金属矿山采矿方法精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇金属矿山采矿方法范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：金属矿山；大水矿床；地下采矿；点柱充填式采矿法

前言

大水矿床是我国金属矿山当中较为常见的一种类型，其虽在我国分布广泛，但由于开采难度较大，以至于该类型矿山资源并非开采首选。随着社会需求的不断增大，越来越多的金属矿山被开采枯竭，从我国目前的大水矿床开采效果来看，点柱充填式采矿法是较有成效的开采方法之一，做好对此方法的分析对于我国金属矿山大水矿床的地下采矿方法进步具有重要意义。

1 大水矿床的充水类型

大水矿床是指矿坑涌水量每日达到数万立方米以上的矿床，这类矿床在我国分布较为广泛，其虽具有一定的开采难度，但从效益方面还是具有重大开采意义的。我国大水矿床的充水条件较为复杂，这与我国水文地质条件有着直接的关系，多种水源共同补给矿坑，其类型不仅包括岩溶水、孔隙水、裂隙水等，还有地表水和大气降水等。其中孔隙水为矿床的主要充水类型，根据不同充水类型可以将大水矿床分为岩溶含水层充水和孔隙含水层充水两种矿床冲水类型。

1.1 岩溶含水层充水

此类充水岩层根据不同的层次有着不同的特点，其中充水层具有含水性不均的特点，这与其无统一含水层和地下水位有直接关系，此类充水层的充水流量与大气降水强度有直接关联，易出现大溶洞库存泥沙的情况，威胁生产安全。覆盖及埋藏充水层则都具有统一含水层和地下水位，但覆盖充水层具有严重的地面谈下井下泥沙，其地下水对安全生产有所威胁。同时埋藏充水层则具有丰富的高压岩溶水，此类充水层的井下泥沙对生产安全有所威胁。

1.2 孔隙含水层充水

此类充水岩层具有埋藏浅的特点，矿坑内涌水量受大气降水影响明显，上部松散沉积物较多，多以富有水的沙砾石层为主，同时掺有细粉砂含水层与弱透水的亚粘土、粘土层交互成层，此类岩层具有极强的不稳定性，工程地质条件也较为复杂。

2 大水矿床的开采方法分析

大水矿床的地下采矿方法一直是采矿企业研究的重点内容，在我国当下的矿山开采水平上，大水矿床的地下采矿方法也呈现出了百花齐放的现象，例如留隔水矿柱的房柱法（谷家台铁矿、业庄矿区、泗顶铅锌矿），可超前疏干的崩落法（西石门铁矿、北 河铁矿、程潮铁矿）、空场嗣后充填采矿法（南 河铁矿、草楼铁矿）等等，都取得了一定的效果，并获得了成功，但从开采效率、经济效益、生产安全角度分析，还是点柱式充填采矿法最为有效，因此该方法成为了我国目前使用最为广泛的大水矿床的地下采矿方法。

3 点柱充填法的应用优势

（1）点柱充填法能够在一定数量的矿柱支持下实现对矿体上盘的支撑，避免海水深入坑内，对矿山的海地部分产生破坏与不利影响；（2）使用点柱充填法可以实现全尾砂充填，这样有利于提升回采矿石的回收率；（3）点柱充填法的机械化程度较高，因此其劳动生产率也交稿，而且无轨生产设备的灵活应用，还可以保障设备安全，如果出现海水浸入井下的情况，可以实现对设备的随时撤离；（4）点柱充填法可以实现对采场内的分选，实现对开采品位的灵活控制。

4 以点柱充填法的大水矿床开采

4.1 工程实例

某矿区位置在海湾部分，其矿体由陆地向太平洋倾斜延伸，由于矿体断层较多，故将其分为三个主要开采矿段，矿段代号分别为A、B、C。在三个开采矿段当中，C矿段为充水矿床，其矿体与海底的最近距离仅为40m，垂直延伸高度可达300m，矿体走向全长为300～400m，厚度为5～50m，倾角度数为30°～45°。在该矿段中，有矿体赋存于矽卡岩中，围岩为大理岩和角页岩，框体直接顶板处有宽度较大的主断层，矿体和围岩的节理发育较好，属于中等稳固情况。在矿体当中地下涌水量不打，与海水无直接联系。

4.2 采场构成要素

海床底部留60m的护顶柱；采场尺寸及分割后的矿体自然尺寸长度在50～100m之间，宽度在5～50m之间。方形点柱断面为6m×6m，不留间柱，回采10年后，可将点桩面改为5m×5m。点柱之间的净宽度应控制在8～9m质检，点柱中心距为14m。阶段顶底柱高在为15～20m之间，段高75m。回采分层高度为4m，分段充填时，高度为12.5m。

4.3 采场的系统设置

根据对大水矿床的实际情况分析与了解，可以不对其进行运输阶段和溜矿井的设置，与此同时也不设置回采分段平巷，取而代之的是露天矿用的改装铲运机和卡车。其中铲运机的规格为6.5m3，卡车的规格为35～40吨。在生产过程中，卡车可直接经由斜坡道进入到采场当中进行装车，撞车后将矿产运往地表卸矿站进行卸矿。其中矿床中的阶段高为75m，且每一阶段仅作回采开始时的切割分层用，在运输水平上不使用阶段高。

4.4 回采工作

根据矿床的实际情况分析，其回采工作可以从斜坡道的采场联络道开始，其中第一层的回采切割层高为4.5～5m，充填高度为3m，预留空顶高度为1.5～2m，这样设置的目的是为了保证下一层分层回采时，能够有效的出矿和通风。第二层的回采切割高度为4m，充填高度为3m，预留空顶高度为1～1.5m。在此种回采模式设计下，所有采场在无干扰情况下可以实现同时凿岩和出矿，实现6个采场的同时工作，日出矿量可达1500吨，实现回采工作的全面拉开。根据矿区实际情况的分析，生产过程中的凿岩设备应选择双臂台车，对于部分矿体较薄的小采场，可以选择使用手持式凿岩机，保证凿矿的精准性，避免对山体造成伤害。

4.5 经济技术指标

在上述生产模式下，矿产掌子面工人的工班平均劳动生产率可达48吨左右，采场的平均生产能力根据采场的实际大小有所差异，其中日生产量最高的可达600吨，日生产量最低的也有300吨左右。通过对点柱矿石的损失率计算，其理论损失率约为18.5%。

5 结束语

综上所述，点柱充填式采矿法作为当下较为成熟的矿山开采方法，其对于金属矿山大水矿床的开采具有非常重要的意义，国内多个以此为主要技术的大水矿床金属矿山开采，也客观证明了其在大水矿床的开采方面的先进性与效果。随着金属矿产资源量的日趋减少，今后的金属矿山开采难度必然还会增大，因此我们必须要在以点柱充填式采矿法有效完成当下的大水矿床开采工作基础上，加大对点柱充填式采矿法的技术深入研究，实现对该技术的进一步完善，让其能够更好地适用于难度更大的技术矿山大水矿床的地下开采工作，为保证我国资源的有效开采提供坚实、有利的支持。

参考文献

[1]马俊.金山店铁矿塌陷区回填体移动规律与回填措施研究[D].武汉科技大学，2012.

[2]陆玉根.大佛岩缓倾斜薄矿脉原生铝土矿地下开采综合技术研究[D].中南大学，2012.

