3 金属矿床地下连续采矿技术

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1、金属矿床地下开采连续采矿2012年3月地下金属矿山连续大量采矿工艺技术是国内外采矿界普遍关注的一个前沿性的研究课题。其主要经济优势体现在：1）可以改善井下工人的作业环境和工作条件；2）实现矿山机械化、连续化作业，提高采场的综合生产能力；3）缩短采场的回采周期，有利于深部地压的控制和管理；4）实现大规模、高强度的集中强化开采，降低采矿成本，提高开采的经济效益；5）提高回收率，减少矿产资源的损失浪费。因此，它对于未来21世纪矿山向开采范围深部化、规模大型化、操作自动化、生产连续化、管理现代化方向发展具

2、有重要的意义。地下金属矿山连续开采的概念“地下矿山连续开采”这一概念随着现代矿山技术的发展逐步完善。“地下矿山采矿连续工艺”依矿岩软硬程度的不同有2种形式：一是在硬度不大的矿岩如煤矿、钾盐等矿床开采中的采掘全工艺过程(如切割、落矿、装载、运搬)在同一空间内平行连续作业；二是在矿岩坚硬的矿山，如金属矿，在矿体、阶段或矿块的回采过程中落矿、出矿、运矿三大工序各自具有相对独立的作业条件，各工序间的相互协调，在不同的空间平行作业，由此组成高效率的连续开采工艺系统。连续开采主要包括4个层次的内容：（1）矿房

3、的连续回采(Ⅰ层次)矿房的连续回采是指在采场的回采过程中落矿出矿、矿石运搬工艺的连续作业。研究的主要内容有适合于连续回采的采矿方法及采场结构，高效率、低大块率的凿岩、落矿技术，高效耐用和经济的采场连续出矿和连续运搬设备。其目的是实现高效率、高能力的落矿、出矿、运矿的采场连续回采。这个层次下一步研究的重点将是大块的控制管理和出矿、运矿设备的改进和完善。（2）矿体（床）的连续开采（Ⅱ层次）它是指在矿体（床）的开采过程中，不留或少留矿柱，尽可能采用一步骤回采的开采模式。研究的主要内容有：开采方式（上行或

4、下行），采场回采推进顺序（前进式或后退式），开拓、采准形式以及有利于采场安全的地压管理和控制技术。这一层次还有巨大的发展空间。（3）矿石的连续运送(Ⅲ层次)矿石的连续运送，是指井下矿石的转载、运输、提升等环节。研究的主要内容有：连续运送矿石的方式、运送设备及配套设备的研制等。该层次为地下开采矿石的后处理工艺，近几年来，该层次的研究无重大突破，国外很多矿山用特殊的胶带运输机实现了地下开采矿石的连续运送。（4）全工艺过程的连续化（Ⅳ层次）全工艺过程的连续化是指掘进、落矿、出矿、搬运、运输等过程的连续化

5、作业，是最高层次的连续开采，目前，这个层次在软岩矿中的研究和应用发展迅猛，已实现大规模工业开采全工艺过程的连续化。在硬岩开采中的研究难度较大，但如连续采矿机、冲击式采矿机、钻孔射流采矿等已开始投入试验阶段，这一领域具有广阔的前景，它对于硬岩中实现非爆破采矿具有重大的意义。4.1连续采矿技术发展的背景一、采矿设备的大型化和智能化近20年来，地下采矿技术的发展很快，采矿设备在实现无轨化和液压化的基础上，向大型化和智能化发展。如载重25t的Toro2500E型电动铲运机；瑞典的井下开始使用120t的大型

6、卡车；遥控铲运机、凿岩台车，无人驾驶汽车试验应用21世纪，实现地下矿山现代化是矿业界特别关注的问题。采矿设备逐步大型化和智能化，为采矿方法创新、采矿工艺技术变革和实现矿床开采规模化，提供了重要前提条件。二、采矿作业走向规模化和连续化采矿装备的大型化和智能化，推动着采矿方法朝生产集中化规模化方向发展。采矿设备的创新，推动着采矿工艺的变革。（1）露天：在现代大型和超大型金属露天矿，一种很有前途的设备配置理念，其设备配置方案是；大型穿孔爆破设备、巨型电铲（或装载机）、半固定式或可移式破碎站、大倾角胶带输

7、送机（用于采矿场内的矿石输送）和长距离大型胶带输送机。间断——连续开采工艺：在开采过程中，穿孔爆破作业是间断的，之后的装载、破碎、长距离输送都是连续进行的。（2）地下采矿装备的大型化和智能化也为地下金属矿山带来巨大的发展空间，给采矿工艺变革注入了新的活力。20世纪80年代以来，出现了一些具有重大影响的采矿方法，如：垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法(VCR法)、侧向挤压落矿阶段矿房法、阶段自然崩落法、阶段强制崩落法、高分段无底柱崩落法和机械化充填采矿法等。采矿方法朝着大结构参数和简化底部结构的方向发

8、展：采准、切割合一、一步骤回采这些方法的工艺技术创新，极大地提高了地下金属矿的采矿效率，进一步推动了矿山集中强化开采和规模化经营。目前，国内外有十余座年产量超过1000万吨的超大型地下金属矿山。如智利的ELTenience铜矿，采用连续落矿的盘区崩落采矿法，年产矿石3500万吨；瑞典基律纳铁矿采用高分段崩落法，年产量超过2000万吨。三、连续采矿理念的形成连续采矿首先出现于煤炭开采，因为煤矿是沉积矿床，产状平缓、规则、硬度不大，可用机械连续切割。超大型露天煤矿：采用巨型斗轮式挖掘机