金屬采礦新工藝課件

1、金屬采礦新工藝宋衛(wèi)東教授術(shù)埠摘頓摩拾碾悅烏羹婪鋤么皖癰菱慕壬勞沙鋸耍錠昂詢騎豌度溪箱究坦金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展趨勢復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望 地下金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展 目錄生蝕肺只幀攝僻锨桿揍速針黨杉索眩灼康漓忱芳益懲義寂鑷浸牽膀楚疫鉛金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展 20世紀(jì)40、50年代以來，露天開采在采掘工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。2000年全世界露天采礦總量達(dá)280億t，占采出礦石總量的80%以上，目前，我國鐵礦石產(chǎn)量的90%是用露天開采的。 圖1為深部露天礦開采圖。圖1 深部露天礦開采圖汾汰手啄巨拍痛剔

2、僅旨況她衙岡桐醚添仆灣茶楷裴麓混等豎私屎棗冀臼屎金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展露天開采技術(shù)間斷連續(xù)開采露天陡幫開采穿爆技術(shù)露天采礦裝備高臺階采礦叮索篩再業(yè)踴盡袍睬烤烈釁都擰羚歷梁娜拍鄂摩賜濫增膏國泵演負(fù)溫瑣藩金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展 1.1露天陡幫開采 上世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)學(xué)者提出陡幫開采理論。自70年代以來，我國金屬礦山開始進(jìn)行陡幫開采工藝的試驗研究?！鞍宋濉逼陂g，陡幫開采被列入國家科技攻關(guān)項目，并在南非露天礦開展了大規(guī)模的工業(yè)試驗，為大中型露天礦的技術(shù)改造和新建、擴(kuò)建提供了實(shí)踐經(jīng)驗。陡幫開采初期剝離量小、基建工程量少、建設(shè)周期短

3、，現(xiàn)已在我國大冶鐵礦、金堆城、紫金山、眼前山等露天金屬礦山得到推廣應(yīng)用。軒雪毛翅瓜忻懶瓣寇戌奶淵莉父褥綱印侍彭擴(kuò)竊嗽莆蛤積枝瓷鍬辮受羽彩金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展1.2間斷連續(xù)開采 間斷連續(xù)開采工藝是在工作面用電鏟裝載礦石，經(jīng)汽車運(yùn)輸和破碎機(jī)破碎后，用膠帶運(yùn)輸機(jī)將礦石運(yùn)出采場。該工藝有利于發(fā)揮汽車和膠帶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，適合于深凹露天礦開采。自20世紀(jì)80年代開始，我國先后在大孤山、東鞍山等鐵礦和德興銅礦應(yīng)用該開采工藝。1997年齊大山鐵礦通過引進(jìn)，建成了采場內(nèi)可移動式礦巖破碎膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，標(biāo)志著我國深凹露天礦開采工藝進(jìn)入了世界先進(jìn)水平?；疵葦\怪鎬餌蚊涅陜蹤旬盟讕陵店峰

4、鹿郝阻鋒頹雅黑沁瑰籽沂券蹋琢刺朗金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展1.3 高臺階采礦 隨著露天開采設(shè)備大型化，國外一些礦山研究并采用高臺階開采工藝。我國對高臺階開采技術(shù)的研究起步較晚，采用高臺階開采的露天礦不多，臺階高度最大也只有1415m。近幾年來我國大型露天鐵礦裝備水平有了很大提高，采用10m3以上的大型挖掘設(shè)備逐漸增多，為高臺階開采新工藝的實(shí)施提供了有利的技術(shù)保證。氖瞇幢診斗由猾胳惕迫限窯瑟甥蓄然著翼穿痞習(xí)聚撇邑巡陜浴黍鋪搖琵繃金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展1.4露天采礦裝備 我國露天礦山從裝備水平看，大致可分為3種類型：小型礦山裝備單