[3]林吉飞.基于三维可视化技术的淌塘铜矿开采方法优化研究[D].昆明理工大学，2012.

[4]孙豁然，毛凤海，安龙，等.论金属矿床地下开采采矿方法称谓[J].金属矿山，2010，2：13-17.

篇(2)

Abstract： This paper analyzes the mining technical conditions of V1， V2， V3 ore bodies in a iron mine， and obtains the conditions of the good stability of the ore rock and the condition of the ore body to meet the low-angle dip to dip thin ore body. According to the mining of the coal mine is difficult， the mining method is difficult to determine， mining management is difficult and other problems， a comprehensive mining method is proposed in which the mining face is arranged along the inclined direction or pseudo inclined direction of the ore body. Through the study of stope structure parameters， mining technology， ventilation lines， it is concluded that the comprehensive mining method is suitable for the mining of the low-angle dip to dip thin ore bodies.

关键词： 缓倾斜至倾斜；薄矿体；全面采矿法；回采工艺；采场通风

Key words： low-angle dip to dip；thin ore body；breast stoping；stoping technology；stope ventilation

中图分类号：TD863 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0147-03

0 引言

矿体是矿物的聚合体，其是地质作用的结果，由于影响矿体形成的因素众多，最终导致矿体的特征、赋存状态、赋存环境存在差异。为确保安全开采，需根据矿床的开采技术条件选择适宜的采矿方法，以便降低采矿成本，提高矿山经济效益。不同类型、不同开采技术条件的矿体，其适宜的采矿方法也不同。矿岩稳固性较好时采用空场法进行开采，如阿尔登―拓普坎铅锌矿[1]、雷家寨铜多金属矿[2]、谦比西铜矿[3]等；矿岩稳固性差时采用崩落法进行开采，如张家洼铁矿[4]、铜坑矿[5]、羊耳山铁矿[6]等；地表不允许塌陷或有需要保护的建筑物时采用充填法进行开采，如司家营铁矿[7]、李官集铁矿[8]、会宝岭铁矿[9]等；针对深部矿山，开采时还必须对深部岩石的力学特性进行研究，如冬瓜山铜矿开采时需研究深部岩石处于频繁动态扰动状态下的动力学特性[10-12]。

综上所述，矿山开采时，尤其是地下矿山开采时，需要选择适宜的采矿方法。缓倾斜至倾斜薄矿体开采时，常遇到出矿难度大、采矿方法难以确定、采矿管理难度大等问题，故以某铁矿的缓倾斜至倾斜薄矿体为研究对象，研究适宜该特征矿体开采的采矿方法。

1 V山地质概况

为研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，选择某铁矿为研究对象，矿区内矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿床的条件。矿山地质是采矿方法选择确定的前提条件，故对该铁矿的矿山地质进行简要介绍。矿区在区域构造上处于剑川-大理歹字型构造南段，褶皱、断裂、挤压带构成了极其复杂的构造组合体，其中断裂密集，以高角度压性断裂为主，张性和压扭性断裂次之，构造线总体呈北西向平行展布。矿区出露地层主要有三叠系上统祥云组（T3x）、马鞍山组（T3m）和三叠系中统云南驿组（T3y）。矿区范围内构造简单，为单斜构造，且褶皱不发育。矿化强弱与岩石节理、裂隙发育程度成正相关系，当两组节理、裂隙发育时，铁矿呈似层状和透镜状产出。

2 开采技术条件

2.1 矿体特征

该铁矿床共圈定铁矿体三个，其编号为V1、V2、V3号矿体，均以氧化矿为主，且呈透镜状分布。各矿体的具体特征如下：

①V1号矿体：位于矿区北东部，沿走向长180m，呈“弧”形状。分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。主要以似层状及透镜状形态产出。矿体呈北东走向，倾向80°～190°，倾角在20°～25°，平均23°，为缓倾斜矿体，且平均厚度为2.09m，为薄矿体。

②V2矿体：位于矿区中部，沿走向长250m，同样分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态主要以似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在35°～40°，平均37°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.14m，为薄矿体。

③V3矿体：位于矿区中部，沿走向长50m，也分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态仍为似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在32°～38°，平均35°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.20m，为薄矿体。

2.2 矿岩稳固性

矿体围岩及矿体顶底板均为厚层状灰岩，硬度大，物理力学性质高，岩石的稳固性较好，有利于矿床开采，但在节理、裂隙发育区或采空区地段岩石破碎，稳定性差，可能塌方、冒落。该铁矿矿体产于三叠系上统马鞍山组（T3m）灰岩中，矿体上下盘亦主要为灰岩，矿体上下盘围岩化学成分与该层段岩石化学成分无较大差别。由于矿体上下盘围岩具有与矿体本身相同的铁矿化，矿体与围岩实际上呈过渡的渐变关系。总体来说矿体及围岩的稳定性较好，矿床工程地质类型可划为层状结构坚硬-半坚硬岩类为主的中等类型。

3 缓倾斜至倾斜薄矿体开采存在的问题

以某铁矿为基地研究缓倾斜至倾斜薄矿体的采矿方法，需以实际工程地质情况及矿体特征为前提进行探讨。根据该铁矿的实际生产经验，可总结出缓倾斜至倾斜薄矿体开采过程中遇到的主要难题：

①矿体倾角较缓，崩落的矿石无法自行落矿，导致出矿难度大，增加采矿成本。

②由于矿体倾角处于缓倾斜至倾斜范围内，导致采矿方法的选择及回采工艺的确定难度大，如选择多种采矿方法，则会造成矿山生产管理难度大。

③由于该铁矿床存在多条矿体，对采矿方法的要求较高，造成采矿方法的设计难度大，实际开采过程中，需根据各矿体的具体特征调整采矿方法的结构及参数。

4 采矿方法探讨

4.1 采矿方法选择

不同特征的矿体需选择相应的采矿方法进行开采，采矿方法的选择是矿山开采的核心工作，其决定了矿山生产的安全性及经济效益。矿床地质条件及矿体的开采技术条件是采矿方法选择的前提，矿体的倾角、厚度，以及矿岩的稳固性等都是采矿方法选择时必须考虑的因素。同时采矿方法的选择还必须遵守安全、可靠；结构简单、技术可行；工艺成熟、管理方便；损失率及贫化率较低；生产能力大，劳动生产率高；采矿成本低、经济效益好等原则。由于缓倾斜至倾斜薄矿体开采时崩落矿石无法进行自溜放矿，同时作为研究对象的某铁矿的矿岩稳固性较好，结合该铁矿矿床实际的开采技术条件、经济效益及矿山开采安全等，类比国内相似矿山，最终确定采用全面采矿法对缓倾斜至倾斜薄矿体进行回采。针对缓倾斜、倾斜两种倾角的矿体通过调整回采工作面的布置形式确保安全生产，同时采用电耙辅助运矿的方式来解决矿石出矿难的问题。

4.2 缓倾斜薄矿体采矿方法探讨

该铁矿V1号矿体倾角在20°～25°，平均23°，即倾角小于30°，且矿体厚度为2.09m，同时矿岩稳固性都较好，故采用回采工作面沿矿体倾斜方面布置的方式进行开采。沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图1。

