我國(guó)地下礦山采礦技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)

王明月

摘要：當(dāng)下隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們對(duì)黃金的需求量越來越大，黃金作為一種稀有金屬，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和收藏價(jià)值。這就要求我們?cè)趪?guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，要更好的注重黃金礦山開采技術(shù)的改進(jìn)。就目前來說，我國(guó)的黃金礦山采礦技術(shù)，已經(jīng)有了較大的發(fā)展，但是與西歐國(guó)家相比仍有較大差距。我國(guó)的黃金礦山采礦設(shè)備還不夠完善，數(shù)字化采礦水平還比較落后，缺乏相應(yīng)的黃金礦山采礦系統(tǒng)。接下來就對(duì)黃金礦山開采過程中的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：地下礦山;采礦技術(shù);發(fā)展;趨勢(shì)

引言

現(xiàn)在隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)黃金的需求量越來越大，但是黃金礦石一般蘊(yùn)藏在地下。在黃金開采過程中，地下開采是尤為重要的。雖然我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但是我國(guó)礦產(chǎn)資源呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：分布范圍廣，礦產(chǎn)資源不夠集中，小規(guī)模的黃金礦較多，缺乏大規(guī)模的黃金礦山。

一、我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源豐富的國(guó)家，其具有總量大、人均擁有量少的特點(diǎn)。現(xiàn)階段，經(jīng)過相應(yīng)的探測(cè)和比較，我國(guó)礦產(chǎn)資源總量約占世界礦產(chǎn)資源總量的 12%，但人均礦產(chǎn)儲(chǔ)量卻占世界平均值的 58%左右，可以看出我國(guó)礦產(chǎn)資源種類比較齊全，但結(jié)構(gòu)不是很合理。目前，我國(guó)礦產(chǎn)的生產(chǎn)能力較高，其中每年的鐵礦石原礦的生產(chǎn)總量在 9億噸以上。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)能力還會(huì)不斷的增加。另外，我國(guó)在海外鐵礦的方面也加大了投資力度，目前海外權(quán)益礦規(guī)模已增加約 1億噸，超過我國(guó)進(jìn)口總量的 20%。

二、當(dāng)前地下金屬礦山采礦技術(shù)

（一）地下金屬礦山無廢開采技術(shù)

就地下金屬礦山而言，地下礦山是其重要組成部分之一。在礦山開采過程中會(huì)遇到各種問題，有效解決地下礦山開采問題，才能更好地進(jìn)行地下金屬礦山開采。此處的無廢開采，指的是綠色開采，無廢開采技術(shù)是非常系統(tǒng)的一項(xiàng)技術(shù)，其不僅開采手段多元化、涉及范圍廣，而且包括多種采礦方法，比如尾礦如何填充、制備、處理以及輸送等等。就無廢開采技術(shù)而言，其主要是通過以下方式進(jìn)行：其一，將尾礦排放到深海區(qū)，或者填充至礦產(chǎn)資源的采空區(qū);其二，加大尋找露天礦產(chǎn)的力度，在露天礦產(chǎn)中進(jìn)行尾礦的排放，使得整個(gè)采礦過程降低對(duì)環(huán)境的污染程度。通過無廢開采技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了礦產(chǎn)資源的利用率，同時(shí)還減少了環(huán)境的污染、節(jié)約了資源，在廢棄礦產(chǎn)資源處理方面做到了環(huán)保性、有效性。此外，無廢開采技術(shù)達(dá)到地下金屬礦山開采的標(biāo)準(zhǔn)要求，在保障有色金屬的高質(zhì)量和高效率的前提下，做到了綠色環(huán)保，在保護(hù)環(huán)境和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益兩方面都發(fā)揮了重要價(jià)值。

（二）大間距集中化無底柱高效開采工藝技術(shù)

就我國(guó)有色金屬資源的開采情況來說，我國(guó)擁有較多的地下礦產(chǎn)，但開采難度比較大，安全性也有待提高。在地下金屬礦山開采中，大間距集中化開采技術(shù)能夠很好地解決上述問題，其是一項(xiàng)重要的開采技術(shù)。其具有以下特點(diǎn)：一是操作流程簡(jiǎn)單、便利、易行;二是實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化操作，提高工作效率的同時(shí)，也保障了開采過程的安全性;三是降低了開采的成本，因?yàn)闄C(jī)械化開采的實(shí)現(xiàn)，減少了人力的使用，節(jié)約了一定的人工成本。

