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[摘 要]黄金是生活常见的贵重金属，也是国家重要战略储备资源，在工业与科学技术领域也有广泛应用。我国黄金的生产量远远落后于消费量，还需要通过大量的进口来填补开采的不足。鉴于此，下文围绕黄金矿山深部开采技术进行了研究和探讨，旨在为提升黄金矿山深部开采量和开采安全性提供参考。
[关键词]黄金矿山；深部开采；开采技术
中图分类号：S965 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0393-01
引言
伴随科学技术的迅猛发展，金矿开采技术水平不断提升，人们对黄金矿床的研究和开发也越来越深入。而随着黄金矿山开采深度和范围不断扩大，井下开采环境（通风、排水、运输等）变得更加恶劣，对黄金矿山开采技术的要求也逐步提高。为了能够提升黄金矿山深部开采技术水平，我国有必要加强对黄金矿山深部开采特征进行深入研究，从而根据矿山情况，选择更加科学的开采技术。
1 深部开采基本特征
随着矿山开采深度的增加，直接导致矿山地应力的升高和矿井内温度的升高，同时不可避免的给运提、排水、支护、供风、充填等系统的带来挑战。采矿工程作为一个系统工程，其开采环境相当复杂，深部开采表现的尤为突出。深部开采的基本特征有“三高一扰动”和“四高一扰动”之说，其中“四高”指高地应力、高地温、高水压、高提升能，“三高”指高地应力、高地温、高井深，“一扰动”即强烈的采矿扰动。分析可以看出，高水压、高提升能是高井深直接带来的结果，故“三高一扰动”较为被广泛接受。
（1）高地應力。深部开采过程中，高地应力带来的动力灾害问题主要表现为岩爆和巷道失稳变形破坏，其关键技术在于岩层控制问题。根据地应力分布规律及矿山深部开采时岩石力学性质试验表明，随着开采深度的增加，原岩应力的垂直分量的增大与深度的增大成正比，同时矿岩的强度指标随着开采深度的增加有下降的趋势，故而造成深部开采过程中，巷道变形破坏现象加剧、矿柱失稳现象增多、岩体流变性质增强，如克里沃罗格矿区，当开采深度达到700-900m时，在采动影响范围内岩体发生了流变和应力松弛现象，其中流变量在深部开采时占总应变量的80%，体积相对改变量达0.2-0.3%，同时岩石长期强度降低为瞬时强度的一半，岩爆发生次数增加；（2）高地温。根据对欧洲2000m钻孔的观测数据研究表明，正常的地温梯度一般大约为0.025-0.03℃/m。经在矿山实地调查和综合分析发现，导致深部开采过程中井下温度升高的因素很多，主要是由于岩层、坑内热水、矿岩氧化、机电设备、空气压缩和人体等热源放热或散热造成。因此深部开采条件下，井下作业面通常会出现高达几十度的高温环境；（3）高井深（800-1000m）。随着开采深度的增加，矿山运提、排水、充填、供水、通风降温、压风、通信照明等系统的复杂程度随之上升，将会对深部矿山开采的生产能力产生较大的影响，一方面随着矿井的延伸，运提效率必然有所降低，其次各个系统的建设运行以及管理费用升高，将对矿山的经济效益产生消极的影响。通风、供水、供风、充填等受高水压的制约，对工程布设所需的材料材质（各管道的承压能力、钢丝绳的提升性能）有了更高的要求；（4）高采矿成本。岩爆控制及预防、通风降温等等与浅部开采要求明显要高的工程的建设和维护，可行性成为深部开采的一个重要指标。巷道维稳及支护、充填、深部井巷建提升效率的稳定与否等等将使经济可行性成为深部开采的一个重要指标。
2 深部高应力环境下开采技术选择原则
根据黄金矿山高应力开采环境、深部矿体地质赋存条件及开采技术条件，深部开采时采矿技术的选择应遵照以下原则：（1）要求选用的采矿技术能有效的改变应力分布状态，避免出现应力集中现象，采场暴露面积小、时间短，不留或少留永久性矿柱，以便有利于控制岩层稳定，减免动力地质灾害的发生，有效的控制岩爆，同时采场和主要巷道布置应尽可能的和高应力环境相适应；（2）采矿技术要求简单易行，易于掌握，对矿体适应性强，可大规模机械化、连续化高强度开采，采场生产能力大，保证生产能力大于4000t/d；（3）尽可能利用掘进废石和尾砂进行充填，减少矿石损失和贫化，提高原矿品位，减少提升量，同时选用的开采技术尽量充分利用矿山现有机械设备，提高矿山综合经济效益；（4）结合实际开采过程中，矿体上、下盘都有宽窄不等的断层存在，有的破碎、泥化现象严重，长时间暴露易塌落，对采场顶板维护比较困难；（5）选用的采矿技术要求为环境友好型方法，走可持续发展，绿色矿山发展之路。