4.3 倾斜薄矿体采矿方法探讨

该铁矿V2号矿体倾角为35°～40°，平均37°，平均厚度为2.14m；V3号矿体倾角为32°～38°，平均35°，平均厚度为2.20m，即V2、V2号矿体的倾角都大于30°，若回采工作面沿矿体倾斜方面布置，采场出矿的安全性得不到有效保障。结合矿山实际情况，同时借助类似矿山的生产经验，设置回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，即确保工作面的真实倾角小于30°，图2中倾角C便是设计回采工作面的真实倾角，经计算为25°，小于30°，满足要求。

各采场回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，同时沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度同样设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度同样设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图2。

4.4 采场回采及通风

①采准切割：矿块沿矿体走向布置，同时为减少矿柱矿量和提高回采率，满足生产能力及装车运输量的要求，中段运输巷道采用脉外布置。首先自中段运输平巷开掘人行材料通风井和放矿溜井，然后在矿房底部沿矿体底板（下盘）开凿拉底平巷、接着开凿采场上山（采场上山通地表或联通上中段电耙道）。

②采场回采：矿块回采的顺序为后退式回采，同时根据矿体倾角大小，V1矿体的工作面沿矿体倾斜方向布置，V2、V3矿体的工作面沿矿体伪倾斜方向布置，采场内的回采顺序为从采场一侧向另一侧全厚推进。采场内采用YTP26型凿岩机进行凿岩，凿岩孔径一般为36mm～44mm，孔深1.5m～2m，排距1.5m～2m。钻孔钻凿完成后，采用人工装药的方式进行装药，采用非电毫秒导爆管起爆方式起爆2#岩石凿岩进行爆破。爆破后待炮烟散净，处理采场矿房顶、底板岩层及顶部松、浮石。最后采用2DPJ-22型电耙将崩落的矿石耙运至采场底部的溜矿小井，矿石经溜矿小井放入中段平巷内的0.7m3翻斗式矿车中，运出地表。

③采场通风：V1、V2、V3号矿体开采时的采矿方法都为全面采矿法，区别在于回采工作面布置的形式不同。在主风机形成风流的前提下，每个采场配制一台JK55-2-N04型局扇辅助通风，便可确保采场的通风安全。新鲜风流经平硐口进入中段运输巷，经人行通风井、拉底巷道及采场联络道进入采场，清洗工作面后，污风排至上中段回风平巷再抽出地表或直接排出地表。具体通风线路见图3，图中箭头表示风流流向。

5 结论

以某铁矿为研究对象，研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，针对矿床开采存在的问题，经研究得出如下结论：

①分析了某铁矿的开采技术条件及矿岩的稳固性，得出矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿体的条件，同时得出矿岩稳固性较好，有利于矿床的开采。

②提出采用全面采矿法进行开采，通过布置回采工作面的形式及采用电耙辅助运矿，有效解决了运矿难及回采工艺难管理的难题。

③探讨了适用于缓倾斜及倾斜薄矿体开采的全面采矿法的结构参数，同时分析了采场回采工艺及步骤、通风线路，得出全面采矿法适用于缓倾斜至倾斜薄矿体的开采。

参考文献：

[1]张明峰，姜仁义，苏建军.阿尔登―拓普坎铅锌矿采矿方法的选择[J].金属矿山，2012（11）：49-51.

[2]王文丽，王春.雷家寨铜多金属矿采矿方法选择探讨[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：29-32.

[3]刘松伟，杨育峰，吴俊俊.谦比西铜矿下向嗣后空场法的应用[J].现代矿业，2013（6）：69-70.

[4]张国，邱景平，宋守志.张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策[J].东北大学学报（自然科学版），2006，27（4）：454-457.

[5]石富文，李明，罗先伟，等.组合式崩落法在铜坑矿92#矿体中的应用研究[J].金属矿山，2014（8）：33-36.

[6]丁明福，周王贞.无底柱分段崩落法在羊耳山铁铜矿的应用[J].有色金属（矿山部分），2015，67（5）：14-16.

[7]周冬冬，高谦，余伟健，等.司家营铁矿阶段充填法开采流固耦合数值模拟[J].矿业研究与开发，2010，30（2）：19-22.

[8]胡道喜.上向进路与上向分层充填法在李官集铁矿的应用[J].金属矿山，2011（4）：21-23.

[9]纂晓磊，宋肖杰.中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：21-23.

[10]唐礼忠，王春，程露萍，等.一维静载及循环冲击共同作用下矽卡岩力学特性试验研究[J].中南大学学报：自然科学版，2015，46（10）：3898-3908.

篇(3)

【关键词】 金属矿山 采矿技术 进展 趋势

1 我国金属矿山采矿技术的现状

1.1 露天开采

（1）分期开采。对于分期开采，一般是针对金属储量较大，并且开采年限较长的矿山。由于分期开采的初期剥采比较小，所以初期投入的成本较少，从而提高了整体的经济效益。同时，分期开采还能减小开采过程中的分先风险，从而让开采活动的效益得到保障。目前分期开采在国际上的应用较为广泛，近年来在我国也取得了一定的发展。

（2）陡坡开采。从陡坡开采理论在上世纪六十年代被提出后，我国在随后的时间里对其进行了深入研究，并通过实际操作对其进行不断改进，并取得了较好的成果。陡坡开采因其初期的剥离量比较小，基建工程的量也相对较小，所以建设周期短，能够快速投入实际开采活动。

（3）高台阶开采。高台阶开采在国外的应用较为广泛，而我国在这方面的研究起步较晚。目前，我国的高台阶开采阶的高度一般在15m以下，但随着我国采矿设备的快速发展，露天矿大型设备的出现将能使我国成功运用大台阶开采，从而提升露天矿的开采效率。

1.2 地下开采

（1）空场采矿法。空场采矿法应用的基础是矿石和围岩的稳固性较高，所以这种方法在黄金矿山和有色金属矿山的开采中有较为广泛的应用。空场采矿法的生产成本很低并且生产效率高，同时其生产的能力很大且基建工程的施工周期较短，所以对于金属矿山的开采而言极为有利。目前，常常会对一些围岩不稳固的矿山进行加固处理，然后应用空场采矿法，但由于条件有限，在深部开采的应用上空场采矿法受到限制。

（2）崩落采矿法。在我国的地下采矿中，崩落采矿法的应用十分广泛，而其中分段崩落法是最常使用的方法。自从我国开始应用崩落采矿法后，迅速将其运用到了地下金属矿山的开采中。目前，我国的崩落采矿法主要以无底柱分段崩落法的使用最为广泛。而随着我国的科技发展，无底柱分段崩落法的应用将受到更多的重视，从而得到更广泛的推广。

（3）充填采矿法。将充填工序作为回采工序的一环是充填法的主要特征，充填体主要是用于控制采场地压并为围岩提供支撑力，从而达到对采后空区围岩的破坏和移动的延缓或是阻止。我国应用充填法的时间已经有很久，经历了由干式充填到水利充填，由分级尾砂、全尾砂、高水固化胶结充填到膏体泵送胶结充填的发展。由于我国的矿山数量众多且种类繁杂，所以充填工艺与技术的实际应用有很多类型。

（4）露天转地下采矿法。露天转地下采矿法有别于传统的露天采矿和地下采矿，其是结合矿山的实际，对其进行地下与露天的联合采矿。近年来，国内外对于露天转地下采矿方法的研究较为广泛，并取得了较好的成果。目前，我国的矿山开采中存在着多种采矿方法并存的现象，露天转地下的采矿方法应用范围在不断扩展。

