红透山铜矿采矿方法经济技术评析
摘要：本文分析了我国采矿工程的现状、方法创新比较，希望能够对采矿作业提供一些借鉴和参考。
关键词：采矿；方法；比较；采矿技术 一、前言
矿产资源属于不可再生资源，随着经济的快速发展，对矿产资源的需求也不断扩大。因此，要重视矿产资源的合理开发利用，使有限的资源发挥最大的效用。
二、我国采矿工程的现状
改革开放30年来，我国的经济得到了飞速的发展，在此情况下矿业的开发也迎来了发展的新契机，开始迅猛的发展。工业的发展离不开矿业的支持，有关的数据表明矿业产值占到国民经济总产值的30%左右。可以说，矿业是国民经济的一大支柱。矿产资源是有限的，此外具有不可再生性。加上经济规模的扩大，因此对矿产资源的需求越来越大，而也矿产资源出现短缺的现象，后备资源严重不足。有关的研究表明，我国的铜资源储量的保证年限是17年，锌是9.4年，铅是6.7年。许多的露天矿山正逐步向地下开采转移,地面开采的状况令人堪忧。此外，三分之二的矿山已经属于中晚期的开采，因此矿山资源面临着严峻的挑战。
中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司前身是日伪时期的清原金铜矿，包括了三个生产坑口和一个选矿厂，因资源枯竭，三个坑口分别于1973年、1992年和1994年闭坑。统计50余年的生产数据，红透山矿业公司铜精矿金属含量年产量在1969——1972年曾连续四年超过10000吨。近20年，每年稳定在7000——8000吨的水平。目前，铜锌矿年生产能力为矿石60万吨，公司采选系统铜精矿金属含量为7300吨，采选系统锌精矿金属含量为9000吨，硫精矿标量20万吨。
三、采矿方法进行创新和改进的必然性 1、我国矿产资源的特点
尽管我国的矿产总量很大，但是在人均方面却远远的落后于许多国家。在总量上，我国的矿产资源总量排在世界第三位，第一名是美国，第二名是俄罗斯。但是，我国的人口基数庞大，因此人均占有量就非常的少。有关数据表明，我国人均占有矿产资源的量排在世界的53名。此外，我国的矿产资源在分布上并不均匀，矿床的质量也不是很高，存在大量的贫矿。在矿山的规模上，主要是中小型煤矿，大型的煤矿还是较少的。
2、开发时段滞后
目前，我国许多的矿山经营者的素质令人堪忧，其思想比较滞后，依然使用传统的采矿方法，比如：手工控矿、车拉肩扛式。此外，在工艺上也比较落后，因此矿山贫化的状况越来越明显，矿山的寿命也会大大的降低。加上许多矿山在开采时比较盲目，因此乱挖的现象比较常见，地质构造就会受到严重的破坏。情况严重时，坍塌的状况也会发生，这对经济效益以及人员的财产以及生命安全都会造成一定的威胁。
3、政策的要求
《中国的矿产资源政策》于2003年提出，该政策明确指出要“加强矿产资源调查评价、勘查开发及综合利用、矿山环境污染防治”。因此，矿山开采行业要改变过去的粗放型的经营和开发模式，努力向集约型以及技术行的发展模式迈进。
四、红矿山采矿方法经济比较 1、充填法简析
充填采矿法在我矿的应用是控制地压的需要。根据国内如易门狮山矿区、大吉山钨矿、凡口矿水草坪、车江铜矿、锡矿山、小龙、鞍钢弓长岭、石咀子、湘东钨矿以及殷盐磷矿务局等二十多家矿山开采实践，地压活动的发生是普遍存在的。中等稳固以下岩石条件，在开采后，大都有地压活动发生;中稳以上矿岩，地压来得迟但很突然;地压灾害后果比较严重。
红透山矿现开采深度已超800米，时间长于三十年，且主井在岩移范围内，故以控制地压活功作为确定采矿方法首要条件是非常必要的。二三十年过去了，红矿之所以安全地开采到现在与上部
空区及时充填业高比重地采用充填法开采是有关系的，留矿法眼前的经济效益不能做为选用采矿方法的主要依据。
2、充填法需要改进
主要弊病:成本高，矿房生产能力低。成本高是由出矿和充填引起的。充填法出矿成本占车间矿石成本的8%，为留矿法的五倍。铲运机出矿成本中设各折旧占44%，轮胎占9%，备件占16,7%，动力占8.3%，故降低出矿成本眼前应抓消耗，长远看应大力发展国产设备业提高劳动生产率。在国产机未广泛应用以前，用气动装运机或电耙出矿是有效的。国内很多充填法矿山均有应用实例，如凤凰山、鲁东一带金矿、凡口、黄砂坪等矿，我矿在93010采使用也较成功，其能力高于现用铲运机的矿房能力。予测可使出矿成本降低3——4倍。
3、留矿法简析
留矿采矿法，从长远来看，它将逐渐被淘汰，但由于我国国情和科技水平的具体情况，在相当长一段时间内其使用比重将不会有明显改变。但留矿法目前在红透山的应用也存在着不少问题(未考虑由此产生对经济的影响)。笔者查阅了坑口11个留矿法采场卡片，其中因安全情况不允许，未采到顶柱的有3个，原设计浅孔采一定高度后改变采矿方法的有2个，因矿体倾角局部变化放矿困难或安全因素影响采场开采后追加采准工程的有6个，放矿困难作一次损失的1个。说明了在第Ⅳ类型金属矿床，设计当时所依据的资料，较难做到准确可靠，用留矿法开采应慎重对待，施工后将产生下列问题。
五、方案优化设计原则及结果
根据矿山地质条件和开采技术条件及矿山实际生产情况，对矿山开采方案优化选择提出以下原则：
1、矿山采场的生产能力要大，实现矿山日产矿石量1000t/d，必须要切实提高矿山生产能力. 2、提高矿山的采矿工效，降低矿山的流动密集程度，是提高矿山经济效益和降低生产成本的主要途径之一.
