近年來,世界采礦科學(xué)研究和采礦實踐已愈加關(guān)注金屬礦床深部開采問題,分析各種專利資料和有關(guān)文獻可以得出以下幾點結(jié)論。
(1)深井礦山越來越多。對世界172座開采深度為500~3500m礦山的統(tǒng)計分析表明,其中45%的礦山開采深度已超過800m。如印度Karnataka州的kolar金礦目前開采深度已超過3200m;南非威特沃特斯蘭德盆地,采礦深度已接近4000m,而最深豎井已達4176m,而且根據(jù)5500m最深鉆孔勘探資料表明,5000m甚至6000m以下資源仍有很大潛力,因此可以預(yù)計,在不遠的將來,開采深度將會超過5000m甚至6000m;國內(nèi)也有多座礦山開采深度超過千米。
(2)深井礦山中充填采礦法應(yīng)用比重加大。雖然在公布的172座開采深度為500~3500m的礦山中,廣泛采用空場采礦法(房柱法、階段礦房法、分段平巷法)開采,有16座礦山還采用了分段崩落法和階段崩落法。但在開采深度超過1200m的礦山,主要采用膠結(jié)充填的全面礦房法和分層充填法。根據(jù)俄羅斯科學(xué)院礦物綜合開發(fā)問題研究所的預(yù)測,近10年內(nèi)充填采礦法采礦量在黑色冶金礦山將達到15%~20%,而在有色冶金礦山將超過50%。
深井地下采礦實踐中階段或分段落礦嗣后充填房柱法已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,一般礦房寬10~15m,長30~60m,高10~60m。俄羅斯一些地下礦山的勞動生產(chǎn)率為4~8m3/工班,其他國家9個礦山的平均勞動生產(chǎn)率為47.3t/工班。深部開采礦石損失率波動范圍很大,介于3%~23%之間,貧化率變化介于5%~20%之間。
(3)在深部開采條件下,充填采礦法或充填法與其他方法聯(lián)合開采方案受到重視。如充填法和崩落法聯(lián)合開采方案,該方案適用于緩傾斜厚礦體的開采,將礦體劃分為礦房、礦柱,先用膠結(jié)充填法開采礦柱,在充填后形成的人工礦柱保護下,用崩落法回采人工礦柱間的礦房。該方法可限制采礦結(jié)構(gòu)要素中應(yīng)力集中程度的增長,有利于自行設(shè)備在礦山的廣泛使用。
(4)巖爆機理及巖爆控制措施有了長足的進步。巖爆是深井礦山面臨的最大安全隱患之一,眾多的研究成果都集中在巖爆機理及巖爆控制措施方面。
前蘇聯(lián)、德國、法國、波蘭、捷克斯洛伐克、匈牙利、保加利亞、奧地利、南非、加拿大、美國、新西蘭、日本和印度等國家都是較早發(fā)生過巖爆并引起關(guān)注的國家。
南非是世界上巖爆災(zāi)害最嚴重的國家,巖爆事故從1908年的7起上升到1918年的233起,并且隨著開采深度的增大而增多。1975年,680起巖爆分別發(fā)生在31個金礦,導(dǎo)致73人死亡和4800多個工班的損失。南非金礦開采中,巖爆造成的傷亡占所有傷亡事故的20%,并且隨著開采深度的增加這個比例還在增加,在3000m以下的所有傷亡事故中,因巖爆造成的占50%以上,其中最強烈的一次巖爆的震級達到ML=5.1級。
加拿大巖爆主要發(fā)生在安大略北部的Sudbury礦區(qū)和Kirkland湖,以硬巖金屬礦山和鉀礦為主,煤炭礦山也發(fā)生過巖爆現(xiàn)象,但沒有金屬礦山那么具有代表性。首次報道是1932年發(fā)生在Sudbury礦區(qū)的巖爆事故,當(dāng)時的開采深度為470m,隨著開采深度的增大,這個地區(qū)的巖爆問題也日趨嚴重,該盆地內(nèi)的大多數(shù)金屬礦山都發(fā)生了不同程度的巖爆。