1.3 我国金属矿山开采中存在的问题

（1）我国的矿产资源缺口严重。我国的矿产资源总量丰富，但是在金属矿山的开采中，主要是一些贫矿，富矿的数量极少并且缺少大规模的金属矿山。同时，贫矿的开采经济效益较低，所以采矿企业会在实际的矿山开采过程中舍弃一些贫矿而只对富矿进行开采，导致矿产资源被浪费。

（2）采矿技术的发展存在不均衡的现象。由于我国幅员辽阔，不仅影响经济的局部发展，采矿业的发展也受到严重的影响。在一些经济较为发达的地区，采矿技术已经与国际水平接轨，采矿作用的专业水平很高。但在一些经济较为落后的地区，采矿行业中使用的还是一些落后的陈旧技术，设备很久才更换一次，刀子采矿的效率与社会发展的速度存在很大差异。

（3）资源利用率较低。对于有色矿山而言，其中一般会包含多种金属，所以需要对矿石进行多次处理，从而将矿石中的金属元素尽量提炼出来，提高矿石的利用率。但由于我国的综合回收技术处在较为落后的水平，对含有多种金属的矿石处理存在困难，所以矿石的利用率一直很低，导致其中的很多金属被浪费。

（4）地下开采破坏环境。地下的矿山开采是我国的主要金属采矿形式，为我国的金属矿山开采贡献了重要的力量。但是由于地下开采工作的大规模进行，经常会出现地面塌陷的情况，而普通的地下开采会对地下水造成影响，从而破坏地表的植被，导致矿山所在地的自然环境被严重破坏。

2 我国金属矿山采矿技术的发展方向

2.1 精细开采

随着金属矿山采矿技术的不断发展，专业技术分化将会越来越细致，从而让金属矿山采矿技术出现很多细小的分支。而随着社会的不断发展，人们对工作的精细划分更有助于将工作落到实处，所以相关研究人员提出了对金属矿山的精细开采。具体的操作就是对采矿、运输和矿区维护就行精细的分工，从而减少采矿工作对环境破坏，实现环境维护工作量不断减少的目的，并同时提高采矿工作的效率。这样既能减少对环境的破坏，还能有效提升矿山开采的经济效益。

2.2 大规模采矿技术

对于大规模采矿技术而言，大直径深孔崩矿技术是其核心。其中阶段崩落法、VCR法、分段空场法和分段崩落法等都属于大规模开采方法。近年来我国对崩落采矿技术的应用较为成熟，达到了较高的技术水准，并通过不断的改进使金属矿山的开采效率得到有效提升，并让生产成本得到较好的控制。而随着我国金属矿山开采技术的不断发展，以及各种先进开采工具的引进，大规模采矿技术将会得到更好的发展。

2.3 难采矿床采矿技术

随着露天金属矿山的不断减少，我国的金属矿山开采将会呈现出开采难度逐渐上升的情况。对于难采矿床而言，主要是因为地温地压随着采矿逐步深入而不断增加，对于一些高应力矿区，采场突变失稳风险增高，导致开采工作难度上升。充填法的应用可以缓解难采矿体的开采难度，主要是充填法可以保持矿场的稳定，从而确保施工的顺利进行，减少采矿作业中的潜在危险。同时，充填法还能减少采矿成本，提高采矿效率，让难采矿床的采矿作业有跟高的经济收益。

2.4 低品位矿床开采技术

低品位矿床主要是一些矿石储量较少，并且矿石的开采难度较大，导致矿床的经济效益极低。对于这种矿床，主要是使用溶浸采矿技术直接将金属从地下提取出来，从而减少工序以达到节约成本的目的。

2.5 无人化采矿技术

无人化采矿技术正在不断研发的过程中，其主要是利用智能机械设备取代采场的工作人员，从而减少采矿的成本，并提高采矿的安全性。随着科学技术的不断发展，能够取代采矿作业人员的设备将会被研发，矿场的生产效率将会得到提升，并且不会因为作业操作不当而出现人员伤亡的情况。

3 结语

我国金属矿山采矿技术在短短的几十年内取得了突飞猛进的发展，但根据我国的实际情况，目前的采矿技术尚不能完全满足我国的采矿需要。而由于我国的地区经济发展存在差异，所以金属矿山采矿技术的整体发展并不均衡，这也是亟需解决的问题。

参考文献：

[1]赵文斌，阎南，蔡增祥.浅论我国金属矿山采矿技术现状与发展趋势[J].有色金属设计，2011，03：1-5.

篇(4)

【关键词】矿山开采技术展望

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

现阶段我国部分矿山采掘设备实现了大型化、自动化和智能化, 采矿工艺实现连续或半连续化, 矿山生产与管理广泛应用了计算机技术。今后随着科学技术的突飞猛进, 采矿技术将向设备更加完善可靠, 生产率不断提高, 采矿系统不断完善, 生产更加安全, 矿产资源开采更加注重生态环境和谐的方向发展。

一、我国矿山开采技术

1、充填采矿法

我国先后采用干式充填、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等工艺与技术。最近, 我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺, 具有代表性的是: 高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、粗粒级水砂充填新工艺、膏体泵送充填工艺与技术等。

充填采矿法发展的特点是各工序实现机械化和设备大型化, 主要表现在落矿、支护和出矿等方面。胶结充填技术从分级尾砂胶结充填、全尾砂高浓度胶结充填发展到不脱水、不浓缩的全尾砂胶结充填。在回采工艺上, 从提高分层(分段) 高度发展到大孔落矿, 阶段全高回采嗣后充填; 改进采场结构参数,实现盘区机械化开采。充填系统实现了微机控制的半自动化、自动化。国内充填采矿法的发展, 除某些设备仪表外, 与国外水平相近。有色矿山的发展水平基本上以凡口铅锌矿和金川二矿的盘区机械化胶结充填采矿法为代表, 黄金矿山以三山岛、新城金矿技术较为先进。凡口铅锌矿采用脉外斜坡道, 高中段高分层, 脉外集中溜井, 无轨化采矿, 管道自溜输送尾砂胶结, 盘区生产能力达400~ 500 t/d, 采矿工效31 t/工班, 高浓度全尾砂活化搅拌自流输送胶结充填工艺在该矿应用比较成功,尾砂利用率达95%以上, 充填浓度达72% ~ 75%。金川二矿采取进路间隔连续回采, 采用引进的全液压双臂凿岩台车和6 m3铲运机及锚杆台车, 应用控制爆破和细砂接顶技术, 盘区生产能力最高达1039 t/d; 采用了从国外引进的全尾砂膏体充填工艺, 用等量比例的- 25 mm 戈壁碎石集料和全尾砂及水泥制备成质量浓度为81% ~ 83%, 坍落度为10 ~ 20 mm 的膏体, 最后经双缸全液压PM 泵输送至井下采场。三山岛金矿实现斜坡道开拓无轨开采, 使用M) 14、P) 17单、双臂凿岩台车, ST) 31 /2、ST) 2D铲运机, 锚杆台车, TW) 5HD破碎机, 11. 79 t坑内卡车, 最近引进BBC 公司最新型的35 t电动架线式卡车; 采用点柱式机械化上向水平分层充填采矿法, 采场生产能力达300 t/d。新城金矿生产规模1250 t /d, 竖井) ) ) 斜坡道开拓, 设备实现无轨化, 液压台车、锚杆台车、铲运机、碎石机、11. 79 t自卸卡车、35 t电动架线式卡车均被采用。