3 黄金矿山深部开采技术
（1）深部开采的降温技术。首先，可以通过冷却井下生产用水降温，此种降温技术只适用在降温需求较小的深部开采情况；其次，通过进风风流二级空调制冷进行降温处理，此种制冷模式是黄金矿山深部开采过程中应用最多的传统降温技术。在实际应用中主要通过两种方式实现。第一种是在进风巷道区域增设喷水管系统，以这种方式实现直接降温。第二种方式是以闭路循环冷却管实现降温功能。（2）深部开采地压管理技术。在开展制定具体的地压管理技术方案前，需要先对连续观测岩爆情况，从中分析开采几小时以及几天之后，岩体地压规律，进而为顶板维护以防范岩爆提供重要依据。（3）防爆裂技术。为有效预防工作面爆裂等问题，可通过卸压爆破技术，即通过预先爆破的形式将工作面应力集中释放出来，减少回采工作的应力，起到防爆裂的作用。（4）顶板维护技术。因开采过程中需要通过有效的支护方案维护顶板，除留有必要的间柱、顶底柱，在深部开采过程中还需采用枕木、混凝土混合支护以及液压支柱等临时支护，从而实现快速支撑。此外还设计一种坑木和钢管混合的复合点柱作为永久支护，钢管外套在坑木外，坑木略长，以钢管提升支护强度，并防止内部坑木腐蚀，通过坑木的柔性，实现点柱和顶底板之间的密切接触。（5）智能化远程监控技术。智能化矿山开采监控系统将结合了信息技术、自动化技术和产业化技术，同时还结合了远程监控技术，通过监控系统使矿井下开采的技术性及安全性都得到大大提升，其主要是对环境与地压进行远程检测，有效的提高了井下工作的安全性，同时也促进了矿采工作的顺利进行。
结束语
总而言之，若想改善黄金矿山深部开采现状，就要采用先进的科学技术，提升深部开采技术的安全水平，减少人工操作时间。同时还要结合金矿的具体情况，选择适宜的矿床开采方案、开采技术，只有这样才能有效提升黄金矿山深部开采效率。
参考文献
[1] 张子健，纪洪广，张月征，陈志杰，宋朝阳.玲珑金矿深部开采岩爆分析[J].金属矿山，2015（06）：134-138.
[2] 祝毅鸣.基于人工智能技术的金矿开采方法研究[J].世界有色金属，2016（21）：30-31.
[3] 王德全.浅论金矿井下采矿技术、方法的选择[J].山东工业技术，2015（20）：249.
[4] 何少博.夏甸金矿深部安全开采技术研究[D].江西理工大学，2013.
[关键词]黄金矿山；深部开采；开采技术
中图分类号：S965 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0393-01
引言
伴随科学技术的迅猛发展，金矿开采技术水平不断提升，人们对黄金矿床的研究和开发也越来越深入。而随着黄金矿山开采深度和范围不断扩大，井下开采环境（通风、排水、运输等）变得更加恶劣，对黄金矿山开采技术的要求也逐步提高。为了能够提升黄金矿山深部开采技术水平，我国有必要加强对黄金矿山深部开采特征进行深入研究，从而根据矿山情况，选择更加科学的开采技术。
1 深部开采基本特征
随着矿山开采深度的增加，直接导致矿山地应力的升高和矿井内温度的升高，同时不可避免的给运提、排水、支护、供风、充填等系统的带来挑战。采矿工程作为一个系统工程，其开采环境相当复杂，深部开采表现的尤为突出。深部开采的基本特征有“三高一扰动”和“四高一扰动”之说，其中“四高”指高地应力、高地温、高水压、高提升能，“三高”指高地应力、高地温、高井深，“一扰动”即强烈的采矿扰动。分析可以看出，高水压、高提升能是高井深直接带来的结果，故“三高一扰动”较为被广泛接受。
（1）高地應力。深部开采过程中，高地应力带来的动力灾害问题主要表现为岩爆和巷道失稳变形破坏，其关键技术在于岩层控制问题。根据地应力分布规律及矿山深部开采时岩石力学性质试验表明，随着开采深度的增加，原岩应力的垂直分量的增大与深度的增大成正比，同时矿岩的强度指标随着开采深度的增加有下降的趋势，故而造成深部开采过程中，巷道变形破坏现象加剧、矿柱失稳现象增多、岩体流变性质增强，如克里沃罗格矿区，当开采深度达到700-900m时，在采动影响范围内岩体发生了流变和应力松弛现象，其中流变量在深部开采时占总应变量的80%，体积相对改变量达0.2-0.3%，同时岩石长期强度降低为瞬时强度的一半，岩爆发生次数增加；（2）高地温。