試論采礦工程中采礦方法的創(chuàng)新與實踐

【摘 要】地球的資源是有限的，但是隨著全球人口的不斷增長，各國經(jīng)濟技術發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求不斷增大。礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用已經(jīng)關系到人類生存和可持續(xù)發(fā)展。因此，在礦產(chǎn)資源勘探與開采過程中，人們逐漸將注意力放在對開采方法的革新上。希望通過新的技術和方法，實現(xiàn)一個既能可持續(xù)發(fā)展有滿足人們需求的礦產(chǎn)開采，

【關鍵詞】采礦工程；采礦方法；創(chuàng)新

一、我國采礦工程的現(xiàn)狀

改革開放以來，我國社會經(jīng)濟正處于高速發(fā)展時期，與此相適應的是，全國礦業(yè)開發(fā)也開始迅猛發(fā)展。在我國的現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展中，礦業(yè)及原材料能源加工產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的30%以上，如果考慮制造業(yè)等下游產(chǎn)業(yè)，礦業(yè)支撐了70%以上的國民經(jīng)濟總量及其相關部門的運轉，95%以上一次性能源、80%以上的工業(yè)原料、大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料和1/3日飲用水都取自礦產(chǎn)資源。由于礦產(chǎn)資源具有有限性和不可再生性，礦產(chǎn)資源儲量快速消耗，后備資源嚴重不足。

近年來，鐵、銅、鋁、鉛、鋅的產(chǎn)量分別約有70%、70%、40%、50%、20%依靠進口礦產(chǎn)原料。礦產(chǎn)資源是人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的重要物質基礎，也是國家安全的重要保障。但是，資源緊缺、粗放利用、環(huán)境污染和生態(tài)破壞已成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，重要金屬資源供需矛盾十分突出。

二、采礦方法進行創(chuàng)新的必要性

（一）我國礦產(chǎn)資源的特點

礦產(chǎn)資源總量多，但人均占有量少。礦產(chǎn)資源總量多 但人均少 我國礦產(chǎn)資源總量居世界第3位較大，僅次于美國和俄羅斯。但由于我國人口基數(shù)大人均占有量僅居世界第53位。另一方面，礦產(chǎn)儲量分布不均，貧礦偏多。我國已探明156種礦產(chǎn)但比較豐富的主要要煤、稀土、鎢、鉬等但鉻鐵礦、鉀鹽、金剛石、鉑族金屬等儲量明顯不足。另外，與世界資源大國相比，我國中型礦和小型礦偏多，大型礦床偏少。

（二）礦產(chǎn)資源開發(fā)技術手段落后

許多礦山經(jīng)營者的經(jīng)營思想嚴重落后，只是為了短期的經(jīng)濟利益。采用最原始的采礦方法，例如，手工控礦、車拉肩扛式等，工藝設備落后，加快了礦山貧化率，大大縮短礦山預期壽命。另外由于開采方法的盲目性，許多亂挖的坑道破壞了礦產(chǎn)的地質構造，更有甚者造成了許多礦產(chǎn)坍塌，對經(jīng)營者的利益和工人的生命安全都造成了危害。

（三）政策的要求。

在《中國的礦產(chǎn)資源政策》白皮書中曾經(jīng)談到，“堅持科技進步與創(chuàng)新。實施科技興國戰(zhàn)略，加強礦產(chǎn)資源調(diào)查評價、勘查開發(fā)及綜合利用、礦山環(huán)境污染防治等關鍵技術和成果的攻關和推廣應用，加強新能源、新材料技術和海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)等高新技術的研究與開發(fā)，加強新理論、新方法、新技術等基礎研究。提高勞動者素質，培養(yǎng)一批掌握先進科學理論、有創(chuàng)新能力的礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)科技隊伍和人才，促進礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、由勞動密集型向技術密集型、由粗放經(jīng)營向集約經(jīng)營的轉變?！?/p>

三、采礦方法的創(chuàng)新與實踐

針對我國采礦工程的現(xiàn)狀和特點，我們必須要對我國的采礦工程進行創(chuàng)新和改進，例如采掘設備的大型化、自動化和智能化、采礦工藝的連續(xù)或半連續(xù)化、礦山生產(chǎn)與管理的計算機技術普及化。但是最重要的是對采礦方法進行革新和普及。例如將空場采礦法、 充填采礦法、 崩落采礦法等已經(jīng)在大規(guī)模采礦工程中使用的方法進行推廣。另外在傳統(tǒng)開采方法基礎上進行的創(chuàng)新結果，如深井采礦技術、 溶浸采礦技術、 機械化連續(xù)采礦技術等先進技術。使采礦方法機械化程序越來越高， 并逐步向智能化方向發(fā)展。

