发布时间：2023-09-22 18:14:34
绪论：一篇引人入胜的地下采矿方法，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：TD853 文献标识码：A
我国不仅矿产资源丰富，而且矿产使用量也比较大，其对于国家经济发展具有重要作用。在科学技术进步的支持下，地下矿山采矿作业越来越普遍，目前已经出现了多种开采技术，要求企业根据工程实际情况进行选择，并对其进行改进和完善，从而保证井下作业的安全性，实现矿产开采目标。
1.地下矿山开采作业概述
随着人们对于矿产资源需求的增加，采矿业的范围也从地表扩展到地下，地下矿山开采作业期间，要求工作人员注意两个方面，一是安全性，二是整洁性，以便创建一个健康卫生的井下环境。要发挥地下矿山开采的优势，必须做到以下几点：第一，开采成本低且效益高；第二，机械设备使用率高；第三，开采技术方案的应用具有灵活性，不仅适应性强，而且对于环境的破坏程度小，甚至能够起到保护环境的效果。
2.常见地下矿山采矿方法及发展趋势
按照对回采过程中空区的不同处理方法，地下开采的采矿方法主要有3种。
2.1 空场采矿法
空场采矿法将矿块分为矿房和矿柱两部分，两步回采。对回采过程中所产生的空区，利用矿柱或人工支柱进行支撑，以控制地压保证回采。
依据矿房、矿柱结构的不同和回采工艺的区别，空场采矿法主要有浅孔留矿法、全面法、房柱法和分段空场法等。
由于空场法回采后会产生大量空区，近年来在矿山中采用的比例有所下降。其发展趋势主要是无轨回采设备的应用和大型设备的应用。无轨设备可以极大地提高开采的机械化程度。大型设备提高了出矿能力和生产效率，降低了出矿成本。
2.2 崩落采矿法
崩落采矿法采用一步骤回采。通过自然或强制崩落顶板围岩，充填回采过程中所产生的空区，以控制地压保证回采。
崩落采矿法主要有分层崩落法、有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、自然崩落法及阶段崩落法等。
其中的无底柱分段崩落法近年来向高分段、大间距的方向发展，产生了“大间距集中化无底柱采矿新工艺”。通过采用高效的地下中深孔气液联动设备，形成与大尺寸结构参数相匹配的集中化、高强度、大规模采矿技术和管理模式，提高了作业安全性和采矿强度。
2.3 充填采矿法
充填采矿法在回采过程中用充填料充填采空区，以控制地压保证回采。
充填采矿法主要有分层充填法、进路充填法、削壁充填法、嗣后充填法等。
随着无轨设备在回采中的应用和充填工艺及管道技术的发展，充填工艺实现了机械化、自动化，生产能力显著提高，矿石的损失、贫化显著降低，开采成本也相应降低。由于环保的要求，土地使用的限制，胶结充填又能防止地面沉降，充填采矿法的应用越来越广泛。
3.地下矿山采矿技术的应用发展
近年来地下矿山采矿技术不断发展，取得了很多进步，其中地下连续开采技术和深井开采技术的发展较为突出：
3.1 地下连续开采技术
地下连续开采技术是地下采矿的未来发展趋势。主要有两种主要方式，一是当矿体硬度较小时，开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时，开采时分成若干个施工段，不同施工段的各个工序连续平行进行施工。
近年来地下连续开采取得了重大进展，多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。地下连续开采的采矿装备系列齐全，配套完整，机械化程度也高，从凿岩、装药到转运，全部实现了机械化配套作业，各道工序无须手工体力操作，无繁重体力劳动，装备无轨化、液压化、自动化程度较高。完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。特别是地下连续开采无矿柱法的出现，解决了以往地下连续开采技术的诸多问题。该方法将矿体划分成矿段，不留矿柱，将切割槽布置在矿段中部，底部结构布置振动机出矿。崩矿过程中同时进行回填，平行进行采切、回采、充填的作业，使采矿工作连续不间断的施工。解决了矿柱回收困难的问题，采矿速度大大优于传统采矿方法，避免了资源的浪费，提高了地下采矿的经济效益。
3.2 深井开采技术
随着矿产资源的不断开发，开采深度也自然随之加深，同时也对开采技术提出了更高的要求。