2、空场采矿法

1980年, VCR法首先在我国凡口铅锌矿试验成功。随后,这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、狮子山铜矿和金厂峪金矿等矿山得到推广应用。1980~ 1985年间, 在凡口铅锌矿又试验成功了阶段深孔台阶崩落采矿法。该采矿方法将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下开采中, 即在采场的局部面积上, 先形成切割槽, 然后以这一切割槽为自由面和补偿空间, 采用大直径深孔装药进行全阶段或台阶状崩矿, 崩落的矿石由采场下部的出矿系统运出。

地下金属矿山连续开采主要包括矿房的连续回采、矿体的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。我国从“六五”至“九五”期间, 连续开采技术始终被列为国家重点科技攻关项目, 投入了大量的人力、物力和财力进行理论研究和科学试验, 并在狮子山铜矿、凤凰山铜矿、安庆铜矿地下金属矿山连续开采技术的研究中取得了一些成果。

崩落采矿法包括无底柱分段崩落法和自然崩落法。

我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是增大进路间距。增大进路间距将大幅度地减少采掘工程量。增大进路间距具有较强的可操作性, 易于推广应用, 目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术, 并取得了较好的效果。低贫化放矿或无贫化放矿是指在放矿过程中当矿岩界面正常到达出矿口时便停止放出, 以保持矿石界面的完整性, 最大程度地减少矿岩的混杂性。低贫化放矿首先在镜铁山铁矿试验和应用成功。该技术具有简单、灵活、易于操作和无需对原采矿方法作重大改革等优点, 且可降低贫化、减少岩石混入, 经济效益巨大, 因此, 应用前景广阔。目前, 低贫化放矿在程潮、桃冲、弓长岭等矿山得到了应用。

自然崩落法, 具有生产能力大、采矿成本低的优点, 特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉低后, 破坏矿块内的应力平衡, 引起应力重新分布, 形成新的自然平衡拱, 拱内矿石因受重力作用而周期性冒落。铜矿峪矿自1989年至2002年在810~ 93m应用该法, 累计采出矿量2450. 48万t。

至于采矿装备方面, 近些年来, 我国金属矿山向无轨化、大型化、液压化和自动化方向迈进, 有了较大的进展, 先后研制成多种规格的铲运机、液压钻车、地下牙轮钻机、各种凿岩台车和胶轮辅助车辆等。

二、矿山开采技术展望

1、金属矿山尾砂综合利用技术

目前, 矿产资源开采过程中和开采后, 都存在一系列的环境破坏问题, 如选矿尾砂的排放对地表的污染、由于地下空区的存在而造成的地表塌陷和位移以及对开采中的矿山带来地压危害。如果采用全尾砂充填技术将尾砂充填回采空区, 可达到既废物利用, 又治理环境的双重目的。目前, 我国地下矿山中, 空场采矿法占54%, 充填采矿法占15% 左右, 若在采用空场采矿法和嗣后充填的矿山中采用低成本的全尾砂充填技术, 将可能解决排放尾砂造成的地表环境污染和空场采矿法开采所固有的地压问题,同时还可节省建造尾矿库所需的巨额投资。

2、高强度、低贫化损失采矿工艺

采矿工艺将围绕提高采矿生产能力这个主目标, 重点研究改进充填采矿法中的深孔阶段充填采矿法、分段充填采矿法, 空场采矿法中的大直径深孔阶段矿房采矿法, 崩落采矿法中的阶段自然崩落采矿法与强制崩落采矿法, 使之成为高效率、低成本、低贫化损失的采矿方法。

3、大型、高效无轨矿山设备的研制与应用

研制高效率大孔穿爆设备, 中深孔全液压凿岩机具, 井巷钻进机械, 以及铲运机为主体的装运设备, 振动出矿和连续采矿及与之配套的辅助机械等系列设备, 尽可能实现矿山开采无轨化、高效化和半自动化、自动化。大型矿山将采用全盘机械化、高效率的大型设备, 并实现遥控及自动化。

4、难采矿床开采技术

近期将加强复杂地质条件和难采矿床开采技术研究。如深井开采, 矿岩松软矿床开采, 老矿山二次资源回采, 高硫高温自然发火和大涌水量矿床开采等。

总之，21世纪也是一个充满挑战和想象力的世纪。随着时间的推移, 现有的各种类型的采矿方法都有可能遭遇面目全非的变革, 无人矿山、海底采矿、太空采矿等等都将成为现实。采矿业将以一个与更需要我们想象力才能描绘的形象伴随人类的文明而向前发展。

参考文献：

[1] 郭滕飞,宋丙剑.金属矿山地下开采方法选择及其影响因素探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2010(23)

[2] 夏同庆.原地地下浸出采矿方法及其在铀矿地质部门的应用前景[J]. 世界核地质科学. 1992(03)

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关键词:我国铁矿采矿技术 现状 发展

1、露天矿深部开采联合运输系统完善与创新

要提高露天矿开采和设备全系统的作业效率,要掌握设备保持良好状态的关健技术,对设备进行实时状态监测,严格实施维修保养计划。

2、矿山现代化信息系统

要扩大信息系统范围,除调度系统外,还包括矿山地质可视化系统;资源储量估算与经济评价系统;矿床开采智能优化与快速评价系统;生产调度指挥与控制技术;生产调度优化系统开发;安全预警与灾害控制技术研究等。实现金属矿山基础信息采集、传输、存储和表述的数字化;地质测量过程可视化、数字化;开采设计、生产计划编制的数字化和生产经营参数的最优化;生产调度指挥的数字化、三维虚拟现实可视化。

3、露天开采向地下开采过渡技术

露天地下联合开采合理范围确定;露天地下联合开采工艺的确定;露天地下联合开采采场稳定性研究,露天地下联合开采的岩体破坏模式,开发一系列适用于露天地下联合开采稳定性分析的软件系统和采场应力/应变和微震监测系统。建立一套露天地下联和开采的技术体系,使采矿成本降低5%～10%,投资降低20%。

4、坑内矿现代化高强度开采工艺技术与装备

以司家营南区铁矿为代表研发创造超级采场下诱导冒落崩落等现化高强度坑内开采新工艺,实现地下矿年产1000万t/a以上,接近国际大型坑内矿第一位的瑞典基律纳铁矿生产水平（1800万～2300万t/a）。要推出属于自己的新一代井下采掘设备,要配套完整,能体现高质量、高性能和高科技的特点,在国际上能享有盛誉,具有国际核心竞争力。

5、复杂难采矿床坑内开采技术

5.1 深井开采技术

以本溪大台沟铁矿为代表,采深1200～2000m深部高温、高压、高应力（三高）条件下矿床开采致灾机理研究;深部矿床致灾监测传感器网络集成技术研究;深部矿床开采灾害可视化分析模型与预警技术研究;深部矿床开采灾害大规模并行可视化分析模型与预测技术研究;深部矿床开采移动目标跟踪、定位与紧急撤退系统研究,提高矿山经济效益,保证实现安全、高效的开采。

