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【摘 要】 本文主要浅析了几种矿山开采技术，包括凿岩爆破开采技术、崩落开采技术及充填开采技术。并对矿山开采技术的发展趋势进行了分析。
【关键词】 开采技术；凿岩爆破；崩落；充填；发展趋势
矿产资源消费特征及消费强度是反映社会经济、工业化发展水平的一项重要指标，随着我国工业化进程的不断加快，消费的矿产资源量也呈现出了逐年上升的趋势[1]。因此为满足经济发展对其需求，应不断加大矿山的开采力度，本文结合部分矿山实例浅析凿岩爆破、崩落、充填等开采技术，为采矿工艺发展提供一定的依据，对相似矿山具有参照意义。
1.矿山开采技术浅析
1.1凿岩爆破开采技术
凿岩爆破技术是一种常见的开采技术，主要包括大直径深孔、中深孔及控制爆破开采技术。
（1）大直径凿岩爆破技术在我国的许多矿山中得到了推广应用，如铜陵、大厂及金川等，目前已经发展出了侧向崩矿及VCR爆破拉槽等技术，可以有效减少爆破次数。中深孔凿岩爆破的炮孔布置形式一般为扇形，孔底易形成大块，目前孔底起爆、挤压爆破技术已经可以有效解决这一问题。控制凿岩爆破中的光面爆破技术常被应用于硐室与井巷工程的施工中，例如在安庆铜矿中应用光面爆破技术显著降低回采间柱的损失率和贫化率。
（2）应用凿岩爆破开采技术应注意以下问题：第一，合理选择爆破参数。在选择爆破参数时不但要考虑出矿块度及矿石条件，还应考虑孔径大小及凿岩设备。为减少爆破产生大量的大块，孔间距应为1.4m～1.8m，抵抗线最小值一般取0.9m～1.2m。设计好炮孔参数后应错开布置前排炮孔与后排炮孔，同时在了解地层节理裂隙的基础上进行布孔，以便使爆炸时产生的压力波及气体能够均匀地作用于围岩上。第二，应用同段多排递减爆破技术进行施工，可以减少材料用量、使爆破块度变得更均匀，从而有效改善矿石破碎效果。例如某矿山利用以上凿岩爆破工艺进行施工后，有效减少了爆破周围2m左右的大块崩落数量。第三，孔底及孔口应同时起爆，并在起爆之前利用导爆索将孔口炮头与孔底炮头连接起来，可以使爆炸气体发挥作用的时间得以延长。此外，爆破的装药量也应做到合理选择。由于进行凿岩爆破时需要考虑炸药单耗问题，避免出现爆破不掉、大块过多及粉矿较多等现象。因此，在开采不同的矿体时应根据实际情况合理设计炸药单耗，并在炮孔中均匀布置炸药。
1.2崩落开采技术
在矿山中应用崩落法采矿能够有效提高矿产开采效率及降低生产成本，崩落法主要包括无底柱崩落法、分层崩落法及分段崩落法。与无底柱崩落法、自然崩落法相比，分层崩落具有施工简单及施工安全等优点，适用于矿体较复杂、围岩稳定性较差的矿体。
分层崩落法适用条件：①地表允许崩落；②开采矿石品位高或矿石价值高的矿床；③围岩松散、易崩落，矿石不稳固或中等稳固；④矿体厚度大、形状规整、傾角大。
分段崩落采矿法是在分层崩落法的基础上演变和发展而来的。因而，这两种采矿方法在适用条件、采准布置等方面有很多相似之处。
分段崩落法与分层崩落法相比，分段崩落法在是回采高度较大的分段上进行回采的。它具有采矿强度大、劳动生产率高，采矿成本低等优点。分段崩落法是直接在围岩覆盖下进行放矿的，它取消了分层崩落法那种铺设假顶的繁重工序，克服材料消耗大的缺点；另一方面，分段崩落法在放矿过程中不可避免地会引起围岩的混入，因而矿石损失率和贫化率指标必然高于分层崩落法。
使用阶段崩落开采法时，把40～100m高的阶段分成底面积由30×30到90×90m的矿段。在矿段底部掘进拉底巷道，在拉底巷道之间留不大的支撑矿柱。另外，沿矿段边界，垂直和水平地掘进一些巷道，以削弱矿段和整体矿床之联接关系。用爆破把支撑矿柱崩落以后，矿石就在自重及上部岩层的压力下开始自动脱落；逐渐填满拉底空间。崩落停止后，矿石从拉底巷道经漏斗放出。
如果矿石在矿段拉底后易于自然崩落，可以使用阶段自然崩落法。如果矿石不易于自然崩落，则可使用阶段强制崩落法。
