江南某软岩非煤矿采矿艺探讨

【摘要】社会经济不断发展，社会各界非常重视铜矿资源开采效率和安全性，本文结合江南某软岩非煤矿采矿工艺，通过分析现有采矿工艺，提出了采矿工艺改进措施，对实际工作发挥出参考作用，保障采矿工作质量，避免发生安全问题，实现可持续发展目标。
关键词：铜矿资源；采矿工艺；改进措施
 在现代工业发展过程中，铜资源发挥着重要的作用。逐渐增加铜资源开采量之后，也开始减少金属铜的资源矿藏量，但是现代工业发展却不断增加铜需求量。因此需要采取科学的开采技术，使铜矿开采水平不断提高。露天开采属于一种传统的工艺，具有较高的安全性，而且投资较少，对工作现场没有提出较高的要求。但是经过长期开采，逐渐加深矿床深度，也加剧了矿床损失，限制露天开采技术的应用，因此需要创新采矿工艺，顺利完成开采工作，促进铜矿工程健康发展。
一、矿山概述

某铜矿的矿体松软，在开采设计过程中主要是利用巷道自然崩落法，井下回采阶段，主要是利用人工进行，不仅会提高人工劳动强度，同时会降低生产率，该方法通常不利用爆破方式，主要是利用通过支护拆除之后矿山自然崩落完成出矿工作，因此不利于控制回采边界【1】。放矿椭球体发育情况较差，因此在进进路阶段很容易冒落上方的矿石，引发严重的损失。当回采进路混入到覆盖岩层之后，将会引发矿石贫化。

因为该矿山围岩松软，缺乏稳定性，很容易出现垮落问题，通过调查地质和水文资料，深入分析井巷支护和采矿方法，机械化改造支护和铲装以及运输机械等，可以实现矿山自动化改造。
二、现有采矿工艺分析
（一）采矿方法概述

1. 空场开采法

在矿山回采过程中利用空场采矿法，采取措施加固采空区，保留矿柱，对采矿区发挥支撑作用。针对开采区矿壁，需要通过综合分析，落实针对性的回采措施，保障整体采矿质量。进一步划分空场开采法为阶段开采法和全面开采法等。

2.崩落开采法

在实际生产中，崩落法分为两种，一种是分层开采，一种是分段开采。崩落法以采场壁面冒落为先决条件，该方法多应用于采空区，需将矿块崩落时，采用天然或强迫方法将其充填到采空区，并对其进行有效的地压控制，并做好相应的治理。冒落采矿作为一种主要的采矿方法，在进行崩落时，必须连续地将矿石取出，从而使其达到分段岩体的目的。在岩体周边垮落的情况下，对采空区进行及时地处置，快速充填，对采空区进行适当的管理，在冒落的过程中，尽可能地提高其失稳状况。

3.留矿采矿法

采矿方法有三大类，空场法、崩落法、充填法，留矿法也属于空场法一种，因为具有较多的优势，因此应用率较高。留矿采矿法指的是存放和堆积铜矿矿石，经过沉积之后，在矿房外落实铜矿人工作业。在矿石稳定的区域适合利用留矿采矿法，在一定程度的矿体回采过程中，由于长时期的累积与沉积，可以使该部分的矿体变得较厚，因此很长一段时期后留矿法都可以用于矿山生产【2】。利用留矿采矿法，在采矿和回采阶段放置铜矿石，采空区留出一定的空间，将矿石与矿柱存放在一起，经过一定的机械配合，对采空区的铜矿进行一定程度的强化和支承，从而在晚期完成此类矿体的开采。这种方法对矿石的条件有很高的需求，可以养护和维持自然和粘结现象，可以改善围岩的地质条件。

4. 填充采矿法

在铜矿山开采进程中，将会使开采面增大，这时采用充填开采方法可使开采深度更深，并通过充填材料回填采空区，实现对采空区的强化，并逐渐进入矿体，从而增加采出率。填充法是开采过程中最重要的一步，在矿山开采区域，需要建立矿柱、填料和采空区的加固系统，并对具有高品位的铜矿石和高利用率的铜矿山进行加固。采用充填法后，可以防止矿山坍塌，采用充填材料可以提升地表的高度，更便于这种开采方法。
（二）矿山目前存在问题