5.2 有地表保护目标的坑内开采

研究“三下”开采（河流下、铁路下和建筑物下）的关健技术,开展地质力学、岩石力学、开采工艺、监测技术和工程治理等多方面学科为基础的综合性研究工作,开展岩层移动和地表变形的综合研究和构造应力条件下地表移动规律研究,同时进行监测方法和网络以及若干技术措施研究。

5.3 具有水害危险的矿床开采

研究防治水患的办法,堵水建筑防渗层,在含水带与采区之间,构建隔水构筑物或注浆封堵或采用帷幕。疏干:掌握岩石渗透性、涌水量和可能的地下水位下降强度,采用矿体疏干工艺。大水矿床开采面临诸多领域,诸多学科,没有统一模式,要因地制宜,不同矿山,不同条件,区别对待,研究有效的防水方法。

6、贫铁矿床充填法采矿关键技术研究

通过采动围岩损伤演化机理与岩体渗流规律预测、阶段嗣后充填法开采灾变失稳预测与控制、低成本新型胶结材料研发与高浓度料浆自流输送等关键技术攻关,解决大型铁矿床规模化采矿的阶段嗣后充填法采矿的充填法采矿岩移规律与地质灾害监测及防控等问题。同时、高浓度胶结充填材料和自流充填工艺与技术,降低充填成本,提高采矿效益;建立废石不出坑、尾砂不人库、废水不外流的绿色矿山。既开发利用贫铁矿资源,又实现难采资源的安全、环保和高效的开发和利用。

7、金属矿山大规模、高效、智能化开采关键设备研究

通过高效率电传动地下运输车、地下大型低污染铲运机、井下设备智能化操控系统、高效多功能锚杆钻装车、高效深孔凿岩设备、地下矿山安全环保型炸药及地下中深孔乳化炸药装药车工艺设备的研制,生产具备新型驱动技术且载重吨位35～40t的井下自卸车样车,可提高爬坡能力10%;运输效率提高10%～15%。

8、采矿节能降耗关键技术研究与示范

通过基于爆破能量消耗的爆破块度预测与控制、多形式运输系统联合开拓节能、基于按需通风、动态适应调节的通风系统节能、矿山系统能耗优化综合控制等关键技术攻关,形成冶金矿山采矿主体工序能量合理分布优化技术、矿山设备能耗高效利用技术,力争降低采矿工序能耗10%～15%。

9、矿山生态环境保护及恢复

矿区破坏土地合理利用技术模式研究与工程示范;露天闭坑采场建尾矿库的关键技术研究;矿山酸性废水处理及资源化关键技术与装备的研究;排土场重金属污染土壤生物修复技术研究及示范;排土场重金属迁移控制技术与封隔拦挡新材料研究。

10、金属矿山地质灾害控制技术

露天矿边坡的滑坡控制技术、排土场滑坡及泥石流防治技术、矿山地质灾害控制技术。防治地质灾害是一项长期任务,虽然积累了一些防治经验,但有一定的局限性和时效性,还应从理论到实践广泛开展此项有效的防治技术措施。

11、海洋采矿

国际上海洋采矿主要有连续链斗（CLB）采矿方法、海底遥控车采矿方法和流体提升采矿方法,都处于试验阶段,中国开展此项研究晚了一点,借鉴国外经验,拟采用“集矿机一泵提升”的流体提升方式采矿方法,要开展基础研究与试验,要建立大洋采矿试验室,制订海上中间试验方案。海底采矿研究要与经济目标紧密相联。

12、智能化矿山相关技术研究

智能矿山是矿山企业信息化的发展方向,也是矿山企业信息化的最高阶段。智能矿山建设是一项复杂的系统工程,涉及到现代信息技术、自动控制技术、可视化技术、虚拟现实技术和采矿科学、地质科学等学科。

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关键词：露天矿；采矿方法设计；三维可视化；采剥计划编制

中图分类号：F40 文献标识码：A

云南思茅山水铜业有限公司是由玉溪矿业有限公司、（香港）励晶金属有限公司、云南鼎泰投资有限公司和云南易门经一工贸有限责任公司共同投资重组的一家中外合资公司，目前拥有大平掌铜矿采矿权和大平掌铜多金属普查、大凹子铜多金属普查、景谷中合铜多金属普查三个探矿权，是集探、采、选为一体，以铜、锌为主的矿产资源开发企业。

2006年以前，大平掌铜矿的采矿设计采用传统的手工制图和借助于CAD等作图软件形成施工图形，这些图形大多局限于二维平面图形，图形不够直观，信息表达不够充分，工程量大，需要的专业人数多，而且往往只有少数专业采矿人员才能够快速清晰地理解。2009年2月份，玉溪矿业公司全面接管云南思茅山水铜业有限公司大平掌铜矿的生产经营权以后，玉溪矿业公司矿山研究院引入MicroMine三维矿业软件对大平掌铜多金属矿床进行管理和开采。

MicroMine采用真三维采矿方法设计，生成三维采矿单体实体模型。在三维采矿单体模型的基础之上，透过矿块表面直接观察内部采剥工程布置方式和顺序，进行任意剖面图的剖切，观察内部构造、局部信息，并自动生成用于生产的二维剖面图，这种三维可视化方法的实现可以给设计人员提供大量、精确、直观的图形数据，从而降低设计人员的劳动强度，提高设计人员的工作效率。MicroMine可在三维实体模型的基础上计算出采剥工程量、采剥比、矿石量、损失和贫化率、炸药及爆破器材消耗量等一系列参数，这些资料为后期采剥计划的编制和生产过程控制提供了可靠的依据。

利用Micromine三维矿业软件对大平掌铜矿管理规范及流程具体分测、地、采三个部分，第一部分矿山工程测量数据采集、数据处理，第二部分矿山地质模型的更新，第三部分露天矿山采矿设计。

1工程概况

大平掌铜矿是一座以铜为主，并伴生锌、金、银，铁等多种金属元素的中大型露采矿山。采区出露地层主要为上泥盆统-下石炭统大凹子组（DCd）的第一段（DCd1）顶部和第二段（DCd2）。大凹子组第一段顶部为块状硫化物及放射虫硅质岩、硅质凝灰岩，是矿区v1矿体的产出层位，其下部被次火山岩流纹斑岩侵入，矿区V2矿体即产于流纹斑岩。大凹子组第二段出露于矿区中部，岩性为灰绿色英安岩。矿区总体为一北西走向的背斜构造，由于受断裂、斜长花岗斑岩及流纹斑岩侵入破坏，背斜形态不完整。采区出露断层较多，但多为小断层，对矿体影响不大。只有2-12线之间发育较好的纵段断层和4-6线处发育横断层对V1矿体有一定影响，但错距都不大只有20米。大平掌铜多金属矿产于大凹子组凝灰岩和流纹岩中，矿区圈出两个矿体，两者的地质特征有明显差异。V1矿体由块状硫化物矿石组成，呈不规则的透镜状或构造块体，分布在V2矿体及流纹岩之上，与下伏V2矿体不完全重叠，与顶板英安岩之间常见凝灰岩，接触面呈波状。V2矿体由细脉状和浸染状矿石组成，产于流纹斑岩顶部流纹岩中，连续分布，中部厚边部薄，饼状透镜状。两个矿体分布于19至20勘探线间，走向北西，向北东波状缓倾斜，倾角10°-25°，局部大于35°。矿体总体长2000米，宽100-670米，埋深从地表到280米标高，矿体厚度2-50米。V1矿体主要由7个矿体构成，V2矿体主要由4个矿体构成。本研究中采矿设计的单于0-10线1095m标高以上的矿体。