深井开采首先面临的就是岩爆问题，国内外对岩爆的发生机理和防止方面取得了一系列的成果。通过对岩石的微观结构和声发射特征，可以划定岩爆可能性等级，结合岩石所处的应力条件，可以判定岩爆是否会产生。通过有限元法计算采场顶柱及及其周围岩体应力分布，优化回采顺序、采场的结构参数，调整矿柱规格，可以避免应力集中和能量聚集，预防岩爆出现、削弱岩爆强度。
在地压监测方面，除了采用现场观测、岩性测试、位移和应力测量等方法外，还可以建立深井的力学模型，采用有限元分析软件对回采工作影响下的岩体、地表和井巷位移和应力变化进行动态和定量分析，对其发展趋势、稳定性进行预测评价，并制定相应的安全措施。
矿山开采中尾矿和废石的处理问题一直制约着矿山的发展。在深井开采中，将尾矿和废石全部充填到井下采空区，既可以解决深井开采的地压和岩爆问题，同时还可以不占或少占土地，减少建设投资，解决环境污染的问题，实现无废开采。
深井开采中的地下涌水也是一项重大问题。地下采矿引起的地下水灾害包括地下突水和地下水位下降两个方面，以及由此造成的淹井事故、地表沉降塌陷和地表生态破坏等问题，深井开采由于开采深度大，上述灾害的严重性更大，为此国内外在深井地下水害治理与研究方面开展了一系列的研究工作。目前在深井地下水灾害领域研究成果主要有：采矿过程中地下水的运移规律分析、突水机理分析、工作面及矿井涌水量预测、老窿与岩溶水探测设备与技术、裂隙或构造带涌水通道堵截技术及材料等。
深井开采中的高温也是一项重大问题。严重影响开采工作的安全及效率。最新的高温防护技术通过对深井的高温产生机理进行研究，结合目标矿山的实际情况，采用钻孔法测定井下温度，分析其变化的规律，监测井下环境温度，通过实际观测和热交换数值分析法相结合，可以解读井巷温度的变化规律，从而制定可行的井下降温措施。降温措施包括：空气遇冷降胤ā⒕植恐评浼际酢⒏鎏宸阑ぜ际醯取？掌遇冷降温法是将采矿区的恒温带空气引入采场来降低工作面温度，通过热平衡及热交换计算及风路网络优化，寻求井下地温风流和高温风流混合，采用空气预冷降温机理的方法。局部制冷包括冷水逆流喷淋降温、人工降温制冷，对矿井入口风流部分或全部采用冷水或制冷机进行降温。个体防护是采用冷却服（冰背心）改善个体舒适度。
结语
综上所述，地下矿山采矿是我国目前矿产开采的重要途径之一，影响开采效率和质量的因素较多，因此应该选择合适的开采方法和技术。本文阐述了地下开采作业的简单概况，并对目前一些较为先进的开采方法、开采技术进行了介绍，希望为实际开采工作提供一些经验和参考。
参考文献
[1]解廷遥崔宏伟.露井联采条件下井工矿对露天矿边坡影响的范围[J].露天采矿技术，2013（11）：8-10.
2012年底完成泾川县高平南、高平北、合水县东-宁县北部矿区等详查，达到采矿权出让条件；2013年完成宁县付家山矿区、庆城县高楼乡-合水县板桥乡矿区、张掖平山湖等勘查。同时，通过市场配置和合作勘查，引进社会投资，将矿业权集中到有实力的企业手中，每年带动社会投资10亿元以上用于商业勘查，鼓励省煤司引进省内外有先进勘查技术设备的地勘单位，加快陇东煤炭资源勘查施工。
技术方面，目前使用最广的是地下采矿三维动态监管系统，其利用国外先进软件对现有系统进行了开发、优化和系统集成，实现了对矿山开采活动的动态实时监测以及超层越界、生命特征等异常情况的自动报警与监管。该系统分别在金、铁、煤矿等三个不同矿种的矿山进行了试点应用。在政策方面，国土资源部近日也出台了《我国采矿临时用地管理办法》，要求采矿使用集体所有土地的矿山企业，应向土地所有权人和使用权人进行用地补偿，并以经过矿业权审批机关评审通过的生产项目土地复垦方案为基础，编制临时用地复垦方案，获通过后实施土地复垦。
2 岩金矿床地质特征及开采特点
2.1 岩金矿床地质特征
在我国很多的有色金属分布在不同的地域和省份，矿点成形相对相当复杂，加上很多矿体的埋藏都是比较分散单一，很难形成一个较大规模的矿床。因此，在我国无论国营还是民营矿山都很难形成一个大中型的矿山。统计数据显示，当前我国的小型有色金属矿山占总数的82.5％，大型占53％，中型占12.2％。通过数据我们不难看出，我国的岩金矿床基本特点就是矿点多、规模小。
2.2 矿体形态复杂多变
