深井金属矿床高效开采及地压监控技术分析

深井金属矿床高效开采及地压监控技术分析

石康敏

广西工业建筑设计研究院有限公司530000

摘要：随着我国社会经济的发展，对资源和能源的需求量不断增加，因此对资源和能源开采与开发提出了更高的要求。金属矿产是我国资源中的重要部分，在我国的工业生产经营中发挥着至关重要的作用。在开采金属矿的过程中，需要进行深井作业，并采用先进的开采与监控技术和工艺来保证矿产开采工作的效率和质量，进而促进我国矿产事业的发展。本文将针对深井金属矿床高效开采及地压监控技术进行简要分析和探究。

关键词：深井金属矿床；高效开采；地压监控技术

引言

开采金属矿产过程中进行的深井作业尤其其环境的复杂性，其工作具有一定的难度与挑战性，采用先进的技术和工艺能够保证矿产开采工作的顺利进行。深井开采与地压监控技术的有效应用，能够确保工作人员对深井金属矿的性能及产能情况进行全面的了解与分析，为矿产资源的开采创造更有利的条件。因此，企业需要对深井金属矿开采与地压监控技术的应用进行细致的研究，进而提升采矿工作的技术水平与采矿工作的效率。

1深井金属矿床的基本特征

金属矿床所处的地理位置存在地质条件复杂的情况，进而使得矿床的形态多变，呈现出不稳定的特点。矿床形态的多变主要体现在矿体的厚度、倾角及形状等方面，即便是统一矿体也会出现形态上的改变问题，尤其是在同一矿区内的矿体，经常出现尖灭及分枝复合的现象。针对该种情况的发生，需要结合矿区及矿体的实际情况采取相适应的采矿方法，进而提升采矿作业的效率。金属矿体中存在断层及裂隙的情况，矿体的断层一旦出现破碎的问题就会给矿体开采工作的安全性造成威胁。同时，矿石及围岩具有较强的硬度，且矿床的含水性导致矿石松散，给矿石开采的工作造成极大的困难。

2深井金属矿床开采中的主要问题

井下矿石的开采工作的工序具有较强的复杂性，随时都会出现矿岩崩落的问题，导致矿石的开采工作往往受到矿床赋存特点、围岩及开采技术等条件的限制。矿体所处的位置地质构造较复杂，且矿体本身存在断层、裂隙的问题，矿体的形态也呈现出多变的特点，同时在地下水的作用下，会导致围岩蚀变现象严重，进而给开采作业带来难度。在当前的金属矿体开采过程中，存在着采矿方式运用不当，生产设备、技术与工艺较落后的情况，进而导致矿体开采的管理过程存在漏洞，管理措施缺乏科学合理性，进而造成不必要的经济损失。此外，在矿体开采工作上的资金投入与科学技术投入不足，专业的科研人员与技术人员较少，导致在矿体开采过程中出现问题时，难以提出科学有效的解决对策。

