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摘要 ：现代化采矿工艺技术中融入了多种现代设备 和技术手段，为复杂的采矿环境和高难度采矿作业提供支 持。本文通过分析现代化采矿技术特点和应用必要性入 手，阐述常见现代化采矿工艺技术的应用原理和应用要 点，为提高采矿作业水平提供可靠支持，推动我国采矿事 业的长远发展。
关键词 ：现代化,采矿工艺技术,采矿工程
金属矿产资源作为我国工业产业原材料的重要组成部 分，是国民经济发展的重要支柱。我国现代化采矿工艺的 分析和研究力度也在不断加大，不仅可以提高采矿作业的 效率，还可以对施工环节进行现代化管理。在有效降低生 产成本的同时满足环境保护、资源节约的具体要求，是今 后行业发展的方向。
1 现代化采矿工艺技术概述
1.1 采矿工艺发展必要性
矿产资源作为不可再生资源的代表，在我国能源消耗 中具有重要地位。随着近年来社会环境造成的影响，我国 长期对矿产资源进行无节制开采，导致当前各地区的矿产 资源都面临枯竭殆尽的趋势，部分矿产资源由于消耗过 大，加之受到开采环境的限制，导致社会面临着矿产资源 极度紧缺的现象。现代采矿事业的全面推进，通过采矿过 程发现许多贫化矿产资源，其中不乏在矿产开采之前混入 一些岩石成分，给矿产开采质量带来严重的阻碍。此外， 由于以往的采矿工程开采前缺乏科学的分析和勘查，导致 实际开采时难度较大，矿产资源开采效率和产量较低。为 了促进社会稳定发展，提高矿产资源开采水平，应积极引 入现代化采矿工艺，有效推进我国采矿事业的长远发展战 略目标。
1.2 现代采矿技术特征
(1)深入了解采矿条件，以采矿条件为依据实施现代 采矿技术创新。我国作为物产丰富的国家，蕴藏着大量的 矿产资源，其种类众多，能够满足各行各业对矿产能源的 应用需求。但随着近年来我国社会经济的全面发展，矿产 资源需求量与日俱增，为了提供富足的矿产资源，过去几 年我国对矿产资源的开采不加节制，导致我国现有矿产资源数量大幅度减少，这也是我国即将面临资源枯竭的发展 现状。为了有效解决这些问题，必须选择适合的矿产资源 开采方式，优化传统现场开采工艺技术，避免造成矿产资 源浪费，基于适当保留的前提下，有效开发现代化技术与 矿产开采工作融合，实现我国矿产资源的可持续开采，满 足社会长远发展战略目标。
(2)在矿产资源开采过程中，企业需要对矿产资源地 域特点和矿产分布情况进行全面分析，制定适合的矿产资 源开采方案。由于我国地大物博， 矿产资源分布较为丰富， 在自然界中所处的类型各异，但是由于地域环境差别造成 的影响，许多矿产资源分布不均，我国呈现出北部地区和 西部地区矿产丰富，南部地区和东部地区矿产资源稀少的 局面，即便我国拥有庞大的虽源储备，但由于社会发展增 速过快，人口基数庞大，导致矿产资源的实际人均占有量 较少。此外我国自然界中大部分矿产资源表现出隐蔽性， 对矿产开采工作带来一定难度，只有科学地采取现场勘 查，针对资源分布和资源条件具体情况，才能保证采矿效 率和质量。
(3)采矿工作自身具有一定专业性，因此对技术人员 要求较高，参与采矿的技术人员自身水平和素养将关乎着 采矿工作的质量。人员作为采矿的主体，同样也是采矿工 艺技术的实施者和执行者，为了保证采矿作业有序开展， 实现矿产资源持续开发，在确保现代化技术合理运用的基 础上，还要重视采矿人员的综合素养提升，结合不同地区 矿产开采实际情况，选择适合当地的采矿工艺技术，指导 采矿人员熟练掌握各项技术要点和流程，具备扎实的作业 经验，积极引入现代化采矿设备和设施，加紧开展人员技 术培训， 充分发挥现代化采矿工艺技术的应用优势。
2 当前采矿工程中存在的问题
2.1 采矿作业存在较高危险性
矿产资源存在于自然界中具有一定的特殊性，大部分 矿物资源都处于地下深层位置，因此在矿物资源开采时必 须采取井下开采模式。在这样的采矿工程作业环境下同存 在诸多危险因素，例如井下作业环境狭窄，导致采矿作业 中产生的瓦斯、粉尘等毒害气体给作业人员生命健康造成威胁。倘若在矿产资源开采时井下突发安全事故，必然会 造成重大的经济损失或人员伤亡。随着我国近年来资源储 备量逐步减少，埋藏在更深层的矿产资源成为采矿作业的 主要目标，同样也对采矿工作带来了较大的难度，其中存 在的危险因素也随之增加。
2.2 环境污染问题加剧
