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关于金矿采矿方法的优化选择思考论文

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2022-11-21 14:59:01    来源:    作者:shaozhun

摘要:摘要:黄金是国家战略资源,对于保障国家货币系统稳定性有着重要的意义。金矿开采是从自然界获得黄金的重要方法,根据金矿位置、特点、含量和地质条件不同,开采的方法存在差异。最大限度降低开采作业难度、提升开采效率和减少开采工艺污染对于金矿开采行业长效和稳定发展有着关键的意义。本文研究了金矿开采的方法,对相关工艺中的不足进行了分析,提出优化开采工艺的措施,希望对金矿开采行业发展起到促进作用。

  摘要:黄金是国家战略资源,对于保障国家货币系统稳定性有着重要的意义。金矿开采是从自然界获得黄金的重要方法,根据金矿位置、特点、含量和地质条件不同,开采的方法存在差异。最大限度降低开采作业难度、提升开采效率和减少开采工艺污染对于金矿开采行业长效和稳定发展有着关键的意义。本文研究了金矿开采的方法,对相关工艺中的不足进行了分析,提出优化开采工艺的措施,希望对金矿开采行业发展起到促进作用。

  关键词:金矿开采;开采工艺;开采方法

  金矿开采是一项复杂的工作,不同类型的金矿适用的开采工艺存在差别,如何保障开采作业顺利进行和获得最大经济效益是金矿开采企业关注的重要内容。随着现代开采工艺的出现,金矿开采效率和安全性都得到了提升,但是现有的开采工艺并非十全十美的,其中还存在着一些不足,分析和研究金矿开采工艺中的不足,能够帮助金矿开采行业改进和完善开采工艺提供重要的参考。

关于金矿采矿方法的优化选择思考论文

  1黄金与金矿概述

  黄金是一种金属单质,不同于其他大部分金属单质,黄金在自然界依然以单质的形式存在。黄金在人类社会中扮演重要角色,如:国家货币发行与黄金储备有着重要关系,人们日常使用的装饰品,如手镯、戒指、项链和其他镀金装饰品等都离不开黄金。与其他金属相同的是,黄金也会以矿藏的形式存在,人们通过特定的开采和提炼工艺提高黄金的纯度,经过炼制将黄金制作成特定形态的物品。金矿开采是一项复杂的工作,开采作业主要以露天和井下两种方式为主,不同地质条件下黄金开采方法存在差异,需要结合具体的金矿分布特征制定针对性更强的开采方法以确保开采的效率和安全性。

  2金矿开采技术的应用

  金矿开采是从自然界获得黄金的重要方式,不同地域的金矿在结构方面存在着差异,开采工艺需要结合地质结构进行设计,制定安全可靠的开采技术方案,最大限度保障开采作业的安全性。相对而言井下作业的危险性和难度更大,开采工艺更为复杂,开采过程中需要做好安全防护工作,而露天作业相对较为安全,开采的难度也很小。总体而言不论在很重地质条件下进行开采作业,都需要确保开采作业的安全性。

  2.1地质条件勘察

  地质条件勘察对于设计开采工艺方法有着重要意义,开采作业开展前需要借助于勘察仪器对开采地区的地质条件数据进行收集、分析和处理,获得开采区域的具体的地质特征,根据地质结构设计开采方法。对地质质量数据的分析通常使用Q分级、BQ分级、RQD分级以及RMR分级等方法进行综合计算和评估,得到具体的数据后设计开采方法。例如:使用RMR分级法对某地的大型金矿进行质量评估后得出地质中的薄层灰岩和千页岩的质量较差,薄层灰岩的抗压力能力较强,可以采取稳固-中等支护方法对开采作业面进行支护。由此可见,地质勘察工作为金矿开采作业的安全进行提供了基本的数据参照,保障了开采作业的有序性。此外,地质勘察还需要借助于大型的声波发射装置和声波传感器对各地层结构进行分析,获得相关地层的强度和岩石的分布情况,结合这些内容设计开采工艺。

  2.2设计采矿工艺

  采矿工艺设计非常关键,其关系到金矿开采作业能够顺利进行,而设计采矿工艺则需要结合具体的地质条件进行综合设定,这样才能确保开采工艺选择的合理性。目前使用较为广泛的采矿方法有:浅孔留矿法、静态留矿法、无底柱分段崩落法和上向水平分层水砂充填法等。这些工艺的侧重点存在差异,需要进行具体分析。