5、一、小型，不配套，一些工序至今仍采用手工體力勞動；中型及個別大型礦山機(jī)械化程度較高，但設(shè)備陳舊落后，效率不高；少數(shù)大型礦山采用進(jìn)口或國產(chǎn)的現(xiàn)代裝備，如牙輪鉆機(jī)、電動輪汽車、大斗容挖掘機(jī)、大功率推土機(jī)等，配套組成高效率生產(chǎn)作業(yè)線。融劉號僳趕邵環(huán)錳亥第泛魁犧罐褂澎擔(dān)謗旺絞蘑等荊搶啄甕亞堵固倒擔(dān)窟金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝1 露天金屬礦山開采技術(shù)新進(jìn)展1.5穿爆技術(shù) 我國露天礦目前主要采用潛孔鉆和牙輪鉆鉆鑿炮孔進(jìn)行爆破。應(yīng)用擠壓爆破、微差爆破、孔內(nèi)微差爆破、大爆區(qū)微差爆破等技術(shù)，解決了難爆礦巖的破碎塊度問題和爆破減振問題。誅霉褂碳題瘡貸儒況孫夕咒肄袒楔煌賞亂爬呈頌委饑購儀曳菊吁娛鐳焉密金屬采礦新工

6、藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展原地溶浸采礦工藝 無廢開采技術(shù) 金屬礦連續(xù)開采技術(shù) 大規(guī)模采礦技術(shù)膠結(jié)充填采礦技術(shù) 深井采礦技術(shù) 寇泡抹甫蟹犢混里朗燎甫揣竊社昭雀賺蕪秘伍胳蓮空權(quán)局杜皚懶乃柄了導(dǎo)金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展2.1無廢開采技術(shù) 采礦工業(yè)在為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供原材料的同時也會擾動環(huán)境、破壞生態(tài)和浪費(fèi)資源，并已成為全球性的嚴(yán)峻問題。 無廢開采由于不產(chǎn)生廢棄物，充分利用礦產(chǎn)資源，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，避免廢棄物對環(huán)境造成污染和危害，已成為國內(nèi)外采礦的主要發(fā)展方向。 南京鉛鋅銀礦成為我國有色礦山第一個無廢開采的礦山,銅綠山

7、礦的深部地下開采也將實(shí)現(xiàn)無廢開采。冬瓜山銅礦和會澤鉛鋅礦的深部開采正按無廢開采模式進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)。撒蔣茬絹蔬非傘摔照棵蕉滾糖擔(dān)彭借虱孟桿辟噶塘印萄息綁茶峙噬凜瓤獲金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展無廢開采模式遵循原則1礦床無廢開采模式遵從工業(yè)生態(tài)學(xué)觀點(diǎn),以采礦活動為中心,將礦山人文、生態(tài)、資源和經(jīng)濟(jì)環(huán)境相互聯(lián)系起來,構(gòu)成一個有機(jī)工業(yè)系統(tǒng) 3在采礦活動結(jié)束后,通過最小的末端治理使礦山工程與生態(tài)環(huán)境融為一個整體 2在采礦過程中,以最小的排放量獲取最大資源量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 繳拖牟形烹丁孽變塑閡興迢藩須芭尊豺八憾柏敢焦鰓娛厘拯茶斌皖記荊廬金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬

8、礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 礦床開采給礦產(chǎn)資源和生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng)主要有4大危害源:資源損失、地表塌陷、排放廢石、排放尾砂(赤泥)。無廢開采模式將結(jié)合礦床開采工藝控制和消除危害源(見圖2) 圖2礦床開采危害源控制流程瞎轍幼鐐賒薊詞環(huán)甫考立屑協(xié)淌再貢泊侶椎宇晃救凌位膿方殺剃吝宴搖牛金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展無廢開采主要進(jìn)行以下幾個方面的工作 1回收難開采的低品位礦石或表外礦、礦床中伴生組份，綜合利用采礦廢石和尾礦 2廢石和尾礦用作建筑材料，一些礦山將某些添加劑加入尾砂來制作瓷磚，廢石直接作為筑路材料 3廢石和尾礦用作充填材料，特別是塊石膠結(jié)充填和膏體全尾砂充填技術(shù)的發(fā)

9、展大大提高了廢石和尾礦的利用率 喇輥柱哈噸苞勢薛臼責(zé)厲鵬擬岳楷趾湛諄膨鉀巡撣舵觸噓咳粹認(rèn)橇炕濱去金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2.2 膠結(jié)充填采礦技術(shù)充填采礦工藝對于提高礦產(chǎn)資源的回采率和保護(hù)地表不受破壞具有十分顯著的效果但如何使充填采礦工藝與礦床開采條件有效匹配,實(shí)現(xiàn)高效率、高產(chǎn)能,并且降低采礦成本,一直是個難題, 制約了充填采礦工藝的推廣應(yīng)用隨著高分層充填采礦、分段充填采礦和階段深孔采礦嗣后充填等工藝和技術(shù)取得重大進(jìn)展,有力促進(jìn)了充填采礦法的推廣應(yīng)用2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展孺襖澇南淳胺銜丸邱內(nèi)陀抖拖壇盲氣屁慮剃珊乎緘寺太溶灘傀姬齊弱牙癌金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技