3深井金属矿高效开采及地压监控技术

3.1阶段空场嗣后充填采矿技术

在运用阶段空场嗣后充填采矿技术的过程中，需要对深井采矿区的开采技术条件与回采方式，合理设计与选择采矿方案。隔离桩柱方案在深井采矿工作中得到了广泛的应用，该种技术方法能够确保矿房采场回采的安全性，并提升其灵活性，在回采工艺的应用上更加简单易行，且有助于施工人员进行采矿生产全过程的管理与控制。在布置盘区的过程中，需要根据采矿方案且沿着矿体走向，同时盘区的长度与宽度要适中，并保持采场的受力状态为地压和岩爆的控制提供有力的基础。通过将打孔采场的顶部凿岩巷道和填充联络道与拉底和出矿水平有效结合，将系统分为凿岩充填层和出矿层，同时将填充联络道布置在单号勘探线顶板的围岩中，能够在很大程度上提升充填工作的效率与质量。在大多数的深井采矿作业中，通常选用大直径深孔与扇形深孔的落矿方案，在此过程中，需要借助电动液压凿岩台车与电动液压高风压潜孔钻机进行回采与打孔作业。在采矿的过程中，需要根据矿体的可采厚度决定采用大孔采矿还是中深空采矿的方式，同时将采场崩落的矿石用电动铲运机运出矿井。在采场结束出矿后，要对矿井内进行及时有效的充填工作，充填的材料可选取为全尾砂胶结料，在选择矿柱的宽度与长度时，需要根据平面及三维弹塑性有限元进行模拟计算的结果进行选择，确保隔离矿柱的宽度与长度的选择能够优化矿柱的受力情况。回采的顺序指的是盘区与采场的回采顺序，盘区采场的回采顺序需要通过三维有限元数值的模拟，对地压及岩爆的控制进行综合考量。为保证对岩层控制有效性，回采的顺序需要沿矿体走向向上，由背斜轴部向两侧推进，如果遇到局部断层与沿墙的情况，需要由弱面向远处推进。

3.2深井岩爆及地压监控技术

深井金属矿床在开采的过程中，需要针对其岩爆的倾向，建立微震动态监测系统、常规应力及位移静态监测系统的深井开采岩爆及地压监测系统，对具有岩爆倾向的深井矿山的地压活动情况进行全面分析与控制。微震监测系统由硬件系统和软件系统构成，能够实现对井下矿体开采情况的24小时的动态监控。微震系统在井下矿体开采工作中的应用，能够确保震源定位的精准度，并实现对采场范围内的地震活动变化情况进行全面细致的分析，并对采矿工作进行及时的预警，有效提升采矿工作的效率和质量。此外，在深井采矿工作中，还需要借助应力计对采矿的重点区域的底部结构、隔离矿柱以及采场的地压变化情况以及围岩应力的变化进行监测。在最初监测时，数据会呈现大幅度的变化，在一段时间后逐步趋于稳定，表明局部地段受到了采动影响，使得应力与应变值发生变化。在对有岩爆倾向的岩层要采取有效的支护技术为深井采矿工作的安全性提供更加有力的保障。

3.3深井开采地热防治与通风降温技术

在深井金属矿床开采的过程中，开采的规模较大，且具有高强度的开采特点，进而需要应用大风量多级机站的通风系统实现通风降温的效果。在分配各级机站风压的过程中，需要建立在通风系统风压平衡原理的基础上，并经过多级机站通风网络软件对其进行计算，确保在有效节约成本的同时，提高各级机站风压分配的科学合理性。一级采区进风机站的风机风压能够实现对进风井筒内通风阻力的有效控制。二级采区的无风墙机站能够起到对风量和风流起到分风导向作用，同时对采区风路的通风阻力进行有效控制。三级回风机站采用的两级串联同时每级由两台风机并联的方式实现对全系统其他井巷通风阻力的有效控制。在多级机站通风系统运行的过程中，能够实现计算机网络通讯技术与风机变频调速技术的有效结合，并对深井中多级机站通风系统的各级机站的风机运行情况进行全过程的监控。此外，通过完善通风系统与节能控制技术的应用，能够实现对井下各级机站风机的压力进行科学合理的分配，进而有效解决了通风系统的进风与需风段的漏风和污风循环问题。通过优化与完善多级机站，能够起到通风降温的作用，进而在有效调节了井内作业的温度，改善井下作业条件的同时节约了系统运行与管理的成本。

结语

综上所述，深井金属矿开采与地压监控技术的应用，能够对深井金属矿的开采难度进行准确的判断与分析，有利于提高金属矿开采工作的效率和质量，对于促进我国矿产事业的发展发挥着重要的作用。因此，开采工作人员需要对深井金属矿床开采与地压监控技术的应用要点进行全面的把握与分析，结合深井作业环境的具体情况，制定科学合理的技术应用与应急方案，确保技术的应用严格按照标准进行操作，提高开采的成功率。

参考文献

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