根据对欧洲2000m钻孔的观测数据研究表明，正常的地温梯度一般大约为0.025-0.03℃/m。经在矿山实地调查和综合分析发现，导致深部开采过程中井下温度升高的因素很多，主要是由于岩层、坑内热水、矿岩氧化、机电设备、空气压缩和人体等热源放热或散热造成。因此深部开采条件下，井下作业面通常会出现高达几十度的高温环境；（3）高井深（800-1000m）。随着开采深度的增加，矿山运提、排水、充填、供水、通风降温、压风、通信照明等系统的复杂程度随之上升，将会对深部矿山开采的生产能力产生较大的影响，一方面随着矿井的延伸，运提效率必然有所降低，其次各个系统的建设运行以及管理费用升高，将对矿山的经济效益产生消极的影响。通风、供水、供风、充填等受高水压的制约，对工程布设所需的材料材质（各管道的承压能力、钢丝绳的提升性能）有了更高的要求；（4）高采矿成本。岩爆控制及预防、通风降温等等与浅部开采要求明显要高的工程的建设和维护，可行性成为深部开采的一个重要指标。巷道维稳及支护、充填、深部井巷建提升效率的稳定与否等等将使经济可行性成为深部开采的一个重要指标。
2 深部高应力环境下开采技术选择原则
根据黄金矿山高应力开采环境、深部矿体地质赋存条件及开采技术条件，深部开采时采矿技术的选择应遵照以下原则：（1）要求选用的采矿技术能有效的改变应力分布状态，避免出现应力集中现象，采场暴露面积小、时间短，不留或少留永久性矿柱，以便有利于控制岩层稳定，减免动力地质灾害的发生，有效的控制岩爆，同时采场和主要巷道布置应尽可能的和高应力环境相适应；（2）采矿技术要求简单易行，易于掌握，对矿体适应性强，可大规模机械化、连续化高强度开采，采场生产能力大，保证生产能力大于4000t/d；（3）尽可能利用掘进废石和尾砂进行充填，减少矿石损失和贫化，提高原矿品位，减少提升量，同时选用的开采技术尽量充分利用矿山现有机械设备，提高矿山综合经济效益；（4）结合实际开采过程中，矿体上、下盘都有宽窄不等的断层存在，有的破碎、泥化现象严重，长时间暴露易塌落，对采场顶板维护比较困难；（5）选用的采矿技术要求为环境友好型方法，走可持续发展，绿色矿山发展之路。
3 黄金矿山深部开采技术
（1）深部开采的降温技术。首先，可以通过冷却井下生产用水降温，此种降温技术只适用在降温需求较小的深部开采情况；其次，通过进风风流二级空调制冷进行降温处理，此种制冷模式是黄金矿山深部开采过程中应用最多的传统降温技术。在实际应用中主要通过两种方式实现。第一种是在进风巷道区域增设喷水管系统，以这种方式实现直接降温。第二种方式是以闭路循环冷却管实现降温功能。（2）深部开采地压管理技术。在开展制定具体的地压管理技术方案前，需要先对连续观测岩爆情况，从中分析开采几小时以及几天之后，岩体地压规律，进而为顶板维护以防范岩爆提供重要依据。（3）防爆裂技术。为有效预防工作面爆裂等问题，可通过卸压爆破技术，即通过预先爆破的形式将工作面应力集中释放出来，减少回采工作的应力，起到防爆裂的作用。（4）顶板维护技术。因开采过程中需要通过有效的支护方案维护顶板，除留有必要的间柱、顶底柱，在深部开采过程中还需采用枕木、混凝土混合支护以及液压支柱等临时支护，从而实现快速支撑。此外还设计一种坑木和钢管混合的复合点柱作为永久支护，钢管外套在坑木外，坑木略长，以钢管提升支护强度，并防止内部坑木腐蚀，通过坑木的柔性，实现点柱和顶底板之间的密切接触。（5）智能化远程监控技术。智能化矿山开采监控系统将结合了信息技术、自动化技术和产业化技术，同时还结合了远程监控技术，通过监控系统使矿井下开采的技术性及安全性都得到大大提升，其主要是对环境与地压进行远程检测，有效的提高了井下工作的安全性，同时也促进了矿采工作的顺利进行。
结束语
总而言之，若想改善黄金矿山深部开采现状，就要采用先进的科学技术，提升深部开采技术的安全水平，减少人工操作时间。同时还要结合金矿的具体情况，选择适宜的矿床开采方案、开采技术，只有这样才能有效提升黄金矿山深部开采效率。
参考文献
[1] 张子健，纪洪广，张月征，陈志杰，宋朝阳.玲珑金矿深部开采岩爆分析[J].金属矿山，2015（06）：134-138.
[2] 祝毅鸣.基于人工智能技术的金矿开采方法研究[J].世界有色金属，2016（21）：30-31.
[3] 王德全.浅论金矿井下采矿技术、方法的选择[J].山东工业技术，2015（20）：249.
[4] 何少博.夏甸金矿深部安全开采技术研究[D].江西理工大学，2013.