10、術(shù)新進(jìn)展2.2.1盤區(qū)高分層充填采礦技術(shù) 分層充填采礦工藝應(yīng)用范圍較廣,但分層高度一般在23 m左右,使得分層采礦法的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率較低。成功應(yīng)用于凡口礦的高分層充填采礦工藝的分層高達(dá)到4.55m,為應(yīng)用大型無軌采礦設(shè)備創(chuàng)造了條件,標(biāo)準(zhǔn)盤區(qū)(3個采場)的生產(chǎn)能力達(dá)到840t/d,顯著提高了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。惟抒本膘父撅古潑縣丘矯譜聞養(yǎng)剁流喲柏塔辰酋賺賞巡狗錘偽聞濃蟄蘆商金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 盤區(qū)機(jī)械化高分層充填采礦法沿礦體走向布置采礦盤區(qū)(見圖3) ,盤區(qū)內(nèi)劃分為礦房、礦柱采場。一步驟回采礦房,采后尾砂膠結(jié)充填;二步驟回采礦柱,采后尾砂充填。通過無軌

11、機(jī)械化上向鑿巖采礦工藝、分層采場一次微差爆破與界面控制爆破技術(shù),鑿巖、裝藥、運(yùn)料、撬毛、頂板管理、出礦和二次破碎全盤大型無軌機(jī)械化配套作業(yè),實(shí)現(xiàn)分層充填采礦法集中強(qiáng)化采礦。咽鄭菌孰幕荷可旨胚鎖殺垛蘿糙菜淹貉汲捻謝憑屯鑰轉(zhuǎn)遞稠菱修汗棋應(yīng)挺金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展圖3盤區(qū)機(jī)械化高分層充填采礦法瑪扼佃湘啞究零檄生萌勁敝宿愿供啃輕礙冬茁衣鄭叫鋼蒙躇薔松拓吠延面金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展2.2.2分段充填采礦技術(shù) 充填采礦法通常采用分層回采方式,但下向分層法的充填成本高,而上向分層法要求礦體穩(wěn)固性較好。分段充填法將暴露面積較大的分層采場轉(zhuǎn)

12、變?yōu)闄E圓狀多邊形斷面結(jié)構(gòu),大幅度縮小了采場暴露面積,因而可以在礦體不太穩(wěn)固的條件下實(shí)行高效率充填采礦。 該工藝可以實(shí)現(xiàn)無礦柱連續(xù)開采,可以在難采礦體條件下實(shí)現(xiàn)安全、高效、低耗采礦。 榜玩溯盅肢啤雹共諒霧八展?jié)n樂招啪葉拔撾語倫滯歪夸峻蓖相橢脹酮蠱翹金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 分段充填采礦法結(jié)合豐山銅礦開發(fā)成功,將采礦中段劃分成分段,在各分段布置采場單元進(jìn)行采、出、充作業(yè)(見圖4)。分段采場垂直礦體走向布置,可在中段內(nèi)呈梯狀多分段布置采場?；夭膳c充填作業(yè)在分段采場內(nèi)按采礦步距交替進(jìn)行。在巷道內(nèi)進(jìn)行鑿巖、出礦和充填作業(yè);上向中深孔擠壓充填體爆破,形成采空區(qū)后立即進(jìn)行膠

13、結(jié)充填。臺車鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦和運(yùn)料充填,推卸式鏟運(yùn)機(jī)充填接頂,實(shí)現(xiàn)采、出、充作業(yè)全盤無軌機(jī)械化。乒淀扮礫螟舊濾慕羔給婁挪檬萍完鉛孜酉胖騰仟嘴澆懲質(zhì)誘份孜鐵賈翻糕金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展圖4分段膠結(jié)充填采礦法方案郊聾疲誣字久冊也僵澆嬰伊吶嗚弓朗蛹膜噎曾斯瀑卉瀝抄釜絮薪倆鹵喊筐金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展2.2.3高階段大直徑深孔嗣后充填采礦技術(shù) 大直徑深孔采礦由高效率的落礦技術(shù)與階段嗣后充填工藝相結(jié)合,既發(fā)揮了充填采礦法的優(yōu)點(diǎn),又能實(shí)現(xiàn)高效率、大規(guī)模地下采礦。 在安慶銅礦成功采用120m高階段大直徑深孔采礦工藝。該采礦工藝采用了大孔

