采矿方法的选择(Selection of Mining Methods)

1 引言

技术上讲，采矿方法的选择涉及到很多因素，大多数标准的采矿学教材都有论述。总的来说，对一些埋深较浅的矿床来说，露天开采是首要考虑的采矿方法。随着开采深度的不断增加，露天开采的成本和维护呈现出显著的缺点，因此一些深部露天矿在开采到一定深度后会转入地下开采【全球最大矿山: 丘基卡马塔(Chuquicamata)铜矿由露天开采转入地下开采)；深部露天矿边坡稳定性---迪亚维克钻石矿(Diavik Diamond Mine)】。

采矿方法的选择受到社会，经济和民生的影响。去年上半年，有人曾信誓旦旦地发出豪言：“我再也不审批露天矿山啦”， 然而没过几个月，鄂尔多斯煤田的近60座露天煤矿不得不重新恢复了生产。加拿大卡尔加里以北780公里的Fort McMurray 是世界上最大的油砂 (Oil Sands)采矿基地，聚集着世界范围内的石油巨头，全部是露天开采，因为这是加拿大重要的经济命脉。我常常不自觉地把这两个地方联系在一起。

2 地采方法

从采场地压控制的角度可以把地下采矿方法划分为以下几类：

(1) 矿柱支护

这类采矿方法依靠矿柱来进行回采，主要包括: 房柱采矿法(Room-and-Pillar )和分段空场法(Sublevel Open Stoping)以及深孔分段空场法(Long-Hole Sublevel Stoping);

(2) 人工支护

这类采矿方法部分依靠人工支护，主要包括: 充填空场法(Cut-and-Fill Stoping)，留矿采矿法(Shrinkage Stoping）和VCR采矿法(Vertical Crater Retreat);

(3) 不需要支护

这类采矿方法不需要人工支护，主要包括：长臂采矿法(Longwall Mining),分段崩落法(Sublevel Caving)和块体崩落法(Block Caving).

3 经济评价

Prithvi (2018) 对各种采矿方法进行了经济评价，结果显示浅孔留矿采矿法每吨的开采费用最高，块体崩落法每吨的开采费用最低，现代地下采矿方法中，浅孔留矿法逐渐被其它采矿方法代替。浅孔留矿法开采费用高的主要原因是劳动力密集，人工费用高。为此我调查了加拿大目前开采的17个地下金属矿，发现只有个别的矿山在没有其它选择的情况下才使用浅孔留矿法。不过在国内一些小型的矿山企业(特别是金矿)中，浅孔留矿法还是首选的采矿方法。

4 法规理解

《产业结构调整指导目录(2019)》规定下面的采矿方法予以淘汰：

1、集中铲装作业时人工装卸矿岩

2、未安装捕尘装置的干式凿岩作业

3、主要无轨运输巷道及露天采场采用人力或畜力运输矿岩

4、地下矿山使用非阻燃电缆、风筒和输送带

5、地下矿山主要井巷使用木支护

6、地下矿山采用空场法采矿(无底柱采矿法)采场内人工装运作业

7、地下矿山采用横撑支柱采矿法

8、露天矿山采用扩壶爆破

9、露天矿山采用掏底崩落、掏挖开采、不分层的“一面墙”开采

10、露天矿山使用爆破方式对大块矿岩进行二次破碎

其中“地下矿山采用空场法采矿(无底柱采矿法)采场内人工装运作业”属于淘汰类，这个规定的背景主要是从作业人员的安全来考虑的，因为空场法采矿(无底柱采矿法)采场内人工装运，作业安全性差，劳动强度大，作业人员在空场环境下由于采场垮塌、冒顶、浮石掉落等很容易导致作业人员伤亡，因此提出了这个规定。空场采矿法本身并不是淘汰工艺，这个规定限制的重点在后半句“人工装运作业”。在矿床赋存条件允许的情况下，分段空场法和充填空场法还是可以使用的。