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1 甘肅巖金地下采礦現狀分析
2012年底完成涇川縣高平南、高平北、合水縣東-寧縣北部礦區等詳查，達到采礦權出讓條件；2013年完成寧縣付家山礦區、慶城縣高樓鄉-合水縣板橋鄉礦區、張掖平山湖等勘查。同時，通過市場配置和合作勘查，引進社會投資，將礦業權集中到有實力的企業手中，每年帶動社會投資10億元以上用于商業勘查，鼓勵省煤司引進省內外有先進勘查技術設備的地勘單位，加快隴東煤炭資源勘查施工。
技術方面，目前使用最廣的是地下采礦三維動態監管系統，其利用國外先進軟件對現有系統進行了開發、優化和系統集成，實現了對礦山開采活動的動態實時監測以及超層越界、生命特征等異常情況的自動報警與監管。該系統分別在金、鐵、煤礦等三個不同礦種的礦山進行了試點應用。在政策方面，國土資源部近日也出臺了《我國采礦臨時用地管理辦法》，要求采礦使用集體所有土地的礦山企業，應向土地所有權人和使用權人進行用地補償，并以經過礦業權審批機關評審通過的生產項目土地復墾方案為基礎，編制臨時用地復墾方案，獲通過后實施土地復墾。
2 巖金礦床地質特征及開采特點
2.1 巖金礦床地質特征
在我國很多的有色金屬分布在不同的地域和省份，礦點成形相對相當復雜，加上很多礦體的埋藏都是比較分散單一，很難形成一個較大規模的礦床。因此，在我國無論國營還是民營礦山都很難形成一個大中型的礦山。統計數據顯示，當前我國的小型有色金屬礦山占總數的82.5％，大型占53％，中型占12.2％。通過數據我們不難看出，我國的巖金礦床基本特點就是礦點多、規模小。
2.2 礦體形態復雜多變
我國的礦山還有一個比較明顯的特點就是連續性比較差，傾角、含金品位和厚度變化卻相對比較大。礦體都是呈扁豆狀、脈狀、透境體狀，品位均勻的礦床很難見到，其變化系數都是100％之上，并且還會含有大量的夾石；在分布空間上主要是以成組、成群呈現，對于蝕變巖型的金礦體礦巖由于界線分布并不明顯，所以很難用肉眼進行鑒別，只有通過取樣化驗進行確定。
3.1 空場采礦法
這種采礦方式的特點就是在回采的過程中，采空區大多是依靠暫留或殘留的一些礦柱對其進行支撐，而采空區一直都是空著的，所以通常都叫做空場采礦。大多數情況下，礦石和圍巖都是相對比較穩固的。比如，北山營毛沱-玉石山地區鐵銅金鎢多金屬礦等工程，都是采用地下開采方式，不過這些都是采用以階段空場以后，在進行充填，礦石地質平均品位30.82%，礦石總儲量84309.28萬噸。該項目獲得最終批復，將極大地促進該公司“十二五”規劃的落實，為“十二五”末3 500萬噸鐵精粉產能目標的實現提供新保障。
3.2 充填采礦法
充填采礦其實與控場采礦有很多相似之處，采空區都是利用采礦過程中所產生的廢棄物進行充填，支柱與充填料的相互配合形成一個人工支承體。這種采礦方法最常使用于要求回收率高、開采礦石價值高、地表不允許陷落、充填料材方便和特殊復雜地質條件下的一些礦體。比如，岷縣寨上-馬塢金礦，通過磷石膏改性等混合物充填礦山采空區，開發應用了“磷化工全廢料自膠凝充填采礦”新工藝，使資源回收率達到90%以上。
3.3 留礦采礦法
留礦采礦與前兩者采礦方法有著巨大的不同，他的最大特點就是在整個回采的過程中，不能一次性采空區內的礦石，而是要結合具體的情況進行留存，這樣可以配合實際礦柱支承采空區。通常情況下，這種方式比較適合于那些礦石較相對比較穩固，同時還不易粘結、氧化和自燃，礦體圍巖相對比較穩固的條件下進行采用。比如，西和縣崖灣-大橋金銻礦區面積8.4251km2，查明的105條礦體依據有益元素的含量與組合。銅鎢礦體是整個礦的唯一礦體，其占全礦總礦石量的79％。
3.4崩落采礦法
崩落采礦是隨著采出，用崩落礦體的覆蓋巖層和上下盤巖石來充填采空區，及時控制采空區地壓和處理采空區。我國采礦業在發展安全高效采礦等多領域取得了顯著成績。如云錫公司建立了集約化礦山，為規模化高效開發利用礦集區內相對分散的中、小型礦體。
4 結論
綜上所述，采礦是自地殼內和地表開采礦產資源的技術和科學。所以要加快礦產資源開發，就必須對全省已設采礦權進行清理，儲量規模與產能不匹配的要盡快改擴建。對省政府已確定合作開發主體的靈店、靈臺南部、寧縣中部等煤礦要完善各項前期手續，盡快開工建設。優化產業布局，拉伸產業鏈條，加大對小、散、亂礦業權整合治理，對牽頭進行資源整合、兼并重組的主體，給予其整合礦區周邊不宜單獨設置礦業權區域擴大的優惠政策。筆者總結和對比了國內外所有礦產的成型和開采條件，筆者認為無論是大中型國營礦產的開采還是小型的民營礦山，只要遵從自然規律，用高科技的手段和技術充分結合巖金礦山的實際特點，就能有效地選擇一些適合本地礦山的開采方式。
參考文獻
關鍵詞：金屬礦山；大水礦床；地下采礦；點柱充填式采礦法
前言
大水礦床是我國金屬礦山當中較為常見的一種類型，其雖在我國分布廣泛，但由于開采難度較大，以至于該類型礦山資源并非開采首選。隨著社會需求的不斷增大，越來越多的金屬礦山被開采枯竭，從我國目前的大水礦床開采效果來看，點柱充填式采礦法是較有成效的開采方法之一，做好對此方法的分析對于我國金屬礦山大水礦床的地下采礦方法進步具有重要意義。
1 大水礦床的充水類型
大水礦床是指礦坑涌水量每日達到數萬立方米以上的礦床，這類礦床在我國分布較為廣泛，其雖具有一定的開采難度，但從效益方面還是具有重大開采意義的。我國大水礦床的充水條件較為復雜，這與我國水文地質條件有著直接的關系，多種水源共同補給礦坑，其類型不僅包括巖溶水、孔隙水、裂隙水等，還有地表水和大氣降水等。其中孔隙水為礦床的主要充水類型，根據不同充水類型可以將大水礦床分為巖溶含水層充水和孔隙含水層充水兩種礦床沖水類型。
1.1 巖溶含水層充水
此類充水巖層根據不同的層次有著不同的特點，其中充水層具有含水性不均的特點，這與其無統一含水層和地下水位有直接關系，此類充水層的充水流量與大氣降水強度有直接關聯，易出現大溶洞庫存泥沙的情況，威脅生產安全。覆蓋及埋藏充水層則都具有統一含水層和地下水位，但覆蓋充水層具有嚴重的地面談下井下泥沙，其地下水對安全生產有所威脅。同時埋藏充水層則具有豐富的高壓巖溶水，此類充水層的井下泥沙對生產安全有所威脅。
1.2 孔隙含水層充水
此類充水巖層具有埋藏淺的特點，礦坑內涌水量受大氣降水影響明顯，上部松散沉積物較多，多以富有水的沙礫石層為主，同時摻有細粉砂含水層與弱透水的亞粘土、粘土層交互成層，此類巖層具有極強的不穩定性，工程地質條件也較為復雜。
2 大水礦床的開采方法分析
大水礦床的地下采礦方法一直是采礦企業研究的重點內容，在我國當下的礦山開采水平上，大水礦床的地下采礦方法也呈現出了百花齊放的現象，例如留隔水礦柱的房柱法（谷家臺鐵礦、業莊礦區、泗頂鉛鋅礦），可超前疏干的崩落法（西石門鐵礦、北 河鐵礦、程潮鐵礦）、空場嗣后充填采礦法（南 河鐵礦、草樓鐵礦）等等，都取得了一定的效果，并獲得了成功，但從開采效率、經濟效益、生產安全角度分析，還是點柱式充填采礦法最為有效，因此該方法成為了我國目前使用最為廣泛的大水礦床的地下采礦方法。
3 點柱充填法的應用優勢