2三维可视化采矿模型建立

2.1数据收集及准备工作

2.1.1数据收集

设计前，主要应收集的资料有测量人员审定后提供最新的采场现状图；地质人员审定后提供的0-10线范围1095m以上各标高矿置及V1、V2矿体的矿量与品位。

2.1.2准备工作

设计资料的准备工作是一个十分重要的过程，它是进行采矿单体设计的基础，包括建立采剥工程实体模型和需要计算储量部分的块段模型，另外还要根据矿体的形态和围岩的性质确定出采矿方法和各个技术参数。根据矿体的实际情况，本设计范围内采用的采矿方法及开采方式为露天台阶式采矿。

2.2地表模型的更新

地表模型是建立三维地质实体模型的重要组成部分，建立好地表模型，可以在宏观上对矿区所在位置在宏观上有个完整的认识。

大平掌铜矿的地表模型一般每个月更新一次。根据测量人员提供的测量数据，在AutoCAD中连成地形线，然后导人Micromine软件中进行高程赋值，把与上一个月地表重复的部分替代，再用创建DTM指令生成最新的数字地表模型（如图1）。地表模型一般由若干地形线和散点生成，在Micromine中，系统根据每个点的坐标值，将所有点（线亦由散点组成）联成若干相邻的三角面，然后形成一个随着地面起伏变化的单层模型。

图1更新后的地表模型

2.3矿块模型的更新

创建一个线框，把所有矿体包含于其中，用更新后的地质模型与新创建的线框进行布尔运算（表面下的实体），再通过线框赋值即可得到新的矿块模型（如图2）。

图2更新后的矿块模型

2.4露天坑模型的建立

根据玉溪矿业矿山研究院提供的《大平掌矿露天开采境界优化及露天开采设计》及矿体地质特征和开采的经济技术条件确定本设计中主要设计参数为：（1）工作台阶高度10m；（2）工作平台宽度12.5m；（3）安全清扫平台宽度30m；（4）运输线路宽度为15m，坡度为8%；（5）运输公路的最小转弯半径为15m；（6）台阶坡面角75°。依据思茅山水铜业有限公司当期的生产经营目标，结合生产作业设备的实际情况，确定当期生产露天坑的最小底宽，按照上述的参数设置，然后在三维图形环境下生成露天坑模型（如图3）。

图3露天坑模型

露天坑模型建立以后，通过布尔运算（表面上的实体）再用线框赋值即可得到露天坑内当期计划开采的矿体。

2.5爆破设计

采矿设计中，爆破设计是十分重要的组成部分，三维可视化设计可以为爆破施工提供最直接的设计图纸和技术文件，露天矿爆破设计主要分为矿岩爆破设计和围岩爆破设计。钻孔主要分浅孔、中深孔和深孔3类。爆破设计中需要的炮孔设计参数包括钻机类型和爆破范围、作业高度，最小孔底距，炸药种类、装药方法，装药密度、炮孔间距和排距等，炮孔的布置形式主要有矩形布孔和菱形布孔2大类型。大平掌矿山主要布孔方式为菱形布孔。

根据矿山以往的经验和矿体地质特征确定各爆破参数后，在Micromine三维软件露天爆破设计中对各台阶进行布孔，计算装药量。

2.6设计结果输出

设计结果包括各台阶围岩量、矿石量、各种金属的品位、剥采比、矿石的损失贫化、炸药和爆破器材的消耗量等（如表1、表2）。

2.7采剥计划的编制

编制露天矿采剥计划是当前采矿工程中不可或缺的环节。以Micromine三维矿业软件为平台，依据原始地质资料建立矿山的矿体、地表模型，结合该矿当前生产的实际数据，进行露采坑设计，并在此基础上系统能够对采剥顺序计划自动优化，同时在技术人员的参与下手工编制采剥计划，运用三维可视化技术可得到较满意的露天境界壳，并且有效的指导露天矿山分期开采或中长期采剥计划的编制，为采剥生产计划优化工作提供了切实可行的新途径，提高了矿山生产效率，达到迅速开展工作的目的。

Micromine三维矿业软件，可以从时间上再现露天矿的过去、现在与将来。生产的过程是不断改变三维实体现状模型图的过程，如果把每次采剥作业的实体台账进行保留，就可以查看过去任意时刻的采场状态，同样也可以将编好的计划运用到模型中，三维表现每年的采出量及采出后的模型状态。在计算方面不再采用各种几何公式，而是依赖实体的布尔运算，从而更精确和更方便。

大平掌铜矿现所有的采剥作业都在山坡进行，因此快速准确的验收计算成为首要的问题，引进Micromine以后，在实体模型的基础上通过各种布尔运算，使验收计量变得非常方便和准确，同时更直观的反应了采剥状态，为生产作业计划提供了有利的保证。Micromine带来了测量验收与采剥计划作业形式的变化，所有计算结果都是三维状态下的三维实体，无论是速度和效果，都是原有基础上一次质的飞跃。比如在模型图上编制十二五采剥计划，可以直观反映五年后的采场规划图和真实再现每年的变化效果，结果非常直观。

2.8剖面查看及图纸输出

建立在真三维模型基础之上的采矿设计内部工程任意方位察看，与传统设计相比更加直观化、形象化、真实化，对从本质上了解各个采剥工程的空间结构、采准顺序，起到了不可替代的作用。根据真三维矿块及内部实体工程模型，截取任意位置、方向、比例的平面图和剖面图，与传统图纸进行成功转化，形成平面图，在此基础上进行施工指导、生产进度计划编制，为矿山的可行性研究和初步设计提供工具和优化方案的选择，同时为矿山的生产调度及其控制提供空间定位和基础模型，并最终服务于整个生产过程。

3Micromine露天境界优化功能

确定最优露天开采境界是露天矿设计的一个重要步骤，它的目标是实现矿山生产利润最大化。传统的人工境界优化方法是通过逐渐增大境界尺寸来计算平均剥采比和境界剥采比，当境界剥采比等于经济合理剥采比且平均剥采比小于经济合理剥采比时，即认为该境界为最优境界。可以看出，这种方法确定一个境界需要耗费大量的人力和时间，而且很难找到真正意义上的最优境界。同时，最终境界的设计往往是在矿山投产前完成，而最终境界的形成是在矿山开采十几年或几十年后，并且由于技术进步和市场行情、矿山生产成本和产品销售价格影响，矿山的开采寿命也相应地发生很大的变化，因此必须每隔几年应用当时的经济技术参数对最终境界进行重新优化。随着科学的发展和技术的进步，国内外大中型露天矿已将边坡与开采境界的优化方法由过去的传统手工方法变为借助计算机的动态优化方法，实现了三维可视化矿床模拟技术和露天境界优化方法的结合，使这一问题得到了很好的解决。

大平掌铜矿露天境界优化是委托玉溪矿业公司矿山研究院进行设计的，在当期的生产过程中还没对原有境界进行再优化。故本次工程实例只着重介绍了Micromine的露天开采设计及编制进度计划功能。对于它的露天境界优化功能及品味控制功能不再详细介绍。