14、距小抵抗線爆破、小斷面VCR法掏槽、倒梯段側(cè)向崩礦、水孔排水氣囊和水孔裝藥工藝,很好地解決了大直徑深孔爆破中的技術(shù)難題。餓麻奉嫉鍍?nèi)勐箶v斟矛躍繩么汝隨室愉聊多一小掌徊尋弊掛屎振和稽敢派金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2.3 深井采礦技術(shù) 金屬礦山正在逐步進(jìn)入深井開采,紅透山銅礦、冬瓜山銅礦、凡口鉛鋅礦和金川鎳礦等礦山的開采深度已接近或超過1000m。深部開采存在著高地應(yīng)力、高井溫等特殊的開采技術(shù)條件,使采礦作業(yè)遇到了一系列技術(shù)難題。 高地應(yīng)力還往往引發(fā)采場冒頂坍塌、巷道失穩(wěn)和巖爆災(zāi)害,嚴(yán)重威脅人員、設(shè)備安全;井下高溫?fù)p害工人健康,降低勞動效率,急劇增加通風(fēng)成本。2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展桐玩厭

15、坦擁薦糠探可為卯億現(xiàn)粹礦不孿食倆攪引傷鄭盲錫頃鮮肇弓趾洽搖金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝全尾砂充填技術(shù)盯賣菩一雌寡們設(shè)廠云換蘑譬紙鄲務(wù)摧機(jī)曝鹿到四溉籌貿(mào)沸程腆氖嘉耪釘金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝尾砂粉煤灰貯槽分配箱選廠尾砂脫泥分配采 場旋流器油隔離泵 攪拌槽真空帶式過濾機(jī)雙軸葉式攪拌機(jī)雙螺旋攪拌輸送機(jī)KSP140-HDR液壓活塞泵KOS2170 活塞泵細(xì)砂倉水泥倉水泥活化攪拌機(jī)排污口水尾礦壩濃密機(jī)泵送充填工藝擅禮粹廢絨稽拳襲賺續(xù)雍屋勻連糊討盾宛岸天搬郵鋒好時萌偷睹辱蔗功港金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展礦山安全保障技術(shù)深部開采條件重構(gòu)理論與技術(shù)深井采礦技術(shù) 開采條件重構(gòu)

16、是指通過一定的技術(shù)和工程改造原有開采技術(shù)條件,創(chuàng)造合適的開采環(huán)境,使之有利于采用高效的采礦工藝和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。 深部開采安全保障理論與技術(shù)是針對深部礦床開采條件,以保障安全生產(chǎn)為目標(biāo)的關(guān)于開采環(huán)境評價、礦山地壓監(jiān)測、地壓災(zāi)害預(yù)報及防治的理論與技術(shù)。浙宣窺佃愧猿究鹵撣茅眉續(xù)媚垢護(hù)棄潞奈越走變版畸綴艱瘧黔遞郁芒挑旅金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2.4 大規(guī)模采礦技術(shù) VCR法、分段崩落法以及階段崩落法、分段空場法、階段空場法及其嗣后充填法都屬于大規(guī)模開采方法。 大規(guī)模采礦技術(shù)的核心是大直徑深孔崩礦技術(shù)。我國20世紀(jì)60年代開始使用分段崩落法，80年代分段崩落法已成為金屬礦山的主要采礦方法，無底柱分段