使用阶段强制崩落法时，阶段拉底和掘进其他切割巷道（削弱矿段与整体矿床的联接关系）均与自然崩落法相同。阶段使用水平深孔分层爆破法进行强制崩落。开采非金属矿床，可以广泛使用阶段崩落开采法。
1.3充填开采技术
随着充填工艺与回采技术的不断完善，充填开采技术的应用前景也变得越来越广泛，目前常用的充填开采技术主要包括以下几种：
（1）盘区分层技术。如采用传统分层技术对矿山进行开采，则分层高度只能达到2m～3m，如采用盘区分层技术，则可以将分层高度提高到5m左右，因此有利于提高生产效率及生产能力。采区包括矿柱与矿房两个部分，在开采时应先回采矿房，再回采矿柱，并在回采结束后及时充填尾砂。
（2）分段开采技术。由于分段开采技术能够缩小矿山中分层采场的暴露面积，因此在矿体稳定性相对较差的条件下也可以保证实现连续开采及高效率分段充填。例如，可在划分采场中段的基础上完成充填及采矿作业，将分段高度控制在10m左右，并将采矿步距作为交替进行充填作业与回采作业的依据。
（3）点柱开采技术。运用点柱充填开采技术能够对地压进行有效控制，因此可以在厚度>8m的厚大矿体中使用，且无需对间柱进行回采。
（4）深孔嗣后技术。深孔嗣后技术结合了水孔装药及排水气囊、侧向崩矿、VCR掏槽及大孔距爆破技术，能够保证地下采矿的高效性及连续性。例如目前我国的安庆铜矿已经在120m的矿段成功应用深孔嗣后技术，平底出矿由铲运机完成，回收残矿时则利用遥控式铲运机；残矿被回收后直接利用浓度较高的嗣后尾砂对采空区进行充填，目前该矿山平均出矿能力约为2400t/d。
采用充填方法管理顶板，是减少矿柱被破坏的最有效的开采措施之一，既可以缩小矿柱尺寸又能保护矿柱。 矿被采空以后，用外来材料及时充填采空区，顶板一般不发生冒落性破坏，同时，开裂性破坏的高度也将有所降低，同样达到保护矿柱的目的。
常用的充填方法有水砂充填、风力充填、自溜充填三种。水砂充填效果最好，风力充填和自溜充填次之。
2.矿山开采技术的发展趋势
针对当前的矿山开采现状及未来的发展趋势，建议采用以下措施对开采技术进行改进。
（1）将地下采矿技术与露天采矿技术结合在一起有利于提高矿山开采效率，为了能够有效促进矿山开采技术的发展，不仅要对当前的常用开采技术进行优化，还应发展联合地下与露天采矿的特殊采矿技术。
（2）发展深井矿山开采技术。我国对矿产资源的需求量不断加大，矿山开采的深度也在逐渐增加，部分矿山中深矿床开采条件相对较差，在采矿的过程中需要解决许多技术难题，尤其是深井矿山。深井矿山指的是矿井深度>1000m的矿山，目前我国的深井矿山正在不断增加，在深井中作业时会出现岩层温度高及地压大等问题，且难以开展有效的支护及排水工作。对此应发展矿山的深井开采技术，例如可以根据矿山实际情况改进采矿设备及运用合理的采矿工艺等。（3）将计算机系统应用于露天采矿及探矿工作中[4]。目前我国矿山的自动化及机械化采礦水平正在不断提高，计算机在矿山开采工作中也得到了应用。对此应充分利用计算机对当前的采矿技术进行优化，以便能够减轻采矿作业人员的劳动强度及提高矿山开采效率。
3.结束语
综上所述，矿山的有效开采对工业的发展具有重要作用，只有确保合理及科学地应用开采技术，才能保证矿山中的矿产资源能够被有效利用。由于矿山开采条件变化较大，所以在选用采矿技术的过程中，不但要考虑工艺设备现状，还应清楚了解矿山开采的具体条件，便于选择合理的采矿工艺技术。此外，还应在开采矿山的实际工作中不断积累采矿经验，总结采矿作业中存在的不足之处，为矿山开采技术的发展及完善提供有价值的依据，从而有效促进我国采矿工业的发展。
参考文献：
[1]王声宏.矿山地质环境保护及治理工作加强的探索[J].科技创业家，2011（10）：326.
[2]吴德荣.浅谈我国金属矿山采矿技术现状及发展方向[J].河南科技，2013（14）：31.
[3]郭振春.浅谈露天矿邻近最终边坡的爆破技术和减震措施[J].现代矿业，2011（1）：97-98.
