玉溪矿业有限公司云南玉溪653100
摘要：我国地大物博，有色金属的储量非常高，但是由于我国人口较多，人均量非常短缺，且开采技术水平落后，导致我国目前有色金属的某些地下采矿方法无法满足新时代安全高效生产需求。本文通过分析我国目前有色金属采矿的方法，分析云南大红山铜矿开采情况，分析有色金属采矿方法的弊端和改进措施。
关键词：有色金属；采矿方法；弊端；改进手段
本文以大红山铜矿矿区为例分析有色金属采矿方法的弊端和改进手段，该矿主要开采黄铜矿和磁铁矿两种[1]。大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床；二期采用小分段空场嗣后充填法和机械化点柱式上向水平分层充填采矿法二种开采手段。随着采矿的深部延伸、品位下降、资源枯竭，采矿成本增加等问题，要促进矿山的持续发展，就要针对原设计采矿的方法进行创新和改进，从而更加适应目前的实际需求。
一、大红山铜矿开采的现状分析
（一）矿区、矿床地质分析以及开采技术的条件分析
该铜矿区在新平县老厂乡，靠哀牢山山脉东侧，戛洒江东岸，属侵蚀剥蚀山地地形，地势陡峻，河谷发育。大红山矿区包括铁矿和铜矿两部分，铁矿主要分布在曼岗河以东（昆钢），铜矿主要分布在曼岗河以西（大红山铜矿）。
大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床。矿区共有3个含铁铜矿体I3、I2、I1）和四个含铜铁矿体（Ic、Ib、Ia、Io），自上而下分别为Ic→I3→Ib→I2→Ia→I1→Io），其中I3、I2含铁铜矿体规模大，I3矿体位于I2矿体顶部是主要的开采对象，矿石主要金属矿物为黄铜矿、磁铁矿，主要脉石矿物为碳酸岩（白云石为主）、黑云母，矿石整体较稳固，f=8-14，矿岩爆破性能较差。矿区主要构造：F1、F2、F3、F5[2]。
（二）矿山的开发与采矿方法分析
矿山目前的开采规模为15000t/d，其中二期（本部285-550中段）规模占60%，西部矿段规模占40%。
矿山开拓：大红山铜矿采用双斜井开拓（侧翼反倾斜双斜井），即主皮带斜井加辅助双轨斜井。主井担负矿、废石运输，副井运送人员、材料、设备兼作大件通道和通风，二期主要增加了一条无轨斜坡道、箕斗斜井、辅助斜井和总回风竖井[3]。
大红山铜矿的采矿方法：
1.空场采矿法。分有底柱或无底柱（二期今后的发展方向）空场嗣后充填采矿法、房柱法、留矿法。
2.机械化点柱式上向水平分层充填采矿法。
特点：
（1）将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时用矿柱及围岩的自然支撑力进行地压管理，开采空间始终保持敞开状态[4]。
（2）崩落的矿石在空场的状态下放出，损失贫化低。
3、各类采矿方法适用条件：
（1）空场法：矿体厚度大于7米。初步设计的比例占82%。
（2）充填法：矿体厚度在4-7米。初步设计比例占18%。
二、采矿方法的弊端分析和改进手段
（一）采矿方法存在的弊端
1.小分段空场嗣后充填法
1.1矿柱永久损失
大红山铜矿致力于铜铁合采技术开发，具有明显的“大规模、高效率、低成本”的技术特点，对盘区结构参数、切顶工艺、下向大直径深孔凿岩与爆破工艺参数、大空区全尾砂充填技术、机械化出矿工艺等进行了深入的试验研究，解决了许多制约性技术难题，形成了“高矿柱、大空场”的采场结构，为矿山生产稳定提供了保障。但是，矿山目前由于多中段全面采掘与充填交替进行，生产作业区域复杂，管理难度大，给矿山的生产带来了极为不利的条件[5]。尤其是部分高矿柱盘区，由于多层矿体合采，采场矿柱高达70多米，矿房跨度达35米。由于部分矿柱矿石品位较高，留做永久矿柱则损失大。
1.2顶板管理难度大，巷道支护成本高
大红山铜矿受采充关系制约，空区暴露时间较长，导致顶板垮落，空区周边巷道承受地压不均，巷道变形甚至破碎，增加了安全管理难度，加大了支护费用投入。
2．机械化点柱式上向水平分层充填采矿法