（1）點柱充填法能夠在一定數量的礦柱支持下實現對礦體上盤的支撐，避免海水深入坑內，對礦山的海地部分產生破壞與不利影響；（2）使用點柱充填法可以實現全尾砂充填，這樣有利于提升回采礦石的回收率；（3）點柱充填法的機械化程度較高，因此其勞動生產率也交稿，而且無軌生產設備的靈活應用，還可以保障設備安全，如果出現海水浸入井下的情況，可以實現對設備的隨時撤離；（4）點柱充填法可以實現對采場內的分選，實現對開采品位的靈活控制。
4 以點柱充填法的大水礦床開采
4.1 工程實例
某礦區位置在海灣部分，其礦體由陸地向太平洋傾斜延伸，由于礦體斷層較多，故將其分為三個主要開采礦段，礦段代號分別為A、B、C。在三個開采礦段當中，C礦段為充水礦床，其礦體與海底的最近距離僅為40m，垂直延伸高度可達300m，礦體走向全長為300～400m，厚度為5～50m，傾角度數為30°～45°。在該礦段中，有礦體賦存于矽卡巖中，圍巖為大理巖和角頁巖，框體直接頂板處有寬度較大的主斷層，礦體和圍巖的節理發育較好，屬于中等穩固情況。在礦體當中地下涌水量不打，與海水無直接聯系。
4.2 采場構成要素
海床底部留60m的護頂柱；采場尺寸及分割后的礦體自然尺寸長度在50～100m之間，寬度在5～50m之間。方形點柱斷面為6m×6m，不留間柱，回采10年后，可將點樁面改為5m×5m。點柱之間的凈寬度應控制在8～9m質檢，點柱中心距為14m。階段頂底柱高在為15～20m之間，段高75m。回采分層高度為4m，分段充填時，高度為12.5m。
4.3 采場的系統設置
根據對大水礦床的實際情況分析與了解，可以不對其進行運輸階段和溜礦井的設置，與此同時也不設置回采分段平巷，取而代之的是露天礦用的改裝鏟運機和卡車。其中鏟運機的規格為6.5m3，卡車的規格為35～40噸。在生產過程中，卡車可直接經由斜坡道進入到采場當中進行裝車，撞車后將礦產運往地表卸礦站進行卸礦。其中礦床中的階段高為75m，且每一階段僅作回采開始時的切割分層用，在運輸水平上不使用階段高。
4.4 回采工作
根據礦床的實際情況分析，其回采工作可以從斜坡道的采場聯絡道開始，其中第一層的回采切割層高為4.5～5m，充填高度為3m，預留空頂高度為1.5～2m，這樣設置的目的是為了保證下一層分層回采時，能夠有效的出礦和通風。第二層的回采切割高度為4m，充填高度為3m，預留空頂高度為1～1.5m。在此種回采模式設計下，所有采場在無干擾情況下可以實現同時鑿巖和出礦，實現6個采場的同時工作，日出礦量可達1500噸，實現回采工作的全面拉開。根據礦區實際情況的分析，生產過程中的鑿巖設備應選擇雙臂臺車，對于部分礦體較薄的小采場，可以選擇使用手持式鑿巖機，保證鑿礦的精準性，避免對山體造成傷害。
4.5 經濟技術指標
在上述生產模式下，礦產掌子面工人的工班平均勞動生產率可達48噸左右，采場的平均生產能力根據采場的實際大小有所差異，其中日生產量最高的可達600噸，日生產量最低的也有300噸左右。通過對點柱礦石的損失率計算，其理論損失率約為18.5%。
5 結束語
綜上所述，點柱充填式采礦法作為當下較為成熟的礦山開采方法，其對于金屬礦山大水礦床的開采具有非常重要的意義，國內多個以此為主要技術的大水礦床金屬礦山開采，也客觀證明了其在大水礦床的開采方面的先進性與效果。隨著金屬礦產資源量的日趨減少，今后的金屬礦山開采難度必然還會增大，因此我們必須要在以點柱充填式采礦法有效完成當下的大水礦床開采工作基礎上，加大對點柱充填式采礦法的技術深入研究，實現對該技術的進一步完善，讓其能夠更好地適用于難度更大的技術礦山大水礦床的地下開采工作，為保證我國資源的有效開采提供堅實、有利的支持。
參考文獻
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【關鍵詞】地下礦山；開采技術；問題；策略
目前，國內外地下礦山采礦技術的發展往往體現在該企業采用各種采礦方法的比重和回采工藝，從而使得采場生產能力和勞動生產率有了較大的提高，為企業帶來了可觀的經濟效益。然而，隨著地下礦山開采新技術、新方法的不斷涌現，新的問題也日益突出，因為，開采技術往往都會存在某些不足或將要面臨某些問題。因此，相關礦山企業必須深入探討地下礦山開采技術，詳細分析其所面臨的問題，并找出相應的解決策略，為最終提高我國地下礦山開采技術水平提供可靠保障。
1.地下礦山開采技術分析
1.1地下礦山無廢開采技術
地下礦山無廢開采技術是近些年才發展起來的，但是很快就得到推廣與應用，因為改技術符合國家產業政策和發展方向。此外。地下礦山無廢開采技術不僅可以充分利用礦產資源，為企業創造更多的經濟效益，而且可以避免廢棄物對自然環境造成污染和危害，是今后礦山開采技術發展的首選。該技術主要包括：高濃度尾礦料的制備與輸送技術、全尾礦充填技術等。目前，地下礦山無廢開采技術在俄羅斯、美國、德國、印度、加拿大等國家得以廣泛應用。
1.2崩落采礦技術
1.2.1自然崩落法
自然崩落法在地下礦山開采中應用較廣泛，其優點在于采礦成本低、生產能力大、開采速度快等，尤其是對于那些礦化均勻、礦體厚大，并且容易于自然崩落的低品位礦床開采，特別適用。自然崩落法的應用原理是，在通過在地下礦山中破壞礦塊內的應力平衡，使得礦塊大面積拉底后，進而引起應力不均勻分布或應力集中，形成新的自然平衡拱，拱內礦石因受重力作用而周期性冒落，最終達到礦山開采的目的。
1.2.2無底柱分段崩落法
無底柱分段崩落法是近些年才在我國應用的，至于如何加大和優化結構參數的問題仍然是阻礙該方法在我國進一步推廣的主要因素。其中，結構參數優化的目的就是為了增大進路間距，從而極大地減少采掘工程量。由于增大進路間距可操作性強，易于實現，目前在我國的桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山都應用了該技術，并呈現出誘人的應用前景。特別是那些低貧化放礦或無貧化放礦工序，為了保持礦石界面的完整性，正常情況下在放礦過程中當礦巖界面正常到達出礦口時便停止放出，從而最大程度地減少礦巖的混雜性，提高礦巖的純度。隨著無底柱分段崩落技術的應用，能夠極大地減少巖石混入，降低貧化，并將為相關企業帶來巨大的經濟效益。
1.3承壓開采技術
承壓開采是在有效保護地下水環境前提下的開采技術，并且開采效率也比較高。隨著礦井開采速度、開采深度、開采規模進一步加大，一些礦區來自底部的灰巖裂隙巖溶高承壓水的威脅E1趨嚴重，對接下來礦區的開采造成一定的難度，底板巖層在采動的影響下的破壞程度也日趨加劇承壓開采技術能夠很好地克服以上問題。承壓開采技術指的是在不疏降地下水位的情況下，回采工作面底板含水層有較高的承壓水作用時，通過底板封堵、加固等手段來從而防止水害事故的發生，確保開采工作的順利、有效進行。一般情況下，承壓開采的三種途徑：合理選擇開采區域、當留設防水（砂）礦（巖）柱、取合理的采礦方法和工程措施。
2.地下礦山開采技術所面臨的問題
2.1開采成本增加，開采難度增大