我国的矿山还有一个比较明显的特点就是连续性比较差，倾角、含金品位和厚度变化却相对比较大。矿体都是呈扁豆状、脉状、透境体状，品位均匀的矿床很难见到，其变化系数都是100％之上，并且还会含有大量的夹石；在分布空间上主要是以成组、成群呈现，对于蚀变岩型的金矿体矿岩由于界线分布并不明显，所以很难用肉眼进行鉴别，只有通过取样化验进行确定。
3 岩金地下矿山的采矿方法
3.1 空场采矿法
这种采矿方式的特点就是在回采的过程中，采空区大多是依靠暂留或残留的一些矿柱对其进行支撑，而采空区一直都是空着的，所以通常都叫做空场采矿。大多数情况下，矿石和围岩都是相对比较稳固的。比如，北山营毛沱-玉石山地区铁铜金钨多金属矿等工程，都是采用地下开采方式，不过这些都是采用以阶段空场以后，在进行充填，矿石地质平均品位30.82%，矿石总储量84309.28万吨。该项目获得最终批复，将极大地促进该公司“十二五”规划的落实，为“十二五”末3 500万吨铁精粉产能目标的实现提供新保障。
3.2 充填采矿法
充填采矿其实与控场采矿有很多相似之处，采空区都是利用采矿过程中所产生的废弃物进行充填，支柱与充填料的相互配合形成一个人工支承体。这种采矿方法最常使用于要求回收率高、开采矿石价值高、地表不允许陷落、充填料材方便和特殊复杂地质条件下的一些矿体。比如，岷县寨上-马坞金矿，通过磷石膏改性等混合物充填矿山采空区，开发应用了“磷化工全废料自胶凝充填采矿”新工艺，使资源回收率达到90%以上。
3.3 留矿采矿法
留矿采矿与前两者采矿方法有着巨大的不同，他的最大特点就是在整个回采的过程中，不能一次性采空区内的矿石，而是要结合具体的情况进行留存，这样可以配合实际矿柱支承采空区。通常情况下，这种方式比较适合于那些矿石较相对比较稳固，同时还不易粘结、氧化和自燃，矿体围岩相对比较稳固的条件下进行采用。比如，西和县崖湾-大桥金锑矿区面积8.4251km2，查明的105条矿体依据有益元素的含量与组合。铜钨矿体是整个矿的唯一矿体，其占全矿总矿石量的79％。
3.4崩落采矿法
崩落采矿是随着采出，用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采空区地压和处理采空区。我国采矿业在发展安全高效采矿等多领域取得了显着成绩。如云锡公司建立了集约化矿山，为规模化高效开发利用矿集区内相对分散的中、小型矿体。
4 结论
综上所述，采矿是自地壳内和地表开采矿产资源的技术和科学。所以要加快矿产资源开发，就必须对全省已设采矿权进行清理，储量规模与产能不匹配的要尽快改扩建。对省政府已确定合作开发主体的灵店、灵台南部、宁县中部等煤矿要完善各项前期手续，尽快开工建设。优化产业布局，拉伸产业链条，加大对小、散、乱矿业权整合治理，对牵头进行资源整合、兼并重组的主体，给予其整合矿区周边不宜单独设置矿业权区域扩大的优惠政策。笔者总结和对比了国内外所有矿产的成型和开采条件，笔者认为无论是大中型国营矿产的开采还是小型的民营矿山，只要遵从自然规律，用高科技的手段和技术充分结合岩金矿山的实际特点，就能有效地选择一些适合本地矿山的开采方式。
Abstract: along with our country most open pit mine deep concave mining end, more and more will be transferred to the underground mining mine. Transition from open pit to underground mining under the conditions of rock mass deformation and easy movement induced by open pit slope stability problem. Some open pit to underground mining occurred landslide, ground collapse and other accidents, so the open pit slope stability analysis for underground mining safety production has very important significance.