Micromine三维矿业软件系统以其先进的三维可视化技术建立大平掌铜矿露天矿山工程的三维可视化模型，另外还提供储量计算、品位估值等功能，大平掌铜矿安排生产计划、实时调度监控等工作提供了一个新的技术支持。新技术的广泛应用，不仅可提高矿山管理者、设计者的能力，而且还可节约资源，加速产业在国际市场的竞争力，促进国内矿山产业更好与国际接轨。

Micromine三维矿业软件在大平掌铜矿的运用，是大平掌铜矿走向“数字化矿山”标志。采矿设计三维实体模型是“数字矿山”的基础，也是它的核心内容之一。三维开采设计可视化对大平掌矿山的计划编制和生产具有非常巨大的意义，同时。三维采矿设计建摸技术可以使矿山的管理、技术人员和工人能够对采用的采矿方法、采矿过程等获得更加深入的认识和理解，并便于预先发现问题、制措施。同时，Micromine三维矿业软件的引入，为大平掌铜矿实现数字化建设的目标奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]章林，李家泉，代碧波，等.三维实体建摸技术在露天矿设计中的应用[J].中国矿业，2008（17）：163—164.

[2]龚元祥，王李管，贾明涛，等.金川矿区复杂地质体三维可视化[Z].

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关键词：新城；金矿；回采；研究；应用

中图分类号： P618.51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

山东黄金矿业股份有限公司新城金矿我国大型黄金矿山之一，位于山东省莱州市金城镇境内，是一座有着30多年发展历史，现有采、选、冶综合生产能力5100t/d以上，年产黄金10万余两的大型黄金矿山。

自建矿以来，新城金矿为适应生产发展，历经了三次大的改扩建工程建设，形成了目前以主斜坡道、主竖井―辅助斜坡道、主斜坡道的多种开拓方式共存，机械化盘区充填采矿法为主要采矿方法的现代化矿山。

纵观国内外高品位残矿开采方法，充填采矿法因回收率高，顶板暴露面积小，安全性好而成为残矿开采的首选采矿方法[1，2]。充填体内残矿的开采是软破复杂环境下矿体的复采。由于残矿周围充填体强度不同、残矿本身的留设空间位置与大小不同、残矿在母体开采时作用的不同，使残矿开采的复杂程度与技术难度不能与正规矿体的开采相提并论。因此，其开采方法与技术应该围绕在软破介质环境下的不规范矿体的开采上，国内外虽然没有相同的开采方法与经验，但煤矿、有色、化工等行业有相关方面的技术与经验可以借鉴。例如盾构法解决软破岩层下巷道的掘进问题、小断面进路法（上向、下）用于破碎矿体的开采、钢纤维喷射砼用于破碎顶板的支护等[3，4]。

总之，充填体中高品位残柱的开采，不仅是一种采矿方法的问题，更多地涉及到软破介质内的掘进与支护技术、软破介质的地压管理与顶板安全技术等，是一个危险隐患环境下安全开采的系统工程问题，必须对传统的充填采矿方法进行改革与技术创新，在安全开采前提下，实现充填体内高品位残矿的充分回采。

2 新城金矿残留矿壁回采技术研究

2.1新城金矿残留矿壁回采技术总体目标

（1）实现浅部中段高品位残矿充分安全回采，回收率达到85%以上。

（2）通过软破介质内巷道掘进相关技术研究，确保矿石、人员、材料的安全运输，解决采空区的充填问题。

（3）通过软破介质内残矿安全开采相关技术研究，确保残矿开采安全。

（4）完成采场施工设计。

2.2新城金矿残留矿壁回采技术研究方法

为确保新城金矿充填体内残柱安全高效回采，首先对残柱资源进行调查，对矿体的空间定位及其开采环境进行现场调研。采用数值模拟与理论力学模型对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立理论力学模型，应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载，采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析，得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数，进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析，得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度，以及不同跨度的进路顶板冒落规模，从而得到采场进路宽和高。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于新城金矿残柱的开采中，并对采场沿脉巷道进行位移监测，能确保试验采场安全生产。以此为依据，进行残矿开采方法选择与设计，确保高品位矿的高效低成本开采。对软破介质内采场的支护形式与支护方法进行研究，保证充填体内残矿开采安全高效。

2.3新城金矿残留矿壁回采技术路线

（1）残柱资源调查与空间定位

（2）残柱分布状况及其开采环境调研

（3）软破介质掘进及残矿开采相关技术调研

（4）软破介质内巷道掘进方法与支护方法研究

（5）残矿开采方法选择与设计

（6）充填体内采场回采工艺与技术研究

（7）软破介质内采场的支护形式与支护方法研究

（8）充填体内残矿开采安全技术研究

3 新城金矿残留矿壁回采技术应用效益

3.1经济效益

本项目研究的经济指标是残矿回收率≥85%，选冶综合回收率90%以上，预计经济效益2亿以上。具体计算公式如下：

该项目预计回采矿石量为12万t，平均品位10g/t，新增金金属量1200000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：1200000×85%×90%×260=23869万元；

新增利润：23868-1200000×90×10-4 =13068万元。

其中2014年回采矿石量为6万t，平均品位12g/t，新增金金属量720000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：720000×85%×90%×260=14320.8万元；

新增利润：14320.8-720000×90×10-4 =7840. 8万元。

2015年预计回采矿石量为6万t，平均品位8g/t，新增金金属量480000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：480000×85%×90%×260=9547.2万元；

新增利润：9547.2-480000×90×10-4 =5227.2万元。

3.2社会效益

当前，类似新城金矿的老矿山，均面临资源殆尽，井下环境复杂，开采难度大等一系列难题，残留矿壁回采技术研究为矿山的发展开辟一条新的途径。大大增加了矿山的产量，为矿山带来巨大经济效益的同时，解决了矿山的就业压力，提高职工收入，有利于社会的稳定。该项目的研究，保证了井下工人安全作业，保证安全生产。总之，该项目的研究，对于充分回收有用资源、提高矿山企业经济效益、保证经济持续发展均具有十分重要的意义。

残留矿壁回采技术研究及应用在国内外没有完全相同的开采方法与经验，属于新城金矿针对目前的矿山开采条件进行的突破性研究，该项目应用前景广阔，在山东黄金集团内的黄金矿山均具有借鉴与推广价值，可为集团创造上亿的利润。

同时，该项目的开展，将为国内乃至国际范围内类似生产工艺矿山的软破介质内矿石的回收利用创立参考，对矿物资源充分回收意义重大。

4 结论

残留矿壁回采技术研究及应用主要探讨充填体内巷道掘进与支护方法、充填体内残矿开采方法、充填体内地压管理与顶板控制方法、充填体内残矿的充填工艺与技术，以此实现软破介质内残矿的安全、经济与合理回收。通过实践表明，该项研究技术大大提高了新城金矿的回采率，企业的经济效益得到增长，具有很好的经济效益与社会效益，为类似矿山二次开采提供了技术支持。

参考文献

[1] 肖迪民，苏心德，张根深. 锡矿山南矿难采残矿回采实践 [J].采矿技术，2007（2）：1～25

[2] 赵明宣，于常先，张伟洲，等. 三山岛金矿上盘护顶矿回采技术研究及应用[J]. 中小企业管理与科技，2013（12）：2～35