隨著礦山開采項目的不斷增多，我國礦產資源日益枯竭，后期剩余儲量一般位于礦床的底部及邊緣地帶，開采難度不斷加大，從而無形中使得相關礦山企業增加了開采成本。因為，深部礦床受地壓影響大，同時，礦體埋藏較深，現有技術條件難以開采，礦石及圍巖軟弱破碎，提升運輸環節較多，礦體分散，礦體傾角厚度變化大，礦床邊緣的礦體夾層多，從而使得采礦工程位置不斷下移。最終將會出現新采區不斷開拓，而原有的老采區不能及時密閉的現象，使得整個地下采礦活動范圍越來越大，通風越來越困難，采礦生產受到制約，礦井涌水量不斷增加，采礦難度越來越大，開采成本不斷增加。
2.2可開采資源儲備不足
依照現有的開采速度，我國的地下礦產資源將會越來越少，并在未來數十年枯竭，使得礦山開采面臨著一些列生產危機。隨著我國經濟社會的快速發展，對能源的需求也在El益增多，現有的資源儲備難以滿足其基本需求，進而轉向國外進口，將會增加我國能源風險。
2.3開采量下降，開采人員富余
隨著礦山開采行業的不斷發展，以往的開采模式將會發生改變，礦體將會向著深部及邊緣地帶集中，使得礦山開采的范圍不斷縮小，礦體變小變薄，采礦作業點越來越集中，礦產資源年產量也會逐年降低。最終，礦山生產所需的相關技術人員量不斷下降，使得以往的人員出現大量失業，人員閑置和人員過剩的現實，這樣，將會帶來一系列社會問題，不利于我國社會主義和諧社會的建設。
3.地下礦山采礦技術的發展趨勢
3.1礦設備大型化、高效化、自動化
隨著科學技術的不斷發展，地下礦山采礦技術也在不斷轉型，其開采設備將會出現大型化、高效化和自動化發展。各國將會加大科研投入經費，研制高效率大孔穿爆設備、井巷鉆進機械、振動出礦和連續采礦及與之配套的輔助機械、中深孔全液壓鑿巖機具以及鏟運機為主體的裝運設備等，逐步實現高效化、無軌化、半自動化和自動化，以便于更好地滿足當今社會發展的需求。同時，還需要研制出可自動清除車廂內粘結物的高效連續式裝載的采礦激光測位裝置，實現微機控制的鑿巖臺車等。
3.2地下殘留礦新工藝的發展
在地下礦山開采中，采礦工藝是提高開采效率和確保采礦質量的必要條件，對于礦山開采具有重要的作用。在今后的發展中，人們將圍繞提高采礦生產能力這個主目標，重點研究地下殘留礦新工藝技術。因為，隨著民采企業和非常采礦現象不斷增多，無序開采的情況相當嚴重，不僅搶占大量的國家礦產資源，還造成浪費嚴重，遺留了大量的殘留礦體。然而，該類礦床在開采過程中存在采礦方法、地壓災害、巷道維護、巖層控制、采空區處理等技術問題，需要通過系統的研究加以解決，通過加大對地下殘留礦新工藝的研究，充分回收有限的礦產資源，對我國地下礦山行業的良性發展具有重要意義。
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關鍵詞：礦山開采 機械化 應用
中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0038-02
在地下非煤礦山開采中，開采工藝的好壞直接影響到整個礦山的生產能力，因此，要選用最先進的開采工藝，才能達到地下非煤礦山高效高產的目的。將機械化技術用于地下非煤礦山開采中，絕對是我國非煤礦山開采史中一次重要變革，隨著我國工業自動化技術的不斷發展，地下非煤礦山開采工藝中機械化的應用也越來越多，由于礦山開采是高危行業，提高機械設備自身的自動化程度和可靠程度，最大限度的減少開采人員，是實現地下非煤礦山長治久安的關鍵所在，因此，地下非煤礦山開采工藝中機械化應用有力的推動了企業的安全、高效、又快又好發展。機械化礦山開采具有高效、高產、高安全、低能耗的特點，這種具有高度時代氣息的方式完美的頂替了過往的人力開采，給礦山開采技術提供了無限的活力。
1 地下非煤礦山開采中機械化發展趨勢
1.1 鉆孔設備
目前，長沙礦山研究院與宣化采掘機械廠共同研制的CBH-10型和SC-165E型潛孔鉆機，已將氣壓升高至1.6～1.8 Pa，能夠實現遠程監控管理、誤動作保護、故障自動診斷和自動作業，我國衡陽有色冶金機械總廠與長沙研究院共同研制的YZ-55型牙輪鉆機，鉆孔孔徑為280～380 mm，其技術性能和結構參數已經趕超美國60RⅢ型牙輪鉆機，從礦山鉆孔設備設計研發階段來看，國內技術水平已經基本能夠與國際先進技術水平接軌。
從國內礦山企業運用礦山機械設備的現狀來看，大多數的露天礦山已經基本實現潛孔鉆穿孔進行中深孔爆破和機械鏟裝等機械化采礦，但是地下礦山特別是礦體賦存較薄的礦山仍然主要采用手風鉆進行淺孔留礦開采方式。從我國地下礦山開采鉆孔設備的現狀來看，我國地下礦山開采鉆孔技術水平與國際先進水平還有較大的差距，造成這種差距的主要原因是由于國內礦山未使用與之相配套的更為先進的采礦方法。
礦山鉆孔設備的發展應該逐漸向著機械設備精度化、自動化和大型化的趨勢發展，并逐漸采用與之相配套的采礦方法。
1.2 裝運設備
礦山裝運設備包括鏟裝設備和運輸設備兩部分，從地下開采的裝運設備與露天開采的裝運設備相比來看，地下礦山主要是受到地下運輸巷道的圍巖巖性和尺寸大俠等因素的影響，而露天礦山裝運設備的發展與更新則取得了更為長足的發展。
地下開采的主要裝運設備有電機車（柴油機車）、井下自卸機車和鏟運機三種，目前，我國有許多地下礦山仍然采用有軌運輸，有軌運輸在一定程度上降低了運輸效率，像美國、加拿大、瑞典、芬蘭等采礦業比較發達的國家，地下礦山已經廣泛推廣無軌化采礦技術，他們采用的井下自卸汽車、鏟運機等井下無軌運輸設備的出礦量已經占據總出礦量的80%～85%。一般來說，日產1000～3000 t的地下礦采用20～35 t的礦用汽車，日產15000～40000 t的地下礦采用45～60 t的汽車，20 t以下的井下礦用自卸汽車很少采用。
地下無軌運輸方式的優勢已經逐步吸引絕大多數大中型地下礦山企業的目光，無軌運輸必將會取代有軌運輸成為國內地下礦山運輸方式的主流，同時與之相適應的井下裝運設備也呼之欲出。
1.3 大能力的新型綜合開采裝備
大能力的新型綜合開采裝備的運用也是未來地下非煤礦山采礦機械化的發展方向，大能力的新型綜合開采裝備的主要特點是能力大，破碎機、轉載機和運輸機每小時的生產能力在500～2000 t，大功率點牽引采礦機每小時的生產能力在1000～1200 t以上，自動化水平較高，機電一體化得到實現。為了適應采礦機快速采礦的需要，液壓支架采用電液進行控制，采礦機具有自動調高等功能，實現了液壓支架、刮板輸送機和采礦機的自動控制，大能力的新型綜合開采裝備可靠性高，設備性能好。隨著機械化程度的不斷提高，地下礦山開采效率也達到了一個嶄新的水平，機械化采礦的世界平均效率可以達到13.327 t/工，而普采工作效率只有4.761 t/工，機械化采礦效率是普采工作效率的2.8倍。機械化在地下礦山開采的多個環節都存在著明顯的優勢，機械化開采不僅大幅度提高了工作面產量，還減輕了采礦工人的體力勞動。
2 地下非煤礦山開采中機械化工作面的各種設備及生產系統
2.1 機械化非煤礦山開采設備作用解析
地下礦山開采工藝中所包括設備主要包括生產系統和工作面中的電氣設備和機械設備，主要包括液壓支架、乳化液泵站、采礦機、輸送機、端頭支架、可彎曲刮板輸送機、破碎機、橋式轉載機、單軌吊車、移動變電站、牽引絞車、照明設備、移動變電站、電纜車、可伸縮膠帶運輸機、冷卻滅塵泵、低壓防爆磁力起動器等。