Key words: rock; open pit mining
中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：
1、岩体基本质量的分级
岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。其划分采用定性和定量两种指标方法确定。顾名思义，定性划分是根据岩石的性质，岩石坚硬程度定性划分一般采用敲击、浸水等方法对岩石进行确定，一般分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩、软岩、极软岩，风化程度可由岩石的颜色、状态、构造破坏程度进行确定，一般分为未风化、微风化、弱风化、强风化、全风化；岩体完整程度定性划分一般根据主要结构面的发育程度、结合程度、结构面类型、相应的结构类型来确定，一般分为完整、较完整、较破碎、破碎、及破碎。所以定性确定方法一般是采用肉眼观察、手触等方式对岩体进行判断，比较直观。定量划分是根据公式计算对岩体质量分级进行确定，精确度高，理论追溯性强。岩体坚硬性定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度RC，RC可由试验测得，也可由计算得出；岩石完整程度定量指标采用岩石完整性指数KV确定，KV由试验测得，当无法取得试验数据时，可采用岩体体积节理数JV进行确定。岩体基本质量的分级应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合进行确定，岩体基本质量的定性特征根据前述方法即可确定岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，岩体质量指标（BQ）应根据分级因素的定量指标RC和KV,按公式BQ=90+3RC+250KV进行确定，在使用此公式时应注意以下两个条件a、当RC＞90KV+30时，应以RC=90KV+30和KV带入计算BQ值b、当KV＞0.04RC+0. 4时，应以KV=0.04RC+0.4和RC带入计算BQ值。正确确定岩体的质量分级对采矿作业选择设备、作业工法、安全防护有着指导性的作用，准确确定岩体基本质量的分级，做好边坡稳定性和支护工作在采矿中势在必行。
2、主矿体基本稳定，但矿体夹石层和矿体顶底板围岩局部有软化特征，位于上下盘20m范围内存在一个近矿围岩不稳定带，是影响矿山开采的主要工程地质问题。因此，合理选取采场结构参数是保证吴集铁矿地下开采地表不塌陷、井下不突水的关键。在地下矿山采场结构参数的选择过程中，经验类比法占有重要的地位。随着岩石力学理论及计算技术的不断发展，数值模拟为岩石力学研究和工程设计提供了重要的依据。 拉格朗日模拟是把每次拉格朗日计算作为一次试验，拉格朗日计算的结果（如采场顶板的下沉量）与采矿方法、采场跨度、矿柱尺寸、围岩的物理力学性质等多个因素密切相关，各因素或多或少地对峒室顶板的下沉产生影响，到底哪个因素是关键因素，各因素以什么样的组合更合理，都是要高度重视的问题。正交拉格朗日分析是按照正交实验原理，考虑了岩石的塑性、不抗拉、节理的非线性以及层状岩体的正交异性、模拟回采顺序、开挖效应及围岩、锚杆、喷射砼的相互作用，具有较好的适应性。本次吴集采场结构参数优化，用正交拉格朗日试验分析方法评价各设计参数与稳定性指标间的关系，并在此基础上提出了合理的采场结构参数取值。
3、拉格朗日法的基本原理
拉格朗日法是研究流体质点随时间而变化的情况，即某一质点在任意一段时间内走出的轨迹、所具有的速度、压力等。将此法植入固体力学中，将研究的区域划分成网络，网络的节点就相当于流体的质点，然后按时步用拉格朗日法来研究网络节点的运动称拉格朗日法。这种方法最适用于求解非线性的大变形问题。它使用差分方法求解，先将求解的区域划分成四边形网络，见图1（在边界不规则的地方也可以用三角形网络来拟合）。其计算循环见图2。
4、采矿方法概述
4.1在矿体和围岩中以一定的布置方式和程序，掘进一系列的准备坑道和切割巷道，并按一定的生产工艺过程，进行回采的方法，叫做采矿方法（mining method）。根据矿体的开采技术条件，设计的采矿方法为：阶段矿房分段凿岩嗣后充填采矿法，其结构参数见图3。