随着矿产资源的不断开采，露天金属矿坑内空间也逐 步减小，容易导致矿井下污浊气体难以及时有效的排出， 这些有害气体浓度不断提升，导致井下作业难度加大，作 业环境更为严峻。此外采矿作业的通风条件也会受到坑内 空间的逐渐缩小受到限制。当将大量浓度的有毒害气体排 出到大气环境中，也会对空气造成严重的污染，不利于社 会长远发展。
3 常见的现代化采矿工艺技术
3.1 崩落采矿技术
随着现代化采矿理念的全面推进，引入许多创新的采 矿技术手段，其中崩落采矿技术是当前采矿企业常用的工 艺技术，该工艺技术的原理是将矿洞内存在危险性的围岩 利用现代化手段进行崩落，降低顶层崩塌风险，有利于保 障矿区井下作业安全性。结合当前采矿企业对崩落采矿技 术的应用来看，一般将其分成底柱分段崩落以及无底柱分 段崩落。
(1)底柱分段崩落。这种崩落方式主要是进行底柱分 段崩落，并逐段进行开采，将专用底柱结构设置在采矿区 分段下方，按照由上至下的顺序进行回采。面对不同的阶 段，采矿区的上底柱和下底柱的高度设置在 6m ～ 12m左 右，结合采矿区的地质结构稳定性进行合理调整。
(2)无底柱分段崩落。通过无底柱分段崩落技术活的 应用，将其运用到采矿地凿岩作业环节，必须在分段回采 的看到内设置扇形炮孔，常见的炮孔分布状态可以设置 成后倾斜设置、前倾斜布置以及垂直分布。在采矿凿岩作 业中，引入 CZZ-700 的轮胎自行车单机凿岩车进行凿岩作 业，可以达到理想的凿岩效果。
3.2 空场采矿技术
空场采矿技术广泛应用在矿区岩层稳固性中等偏上的 采矿区域内。空场采矿工艺的原理是对矿柱和矿房进行深 度分解， 使其形成大小不一致的小矿块， 根据矿柱与矿房形 式的差异性，采取逐层开采。在对矿房进行回采过程中，必 须有效针对采空区的围岩与矿产进行维护，严格按照先矿 房后矿柱的开采顺序进行。在空场采矿技术的实际应用中， 矿柱能够保障矿房回采工作的有序开展，提高矿房开采作业的安全性， 通过选择敞开方式进行开采， 矿柱区域开采时 可以引入先进的设备与工具，保障矿房具备良好的稳定性， 避免在矿柱开采时产生变动， 造成矿房塌方问题。从我国当 前的采矿事业发展来看，在采空区顶板处于矿房回采环节 中，整个支撑需要通过矿房稳定性以及岩层的矿柱来实现。 当完成矿房的回采工作以后，回采以及不采矿柱都要严格 按照计划执行， 做好采空区的科学处置。空场采矿技术在矿 房与矿柱的采矿工作中具有成本低、生产效率高等特点， 但 是利用该技术完成采矿后， 采空区会存在大量矿柱， 给后期 回采带来一定的难度。
为了有效提高空场采矿技术应用的安全性和可靠性， 在技术应用中应做好以下几点内容 ：①积极提升顶板管 理水平。采矿技术人员经采取各类检测手段，对顶板控制 区域进行检测，对采矿作业环境产生的围岩与空间进行测 定，及时掌握采矿区域变形情况，察觉各类风险前期的征 兆，为风险预防提供可靠支持。②矿块结构参数和回采顺 序必须充分考虑当地的岩石力学特征和山体结构条件，制 定合理的采矿顺序。③在开展岩柱或矿柱的破碎前，需要 对区域走向与位置因素进行合理确定，采取科学的破碎方 式，对地压活动进行科学控制。空场采矿技术应用必须做 好矿顶柱稳定性测试，保证叮嘱安全厚度满足实际采矿要 求，在进行矿顶柱的厚度极限测试时，可以采用极限分析 方法进行精确计算。
3.3 溶浸采矿技术
溶浸采矿技术是基于化学原理的现代化采矿工艺，将 该技术引入当前采矿作业具有良好的应用效果。溶浸采矿 技术的应用原理是在采矿环节中引入微生物或化学试剂， 通过化学法作用，将矿石内蕴藏的有价值金属溶解，确保 合理手段的基础上，对这些高价值金属元素进行回收，将 其制作成金属产品。在实际采矿作业中，常见地融进采矿 技术包括废石地表溶浸采矿技术、井下废石原地溶浸采矿 和尾矿微生物融进采矿技术等。对于废石地表溶浸采矿技 术的应用来说，其主要是在针对存在空隙和破损的废石区 域内，将事先准备好的化学溶液喷淋在缝隙内，同时收集 浸出液，利用浸出液提取采矿过程中的有价值金属元素。 对于井下废石原地浸出采矿技术来说，该方法主要运用在 无法开采的矿石或者低品位矿石中，为了能够达到理想的 开采效果，在运用该方法时可以配合爆破法对矿石进行破 碎，随后将准备好的化学溶液均匀的布撒洒在爆破后的矿 石上。尾矿微生物浸出技术主要是对矿区的尾矿进行溶浸 开采，在实际应用中主要运用了氧化和溶解等原理，将尾 矿中不易溶解的金属矿物转化为一种可溶解的盐类物质。
3.4 充填采矿技术