2.1.1 乳化液泵站
乳化液泵站由乳化液箱和乳化液泵兩部分組成，乳化液泵站是機械化中液壓支架和其他液壓裝置的動力源，可以向外輸送壓力液。
2.1.2 液壓支架
液壓支架就像是采礦機械系統的外殼，主要用于管理工作面頂板，為地下采礦作業提供一個安全可靠的工作空間，液壓支架的前移和升降都能夠將液壓轉為動力，通過推移千斤頂能夠推移工作面移液壓支架和可彎曲跨版輸送機。
2.1.3 輸送機
輸送機的主要作用是運礦，除此之外，輸送機還可以作為液壓支架前移的支點和采礦機的導航，電纜槽內設置有水管和電纜。
2.1.4 采礦機
現代地下非煤礦山開采中采用的都是雙滾筒采礦機，雙滾筒采礦機可以在工作面可彎曲刮板輸送機上沿著工作面進行工作。
2.2 地下非煤礦山開采生產系統簡介
地下非煤礦山開采生產系統是由許多分系統組成的，在生產過程中，只有不同分系統正常運行，工作面才能夠順利生產。
2.2.1 供水系統
國內有很多地下非煤礦山噴霧滅塵都是用地面水池提供靜壓水，一方面供給采礦機的冷卻滅塵泵，在加壓之后供給采礦機進行滅塵和冷卻；另一方面用來給運輸順槽的各轉載點供水滅塵。
2.2.2 運礦系統
運礦系統是由可伸縮交代輸送機、順槽橋式轉載機和可彎曲刮板輸送機組成的，將工作面上開采出來的礦物進行運輸至倉庫。
2.2.3 信號、通訊系統
信號、通訊系統是有控制臺、通訊電纜和電源箱等組成的，控制臺控制順槽轉載機和工作面輸送機的啟動，順槽、工作面或者是控制臺控制順槽轉載機和工作面輸送機的停止。
3 機械化地下非煤礦山開采的工序分析
3.1 采礦
采礦的工序包括破礦和裝礦兩部分，采礦機是完成采礦工序的主要機械設備，采礦的一般方法是采用前滾筒在上割頂礦，后面滾筒在下割底礦和裝剩礦。
3.2 運礦
完成運礦工序的主要設備是工作面可彎曲刮板輸送機，由于工作面可彎曲刮板輸送機的一側裝有鏟礦板，所以采礦機在割過礦之后再推移給輸送機時，余下的礦就已經被輸送機運走了。
3.3 支護區和采空區
地下非煤礦山采礦工藝機械化中一個非常重要的機械設備便是液壓支架，工作面上的前移、護幫、切頂、支撐和推移等多項工作都需要利用液壓支架來完成。
4 結語
在我國經濟迅速發展，機械自動化水平不斷提高的大背景下，地下非煤礦山開采工藝中機械化的應用是企業生存和發展的必經之路，將機械化技術用于地下礦山開采中，絕對是我國礦山開采史中一次重要變革，綜合機械化在地下礦山開采中的應用取得了巨大的經濟效益和良好的社會效益，地下礦山開采工藝中機械化的應用還有利于降低安全事故的發生率，是企業進行可持續發展的基本途徑，也是企業提高企業整理競爭力的根本保證，實現了地下礦山開采的高產高效和現代化。
參考文獻
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關鍵詞 采礦技術 機械化 充填 地下采礦 應用
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A
我國92%以上的一次能源，80%的工業原料，70%以上的農業生產資料來源于礦產資源。從資源總量上看我國是一個資源大國，已發現171個礦種，探明有儲量的礦產159種，有20多種礦產探明儲量居世界前列，但人均占有量卻低于世界水平。隨著近些年采礦業的興起及我國國民經濟的發展，對礦產資源的需求增加，國內各地開始大規模地開采各種礦產資源，但隨之而來的問題也越來越多，缺乏相關的技術支持和管理，從而造成亂采濫挖，環境嚴重破壞，事故頻發等等，這些后果的嚴重性是不可估量的。為了合理的規劃和充分開發利用礦產資源，保證我國礦產資源后期的可持續健康發展，我國需要更高效、安全、環保、低成本的采礦技術和充填技術。
1我國目前在地下礦山開采過程中存在很多問題，主要有以下幾個方面：
（1）我國貧礦多，富礦少，中小型礦山多，大特大型礦山少，礦產資源分布不均衡。摒棄由于我國長期以來對礦業的粗放式經營造成相當一部分中小型礦山為了盡快取得經濟效益，采富棄貧，亂采濫挖，造成礦產資源的嚴重浪費和開采不規范造成事故頻發等。
（2）采礦技術應用與發展不均。我國幅員遼闊，全國經濟發展水平差別很大，采礦技術參差不齊。在一些經濟發達地區和大型礦山，采礦技術已經達到了國際先進水平，而在經濟欠發達地區和相當一部分中小型礦山，采礦技術和采礦設備十分落后，采礦損失貧化嚴重，人多量少，生產效率低下。
（3）資源綜合利用與回收率低。無論是單一或多金屬礦山，在對礦物和廢棄物的回收利用方面越來越受到人們的重視。 國外對礦產資源的綜合回收利用技術和水平已經達到一定的水平，而我國的綜合回收利用技術與發達國家相比還很低。 我國礦產資源綜合利用率不足 20%，礦產資源回收率約為 30%，廢棄物的回收利用程度很低，而國外的先進水平則均達50%以上。
（4）地下開采造成的地形地貌破壞和“三廢”的排放。前者會造成嚴重的地質災害、地表塌陷、滑坡、土地資源占用和對地下水資源的破壞；后者則會對大氣、水源和農田造成污染，嚴重破壞環境和威脅人畜安全。礦山環境問題比較突出，不能完全適應經濟社會發展的新要求。
要想改變這種狀況，我國必須從政策、管理和采礦技術發展上著手，政策、管理和采礦技術發展結合起來，才能解決我國礦業的目前這種現狀。
2我國地下礦山采礦技術的發展方向
我國地下礦山采礦技術已取得一些較顯著的成就，但總體的發展水平仍很低，在未來采礦技術的主要發展方向：優化發展采礦技術、提高機械化程度、無廢開采技術和無人化采礦技術等。
2.1優化發展采礦技術
隨著科技水平的提高，采礦技術的發展越來越快。為能更適應社會的需要，采礦技術在不斷的改進，機械化、自動化程度也越來越高，通過不斷改進優化開采工藝，配合科學的生產管理，以取得更好經濟效益、環境效益與社會效益。
2.2高度機械化采礦技術
現代采礦技術為能提高效益，降低成本、節約人力和加大安全采礦作業，采礦方法向大參數、大采場、高階段、連續作業的方向發展。自上世紀80 年代以來，各種無軌設備的研制和推廣不僅使得鑿巖、鏟裝、運輸等主要工序配備了功能齊全的無軌設備，而且幾乎所有的輔助作業也逐步實現了機械化。機械化作業效率高、機動性強、產能大，為連續采礦技術的實現創造了條件； 同時，機械化必須通過連續化生產才能充分發揮其高效高產的優勢，即以整個礦段作為大型采場，在上下連續多個礦段分別平行進行采切、回采、充填工序等，采礦作業分工序在不同的空間和時序上平行進行，整體向前連續推進。此外，要想真正實現采礦的高效高產，除了采場作業的連續生產之外，提升系統、外部運輸系統和管理調度系統的優化配套也必不可少。目前這種高度機械化的采礦技術在國內外的發展從工藝技術、設備配套、控制技術等方面均日臻成熟，已開始進入推廣使用階段。機械化采礦技術在今后的應用將會更加廣泛。
2.3殘留礦體及難采礦床開采技術