（一）空場采礦法

這種方法是我國開采史應用最早且技術較為成熟的采礦方法。有關這種方法有的文獻指除留礦采礦法以外的自然支護采礦法中的各類方法，有的則指自然支護采礦法的全部；也有的僅指階段礦房采礦法和橫撐支柱采礦法，或僅指全面法采礦和房柱采礦法。這種方法主要靠圍巖本身的穩(wěn)固性和礦柱的支撐能力維護回采過程中形成的采空區(qū)，有的用支架或采下礦石作輔助或臨時支護。這種采礦法要求圍巖和礦石穩(wěn)固?，F(xiàn)階段我國有色金屬、黃金及化工礦山應用相當普遍。該法最顯著的優(yōu)點就是成本低、生產(chǎn)能力大、采準時間短。這種方法在應用過程中也進行了適當?shù)母镄拢F(xiàn)在這種開采方法在一些礦巖破碎的礦體中也得到了應用。例如在云南鶴慶的錳礦，它屬于緩傾斜中厚礦體并且采場頂板不穩(wěn)固。但是為了提高該富錳礦體的礦石回采率，拉動該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，1989～ 1992年，許多科研專家經(jīng)過縝密的研究和探討在該礦進行了人工柱錨桿房柱法試驗。該方法采用片石砌筑人工礦柱代替礦石礦柱，回采中采用超快硬普通水泥卷錨桿加掛10#—20#鐵絲網(wǎng)加固采場不穩(wěn)固頂板，提高了采場頂板的穩(wěn)固性，大大地改善了采場作業(yè)條件和安全條件，礦塊回采率達到 92.74 %，使礦山經(jīng)濟效益大幅度增長，目前該礦已推廣應用。

由此可見，空場采礦法通過在實踐中的創(chuàng)新。應經(jīng)達到了支護手段日益完善，與充填法組合應用使用范圍擴大。并且結構也越來越合理簡單，生產(chǎn)效率也不斷提高的良好效果

（二）深井采礦技術

由于對礦產(chǎn)資源的開采加劇，表層的資源已經(jīng)開采殆盡，采礦工程不斷向縱深發(fā)展。所以，對深井開采方法的創(chuàng)新和安全性探究是十分必要的。當前我國普遍的標準是，地下開采垂直深度超過 800m 以上時界定為深部開采。在南非、俄羅斯、加拿大、美國、澳大利亞、 印度等國家深部開采甚至已經(jīng)進行到地下1000米以下的深度。露采轉入地采， 地下轉入深部開采的已經(jīng)越來越明顯。我國最早進入深部開采的是石嘴子銅礦（ 1969年閉礦） ， 近年我國已有紅透山銅礦、 冬瓜山銅礦、 弓長嶺鐵礦、 夾皮溝金礦、湘西金礦等一批地下礦山進入深井開采。 此外， 還有壽王墳銅礦、 凡口鉛鋅礦、 金川鎳礦、 乳山金礦、 高峰錫礦等許多礦山， 預計將在本世紀上半葉進入深部開采。

深井開采面臨許多地面開采所沒遇到過的難題。首先，開采環(huán)境十分惡劣。由于開采深度增加，導致地壓增大，溫度也在升高。開采就是要在 “三高”這樣的特殊條件下進行，其次，需要解決諸多技術性問題。比如礦山的提升運輸、排水、支護和通風，開采機械的選擇。

隨著社會的發(fā)展需要，人類對礦產(chǎn)資源的需求也不斷增加，在這種強大的壓力和我國的國情之下，我國的采礦工程事業(yè)必須要跟緊世界形勢，不斷對開采方法進行創(chuàng)新，開發(fā)利用好有限的資源。

參考文獻：

[1]劉同有.國際采礦技術發(fā)展的趨勢[J].中國礦山工程，2005（02）.

[2] 范雪強.采礦科技的發(fā)展方向[J].科技前沿，2005（12）.

[3]郭金峰.我國地下礦山采礦方法的進展及發(fā)展趨勢[J].金屬礦山，2000 （02）.