空场采矿法在金属矿开采中的适用性分析

随着开采技术的不断优化更新，我国金属矿开采方法越来越丰富多样。其中，空场采矿法凭借其独特优势，得到了人们的广泛青睐。但该技术对矿床条件有着较高要求，若在矿岩稳固性不足或产状不适宜的情况下使用该方法，很容易引发安全事故。因此，在实践工程中，必须准确分析矿床的地质特征，并科学评估空场采矿法的适用性，这样才能确保开采方法的选用恰当合理。对空场采矿法在金属矿开采中的适用性加以深入研究分析，显然具有积极的现实意义。

1 空场采矿法概述

空场采矿法指的是采矿过程中，回采矿房形成的采空区以敞空形式存在，采空区顶板直接依靠围岩和矿柱自身作为支撑的一种矿产开采技术。因为无需设置人工支撑结构，因此该技术也叫作自然支撑采矿法。实际施工中，根据现场实际工况环境，沿矿体走向将开采区合理划分矿房，并预留稳固性矿（岩）柱。回采先有计划地开采矿房，再开采矿柱，或不采矿柱。根据被开采矿体的倾斜度、厚度等条件不同，空场采矿工法又可以细化为多种形式。具体工法及其适用条件如表1 所示。

表1 空场采矿法的细化分类及适用条件

相较于其他开采方法而言，空场采矿法施工工程量较少，能够有效提高生产效率，降低开采成本。但由于空场采矿法在矿房回采过程中允许有大暴露面的矿床存在，因此，应用该工法的前提条件是，矿石和围岩都要具有良好的稳固性，且矿岩形态也需比较稳定。

2 空场采矿法在金属矿开采中的适用性分析——以冬瓜山铜矿开采项目为例

2.1 项目背景

冬瓜山铜矿是铜陵有色金属集团公司下属的矿山之一，位于安徽省铜陵市东郊，是一座大型深埋、缓倾斜矿床，矿产资源比较丰富。其中冬瓜山矿体包含铜、硫、铁矿体约 140 多个，其中主矿体 1 个，单硫小矿体 3个，其他零星小矿体百余个，主矿体位于青山背斜深部的轴部及两翼，设计生产规模为 10000t/d ，生产效率要求较高。目前，矿山老区矿房采场已全部回采结束，仅矿柱采场可供回采，老区产能大幅下降，矿山产能主要集中在新区 60 线以北二步骤采场、两翼端部矿体及 66 线以北端部采场，随着矿产储量的减少，以及开采技术条件的变化，后续其生产能力将会逐渐下降。为了维持冬瓜山铜矿的矿石总产量要求，现需在既有工程基础上续建采矿产线，进一步开采- 1000m 以下深部矿床，以满足我国日益增长的铜精矿等矿产资源自产需求。

2.2 空场采矿法的适用性分析

根据相关勘察资料确认，冬瓜山铜矿的矿床属于缓倾斜类型，走向 35^∘ ，主要向北西和南东两个方向倾斜，倾角在 10^∘～25^∘ 之间。受层位、岩性以及与岩体的接触带控制，矿区内岩石形态较为简单，大部分呈似层状；以细粒、薄～中厚坚硬岩石为主，岩石结构完整，抗压强度介于 36MPa～110MPa 之间，平均抗压强度为 63.9MPa ，其次是块状结构，另外还有少量松散岩分布的零星矿体，矿体及围岩都属于较稳定型；产状与围岩产状基本一致，且沿走向或倾向均呈波状起伏，整体呈现向北东倾伏趋势，倾伏角为6^∘～10^∘. 。其中，主矿体赋存于中上石炭统黄龙～船山组泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中，65 线以北呈分支状，67 线至 71 线赋矿层位被包村岩体吞蚀，其厚大部位顶界跨栖霞组的底部，北西翼矿体底界延至高骊山组顶部，在岩体近旁的矿体厚度明显增大，且品位变富。矿体具体特征参数如表2 所示。

表2 冬瓜山铜矿60 线以北矿床主矿体特征参数

结合以上条件分析，冬瓜山铜矿的矿体及围岩条件较为稳固，顶板及底板的岩石抗压强度也较高，完全满足空场采矿法的应用要求。同时，矿体缓倾斜产出，平均厚度较厚，产状和厚度也都适合采用空场采矿法，在矿区形成大面积空场矿床，预计不会产生较大的安全风险。另外，空场采矿法，可以比传统充填法大幅度降低开采成本，并提高日产出能效，达到理想的产能要求。无论从施工效率、施工质量控制角度，还是从经济节约角度来看，该项目采用空场采矿法都具有较高的适用性。

3 结语

经过以上分析阐述不难发现，空场采矿法是一种经济、高效的金属矿开采技术，但其是否可以采用，在很大程度上取决于矿体自身条件。相关行业工作人员应当对此形成正确的认识，在实际选取开采方法的过程中，充分结合矿床的特性进行科学匹配。特别是在深部开采工程中，必须对矿场地质环境等进行全面分析，从多维度对空场法的适用性进行评价，确认条件符合后方可选择该技术，以确保矿山开采作业的安全开展。

参考文献

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