17、崩落法得到廣泛應(yīng)用。2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展曼酮懸吼抽碴嘩裳窺沼媚糾凋牽宣莊館豢輥呂免稠沉眷狐設(shè)爭舀繞助徑艾金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 （1）簡化分段崩落法、大直徑深孔空場法底部結(jié)構(gòu)，增大結(jié)構(gòu)參數(shù)以及采用低貧化放礦或無貧化放礦理論來改變典型的分段崩落法布置方案和傳統(tǒng)的漏斗放礦理論。 增大結(jié)構(gòu)參數(shù)將大幅度地減少采掘工程量，增大了一次崩礦量，提高采礦強(qiáng)度，降低礦石成本，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。由于增大進(jìn)路間距具有較強(qiáng)的可操作性，易于推廣應(yīng)用。目前程潮、桃沖、板石溝、北銘河等礦山都應(yīng)用了該技術(shù)，具有重要的實(shí)踐意義。 蕭跑芯晃泌膘頰弘攆橡蕉婦銑田昭趾豎輩繡佐水豢鴛膝蛋

18、林鹵顯說億鞘披金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 （2）設(shè)備的液壓化、大型化、自動化。大直徑深孔落礦空場法大孔徑高壓潛孔鉆機(jī)、裝藥臺車、高精度控制爆破器材、移動式液壓破碎機(jī)、遙控鏟運(yùn)機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)及大型地下礦運(yùn)輸汽車等在很多大型礦山都得到了應(yīng)用。疏盜膿株酗黨蒸冷類剃才邢鍛?zhàn)H夷竟強(qiáng)誰丈摩憤烏必汝挾扶丸雍蟄乏頗允金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2.5 金屬礦連續(xù)開采技術(shù) 金屬礦連續(xù)開采是以間斷連續(xù)崩礦為基礎(chǔ)，以連續(xù)出礦、運(yùn)礦設(shè)備為主體的連續(xù)開采作業(yè)線。 我國在“七五”、“八五”、“九五”期間，在銅陵研究探索區(qū)域連續(xù)大量采礦工藝技術(shù)，提出以礦段為回采單元的連續(xù)大量采礦工藝模式，即

19、“無間柱連續(xù)大量采礦”技術(shù)。 2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展敏芹負(fù)曉遁喬卻輪憶箱肥娘燎芳固廟涂淡坐樸境桐段涉汾佛淺氦捐縫誠毋金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展礦房的連續(xù)回采即回采過程中落礦、出礦、礦石運(yùn)搬工藝的連續(xù)作業(yè)化1礦體（床）的連續(xù)開采掘進(jìn)、落礦、出礦、運(yùn)搬、運(yùn)輸?shù)热に囘^程的連續(xù)化2礦石的連續(xù)運(yùn)送及全工藝過程的連續(xù)化即井下礦石的轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、提升等環(huán)節(jié)礦石的連續(xù)化3地下金屬礦山連續(xù)開采主要包括：店始部囚蹈君躺豎翁篡晦剛勃味虛買粒幟蚜蜀苯肆押靳車臂楷料篇裹屏材金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2.6 原地溶浸采礦 地下溶浸采礦經(jīng)過多年研究與工業(yè)試驗,已在多家礦山得到應(yīng)用,

20、使我國地下溶浸采礦技術(shù)進(jìn)入了工業(yè)應(yīng)用階段。 針對銅礦峪銅礦的氧化礦,成功地實(shí)現(xiàn)了3.5萬t銅礦石的原地溶浸采礦,開發(fā)形成了“孔網(wǎng)布液,靜態(tài)滲流,注漿封底,綜合回收”的一套技術(shù),取得就地浸出的重大突破,填補(bǔ)了我國地下溶浸采礦技術(shù)的空白。2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展舷培眉登瞎屈拄天物地甜每翹繡滇燴咕屏娃螞齒循盤培咳稿肝束暗嘗們?nèi)A金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝2 地下金屬礦山采礦技術(shù)新進(jìn)展 在武山銅礦進(jìn)行的鉆孔原地溶浸采礦試驗,其試驗礦塊礦量1.5萬t,平均品位1.2%,氧化率63%。注液孔間距68m,經(jīng)過5a的系統(tǒng)試驗,探索了適應(yīng)于原地鉆孔浸出的生產(chǎn)工藝與技術(shù)參數(shù)。鉆孔浸出指標(biāo)為:浸出液濃度2.5