  浅孔留矿法是常用的开采方法,适用于浅层矿开采作业,开采时按照自上而下、层层递进的方法进行开采,其在露天矿开采中应用广泛。浅孔留矿法的优点是操作较为简单,开采时开采人员能够利用矿石的自重进行放矿,缺点在于对地质条件要求较高,只能在浅层矿开采中应用,如岩石结构稳定性强的地质条件下可以采用浅孔留矿法,如果岩石层较为松软可能带来安全风险。浅孔底部结构是影响开采效率和质量的关键因素,普通木漏式底部结构切巷底板至沿脉运输巷顶板的距离为3m~5m,漏斗多采用1.5m×1.8m规格,漏斗间距5m~6m,优点是无需搬运开采设备、工艺简单、工程量小,缺点是支护装置需要木材的量较大、漏斗容易发生崩塌问题、维护成本较高、需要使用机车将矿运输出工作面。电耙道式漏斗必位于运输巷道上5m处,采场中的矿石可以通过自重进入巷道运输装置中,由电耙将矿石运送出去,矿石耙在这一过程中作用非常重要。这种方法的优点是设备费用少、坚固耐用、移动方便和修理费用低,缺点是运矿工作间断,需要消耗大量能源,远距离运送时效率较低。

  静态留矿法在局部放矿作业中效果突出,借助于电耙将矿石搬运溜井下放,从而有效防止了传统留矿法局部放矿导致上下盘围岩不稳定带来安全风险问题。该技术的优点在于可以减少局部出矿时矿石二次贫化问题出现,运送矿石时运送机器只能将在膨胀系数内的矿石进行运送,加之作业面的暴露极小,所以采矿的安全性大大增加。相比于普通浅孔留矿法,这种方法无需消耗大量的坑木、炸药资源,节约了开采成本。能够减少工人劳动强度,无需投入大量的人力资金,放矿作业可以通过自动化机械进行。缺点在于采准工程量大,在一些大放矿作业中穿矿操作频繁,贫化损失率高,内边角矿石回收难度大,顶柱回收率低。静态留矿法适用于地表附近顶底板破碎区域的地质条件中,这种地质条件特点是上下盘围岩易片落,如果选择普通留矿法将会导致贫化损失增加。

  无底柱分段崩落法属于崩落围岩开采方法,特点是随着采场矿石崩落,借助于自然或强制方式对采空区进行填充,对于采场地压进行管理可以在围岩崩落释放地压填空区开展作业,一般情况下崩落矿石都是从矿层的覆岩下释放。无底柱分段崩落法适用于适矿岩物理力学性质稳定的区域,特别是上盘围岩自然崩落或者急倾斜原矿体开采作业中。这种方法的不足是矿石损失贫化大,在一些对于品质要求较高的矿石开采作业中应用较少,崩落法作业安全,而且可以灵活使用各项开采工艺。开采要求是矿石稳固性较强,不需要对进路进行大量维护,对开采区进行爆破后不会出现眉线冒落现象,炮可以确保装药爆破工作正常进行。围岩的最佳状态应该是大块自然崩落,如果有必要可以借助于特定方法进行强制崩落,在一些急倾斜中厚矿体开采作业中效果突出。分段进路主要以菱形布置方式为主,上分段进路矿石可以在下分段进行回收,无底柱分段崩落法的优点是底部结构相对较为简单,回采工艺操作方便,使用大型无轨设备进行开采。缺点是覆盖岩石下放矿,故矿石贫化率大,回采作业需要在独头巷道中进行,巷道内部的通风效果较差。

  上向水平分层水砂充填法按是在金矿开采作业中较为常见,上向倾斜分层充填采矿法主要借助于重力沿充填体对矿石进行运送。随着机械化程度增加,这种采矿法逐步退出采矿行业,上向分层充填采矿法使用自行采掘设备进行开采,矿房和间柱分布着不同数量的垂直矿体。一条斜坡道主要服务于一个盘区,一个盘区同时又由多个矿房和间柱组成。如果选择沿走向上向分层充填采矿法进行开采,沿脉运输巷道向人行通风脱水天井、间柱凿进溜矿井和人行天井设置,如果选择垂直走向上向分层方法需要从穿脉运输巷道底柱上部设置运输通道。选择盘区上向分层充填方法,借助于铲运机铲运矿石,在分段平巷中对矿石进行处理,分段巷道设置了通往盘区斜坡道的道路,运搬巷道主要分布在脉外区域,如果运送难度大可以使用锚杆或长锚索对巷道顶部进行支护。