我國地下礦山長期開采，因當時技術水平的制約以及亂采亂挖的影響，采區內仍殘留有大量的礦石資源。這些殘留礦石回收技術復雜，安全條件差，遺留的大量空區和礦柱長期不能得到有效處理。隨著近地表資源的不斷消耗，采礦逐步向深部發展，地溫地壓不斷增加，尤其是高應力礦區，采場突變失穩風險增高，潛在危害加大。以上問題在利用充填技術后完全可以解決。充填技術在以上礦體開采中的應用，不僅使礦產資源得到了充分開發利用，而且治理了前期開采形成的空區，保證了地表后期的安全穩定。充填法有利于開采礦床后期殘留礦體、深部礦床、水下、建筑物下和構筑物下礦床以及有自燃傾向的礦床。近年來采用了無軌設備、高分層落礦及充填系統自動化等技術，使得充填采礦法的采礦成本下降，采場生產能力及勞動生產率大幅提高，在礦體及圍巖均穩固的礦山也開始用充填法，并取得了較好的采選綜合經濟效果。
2.4溶浸采礦技術
我國礦產資源貧礦多，對于這些低品位的礦床，用傳統的采礦方法開采，采礦成本高，經濟效益低。溶浸采礦技術是一項將采、選、冶技術結合起來，直接從地下提取金屬的開采工藝。 溶浸采礦因能較好地回收常規開采方法不能回收的低品位礦石、難采礦體、難選礦石和廢石中的有用成分，拓寬了地下礦產資源的利用范圍，增加了礦石儲量，為滿足我國工業對礦石產品日益增長的需求開辟了新途徑。長期以來，國內外學者對溶浸采礦的理論和實踐給予了極大關注。特別是 20 世紀70 年代以后，美國、加拿大、前蘇聯、澳大利亞等國在溶浸采礦領域開展了大量的研究。目前國內外溶浸采礦技術已日趨成熟，在幾種主要金屬如鈾、銅、金、銀的生產中，溶浸采礦技術生產量所占比例逐年增加。溶浸采礦具有環境污染小，生產成本低的優點，采用溶浸采礦技術開采低品位礦床有廣泛的應用前景。
2.5無廢開采技術
無廢開采就是最大限度地減少廢料的產出、排放，提高資源綜合利用率，減輕或者杜絕礦產資源開發的負面影響的工藝技術。目前我國一直加強對采選后的廢棄物的綜合利用研究，在無廢害采礦方面取得了一定的進展，比如選礦尾砂充填開采空區、尾砂制建筑磚、廢石回填空區等等。從長遠來看，無廢害開采將是 21世紀采礦技術發展重要課題及必然趨勢。
2.6無人化采礦技術
無人化采礦技術實質上就是無人采礦、自動采礦和數字礦山的統一，使采礦技術達到一個空前高度自動化的水平，使一個大型礦山的開采通過僅少數人對計算機控制系統的控制就能夠完成整個礦山的開采加工工程。隨著無人采礦技術、可視化技術、3S（RS，GPS，GIS）技術和虛擬現實技術的發展，把礦山及其他相關信息、計算技術和工業控制技術進行整合，優化設計礦床開采方案、合理配置資源、最佳控制工藝及其支撐系統，全面、動態、準確地掌握我國礦產資源的存量及變化、進而科學合理地開發利用和保護資源。這是目前正在形成的技術，我國大部分金屬礦山仍是半自動化和輔助操作控制，將其作為一種中間緩沖技術。 隨著我國采礦設備的大型化、智能化，遙控化技術及自動化技術的發展，將為無人化采礦提供重要的技術保障。無人化采礦技術是未來采礦技術的必然發展趨勢。
2.7深部開采
隨著淺部易采資源的開發利用，地下金屬資源的開發逐步向縱深方向發展。與淺埋礦床相比，由于深部礦巖的地質構造、賦存條件以及地應力等均與淺部礦巖有所不同，其開采技術條件更加復雜，面臨著更廣泛、更復雜的技術難題，如地壓、高溫、提升、回采、充填、排水、通風、支護、環境保護等。
3充填技術在礦床開采中的應用
充填采礦法在我國地下礦山開采中應用較為廣泛。隨著近些年采礦業興起和國家對礦山開采安全要求的嚴格規定，非特殊情況下地下開采礦山必須使用充填法處理回采后形成的空區，以確保地表的穩定和地下所形成的空區的安全治理。故充填法在今后的地下礦山開采過程中將是國家強力推行和著力發展的重點。
在地下開采過程中，充填法的充填成本占采礦成本的1/3左右，而充填材料的費用超過充填成本的80%。故充填材料的成本成為制約充填技術廣泛應用和發展的前提。要想使我國的地下礦山開采充填法真正能推行開來，首要條件就是能保證礦山企業在開采及充填過程中的整個成本費用滿足企業的盈利范疇。其次保證充填后的強度能夠達到標準，保證后期開采對地表不會產生影響。要滿足以上條件才能將充填法真正在礦山得到實施。而降低充填成本、提高充填強度，是充填技術的主攻方向之一。
充填方式包括干式充填、濕式充填和膠結充填。具體充填方法有廢石干式充填、水力充填、水砂充填、細砂膠結充填、磨砂膠結填充、廢石膠結填充、全尾砂膠結充填及膏體充填等。而充填材料的選擇有水泥、廢石、細砂、粉煤灰、高爐爐渣、尾砂、高水材料等，這些材料在我國或國外的具體礦山都已經經過試驗，部分材料得到了推廣和使用。但無論使用哪種材料充填都必須要保證充填體的強度。
目前來看，我國地下礦山如今使用的尾砂膠結高濃度充填、廢石膠結充填及膏體充填得到了大力的應用。
針對今后的地下礦山開采，充填技術是以后必不可少的工藝，充填的主要目的：首先保證礦山開采后空區不會對地表不會造成塌陷，而危及今后人們的生命安全。其次處理工業固體廢料，能否將選礦及其他工業產生的工業廢棄物大量回填至地下，從而一舉兩得，即保障了采礦及地表安全，又保護和改造了生態環境。
充填采礦法雖優勢明確，適應性廣。但回采、充填工藝復雜，采、充相互影響，更主要的是充填料開發、加工、輸送費用高，成為制約充填采礦法發展的重要因素。故加強對充填材料的研究，制定適應不同礦山地質結構條件的方案，在應用時有明確的相對性和適用性，以最大限度的發揮充填采礦法的優勢，具有很高的價值及實際應用意義，其前景必將十分廣闊。
4結語
根據我國經濟持續發展，自動化、機械化程度提高，我國今后地下礦山采礦技術必將步入一個全新的階段，將采礦技術、自動控制、環境保護與治理相統一是今后采礦技術的發展趨勢，對我國今后礦產資源的開發利用意義很大。
參考文獻
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關鍵詞 外包 管理模式 探討
中圖分類號：TD844+.9 文獻標識碼：A
礦山企業的外包運營模式是按不同的生產環節進行劃分的，其中生產剝離、采礦和選礦是礦山企業生產的核心業務，本文就這三個生產環節的外包進行闡述。
1礦山開采前剝離性業務外包
礦山開采特別是露天開采的首要任務就是剝離一些非礦土層或沒有開采價值的礦物表層，這一工作任務傳統的做法就是礦山企業專門成立一支工作隊伍進行剝離施工，現在大都由第三方承包完成。
2采礦業務外包
指的是金屬礦石的開采不由本企業的人員具體操作，由外來的第三方或者是內部人員虛擬外包的方式，虛擬外包就是由企業內部人員承擔礦石開采但報酬的計算與兌現和外部人員承包該工作一樣。
3選礦業務外包
就是選礦操作環節企業不再具體參與，由企業以外的人員或施工隊去承擔，或者是虛擬外包。此外，礦山運營外包還涉及運輸業務外包：指礦石、精礦的運輸由專門的外部運輸單位或企業負責，礦山企業不再擁有自己的專門運輸隊伍。礦山企業三類核心業務外包運營模式中，剝離性外包運營模式在國內大部分礦山開采企業得到普遍采用，各礦山企業不再擁有自己的剝離施工操作隊伍和人員；采礦外包運營模式有不少的企業在嘗試，但大型企業的在該運營模式上還有所保留，沒有完全實行外包，而小的礦山開采企業基本上都是外包的運營模式；選礦外包運營模式除該礦業公司采用外，國內其他企業采用這一管理模式的較為少見。
4重視露天礦外包和地下礦外包的差異