一是局限于采矿工艺技术特点，要确保合理的采充顺序和充足的作业点面数量，才能确保比较高的生产能力。若是采矿、掘进、供矿、充填相互制约，且作业点面少，则产量低，不利于高效持续。
二是矿石开挖过程中形成空区，空区面积随着开采的不断推进而扩大，地压越来越明显，安全管理难度大，由于作业空前有限，出现锚杆无法施工或支护效果不理想的情况，在整个回采作业过程中，回采高度不断增加，加之遇到断层或者破碎带时光面爆破控制效果有限，顶板垮落造成顶板超高。安全问题比较突出，支护成本高[6]。
（二）改进手段
1.小分段空场嗣后充填法
为了解决永久矿柱损失问题，该矿与某高等院校联合攻关，提出了胶结充填体代替矿柱的方案。为保证矿山生产平稳衔接，在不改变盘区布置结构的前提下，增大矿柱尺寸至15m左右，将矿房尺寸降低至25m左右，先采矿柱嗣后胶结充填，后采矿房嗣后水砂充填，采用盘区无永久矿柱的连续开采模式，降低矿房规模，缩短采充循环时间，不仅没有降低盘区生产能力，而且还大幅度降低了贫损指标。
2．机械化点柱式上向水平分层充填采矿法
明确设计思想，优化设计，提高设计的可操作性和指导性，重点考虑通风系统、充填系统和采场内部安全线路的优化。
严格控制施工顺序。在进行施工组织设计时，充分考虑生产过程中可能会出现的各种不利因素，并制定严密的应对措施。
（三）采矿方法进行综合评估
由于大红山铜矿的生产规模较大，因此要选择合适的采矿方法才能保证生产力，满足生产规模的要求，。大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床，矿石主要金属矿物为黄铜矿、磁铁矿，主要脉石矿物为碳酸岩（白云石为主）、黑云母，大红山铜矿致力于铜铁合采技术开发，具有明显的“大规模、高效率、低成本”的技术特点，本次研究通过对机械化点柱式上向水平分层充填采矿法、小分段空场嗣后充填法采矿方法存在的弊端进行分析，了解到以上两种采矿方法还需要进一步完善回采技术，不断针对采场结构、不同区域内采场胶结充填体的水砂、水灰之间的最优配比、爆破孔网参数、切顶层布置方式进行优化，进一步确保矿山的高效、持续，资源回收率最大化，以此提升经济效益。
三、结语
我国地大物博，有色金属的储量非常高，但是由于我国人口较多，人均量非常短缺，且开采技术水平落后，导致我国目前有色金属的地下采矿方法无法满足新时代安全高效生产需求。永平铜矿矿区位于江西上饶区铅山县中，主要开采的金属为铜精矿和硫精矿两种。矿山属于矽卡岩型铜矿床，采用的开采手段是露天与地下结合的手段，但联合手段的实施引发原设计采矿手段无法适用于这种矿体的开采，要促进矿山的持续发展，就要针对原设计采矿的方法进行创新和改进，从而更加适应目前的实际需求。本文通过对盘区上向分层充填采矿方法、垂直走向分段空场采矿方法以及沿走向分段空场采矿方法等手段进行分析，采矿的方法优势和弊端都是一种概念和理解，我们在实际应用中要考虑各方面的因素，对三个方案的优点及缺点进行分析，选择更加符合实际情况的方案。盘区上向分层充填采矿方法和垂直走向分段空场采矿方法需要进一步完善回采技术，不断针对采场结构、凿岩爆破参数、底部结构布置方式进行优化，从而提高矿山的经济效益。
参考文献：
[1]朱成良.有色金属采矿方法中的弊端和改进刍议[J].大科技，2015，（21）：181-182.
[2]翟云峰.浅析采矿工程中采矿方法的实践[J].世界有色金属，2018，（9）：68-69.
[3]黄丹，陈何，王昌，等.煤系地层覆盖下铝土矿采矿方法研究[J].有色金属（矿山部分），2019，71（1）：1-4.
[4]范进才.关于金矿采矿方法的优化选择思考[J].世界有色金属，2018，（21）：37，40.
[5]文瑞成.缓倾斜厚大矿体采矿方法优化[J].有色金属设计，2018，45（3）：74-76.
[6]谭崇明，张振平.铜矿地下采矿方法及技术选择策略研究[J].世界有色金属，2018，（19）：55-56.