1. 机械化程度低、人工劳动强度大。在井下回采阶段，进路掘进和出渣以及出矿主要是利用人工方式，整体工作机械化程度较低，不利于提高整体生产效率，同时会增加工作人员的劳动强度。

2. 矿石损失贫化大。这一方法通常不进行爆破处理，主要依靠矿山的自然崩落完成出矿工作，很难控制回采边界。在覆盖岩层中很容易混入回采进路，引发矿石贫化。

3. 支护量较大：井下采切巷道采用密集木支护，支护间距在30cm范围内，使用之后很难回收木头，因此提高了支护成本。在密集支护巷道中开展作业，在回采阶段将会损坏木支架，因此在掘进施工和回采崩落阶段不利于保障工作安全性【3】。相关要求规定井下不能利用木材等可燃性材料进行支护，因此该矿山利用大量的木支护不符合当前规定。

4. 安全性较差：因此需要在密集支护巷道中开展作业，因此在回采阶段对端部钢支架造成破坏，因此在巷道掘进和回采崩落等环节缺乏安全性。

该矿修复巷道支护施工过程中，出现了一次冒顶片帮事件，经过事故调查，发现该矿机械化程度不高，开采方式适应性不强是导致该矿井出现片帮的主要因素。矿井因其特定的地质情况及采用的开采方式，不能大规模采用机械，开采、出矿、运输等环节都是人工操作，存在极大的安全隐患。针对当前煤矿生产中存在的问题，进一步提高开采方法的科学性。
三、采矿工艺改进
 在铜矿开采过程中可以利用现代化开采技术，通过综合利用科学技术和设备提高生产效率，合理降低资金投入量，保障生产过程的安全性。在利用下向进路充填法的过程中，可以融合现代化采矿工艺，可以提高开采过程的精准性和高效性。此外在利用下向进路充填法的过程中，还可以综合利用自动化和遥控采矿技术，可以减少人力资源的投入，同时可以降低工作人员的劳动强度，保障生产过程的安全性。在自动化系统中包括自动钻孔和装卸以及运输等内容，利用遥控技术的过程中，工作人员可以对机器设备进行远程控制。避免工作人员在危险的环境下工作，降低安全事故发生率。在下向进路充填法的矿场规划和操作过程中可以利用计算机模拟技术，有利于提高开采策略的科学性，对潜在的风险进行评估分析。此外利用虚拟现实技术构建真实的仿真下向进路充填环境，用于培训工作人员，同时可以对新设备进行模拟测试，对下向进路充填作业环境进行模拟分析，有利于顺利开展作业活动。利用机器人和智能化设备，可以创新传统的下向进路充填法流程，例如在矿产资源勘探过程中利用无人机设备，同时可以在铜矿安全监测和环境影响跟踪中利用无人机设备【4】。此外可以利用各种智能设备，例如可以利用智能钻机和自动化运输车辆等，对传感器和控制系统进行集成，可以实时收集工作数据，并且综合利用机器学习算法和人工智能算法等，提高整体工作效率，避免因为设备故障等问题干扰正常工作。此外利用精准开采和选矿技术，可以提高矿石的品质，同时可以提高回收率。通过对下向进路充填开采位置和深度进行精准控制，有利于高效利用资源，减少废石产生量。此外利用智能控制技术，例如在下向进路充填过程中可以利用传感器技术和自动分级系统，在开采矿石的过程中可以实现矿石自动化分类，有利于高效利用资源，优化整体加工流程。

监控操作视图

结束语：

本文分析了某铜矿实际情况，对铜矿采矿工艺进行分析，并且针对当前存在的问题，采取采矿工艺创新措施，由此可知，铜矿未来发展过程中，需要提高铜矿开采工艺的智能化和自动化，保障铜矿开采质量，在最大程度上满足社会经济发展的资源需求。

参考文献：

[1]党军锋.现代化采矿工艺技术在铜矿开采工程中的应用探讨[J].世界有色金属,2024,(19):214-216.

[2]郭亚锋.铜矿开采中数字化监控系统设计与应用探讨[J].冶金与材料,2024,44(08):184-186.

[3]郭亚锋.中深孔采矿技术在铜矿峪矿中的运用研究[J].世界有色金属,2024,(16):100-102.

[4]郭亚锋.现代化采矿工艺技术在铜矿开采工程中的应用探讨[J].冶金与材料,2024,44(07):85-87.