  2.3巷道支护作业

  巷道支护对于金矿开采作业安全性有着重要影响,很多金矿的作业环境在井下,井下环境的特点是应力条件不稳定,如果开采作业面受到的应力超过了作业面能够承受的范围可能出现坍塌,因此需要对巷道进行支护。支护方法多种多样,如锚杆支护方法,这种方法需要在围岩中开凿孔洞,孔洞直径应略大于锚杆的直径,完成开孔作业后将锚杆插入其中,并使用混凝土对孔洞进行固定处理,防止孔洞松动导致锚杆稳定性降低。一些开采作业也会使用锚网支护方法,这种方法借助锚杆和金属网进行支护,能够起到良好的支护效果,支护时也需要将锚杆固定在围岩中,将金属网安装在锚杆上,从而形成良好的支护层,这样大大提升了支护的效果。在一些巷道内部也采用混凝土喷射支护方法进行支护,这种方法主要借助于混凝土结构间的分子化学作用形成的固装体进行支护,按照要求进行混凝土拌制,然后借助于喷射喷头将混凝土喷射到巷道周围,混凝土与岩石和土壤接触后脱水,形成固态的坚硬体,从而形成良好的支护效果。设计支护方法需要根据巷道受力特点进行综合研究,一般而言随着巷道深度增加支护强度要求也会变高,因此需要强化支护方法。

  2.4开采回填作业

  回填作业与金矿开采安全性存在着紧密地联系,一般而言对于采空区需要进行回填处理,这样能够减少采空区空洞较多导致的地质应力分布不均匀问题的出现。回填作业使用的回填料主要为开采的废矿石,露天回填作业需要在开发作业完成后进行,将开采后留下的废弃矿石填入其中,如果回填料不足可以从其他区域运送,而井下回填作业难度较大,需要结合井下开采作业的进度和开采区的应力条件等进行设计回填方法。井下回填时可以采取逐条巷道回填方法,一条巷道开采作业完成后对该巷道进行回填,回填作业使用的物料主要有废气矿渣组成。回填作业时需要注意回填区地质结构稳定性,完成开采作业后应对开采区的地质结构进行分析,对一些不稳定的区域需要使用坚硬的碎石进行回填,从而起到良好的支撑消耗,对于一些稳定性较高的区域,可以采用土石混合物进行回填。

  3金矿开采中的技术影响因素

  金矿开采作业过程中技术不安全因素增加了开采作业的安全风险,导致不安全因素出现的原因较多,需要根据具体的因素进行分析和研究,制定预防性的措施,防止不安全因素持续升级,造成带来更多安全风险问题。一般而言由技术缺陷导致的不安全问题众多,如技术操作不当导致开采取的安全风险隐患增加,容易带来各类安全事故。

  3.1技术因素

  技术操作不当是导致安全风险隐患广泛存在的关键因素,一些技术人员开采时未能按照金矿开采工艺操作要求使用开采技术,增加了安全风险危机。例如:对巷道进行支护时未能对锚杆与围岩连接处进行固定,导致锚杆与围岩接触处的稳定性较低,随着上层压力的增加,锚杆对巷道围岩产生的压力也在增加,由于底部支撑位置不够稳定导致围岩出现崩裂现象,严重时导致锚杆底部失衡,使得锚杆无法承受过大压力而崩塌。技术操作不当问题还保护开采工艺设计不合理,一些设计人员在设计开采方法时忽略了一些细微的影响因素,未能制定预防性措施,导致开采作业的危险性增加。

  3.2管理因素

  管理工作关系到金矿开采作业的安全性,如果管理工作存在缺陷,可能使得开采作业的整体安全性受到影响。例如:一些开采企业的管理人员未进入开采现场进行管理工作,施工人员存在着技术操作不当问题,由于缺少管理工作者的约束,这些人员的不规范操作可能导致安全事故发生。管理问题带来的不安全因素相对较多,这是限制金矿开采行业发展的重要因素,针对于管理问题,开采企业需要结合实际管理工作中存在的主要问题制定合理的解决方法进行解决,避免同样的管理问题出现在多个开采现场,也避免同样的管理问题反复出现。从金矿开采风险角度分析可知,任何一项工作不到位都可能带来安全风险问题,因此需要开采企业能够立足于安全作业的角度思考这一问题,围绕着开采作业中常见的问题进行研究,提出更为合理的开采方法。