（1）露天礦與地下礦承包資質的差異。礦山企業按照采礦方法可以分為露天礦山和地下礦山。與地下礦山相比露天礦的采礦管理較為簡單、容易，而小型露天礦的開采更加簡單，有些只是具有土石方施工能力的施丁隊伍，這些來自于非礦山的施工隊伍，合同單價較低。由于隊伍人員素質、培訓和裝備水平參差不齊，安全和技術支持存在隱患，如對邊坡的管理等方面。地下礦山的開采和管理比露天礦復雜很多，因此從事地下礦山建設和采礦承包的施工隊伍要求更專業化，必須具備礦山總承包資質才能承接該類業務。
（2）露天礦與地下礦外包在設備、設施投資方式的差異。露天礦外包和地下礦外包在設備、設施的投資方式上可以進行如下劃分，露天礦外包可以由承包方投入采礦、運輸等主要設備、相關輔助設備和公輔設施等，但投入的設備必須符合礦山的要求，這種模式可以減少業主的建設投資。地下礦外包的固定設備投入由業主承擔，固定設備包括：提升機、豎井裝備、有軌運輸設備、坑內破碎設備、水泵、變電設備、通風設備、壓風設備、放礦設備等；移動設備由承包方投人，移動設備包括：手氣動鑿巖機、中深孔鉆機、掘進鑿巖臺車、中深孑L臺車、鏟運機、裝藥車、輔助車輛等，這樣可以防范雙方合作出現問題帶來的風險。固定設備的運行管理可以由業主負責，也可以委托給承包方負責。
5重點關注礦山安全管理
礦山企業屬于高危、高風險、強體力、勞動密集型行業，礦山管理最重要的是安全管理。因此必須要求承包方必須具備完善的安全管理體系和職業健康防護體系。在確定承包單位時，對承包單位安全資質進行全面審查。在采礦工程承包合同書中，明確雙方責任義務；制定安全管理制度，監督承包方執行。在爆破管理上，制定明確的爆破材料管理制度，安全員進行嚴格監督；承包方自配取得特種作業資格證書的特種作人員。
關鍵詞:無廢采礦；環境影響；解決方案
引言
我國是一個礦業大國,而且也是最大的發展中國家,正處在以開發和利用礦產資源為主要特征的工業化進程中, 20世紀80年代后期以來,國民經濟持續穩定的高速增長需要消耗大量的礦產資源。隨著我國人口的持續增長、國民經濟的高速發展,對礦產資源的需求也急劇增加。因此,除進口部分礦產品及與資源豐富的國家聯合開發礦產資源外,國內礦產資源開發仍需保有相當的規模和能力,以滿足我國經濟發展的戰略需要。
人類開采礦產資源是誘發地質災害和污染環境的直接因素。礦山開采過程中大量地排放廢棄物(如尾砂、廢石等) ,加速了水土流失,引發了地表塌陷、山體滑坡;礦山井下抽排水造成礦區地下水位下降、礦山周圍地下水資源枯竭;地下開采誘發地震、巖爆、冒頂片幫等地質災害;大多數礦山堆積的尾礦引起地表環境污染、尾礦庫潰壩事故造成嚴重的泥石流災害等。
一、國內的技術現狀
在長期的技術開發實踐中,國內礦業系統的科研院所、高等學校和礦山企業的廣大科技工作者致力于采礦技術的研究,在采礦技術領域逐步形成了具有國內領先、國際先進的采礦工程成套技術,其中地下礦山無廢開采和災害控制技術方面已有很大的提高,達到實用水平的工程化成套技術有以下幾方面。
(1)以充填采礦技術研究為主線的成套技術。我國礦業系統的科研院所和高等學校一直致力于充填采礦方法及與充填采礦相關的技術研究,取得了許多研究成果,為提高我國礦山開采技術水平起到了積極作用。
(2)礦山廢棄空間、礦山廢棄物處理與處置的成套技術。由于國內礦山早期開采留下了大量采空區,同時在地表尾礦庫堆置了大量的廢棄物,不管是采空區還是尾砂都存在較大的安全隱患。
(3)根據國外采礦技術的發展趨勢,在消化國外先進技術的同時,結合我國礦山開采的實際,開展了以礦山地壓監測與控制技術為主線的礦山安全開采方法的研究,取得了多項研究成果。
二、存在的問題
隨著我國改革開放和建設事業的發展,礦產資源開發的數量和規模越來越大。至20世紀90年代初,全國已建成國營礦山8 000多個,鄉鎮集體礦山近12萬個,個體礦山12 萬多,全國冶金、有色、建材、化工、能源、非金屬礦年采出量逾20億t,其中地下礦山開采的礦石量約為5億t,成為世界第三大礦業國家。但礦產資源開發所產生的負面作用也越來越大,越來越明顯,主要表現在以下幾方面。
(1)采礦產生的廢石、尾礦堆置占地和環境污染日趨嚴重。據不完全統計,全國固體礦產采選業排出尾礦、廢石在地表堆存,破壞土地與占用耕地已達到187萬～247萬hm2 ,金屬礦山廢石堆置占地一般占采場面積的57. 3% ,這對于土地資源十分緊張的我國是一項不小的損失;堆置的廢石和尾礦中的有害成份淋滲使地表和地下水體受到污染,廢石場和尾礦庫的粉塵也對大氣造成污染;堆置在洪水通道上的廢石,可能由于洪水產生泥石流,造成人員傷亡和財產損失;尾礦壩不穩定或遭洪水影響時,可能發生潰壩事故,不僅會淹沒土地,而且常常造成人員傷亡。
(2)采礦產生的采空區對地質和自然環境的破壞日趨嚴重。采礦形成大量的采空區,如不及時進行充填,可造成地表塌陷、山體崩塌,財產和生命遭受損失;采礦導致區域性水位下降,地表水和地下水動態平衡系統遭到破壞,以致水源枯竭、河水斷流;地表沉降,對人們的生活和農業生產造成嚴重影響,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資金和運營費用,使礦山企業經濟效益下降。
礦產資源開發造成的負作用,其根源在于地下資源被采出的同時形成采空區及廢棄物(包括廢石、尾礦等)在地表堆置造成的。因此,如果研究采用不產生廢棄物或產生少量廢棄物的采礦新工藝技術,并將廢棄物及時返回地下充填采空區,則對自然環境的破壞也會相應的減小。所以,實現礦山無廢開采對于我國資源開發的可持續發展、環境保護和構建和諧的社會環境,具有十分重要的作用。
三、發展對策
以地下礦山無廢開采和災害控制技術為對象,研究開發出適合我國國情的地下礦山無廢開采方法、災害控制技術的綜合配套技術,并旨在全國非煤礦山中推廣應用,以提升國家非煤礦山開采技術水平。但項目規模大,起點高、研究難度大、研究內容多,需要國家主管部委長期協調和行業、企業共同重視才能有效完成。并開展以下課題研究工作。
(1)地下礦山無廢開采方法及工藝技術研究。采礦過程中不可避免地產生一定量的廢石,廢石的爆破、運搬、提升、運輸所做的功完全是一種無用功,浪費了大量的人力、財力,因此,采礦所產生的廢石越少越好,這就需要對采切工程布置進行優化,在滿足采礦工藝和安全要求的前提下,盡量少采廢石。通過對不同采切工程布置的優化,綜合研究適合各種情況的礦體采切工程布置方法及工藝措施,達到少采廢石的目的。
此外,根據礦體賦存條件,按照廢石不出坑、尾礦不入庫的要求,綜合考慮采礦效率、環境保護和經濟效益原則,選擇合理的礦體開采方式、方法及工藝技術;綜合考慮礦石回采、運輸、廢石充填、尾礦充填的要求,按照經濟效益和安全生產原則,合理布置礦石運搬、廢石充填和尾礦充填系統;采用數值模擬方法和類比法,進行統籌設計，并根據地壓觀測結果進行修正。
(2)地下礦山廢石與尾礦混合充填料充填技術的研究。以廢石不出坑為宗旨,以提高充填體強度為目標,通過實驗室試驗,確定廢石在充填體中的合理比例;根據充填料水的滲透試驗結果,合理布置充填脫水結構,盡量縮短充填脫水時間;研究合理的廢石與尾礦混合充填料的充填系統,使其滿足廢石與尾礦充填的要求。同時,在礦山工程設計時,應充分考慮礦山生產過程中的廢石排放路徑,以達到礦山生產過程中廢石不出坑的目的。
