采矿工艺技术及应用论文

浅析采矿工艺技术及应用

【摘 要】随着科学技术的发展，作为我国支柱产业的采矿工业工艺技术也发展迅速，本文主要研究了采矿工艺技术，并深入地探讨了采矿工艺技术的应用。

【关键词】采矿；工艺；技术；应用

采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采，广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料采掘工业，如金属矿石是冶金工业的主要原料，非金属矿石是化工原料和建筑材料，煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集，方能作为工业原料。 1.采矿工艺技术分类与方法 1.1露天开采

露天开采作业主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何是露天采矿的关键。穿孔爆破是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔,以炸药爆破对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有冲击式钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等多用铵油炸药、浆状抗水炸药和乳化炸药及粒状乳化炸药采装工作是用人工或机械将矿岩装入运输设备或直接卸到指定地点的作业。常用的设备是挖掘机(有多斗和单斗两类)、轮斗铲和前端式装载机广泛采用的为单斗挖掘机。运输工作是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场同时把生产人员、设

备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件露天矿生产能力开采深度矿石和围岩的物理力学性质等经过全面技术经济比较后确定合理的运输方式。排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的大量表土和岩石运送到专门设置的场地(如排土场或废石场)进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排土等。 1.2地下开采

从地下矿床的矿块里采出矿石的过程。它是通过矿块的采准、切割和回采三个步骤实现的。采准工作是掘进一系列巷道为切割和回采工作创造条件;切割工作为回采矿石开辟自由面和落矿空间;回采是从矿块里采出矿石的过程,是采矿的核心,包括落矿(将矿石以合适的块度从矿体上采落下来的作业)、出矿(将采下的矿石从落矿工作面运到阶段运输水平的作业)和地压管理(包括用矿柱、充填体和各种支架维护采空区)三种作业。

地下开采在我国金属矿山的开采中占有很重要的地位,特别是在有色和黄金系统为主要的开采方式,90%以上矿山均采用地下开采。我国金属矿山的地下采矿方法在20世纪50年代初仅有浅孔留矿和干式充填法等少数几种浅孔采矿方法。自70年始结合矿山开展了各种采矿方法的试验研究相继在空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法等采矿方法方面取得了显著成就。目前在我国金属

矿山应用了各种类型的采矿方法。

（1）空场采矿法。这种方法通常将矿块划分为矿房与矿柱逐步回采,先采矿房再采矿柱。在回采矿房时采场以敞空形式存在,依靠矿柱和围岩本身的强度来维护。矿房采完后要及时回采矿柱和处理采空区。在一般情况下回采矿柱和处理采空区同时进行;有时为了改善矿柱的回采条件用充填料将矿房充填后再用其他采矿法回采矿柱。

应用空场采矿法的基本条件是矿石和围岩稳固,采空区在一定时间内允许有较大的暴露面积。这类采矿方法在我国应用最早、最广泛,在技术上也最成熟;在世界其他国家也被广泛应用。 形成的采空区一般先不做处理,这种采矿法要求围岩和矿石稳固。空场采矿法是属于结构简单的一种采矿方法,易于工人掌握,生产效率也较高,贫化小、成本低、实贵技术也比较成熟,因而应用广泛。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。 （2）崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着崩落矿石强制(或自然)本来围岩充填采矿区以控制和管理地压。

随回采工作面的推进有计划地崩落围岩填充采空区以管理地压的采矿方法。基本特征是崩落围岩回采部分矿房矿柱。适用于围岩容易崩落、地表允许塌陷的矿体。崩落采矿法按回采方式分为:壁式崩落法、分层崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。

（3）充填采矿法。随着回采工作面的推进逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合以维护采空区。充填采空区的目的主要是利用所形成的充填体进行地压管理以控制围岩崩落和地表下沉并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防有自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向充填采矿法又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。

（4）溶浸采矿。溶浸采矿又称化学采矿,它是根据某些矿物的物理和化学特性将溶浸液注入矿层或矿堆,通过化学反应有选择性地浸出矿石中的有用成分,使有用成分从固态转化成液态,再进行回收,从而达到开采矿石目的的一种新型采矿方法。通过选择不同的溶浸液使溶浸技术几乎适合于所有金属的开采。根据浸出方式、浸出地点的不同,溶浸采矿通常可分为地表堆浸、原地浸出和原地破碎浸出等多种具体方法。 2.采矿工艺技术应用 2.1采矿方法的选择与实施

综观矿山开采史，倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采主要采用分段空场法和房柱法，其次为充填法和崩落法，通常采用无轨化开采，实现高度机械化。结合铜矿的实际，在目前经济效益滑坡和资源减少的情况下，对此类矿体采矿方法的选择必须满足“三高三低二易

一不变”的要求。“三高”即生产能力高、采矿工效高、安全程度高；“三低”即采切比低、损失贫化低、采矿成本低；“二易”即采矿工艺易于掌握、施工简易；“一不变”即充分利用矿山现有的中深孔凿岩设备及电耙、振动出矿机等出矿设备。通过对国内倾斜、缓倾斜中厚矿体矿山的实地考察，提出对倾斜、缓倾斜中厚矿体的开采，宜采用爆力运搬分段空场嗣后一次充填法，设计采场生产能力为150--200t/d，千吨采切比5--10m/kt，矿石损失率5%--8%，矿石贫化率5%--10%。该方法拟在30%矿体中进行工业试验。 2.2矿块布置和构成要素

在试验过程中，沿矿体走向划分矿房矿柱，先采矿房两侧矿柱，后采矿房。采用中深孔凿岩，分段爆破，爆力运矿，空场下电耙(振动放矿机)出矿。矿柱回采后用尾砂胶结充填，矿房回采后用尾砂充填。

其阶段高度为43m，中段高度分别为1--8m和25m；矿块长为中段斜长，为28m和38m，矿块宽为18--36m，其中矿房1224m，矿柱6--12m。阶段不留顶、底柱，分段中留人工或矿石间柱。 2.3采切工程布置

采用电耙底部结构或振动放矿底部结构，前者构成接矿堑沟加电耙道，用电耙耙运矿石；后者构成接矿堑沟加振动放矿机硐室，振动放矿机出矿。切割槽的形成为首先在堑沟平巷矿房(柱)垂直矿体倾斜方向向上掘切割天井，然后以切割天井为自由面，采用中深孔凿岩，打平行或扇形深孔，向矿房(柱)两侧拉切割槽，拉槽

与辟漏(堑沟)一并完成。 2.4回采

采用ygz-90型钻机，配fjy27b型凿岩台架，在凿岩上山内钻凿中深孔，所有炮孔一次打完，分次装药爆破，每次爆破的矿石量以堑沟恰能容纳为准。爆后矿石经电耙(振动放矿机)放出。矿块回采时，先采矿房两侧矿柱，采后尾胶充填，再采矿房，采后尾砂充填。 3.结束语

总之，采矿工业是高风险、高技术难度、高收益的行业。只有掌握各种采矿地质特点，熟练运用相关适合技术。才能实现最大的经济效益和社会效益。