[4]邵世军，申兴兵.关于爆破回采工艺对金属矿深部采场围岩稳定性的影响分析[J].地球，2013（1）：84-85.
【关键词】 开采技术；凿岩爆破；崩落；充填；发展趋势
矿产资源消费特征及消费强度是反映社会经济、工业化发展水平的一项重要指标，随着我国工业化进程的不断加快，消费的矿产资源量也呈现出了逐年上升的趋势[1]。因此为满足经济发展对其需求，应不断加大矿山的开采力度，本文结合部分矿山实例浅析凿岩爆破、崩落、充填等开采技术，为采矿工艺发展提供一定的依据，对相似矿山具有参照意义。
1.矿山开采技术浅析
1.1凿岩爆破开采技术
凿岩爆破技术是一种常见的开采技术，主要包括大直径深孔、中深孔及控制爆破开采技术。
（1）大直径凿岩爆破技术在我国的许多矿山中得到了推广应用，如铜陵、大厂及金川等，目前已经发展出了侧向崩矿及VCR爆破拉槽等技术，可以有效减少爆破次数。中深孔凿岩爆破的炮孔布置形式一般为扇形，孔底易形成大块，目前孔底起爆、挤压爆破技术已经可以有效解决这一问题。控制凿岩爆破中的光面爆破技术常被应用于硐室与井巷工程的施工中，例如在安庆铜矿中应用光面爆破技术显著降低回采间柱的损失率和贫化率。
（2）应用凿岩爆破开采技术应注意以下问题：第一，合理选择爆破参数。在选择爆破参数时不但要考虑出矿块度及矿石条件，还应考虑孔径大小及凿岩设备。为减少爆破产生大量的大块，孔间距应为1.4m～1.8m，抵抗线最小值一般取0.9m～1.2m。设计好炮孔参数后应错开布置前排炮孔与后排炮孔，同时在了解地层节理裂隙的基础上进行布孔，以便使爆炸时产生的压力波及气体能够均匀地作用于围岩上。第二，应用同段多排递减爆破技术进行施工，可以减少材料用量、使爆破块度变得更均匀，从而有效改善矿石破碎效果。例如某矿山利用以上凿岩爆破工艺进行施工后，有效减少了爆破周围2m左右的大块崩落数量。第三，孔底及孔口应同时起爆，并在起爆之前利用导爆索将孔口炮头与孔底炮头连接起来，可以使爆炸气体发挥作用的时间得以延长。此外，爆破的装药量也应做到合理选择。由于进行凿岩爆破时需要考虑炸药单耗问题，避免出现爆破不掉、大块过多及粉矿较多等现象。因此，在开采不同的矿体时应根据实际情况合理设计炸药单耗，并在炮孔中均匀布置炸药。
1.2崩落开采技术
在矿山中应用崩落法采矿能够有效提高矿产开采效率及降低生产成本，崩落法主要包括无底柱崩落法、分层崩落法及分段崩落法。与无底柱崩落法、自然崩落法相比，分层崩落具有施工简单及施工安全等优点，适用于矿体较复杂、围岩稳定性较差的矿体。
分层崩落法适用条件：①地表允许崩落；②开采矿石品位高或矿石价值高的矿床；③围岩松散、易崩落，矿石不稳固或中等稳固；④矿体厚度大、形状规整、傾角大。
分段崩落采矿法是在分层崩落法的基础上演变和发展而来的。因而，这两种采矿方法在适用条件、采准布置等方面有很多相似之处。
分段崩落法与分层崩落法相比，分段崩落法在是回采高度较大的分段上进行回采的。它具有采矿强度大、劳动生产率高，采矿成本低等优点。分段崩落法是直接在围岩覆盖下进行放矿的，它取消了分层崩落法那种铺设假顶的繁重工序，克服材料消耗大的缺点；另一方面，分段崩落法在放矿过程中不可避免地会引起围岩的混入，因而矿石损失率和贫化率指标必然高于分层崩落法。
使用阶段崩落开采法时，把40～100m高的阶段分成底面积由30×30到90×90m的矿段。在矿段底部掘进拉底巷道，在拉底巷道之间留不大的支撑矿柱。另外，沿矿段边界，垂直和水平地掘进一些巷道，以削弱矿段和整体矿床之联接关系。用爆破把支撑矿柱崩落以后，矿石就在自重及上部岩层的压力下开始自动脱落；逐渐填满拉底空间。崩落停止后，矿石从拉底巷道经漏斗放出。
如果矿石在矿段拉底后易于自然崩落，可以使用阶段自然崩落法。如果矿石不易于自然崩落，则可使用阶段强制崩落法。
使用阶段强制崩落法时，阶段拉底和掘进其他切割巷道（削弱矿段与整体矿床的联接关系）均与自然崩落法相同。阶段使用水平深孔分层爆破法进行强制崩落。开采非金属矿床，可以广泛使用阶段崩落开采法。