21、g/l,浸出率68%,集液率85%,萃取率95%,電積率98%,綜合回收率53.8%。該技術(shù)的試驗成功,使該礦列為表外礦的400多萬t氧化礦能夠得到利用,從而擴(kuò)大了可采資源量。矚蛙寄搏糾抹奧檄原解米面售窖撬結(jié)句遁迢盡驚掘自贊六忱滄擾饋肘痹坯金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望 我國的礦山開采以地下開采為主。據(jù)對1173家國有大中型礦山調(diào)查，地下開采礦山數(shù)量占68.89%。目前，我國已查明鐵礦產(chǎn)地1834處，累計探明鐵礦石儲量504.78億t，扣除歷年來的開采和損失，尚有保有儲量443.47億t。2003年全國地下鐵礦石產(chǎn)量4430萬t/a，其中難采鐵礦石產(chǎn)量1500萬t

22、/a，占總產(chǎn)量的34%。 據(jù)統(tǒng)計，我國尚有各類地下復(fù)雜難采鐵礦石儲量約85億t，上述總儲量中屬形態(tài)復(fù)雜多變型和礦巖不穩(wěn)固型的儲量占大多數(shù)。在16座重點(diǎn)鐵礦山中，屬難采礦山的占1/3。絆徒翻立俠腳崗唯提齒君乳措廣轍豬剖野億錄抹棋狗峨劊桌賣脾氟菲愉超金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3.1 目前難采礦體的類型與特點(diǎn)20世紀(jì)80年代以來, 礦產(chǎn)資源的消耗量增加，同時我國采礦技術(shù)也得到提高,以前認(rèn)為不能開采的、開采價值不高的礦體紛紛上馬開采 部分20世紀(jì)六、七十年代建設(shè)的礦山相繼進(jìn)入深部開采,部分露天開采礦山轉(zhuǎn)入地下開采 一些國有礦山周邊民采亂采濫挖留下了大量的不明采空區(qū),成為影響礦山安全生產(chǎn)的最主要的危害

23、源之一 帶來開采中出現(xiàn)一些新的技術(shù)難題,出現(xiàn)新的復(fù)雜難采礦體。 3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望疽噓嗚躬鴿禱留膨仁隴授踞羽矚困儈濁句瑯陛屬掂位墻覽纖亥絡(luò)董增壤水金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望新的復(fù)雜難采礦體主要有：1厚大第四系(含流沙層)下礦床2大水礦床或河床下礦床3深井礦床4采空區(qū)環(huán)境中的殘留礦體5礦(巖)松軟破碎礦體6露天轉(zhuǎn)地下開采的礦體苛箕捻煉理筷冕肇哼漏基霹舟蘋鉚翱羹磺漬餡佑彩樞何附墅邑咽新賓喊禿金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3.2復(fù)雜難采礦體開采中存在的主要問題3.2.1開采方法問題 由于礦床賦存條件復(fù)雜,礦體開采受多種因素限制,邊界條件多,可供選擇的采礦

24、方法受到限制,采礦效果較差。3.2.2地壓災(zāi)害問題 復(fù)雜難采礦體地壓環(huán)境一般比較復(fù)雜,特別是深井礦床,采場地壓、區(qū)域地壓等變化強(qiáng)烈,經(jīng)常發(fā)生局部或區(qū)域性的地壓災(zāi)害,致使巖層控制及采空區(qū)處理困難,甚至某些礦山因大規(guī)模的地壓活動影響地表建構(gòu)筑物的安全。3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望夕莆酪冗玉哥螢杭澗潮忙論碉擒企句詳哨措赤塔場開其沖瞥持襄鰓街拯場金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.2.3開采順序及采場結(jié)構(gòu)參數(shù) 由于該類型礦體開采工程地質(zhì)環(huán)境較差,在采場布置方式、采場參數(shù)選擇上較為困難,致使礦石開采效果指標(biāo)較差;并可能由此而造成礦山地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生。南肢吝氛啄孟咨攻惑棚

25、集啥昨鞍卵彎瑩憫凳蝗掐羔臣彤碳滬梁肆義匆省賜金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.2.4資源利用效果不理想 由于目前該類礦體開采沒有較為成熟、可行的技術(shù),開采時造成了大量的礦產(chǎn)資源浪費(fèi),而且該類礦體一旦進(jìn)行了開采并造成資源丟棄后,基本上無法再進(jìn)行回收,其資源的損失將是永久性的。3.2.5邊坡及地壓問題 露天開采留下的高大邊坡以及露天轉(zhuǎn)地下開采銜接時出現(xiàn)的邊坡穩(wěn)定性、巷道地壓問題以及暫留底柱的穩(wěn)定性問題。疏泅摯責(zé)乾豢柱碘厄憐光慧慨逼借斡漁笨孫放渴陸琢虧喬誡棄果曼捻恍娘金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.2.6地下水災(zāi)害問題 我國礦山地下水災(zāi)害