(3)地下礦山采場穩定性及巖層控制技術研究。采用較低廢石產出率的采礦新工藝技術和用尾礦充填采空區,必須要在安全的前提下進行,通過地壓監測、物理模擬和數值模擬等研究方法和手段,評價采場和采空區圍巖穩定性,確保采礦和空區充填的安全。用專家系統方法預測采場頂板破壞模式,并據此選擇頂板加固措施;采用數值模擬方法研究充填控制地壓機理和嗣后充填控制地壓機理,研究當充填料不足的采場穩定性;通過實驗室試驗,研究廢石充填對充填體強度的影響;通過現場地壓觀測,研究無廢開采采場地壓規律。
(4)地下礦山地面沉降塌陷災害預警系統的研究。利用3S(RS、GPS、GIS)技術,即遙感、全球定位系統和地理信息系統構成了現代地球信息科學技術的主體,對礦區地表塌陷區的遙感研究及根據遙感圖像判斷并結合地質、采礦資料進行多因素綜合分析,進行礦山采空區災害的物理和數值空間模擬等;建立地下礦山采空區災害管理信息系統;以井下監測數據、遙感信息、礦山提供的原始數據及數值模擬結果為基本信息源,應用系統分析、綜合分析的方法對礦區地理空間、地質、采礦等信息進行存儲、處理、綜合分析評價、實現有關信息的動態反饋和調整,以達到預防采空區突發事故的目的。
1、概況
自20世紀80年代末、90年代初，我省“水泥熱”的興起，帶動了灰巖礦山開采的蓬勃發展，特別是我省的尤溪、大田、安溪等地。大部分的灰巖礦山采用了地下開采方式，并且都沒有進行開采設計。
礦山生產安全性較差，這給井下作業人員的安全構成極大的威脅。
目前我省灰巖礦山存在的主要問題：
(1)大多數礦山沒有兩個以上獨立的能行人的直達地表的安全出口；
(2)沒有采用規范的采礦方法；
(3)礦山沒有采用機械通風的通風系統，無法保證井下作業場所有足夠的新鮮風量，沒有建立完善合理的排水系統；
(4)有的將整座礦山人為分成小礦點進行開采，不但礦產資源得不到有效開發和利用，而且使開拓、采礦、排水、通風、安全環節均產生相互干擾，增加了生產成本，人為地造成了不安全隱患，影響了開采作業的正常進行。
2、整改思路
做好礦山的安全工作必須結合整改工作進行總體開采規劃，礦山應遵守地下開采的規律，首先進行開拓工作，在開拓工作結束后，布置礦房，進行采準、切割工作，形成礦房后才能進行采礦、出礦工作，從技術上保證礦山的安全生產。
省內灰巖礦山可根據礦體賦存條件及采空區分布的具體狀況進行開拓工程布置。在開拓工程完成后，礦山形成新的獨立的運輸、通風、排水系統，并形成至少有兩個獨立的能行人的直達地表的安全出口，在原采空區內不布置任何采礦工程，井下開拓工程的布置或礦房的布置與原采空區之間應留有大于15m間距的保安礦柱，以保證今后井下開采生產安全。
礦山井下生產應嚴禁濫采亂挖。正確合理地選擇采礦方法，能充分、合理地開采地下礦山資源；正確合理使用正規的采礦方法，可利于生產管理和實施強化集中開采，并能保證井下作業人員在開采過程中安全生產和良好的作業條件，同時保證礦山能安全持續進行生產。
個別礦山存在多處開采礦點，形成各自為政的狀況，嚴重地影響了礦山生產安全，此類礦山應進行聯合開采，進行統一規劃、統一開采，使礦山開采一體化，既改善礦山開采條件保障安全，又充分開發利用礦山資源，延長礦山開采服務年限，這樣才能達到標本兼治。
3、整改主要技術方案
(1)礦山開拓
礦床開拓是礦山建設的長遠大計，開拓工程布置應符合基建量小、基建時間短、投資少、工藝簡單、合理、管理方便、生產安全、可靠等條件，一旦建成就難以改變，并影響到礦山今后的經濟效益。井下礦山必須遵守“采掘并舉，掘進先行”的原則，這是礦山持續安全生產的保證。我省灰巖礦山大多數是在掘進中遇見礦石就進行開采，這種破壞性開采的短期行為，致使礦山掘進工程長期嚴欠帳”的現象十分的普遍存在，生產不安全隱患日益嚴重。因此現有灰巖礦山應首先重新布置開拓工程，結合省內灰巖礦山地下開采多使用農用車運輸礦石，開拓工程的布置繼續采用現有的平巷開拓方式或斜坡道開拓方式，同時根據省內灰巖礦山年產量多在10萬噸以上，以及現有所使用的運輸車輛的寬度和高度，平巷或斜坡道的斷面取60x 35m(寬x高)，斜坡道坡度取10％。開拓工程結束后，使地表與礦床之間形成一條完整的運輸、通風、排水、動力供應等系統，并形成至少有兩個獨立的能行人的直達地面的安全出口。開拓工程是礦山建設及今后生產的安全保障，既改善井下工作環境，同時又可消除礦山獨頭工作面不安全隱患。
(2)采礦方法
科學選用采礦方法也是井下生產的安全保障。省內灰巖礦山除南平后谷石灰石礦山和南靖下嶺石灰石礦山采用淺眼留礦采礦法進行開采外，大部分礦山的采礦是在掘進好的巷道中進行擴幫、挑頂，隨著開采工作面向前推進，原有的采空區變成井下通道，作業人員及運輸車輛來往于高達20―30m采空區之下，不安全隱患隨時存在，最終可能發生惡性傷亡事故。為了杜絕惡性傷亡事故的發生，必須禁止使用濫采亂挖不規范的采礦手段，采用正確合理的采礦方法。
省內灰巖礦床多為淺海相沉積類型，且多呈厚、巨厚層狀產出，除巖溶及斷裂溶蝕帶外，石灰巖與圍巖總體穩固性較好，根據灰巖礦床的賦存條件以及我省南平后谷灰巖礦山地下開采成功使用的淺眼留礦采礦方法的經驗，灰巖礦山地下開采的采礦方法可采用施工簡單，便于操作的淺眼留礦采礦法，有條件的灰巖礦山也可采用分段采礦法：正確合理地使用采礦方法，可以根本上杜絕作業人員長期處于采空區下工作的不安全隱患，保證作業人員的人身安全。
(3)通風系統的建立
礦山在鑿巖、放炮礦山在鑿巖、放炮以及農用車運輸過程中會產生大量有毒、有害氣體和粉塵，對井下作業人員的安全和健康造成極大威脅。現省內灰巖礦山井下的通風多采用自然通風形式，并且沒有形成井下通風系統，無法解決井下空氣污染狀況，作業人員長期在空氣嚴重污染的環境中工作，因此礦山必須建立采用機械通風的通風系統，使井下作業地點有足夠數量的新鮮空氣，稀釋和排出各種有毒、有害氣體和爆炸性氣體、粉塵及運輸車輛所產生的尾(廢)氣，確保作業地點良好的空氣質量，營造一個安全、舒適的工作環境，保證井下作業人員的安全健康，提高勞動生產效率。
(4)排水系統的建立
我省灰巖礦山都不同程度地存在排水問題，采用平巷開拓的礦山沒有布置排水溝，井下水直接從巷道中排泄出來；采用斜坡道開拓的礦山，井下沒有設置水倉，只是在斜坡道底部附近挖個小坑，由水泵抽出至地面。礦山排水問題沒有解決好，不僅生產成本增高，經濟效益降低，還會引起設備人身事故，而且會危及礦山的生產壽命，因此礦山也需建立排水系統。
采用平巷開拓的礦山，應在巷道邊設置水溝，井下水由水溝直接排出。
采用斜坡道開拓的礦山，應先進行水倉、水泵房的施工并按井下排水的有關安全規范，排水設備“至少應有同類型的三臺泵組成，其中任一臺的排水能力必須能在20小時內排出一晝夜的正常涌水量；兩臺同時工作時能在20小時內排出一晝夜的最大涌水量。井筒內應裝設兩條相同的排水管，其中一條工作，一條備用”的要求進行設置。礦山解決好排水問題，不僅能促進生產，確保安全。有的礦山還可以將排出的水綜合利用，變害為利，將能收到較好的經濟效益。
關鍵詞：金屬礦山，地下采礦，技術，應用
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A