1－沿脉运输巷道；2－穿脉运输巷道；3－矿石溜井；4－拉底巷道；5－装矿巷道；6－
铲运机出矿巷道；7－回风平巷；8－回风天井；9－进风天井；10－分段凿岩巷道；11－
切割天井
4.2采矿方法构成要素:人工装矿的浅孔留矿法矿块长50m,沿矿体走向布置,中段高度60m,顶柱高度6m,不设底柱,间柱宽度8m,矿块宽同矿体厚度。回采工艺为矿房自下而上分层回采,分层高度1.8～2m,采用7655型凿岩机钻凿上向倾斜孔,孔径38mm,孔深1.8～2m,炮孔采用平行排列或交错排列,网度为0.8～1.8m,每次爆破两排孔。落矿后先28局部放矿,出矿在装矿巷道中人工向矿车装矿,人工推车至运输巷,由电机车运至主井溜井口。
4.3矿床联合开采的特点：无论是露天开采和地下开采都觉有其独特的工艺特点，当矿床适用于采用露天和地下联合开采时，就应该充分利用这一特点，以提高露天和地下开采的技术经济指标。联合开采工艺系统的核心是在开采工作中按一定顺序进行时，必须尽量考虑矿床的特点，选择露天和地下相互联系的开采工艺系统，公用地面辅助生产设施和生活福利设施，以提高矿山的经济效益。露天和地下联合开拓的主要特点是最大限度的赋予地下巷道多种用途。深部露天矿开采的趋势是广泛利用地下巷道进行运输。
矿床联合开采技术上可行性的开采工艺系统：
露天与地下联合使用地下巷道系统
露天矿利用地下巷道系统
地下矿石经露天运出
露天废石排入地下开采崩落区
各自独立的运输系统
用露天钻机回采露天坑底和边邦的矿石等。
5、近几十年来，露天转地下开采在国内外矿山得到了广泛的使用，对于这类矿山为了保持矿山产量的平衡，当露天开采向地下开采过渡时，在一段时间内露天与地下开采需要同时进行作业，这是这类开采方法最复杂与最核心的技术问题，这与露天与地下联合开采的基本条件是大致相同的，地下转露天开采只是在特殊条件下偶然使用的。对于急倾斜中厚以上的矿体，当矿体延深较大而覆盖层较薄时，矿体的上部通常首先采用露天开采，然后对矿床的下部采用地下开采，整个开采称为露天转地下开采，当露天开采转为地下开采的过渡期，矿山由单一的露天开采转为露天与地下开采同时作业，必须充分采用各种技术与组织措施，减小过渡期对生产效率（15%-25%）的影响，当露天矿生产进入减产器后，地下开采系统应基本形成，并逐步承担露天矿减产部分的生产能力，使矿山生产产量基本保持稳定。因为露天开拓系统以先天已先期形成，露天转地下开采的开拓系统主要指地下开拓系统，应当强调的是，在设计地下开拓系统时，应尽可能的利用或结合露天开拓系统，以减少投资。
根据露天和地下采矿工艺联系紧密程度不同，露天转地下开拓系统可分为：
露天和地下独立开拓系统
局部联合开拓系统
联合开拓系统
在深部矿体储藏量大、服务时间长，或在露天开采深度大，露天采场地平面狭窄，采场边坡稳定性差，难以保证井巷工程出口安全的情况下，地下开拓工程一般布置在露天采场之外，称为独立的开拓系统，它具有两套生产系统，相互干扰小，露天开采后无须维护边坡等优点，缺点是两套开拓系统的基建投资大，基建时间长。
倾斜或急倾斜矿床残留矿体的开采，通常利用地下开拓系统运至地面，露天开采到设计境界后，下部矿体的储量不多，服务年限较短，通常自露天坑底的非工作帮掘进竖井、斜井形成地下矿体的开拓系统。矿石经露天开拓系统运到选厂，具有井巷工程量和基建投资少，投资快，可充分利用已建的露天开拓运输系统的优点，缺点是井巷施工与露天生产同步进行，干扰大。
在露天坑较低的台阶有足够空间的情况下，可以在坑内布置斜坡道或风井等辅助井巷，而把主井和主要运输巷道布置在坑外，优点是可以减少开拓量，达到提前见矿，保持矿石产量稳定。
露天边缘矿的开采也经常会涉及到露天转地下的开采技术， 露天边缘矿体是边坡矿、端帮残矿、顶底盘三角矿样、永久路堑下矿体和露天底矿段的总称，它们具有相当大的矿量，大部分可以回收，由于其存在地点的不同，回收边缘矿体时将会对露天矿边坡的稳定性和地下开采的安全生产等带来直接影响，为此应根据具体的矿岩条件及所处位置，选用各种不同的露天或地下方法进行回采，根据不同的矿岩特性，选择相应的开拓系统对节约成本保证生产安全是非常必要的。