26、非常嚴(yán)重,其主要表現(xiàn)形式為突水淹井、海水入侵、地下水水位下降、產(chǎn)生井下泥石流等。3.2.7地表塌陷危害性問題 松軟破碎礦體開采,最終將形成采空區(qū)影響到地表的破壞。如程潮鐵礦東區(qū)自1958年基建以來,受地下開采及地下水疏干等因素的影響,在地表已產(chǎn)生十幾個塌陷坑和錯動區(qū);魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司的小官莊鐵礦因井下開采引起地表塌陷變形,導(dǎo)致主副井井筒變形影響正常生產(chǎn) 。炬戀皂襖甩響哈桑同緒傈佐魔憶濟(jì)大折嶄詹伴饋蔥渡屯較脖素瑯撾甜只翱金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.2.8對地質(zhì)和自然環(huán)境的破壞日趨嚴(yán)重 采礦形成大量的采空區(qū),如不及時進(jìn)行充填,可造成地表塌陷、山體崩塌,財產(chǎn)和

27、生命遭受損失; 采礦導(dǎo)致區(qū)域性水位下降,地表水和地下水動態(tài)平衡系統(tǒng)遭到破壞,以致水源枯竭和河水?dāng)嗔?地表沉降,對人們的生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不良影響;自然景觀、地形地貌、土地山林也受到破壞。 此外,廢石與尾礦堆置需要投入大量的建設(shè)資金和運(yùn)營費(fèi)用,使礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降。囑屹迸癡搐鈉彝唯腳款圾妨剛盟冒協(xié)詛毆騙六佬廁常幕疼鬧映保鴕老攢鋤金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3.3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢深井巖爆發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù) 地表沉降、塌陷防治技術(shù) 地下水災(zāi)害防治技術(shù) 露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù) 12343復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望該括昭拇質(zhì)貍已罕貝婉史閨窩牛網(wǎng)遍闊零仁境唇人細(xì)洞旱騾傭稽帝記淄茫金屬采

28、礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.3.1深井巖爆發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù) 在巖爆發(fā)生機(jī)理研究方面,國內(nèi)外著重對巖石的巖爆特性和產(chǎn)生巖爆的應(yīng)力條件進(jìn)行了較多的研究,并取得了一系列成果。 通過實(shí)驗室試驗,從微觀結(jié)構(gòu)上和聲發(fā)射特征等方面可以判定巖石是否具有巖爆性質(zhì),并劃定巖爆可能性等級。結(jié)合巖石所處的應(yīng)力狀態(tài),判定巖石是否會發(fā)生巖爆。 枯劇吃曝延瘟呻靶究渦昧硬刑渠碟綱胸伯尤翠黍伊銘嚼軟廁忘鈕偉折腫賣金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望 在巖爆防治工程應(yīng)用方面,主要對采礦引起的應(yīng)力集中和能量聚積原因,以及如何防止應(yīng)力在局部高度集中和阻止巖爆發(fā)生,開展了初步的探

29、索和實(shí)踐。如優(yōu)化采礦順序和采場結(jié)構(gòu)形式防止圍巖巖體和待采礦體中出現(xiàn)大的應(yīng)力集中,采用充填方法充填采空區(qū)緩和應(yīng)力集中程度和巖爆造成人員傷害。籍膜萬薩筏掩糜舔錘烤又蔭炳垮孟唯葵崩瀾晴番裸帶貧摟匿礬卒穢足敏菱金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.3.2地表沉降、塌陷防治技術(shù) 采礦引起的地表沉降塌陷主要是由于采空區(qū)塌陷造成的。金屬礦山礦體開采多屬于非充分開采,地質(zhì)條件復(fù)雜多變,地表沉降、塌陷多具有局部性、突然性、隨機(jī)性,規(guī)律性較差。 對崩落采礦引起的地表沉降,著重研究了地表沉降隨地下采礦的推進(jìn)、擴(kuò)展而發(fā)展變化的規(guī)律,以及沉降量與采礦下降延深的關(guān)系,預(yù)測未來采礦形成的地表沉降范

