了提高该富锰矿 体的矿石回采率，拉动该地区的经济发展， １９８９～１９９２年，许多科研专家经过缜密的研 究和探讨在该矿进行了人工柱锚杆房柱法试 验。该方法采用片石砌筑人工矿柱代替矿石 矿柱，回采中采用超快硬普通水泥卷锚杆加 挂１Ｏ＃一２ｏｌ＃铁丝网加固采场不稳固顶板，提 列为国家攻关课题，并进行了专题研究。 “十五” 国家攻关课题中，深井开采技术研 究再次立项；国家自然科学基金重大项目《深 部高应力下资源开采与地下工程》 也已立项 启动。 随着社会的发展需要，人类对矿产资源 的需求也不断增加，在这种强大的压力和我 国的国情之下，我国的采矿工程事业必须要 跟紧世界形势，不断对开采方法进行创新． 开发利用好有限的资源。 【ｌ１全球采矿创新和矿物可持续发展ｍ．矿业工 程２００４（０２） 【２】郭金蜂戒国地下矿山采矿方法的进展及发 展趋势Ⅲ．金属矿山，２Ｏ００ ） 【３】范雪强．采矿科技的发展方向【Ｊ】．科技前 沿，２００５（１２） ［４】刘同有涸际采矿技术发展的趋势［Ｊｌ冲国矿 山工程２００５（０２） Ｉ ２６８ Ｉ ＦＯＲＴＵＮＥ ｗＯＲＬＤ ２０１０