充填采矿技术是我国采矿行业应用较早的采矿工艺， 该采矿工艺最早起源于20世纪 50 年代初期，该技术经过 了长期的实践和改进，在现代化采矿工艺中具有良好的应 用效果。采矿作业中应用充填采矿技术可以展现出节能减 排功能，对采矿作业形成的大量工业固体废物具有良好的 处理效果，因此充电采矿技术也具有一定的环保特点，能 够最大程度解决采矿区域的环境污染问题。此外应用充填 采矿技术还能够消除采矿区内地表变形或下沉的问题，有 效保障采矿区地表不被破坏，保障采矿区域内生态环境不 被严重损坏。采矿技术还能够起到低贫损的采矿功能，实 现远景资源保护技术，避免在采矿作业时区域内的矿产资 源遭到破坏或浪费。
通过对充填采矿的实际应用来看，该技术在采矿作业 中通常分为水力充填技术和干式充填技术两种。水力充填 技术对采矿区的矿块结构参数要求有着一定差异，倘若采 矿区的矿块厚度处于 10m ～ 15m之间， 矿块结构布置需沿 着走向开展，一般将长度设置为 30m ～ 60m左右。当采矿 区的矿厚度大雨 15m 时，矿块结构布置需沿着垂直方向设 置，并将长度控制在 50m 以内。水力充填技术虽然对矿石 的损害程度较小，但是由于该方法应用成本较高，操作时 较为复杂，因此给回填也带来一定难度。干式充填法一般 适用于开采量较小的采空区，金融可以降低采矿损失率， 科学的围岩保护作用，降低地面压力带来的影响。但是干 式充填法在实际应用中较为复杂，矿区开采成本较高，因 此在实际应用中也存在一定弊端。
3.5 岩体加固技术
采矿工程施工中经常会受到气候因素、机械设备、地 质条件等多重因素的影响，给采矿区域的正常作业带来 困扰，常见的问题是岩体不稳定。为了有效提高采矿作业 效率，维持采矿工程安全性，必须充分借助现代化锚索装 置，对稳定性较差的液体进行加固处理，有效提升采矿区 岩体的结构稳定性。在实际采矿工程的作业中，必须保证 填充法和空场法在实际应用中有机结合，实现采矿工艺的 灵活应用，提高采矿区域的安全性，进行采矿区域岩体结 构加固处理时，应充分发挥注浆技术、支护技术，全面提 升采矿区域内的安全性。在岩体结构加固技术的应用中， 先将锚索打入岩体结构内部，确保锚索注入液体的深度达 到 11m ～ 20m，随后采用传度两米的锚杆对岩体进行加固处理，对矿场的顶板、地下砼以及溜井开展围岩处理，倘 若采矿区的掩岩体稳定性较差，可以直接使用锚索加固处 理。支护技术在实际应用中主要是对岩层表面2m ～ 3m位 置进行加固处理，锚索可以深入岩层内部，对大面积岩体 进行加固，锚索加固应深入才长顶板和岩层内部，以此来 提升采矿区围岩的稳定性。
4 现代化采矿工艺技术应用要点
随着现代化采矿工艺技术的推广应用，在实际采矿作 业中具有良好的效果，为了进一步发挥现代化采矿工艺技 术的应用价值，必须明确各类技术的优势和缺陷，合理发 挥现代化采矿工艺技术的特点，在应用时明确注意事项。 ①对空场采矿技术的应用中，需要对采空区进行科学处 理，制定合理的采空区处理措施，有限固定矿山与围岩。 ②在崩落采矿技术的实际应用中，需要选择适合矿体结构 与塌陷围岩的方法，针对具体采矿区情况，设计有处理措 施。③当应用溶浸采矿技术时，应充分考虑融进位置与融 进方式，选择原地破碎以及地表浸出方式。④在应用填充 采矿技术时，需要针对回采施工环节的矿块推进方向与结 构特征选择多种方式融合技术，例如胶结或单层方式。在 实际采矿作业环节，无论采取哪种现代化采矿工艺技术， 都要重视采矿区岩体结构加固处理，提高矿产开采的安全 性。通过多种不同的现代化采矿工艺技术应用，推动我国 采矿事业的现代化发展，在实际作业中还要坚守绿色环保 与安全第一原则，提高采矿作业的高效性与低碳型，有效 提升采矿作业质量和效率，为我国采矿事业健康发展提供 可靠支持。
5 结语
综上所述，矿产资源作为人们生产生活的重要资源， 对社会健康发展和经济水平提升具有重要意义。随着我国 矿产资源的不断开采，当前各地区都面临着资源紧缺的现 象，为了获取更多矿产资源，要进行深层矿产资源开采作 业，对采矿工艺技术提出了全新要求。为了有效提升采矿 效率和安全性，重视现代化采矿工艺技术的合理运用，明 确应用要点，促进采矿作业的稳步开展，推动我国采矿事 业的稳步发展。
(作者单位 ：紫金矿业建设有限公司)
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