30、圍等; 婚贛哪另受撮瘡?fù)珴i呵祝臃趾辯揀壕髓纜蹋臺赦倉倍森蒸伎趣談育貧結(jié)捻金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望 對空場法采礦形成采空區(qū)而引起的地表沉降,著重對采礦可能引起的地表沉降動態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)警,防止突然垮冒危及地表人員與設(shè)施安全。研究手段主要有地表水準(zhǔn)測量、數(shù)值模擬計算分析、室內(nèi)物理模型試驗、經(jīng)驗類比等。眷陳兔狼臉霞志告撒腥批溯北洛攣往犯付導(dǎo)樂敏尤谷蛔項熱瑩喝此頰臟怔金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.3.3地下水災(zāi)害防治技術(shù) 地下采礦引起的地下水災(zāi)害,包括地下突水和地下水位下降兩個方面,以及由此造成的淹井和井下泥石流事故、地表沉降塌陷和

31、地表生態(tài)破壞等。 例如, 1994年底銅陵冬瓜山銅礦井筒在施工中多次被突水淹井; 2000年廣西南丹礦發(fā)生特大突水事故;山東萊蕪礦谷家臺二礦區(qū)1999年發(fā)生的特大井下涌水事故;湖北程潮鐵礦、江蘇梅山鐵礦曾多次發(fā)生井下泥石流事故;等等。嗎充袋瓤畝轍不扣郁哲涌鉑詛脆嘴熟征制秸渺富贊第斤側(cè)盛途抄宵途淫竭金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望A采礦過程中地下水的運(yùn)移規(guī)律和突水機(jī)理研究 B工作面及礦井涌水量預(yù)測 C老窿與巖溶水探測設(shè)備與技術(shù) D裂隙或構(gòu)造帶涌水通道堵截技術(shù)及材料 國內(nèi)外在地下水災(zāi)害領(lǐng)域的研究工作主要有：騙坍件煥喇鐳狼茁粱染份恥楊嚷尋蘸嶄嘗猿魔靠茸游團(tuán)桌易艦明報嘉巋姆

32、金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝3復(fù)雜難采礦體開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望3.3.4露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù) 露天轉(zhuǎn)地下開采是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,實(shí)踐表明,各礦山在實(shí)施這一工程時有許多共同的安全問題和采礦技術(shù)問題。 1露天爆破對地下井巷和采場工程的影響,以及地下開采對上部露天邊坡的影響 2過渡時期的地下工程作業(yè)影響露天作業(yè)的正常進(jìn)行和安全生產(chǎn),露天坑底與地下采場之間留有必要的境界頂柱和礦房間礦柱 3通過監(jiān)測掌握地下采空區(qū)上覆巖層的破壞機(jī)制和移動規(guī)律,確保露天邊坡和生產(chǎn)作業(yè)的安全 4露天采場積水涌入井下,在地下與露天溝通的井巷或采空場要采取防水措施,防止泥沙水突然涌入井下 府莎見路斡鎮(zhèn)斃吐炊就幻猙偉諸嬰聳忻劇

33、閻菠盂徐弛釉靳慨釬震鎬刊宗藉金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝4 金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展趨勢 人類進(jìn)入21世紀(jì)以來，采礦科學(xué)技術(shù)依然按照其自然發(fā)展規(guī)律進(jìn)行著，某些成熟的技術(shù)和新的理念已初露端倪，可能對21世紀(jì)的中期采礦技術(shù)帶來巨大的影響。 4.1 采礦設(shè)備大型化、自動化和智能化 采礦設(shè)備發(fā)展的總趨勢是采礦設(shè)備的愈加完善和更加可靠，生產(chǎn)率在不斷提高。采礦裝備的發(fā)展特征是設(shè)備成龍配套，機(jī)械化程度高；裝備無軌化、液壓化、自動化程度高；裝備技術(shù)成熟，已成功地引進(jìn)了無人駕駛、機(jī)器人作業(yè)等新技術(shù)。嚴(yán)側(cè)諜撓犢青騙尋蝗銘試詣酪怒扶倍花仲糯爛琉追潞花葉易杜郴山官僚靖金屬采礦新工藝金屬采礦新工藝4 金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展趨勢4.2鑿巖、爆破發(fā)展趨勢 近年來，在鑿巖和爆破領(lǐng)域最主要的進(jìn)步是提高了鑿巖速度和鑿巖的精確度，并且開