1.3充填开采技术
随着充填工艺与回采技术的不断完善，充填开采技术的应用前景也变得越来越广泛，目前常用的充填开采技术主要包括以下几种：
（1）盘区分层技术。如采用传统分层技术对矿山进行开采，则分层高度只能达到2m～3m，如采用盘区分层技术，则可以将分层高度提高到5m左右，因此有利于提高生产效率及生产能力。采区包括矿柱与矿房两个部分，在开采时应先回采矿房，再回采矿柱，并在回采结束后及时充填尾砂。
（2）分段开采技术。由于分段开采技术能够缩小矿山中分层采场的暴露面积，因此在矿体稳定性相对较差的条件下也可以保证实现连续开采及高效率分段充填。例如，可在划分采场中段的基础上完成充填及采矿作业，将分段高度控制在10m左右，并将采矿步距作为交替进行充填作业与回采作业的依据。
（3）点柱开采技术。运用点柱充填开采技术能够对地压进行有效控制，因此可以在厚度>8m的厚大矿体中使用，且无需对间柱进行回采。
（4）深孔嗣后技术。深孔嗣后技术结合了水孔装药及排水气囊、侧向崩矿、VCR掏槽及大孔距爆破技术，能够保证地下采矿的高效性及连续性。例如目前我国的安庆铜矿已经在120m的矿段成功应用深孔嗣后技术，平底出矿由铲运机完成，回收残矿时则利用遥控式铲运机；残矿被回收后直接利用浓度较高的嗣后尾砂对采空区进行充填，目前该矿山平均出矿能力约为2400t/d。
采用充填方法管理顶板，是减少矿柱被破坏的最有效的开采措施之一，既可以缩小矿柱尺寸又能保护矿柱。 矿被采空以后，用外来材料及时充填采空区，顶板一般不发生冒落性破坏，同时，开裂性破坏的高度也将有所降低，同样达到保护矿柱的目的。
常用的充填方法有水砂充填、风力充填、自溜充填三种。水砂充填效果最好，风力充填和自溜充填次之。
2.矿山开采技术的发展趋势
针对当前的矿山开采现状及未来的发展趋势，建议采用以下措施对开采技术进行改进。
（1）将地下采矿技术与露天采矿技术结合在一起有利于提高矿山开采效率，为了能够有效促进矿山开采技术的发展，不仅要对当前的常用开采技术进行优化，还应发展联合地下与露天采矿的特殊采矿技术。
（2）发展深井矿山开采技术。我国对矿产资源的需求量不断加大，矿山开采的深度也在逐渐增加，部分矿山中深矿床开采条件相对较差，在采矿的过程中需要解决许多技术难题，尤其是深井矿山。深井矿山指的是矿井深度>1000m的矿山，目前我国的深井矿山正在不断增加，在深井中作业时会出现岩层温度高及地压大等问题，且难以开展有效的支护及排水工作。对此应发展矿山的深井开采技术，例如可以根据矿山实际情况改进采矿设备及运用合理的采矿工艺等。（3）将计算机系统应用于露天采矿及探矿工作中[4]。目前我国矿山的自动化及机械化采礦水平正在不断提高，计算机在矿山开采工作中也得到了应用。对此应充分利用计算机对当前的采矿技术进行优化，以便能够减轻采矿作业人员的劳动强度及提高矿山开采效率。
3.结束语
综上所述，矿山的有效开采对工业的发展具有重要作用，只有确保合理及科学地应用开采技术，才能保证矿山中的矿产资源能够被有效利用。由于矿山开采条件变化较大，所以在选用采矿技术的过程中，不但要考虑工艺设备现状，还应清楚了解矿山开采的具体条件，便于选择合理的采矿工艺技术。此外，还应在开采矿山的实际工作中不断积累采矿经验，总结采矿作业中存在的不足之处，为矿山开采技术的发展及完善提供有价值的依据，从而有效促进我国采矿工业的发展。
参考文献：
[1]王声宏.矿山地质环境保护及治理工作加强的探索[J].科技创业家，2011（10）：326.
[2]吴德荣.浅谈我国金属矿山采矿技术现状及发展方向[J].河南科技，2013（14）：31.
[3]郭振春.浅谈露天矿邻近最终边坡的爆破技术和减震措施[J].现代矿业，2011（1）：97-98.
[4]邵世军，申兴兵.关于爆破回采工艺对金属矿深部采场围岩稳定性的影响分析[J].地球，2013（1）：84-85.