引言：我國金屬礦產資源豐富，地下金屬礦山在我國礦山資源中占有重要地位。隨著科學技術的發展，國內地下采礦技術發展很快，很多采礦新技術、新工藝在地下礦山得到了應用。國內一些礦山和一批先進的采礦工藝技術，己步入世界先進水平的行列。國內地下金屬礦山采礦技術的發展，主要表現在采用各種采礦方法的比重和回采工藝技術有了很大的變化，均沿著高效率、高回采率和機械化、半自動化的方向發展，采場生產能力和勞動生產率有了較大的提高，損失、貧化指標大幅度降低。
1、地下金屬礦山采礦工藝技術及應用
1.1 空場采礦法
空場采礦法將礦塊劃分為礦房和礦柱進行回采，順序是先開采礦房后開采礦柱，在礦柱和圍巖的支撐下對礦房進行回采，開采時，既不崩落圍巖也不充填采空區，待礦房開采后及時對礦柱進行回采并對采空區進行處理。比較典型的為：（1）大直徑深孔采礦法，20世紀80年代，大直徑深孔采礦法首先在我國凡口鉛鋅礦實驗成功。隨后，這一高效率的采礦方法先后在金川有色金屬公司、安慶銅礦、金廠峪金礦和獅子山銅礦等礦山得到推廣應用。1980一1985年間，在凡口鉛鋅礦又試驗成功了另一種具有代表性的大直徑深孔采礦方案，即階段深孔崩落采礦法。該采礦方法的實質是:將露天礦的臺階崩礦技術應用到地下采礦中，即在采礦的局部面積上，先形成切割槽，然后以這一切割槽為自由面和補償空間采用大直徑深孔裝藥進行全階段高或臺階狀崩礦，崩落的礦石由場下部的出礦系統運出。(2)地下金屬礦山采礦連續化。地下金屬礦山連續開采主要包括:礦房的連續回采、礦體(床)的連續開采、礦石的連續運送及全工藝過程的連續化。即在開采過程中一步化；回采過程中落礦、出礦、礦石運搬工藝的連續作業化；井下礦石的轉載、運輸、提升等環節礦石的連續化；掘進、落礦、出礦、運搬、運輸等全工藝過程的連續化。我國在獅子山銅礦、鳳凰山銅礦、安慶銅礦地下金屬礦山連續開采技術的研究中取得了一些成果。
1.2 崩落采礦法
崩落采礦法是我國金屬礦山地下采礦常用的方法，崩落采礦法隨回采工作面的推進，崩落圍巖，在覆蓋巖塊下出礦，崩落采礦法在我國礦山應用很廣，采出的礦石量占地下采出礦石總量的35%。崩落采礦法常用的方法有：（1）無底柱分段崩落法。無底柱分段崩落法于20世紀60年代末由瑞典引進，并在大廟鐵礦實驗成功。我國無底柱分段崩落法面臨著一個如何加大和優化結構參數的問題。結構參數優化的主要方向是增大進路間距。增大進路間距將大幅度地減少采掘工程量，僅梅山鐵礦將15mx巧m結構改為巧mx20m結構參數，將減少采掘工作量25%，同時增大了一次崩礦量，提高采礦強度，降低礦石成本，提高礦一山的經濟效益。由于增大進路間距具有較強的可操作性，易于推廣應用，目前程潮、桃沖、板石溝、北銘河等礦山都應用了該技術，具有重要的實踐意義。（2）自然崩落法。自然崩落法是一種利用巖石自然應力落礦的方法，具有生產能力大、采礦成本低的優點，特別適用于礦體厚大、礦化均勻易于自然崩落的低品位礦床開采。其應用原理是在礦塊大面積拉底后，破壞了礦塊內礦體的應力平衡，引起應力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱內礦石因受重力作用而周期性脫落。銅礦峪礦自1993年應用此法獲得成功后，在礦石含銅品位僅在0.67%的條件下，使礦山結束了長期虧損的局面，并于1999年達到400萬口a的生產規模，是建礦以來的5-6倍。
1.3充填采礦法與支柱采礦法
充填采礦法是隨著回采工作面的推進，逐步充填采空區的采礦方法，按礦塊結構和工作面推進方向的不同，可分為單層充填采礦法、上向分層充填采礦法、下向分層充填采礦法和分采充填采礦法；根據充填料的來源!種類和充填方式等的不同，又可分為干式充填采礦法、水力充填采礦法、膠結充填采礦法、選別充填采礦法和支柱充填采礦法等；充填采礦法是地下開采中礦石損失與貧化最低的采礦方法，充填體能控制采場地壓與圍巖崩落，防止地表下沉，并為回采工作創造安全和方便的條件，有時還用來預防礦石的自燃，充填法主要應用于圍巖不穩固或圍巖與礦體均不穩固的有色金屬富礦或貴金屬、稀有金屬礦床，隨著無軌設備，高分層落礦及充填系統自動化等技術的應用，逐步降低采礦成本和提高生產能力，使充填采礦法具有了廣闊的應用前景。我國先后采用干式、分級尾砂膠結、全尾砂膠結、碎石水泥漿膠結等新工藝與新技術。最近，我國成功地試驗了一批具有世界先進技術水平的充填采礦工藝。具有代表性的是：高水全尾砂速凝固化膠結充填新工藝、高濃度全尾砂自流輸送及泵壓輸送充填新工藝、粗粒級水砂充填新工藝。膏體泵送充填工藝與技術等。其中1994年在金川鎳礦建成了我國第1個膏體泵送充填系統，1999年又在銅綠山礦建成了第2個膏體泵送充填系統。
2、地下金屬礦山采礦技術研究方向
2.1采用更大和更可靠的采礦設備提高生產率
在過去的30-40年間，采礦技術是遵循著進化而非改革的途徑發展起來的。除此之外，在上個世紀60年代的后期，在地下礦山開始推行了無軌采礦技術，新近的趨勢是發展了采礦設備的自動化和遙控技術。
2.2監控、自動化和遙控
當前采礦方法日益成熟，長壁法采礦的實例就在某種程度上很好的說明了在線設備監控的重要性，然而，這只是監控系統在礦業中應用的一例。在礦業中其它已得到廣泛應用的監控系統有環境監控系統和地震監控系統，這些監控系統的應用己成為許多深部開采的礦山所具有的標準特點。迄今為止，采礦系統仍是以要求保證礦工在完成各種地下開挖工程中作業安全為基礎，這種要求對采礦系統起著重要的制約作用。
2.3數字礦業化
數字礦業是數字地球在礦業中的應用。數字礦業一方面是礦山的信息化，它涉及到礦山信息化工作的方方面面;另一方面數字礦山是以空間信息為基礎的礦山信息系統體系。礦山信息系統體系是指相互聯系的大量礦山信息系統和空間信息系統，虛擬現實系統等的有機結合體。
2.4地下開采露天化
毫無疑問，露天開采的優勢遠大于地下開采。在進行露天開采礦山中，將原屬于地下開采的部分轉為露天開采，其意義不言而喻。欲實現之，不外乎是安全和經營成本，如采用可降低生產成本的運輸方式，采用能實現安全生產的遙控設備。
2.5開采智能自動化
在目前我國金屬礦山地下采礦技術的發展來看，要實現全面采礦的自動化，目前尚有較大的困難。但局部裝備實現遙控系統，進行遙控開采，將是易事。遙控開采系統投資少、技術含量高。其實質即將以上設備的執行機構做一些改裝，把原模擬量變為數字量，以便能用計算機進行控制。其次，每臺設備上安裝攝像頭，能全方位地了解設備周圍的生產環境，以便能使控制者在遠距離的屏幕上進行操作控制。執行機構的數字化能保證用人的遙控操作來代替原作業者的手動操作，而可視化數據將使遙控操作者有身臨其境的感覺。
結語
安全高效的地下采礦技術的重要性日顯突出，金屬礦開采技術的高低直接影響到我國國防安全，金屬礦開采技術的迅速發展，將會大大促進國民經濟的健康發展，推動我國全面小康社會的建設。
參考文獻:
[1]周愛民.我國有色金屬采礦技術回顧與展望[J].中國有色金屬學報,1996.
[2]周愛民.21世紀初我國金屬采礦五大對策[J].中國科協第14次青年科學家論壇報告文集,1996.