3、采切比要尽量小.降低矿山采切比，可使矿山在回采同样的矿石量情况下，节约矿山生产成本，缩短矿山生产周期，增加矿山企业的经济效益.
4、矿山采矿贫化率和损失率低.尽量降低矿山采矿贫化率和减少矿石损失率，采矿贫化率和矿石损失率是矿山企业重要的技术经济指标.
5、降低采矿成本，使其达到最小化.一个矿山企业的经营管理水平如何，经济效益是否良好，最主要看它的采矿成本，矿山的采矿成本越低，矿山企业经济效益越好.
6、安全程度高.所选采矿方法要考虑采场高温高硫的实际情况，要充分保证采场人员和设备的安全，同时为保护地表工业设施和民宅，地表不允许陷落和移动.
7、采矿工艺要易于工人掌握，有利于工人施工操作.在矿山推广一种简单实用的方法和工艺，将对矿山生产效率和管理水平的提高极为有利.
8、要最大程度的利用矿山已有的工程和生产设备. 根据以上的原则及要求，适合矿山开采的方法有上向分层充填法、分段嗣后充填法及下向分层充填法等.经过综合技术经济比较，优化选择中厚以上及急倾斜矿体采用分段空场嗣后充填采矿法，中厚以下倾斜矿体采用爆力运矿空场嗣后充填法。
六、分段空场嗣后充填采矿法工艺 1、采场结构参数
垂直矿体走向布置矿块，每个矿块划分为矿柱和矿房，分两步骤回采，先回采矿柱，再回采矿房.矿柱宽度8~10m，矿房宽度12~16m，矿块长等于矿体的水平厚度，阶段高45m，分成4个分段.最下部分段为堑沟拉底凿岩分段，分段底柱高8~11m，最上分段留4m顶柱．矿房和矿柱均采用分段凿岩和阶段出矿的方式，嗣后进行一次性充填.
2、采准、切割工作
采准工作主要从上盘阶段运输平巷向矿柱、矿房分别各掘进一条运搬横巷，均匀分布于房、柱交界处，在运搬横巷内每隔6~8m左右分别向矿柱、矿房掘3至4条装矿斜巷，于运搬横巷斜交，再由装矿斜巷分别向矿房、矿柱掘堑沟拉底凿岩横巷，矿房中央布置两条，矿柱中央一条，中心距约为6m，由此最终形成堑沟拉底底部结构.将矿房专用运搬横巷末端延掘到矿体下盘，掘下盘铲运
机运搬平巷、阶段溜矿井（矿块下盘中央处）、人行天井（矿块下盘），再掘分段凿岩横巷、分段凿岩联络平巷.切割工作主要是在采准工程结束后，在各分段凿岩横巷靠近上盘处上掘切割天井.
3、回采工作：回采工作包括落矿、采场通风、出矿等.
（1）落矿：从堑沟拉底凿岩分段上一分段开始，先崩落切割立槽和靠近下盘的三角矿带，然后由铲运机出矿，出矿形成补偿空间后，再崩落本分段余下部分矿体，崩落完本分段后继续崩落上分段的切割立槽和靠近下盘的三角矿带.依此进行，到崩完本阶段中最后分段的全部矿体；
（2）采场通风：新鲜风流通过从阶段运输平巷流入，流经拉底凿岩横巷、运搬横巷、装矿斜巷等到达采场，清洗工作面后，污风经分段凿岩横巷、分段联络平巷、充填井排至上一个中段的回风巷道.铲运机出矿时，一部分通风风路与采场的通风风路相同，另一部分风路由阶段运输平巷流入，经人行天井、充填井排至上一个中段的回风巷道；
（3）出矿：各个分段每次爆破崩落的矿石全部集结到的底部V形堑沟内，由T4G型铲运机进行出矿.T4G型铲运机由运搬横巷进入装矿斜巷进行装矿，装矿由原路退回，再经铲运机运搬联络平巷后将矿石倒入溜矿井，矿石在下一中段进行统一装车提升；④嗣后充填：各分段出矿完毕后，对矿房和矿柱进行阶段嗣后一次充填，矿房采用尾砂充填，矿柱采用尾砂胶结充填，充填应尽可能接顶。
七、浅孔留矿法
浅孔留矿法在民采矿山的应用改善了工人作业环境，提高了矿山生产能力和矿山安全因素。具有应用时间长，应用深度大，应用范围广的的特点。每次采下的矿石，靠矿石自重从漏斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后，再将留下的2/3的矿石全部放出（这叫大量放矿）。暂留下的矿石并不能作为地压管理的主要手段。凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。
八、填充采矿法
凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。该方法具有以下特点：
1、切工程量小，灵活性大； 2、损失、贫化小；
3、比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落； 4、薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采； 5、防止矿床开采的内因火灾； 九、结束语
总之，加强采矿方法的经济性分析，通过方案比较，选择最优开采方法，降低施工作业成本，提高采矿的经济效益。
参考文献
[1]吴爱祥.浅析我国地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].有色金属.2013(23). [2]姚香.关于深部开采技术的探讨[J].中国有色金属学报.2010(12).
红透山铜矿采矿方法经济技术评析