  3.3人员因素

  金矿开采过程中开采人员的能力水平是影响开采作业效果的重要因素,一些人员在开采作业中存在着玩忽职守的行为,未能将自身工作做好,导致开采作业问题屡屡出现。例如:技术指导人员未能按照要求做好技术指导工作,对于开采人员的违规操作视而不见,随着违规行为不断出现,开采作业安全性也受到了巨大的影响。金矿开采过程中人员因素带来的问题较为突出,虽然现代开采工艺逐步实现了机械化,但是在这一过程中人也扮演着重要角色,机械程度越高人为疏忽带来的影响越大,这也要求开采企业能够重视人为因素导致的安全问题,不断规范开采人员技术操作,从而更好地保障开采作业的有序性,将不规范开采作业问题消除,从而更好地保障开采作业顺利进行。

  4金矿开采方法优化的措施

  推动金矿开采技术优化工作持续进行对于金矿开采行业长效发展有着重要的意义,在现有的技术基础上提出更为可靠的新技术非常重要,这是提升开采质量和开采效率的关键一环,本节将会对金矿开采方法中的不足进行分析,提出优化这些技术不足的方法。

  4.1采用智能化设备

  智能化设备在金矿开采过程中的应用能够提升开采作业的规范性,减少人为操作不当带来的各类安全风险因素。例如:应用自动化开采设备进行开采,可以确保开采作业的规范化,针对于不同类型的地质条件,智能化系统能够制定最优的开采方法,有效地提升了开采作业的效率。开采企业应大力推动开采作业智能化发展,积极研发新的开采设备并应用于实际开采作业中。实现金矿开采作业自动化是金矿开采行业发展的必然趋势,随着技术的更新,这一目标将会在不远的将来实现,金矿开采企业应该做好充分的准备积极迎接这一时代的到来。

  4.2强化地质监测工作

  对开采区域地质情况进行监测非常重要,这是推动金矿开采常态化和安全化的重要一环。开采企业应该全面建设地质监测体系,收集开采区域的地质信息数据,通过智能化设备对这些数据进行分析和处理,并利用建模系统对地质进行建模,这样能够帮助开采企业更好地了解开采区域的地质状况,从而制定合理的开采方法开展开采作业。此外,开采企业也应该对做好金矿分布探测工作,获得金矿具体的分布数据,这样可以结合金矿分布的特点设计开采方法,从而更好地提升开采的效率和质量。对于金矿开采企业而言,保障自身经济效益最为关键,而通过地质监测可以获得详细的地质数据,这些数据能够为开采工艺优化提供了基本的参照,从而更好地进行技术创新。

  4.3优化开采工艺流程

  对开采工艺流程进行优化也很必要,传统的开采工艺流程的缺陷在于各项开采作业的联系性不强,针对这种状况应该采取措施进行优化,通过对开采工艺流程的优化更好地推动技术创新,实现开采作业效率最大化。在工艺流程优化方面,可以各项工艺操作准则入手,结合各项开采工艺的优缺点制定优化方法。例如:对于浅孔留矿法,可以从浅孔底部结构优化入手,设计更为稳定的支护结构,确保工作面的稳定性,改变传统的木质支护方法,使用新型的合金材料这样能够提升支护的强度,保障开采作业的安全性。

  5结语

  总而言之,随着技术发展我国金矿开采技术不断更新,金矿开采作业效率和质量对于我国黄金资源供应和储备有着重要的影响。针对于不同类型的金矿采矿企业应制定针对性较强的开采方法,通过技术创新和开采工艺的优化不断推动开采作业规范化和标准化发展,使得金矿开采的质量提升。本文分析了金矿开采过程使用的各项工艺,对各项工艺的优缺点进行了分析,研究了影响技术安全的相关因素,提出了改进开采工艺的方法,希望这些研究内容对于金矿开采行业的发展起到促进作用,推动我国金矿开采行业长效发展。