礦山開采工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，在以往的礦山開采中不僅要面對(duì)復(fù)雜的底柱，還要根據(jù)有色金屬礦產(chǎn)資源的具體情況進(jìn)行抵押。通過大間距無底柱的開采技術(shù)的使用，沒有復(fù)雜的底柱，同時(shí)還解決了以往開采過程的費(fèi)時(shí)費(fèi)力問題。另外，大間距無底柱開采技術(shù)具有合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在一些傾斜的礦山開采中發(fā)揮著重要作用，在保障開采質(zhì)量的前提下，極大程度上提高了有色金屬的開采效率。對(duì)于一些具有貧化現(xiàn)象的地下金屬礦山，該技術(shù)同樣適用，而且可以有效地降低貧化率，提高經(jīng)濟(jì)效益。所以，由于大間距集中化無底柱采礦技術(shù)擁有上述多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使其在礦產(chǎn)開采的方面應(yīng)用較廣。

（三）鏟運(yùn)機(jī)和松土機(jī)的露天開采技術(shù)

鏟運(yùn)機(jī)和松土機(jī)的露天開采技術(shù)比較適用于鋁土礦的開采，該技術(shù)的礦山開采過程主要是通過松土機(jī)來完成礦山巖體的破碎工作，由其來替代鑿巖爆破，減少工人的勞動(dòng)量;而鏟運(yùn)機(jī)主要負(fù)責(zé)裝、卸載以及運(yùn)輸工作。這種露天開采技術(shù)工藝比較簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到一機(jī)多用的功效，即鏟運(yùn)機(jī)可以完成分層排土、開采、運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)工作。以山西孝義鋁土礦為例，其已使用該技術(shù)，具體如下：

應(yīng)用鏟運(yùn)機(jī) ～松土機(jī)的主要工序?yàn)椋阂皇撬赏翙C(jī)用松土器將巖石或礦石松碎;二是用鏟運(yùn)機(jī)裝載，孝義鋁土礦采用的是推土機(jī)助推式，在松土機(jī)完成巖石松碎作業(yè)后，在助推松土機(jī)的作用下，鏟運(yùn)機(jī)將松碎的巖石切割成不同厚度的薄層，一般厚度在 300mm～500mm之間，之后擠壓進(jìn)鏟斗，直到鏟斗裝滿為止;三是鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)輸及卸載，機(jī)頭與鏟斗是柔性連接，裝載的重心較低、速度相對(duì)較快。鏟運(yùn)機(jī)卸載是在下坡行駛中，用其自身的重量來達(dá)到主機(jī)負(fù)荷減少的目的。在進(jìn)入排土階段，鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行速度變慢，打開鏟斗閘門，利用卸土板來進(jìn)行推動(dòng)。邊走邊卸，使鋪撒一層一層的進(jìn)行。

（四）露天轉(zhuǎn)地下開采良好過渡及二者聯(lián)合開采技術(shù)

所謂的聯(lián)合開采技術(shù)，是指露天開采技術(shù)與地下開采技術(shù)的二者聯(lián)合，或者是前者向后者的轉(zhuǎn)換。該技術(shù)結(jié)合了兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到地下金屬礦山開采的過程中，可以提高采礦的效率。

三、金屬礦采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）大型極深露天礦采礦技術(shù)

隨著金屬礦產(chǎn)開采工作的不斷開展，使得開采深度不斷增加。由于進(jìn)行較深的礦產(chǎn)開采，給整個(gè)開采過程帶來了一定的難度，比如采場(chǎng)空間作業(yè)范圍逐漸較小、采礦強(qiáng)度降低、開拓運(yùn)輸距離增加、設(shè)備效率降低等等。

面對(duì)這些增加的困難，現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)形成較為成熟的系統(tǒng)研究方案，對(duì)這種大型極深露天礦開采的工藝、爆破技術(shù)、設(shè)備配置以及環(huán)境保護(hù)等方面已經(jīng)基本完成，該技術(shù)在以后的相關(guān)礦山開采中會(huì)發(fā)揮重要的作用。

（二）露天礦境界外駐留礦開采技術(shù)

現(xiàn)在的冶金露天礦很多進(jìn)入了開采后期，因?yàn)榧夹g(shù)的限制，露天礦沒有高效率的開采，遺留的可用礦石還要有很多。增大開采面積，會(huì)嚴(yán)重影響礦山的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同時(shí)，會(huì)嚴(yán)重破壞周邊生態(tài)環(huán)境。

為了高效開采與利用，對(duì)蝕變型礦巖石的特點(diǎn)進(jìn)行研究整理分析，選用對(duì)應(yīng)的開采方式，運(yùn)用聲波技術(shù)及位移變化監(jiān)控控制數(shù)據(jù)，掌握巖體的地質(zhì)活動(dòng)特性，在開采過程中進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，選擇相對(duì)應(yīng)的開采方案，將開采效率及礦石利用率最大化。

（三）復(fù)雜難采地下殘留礦體開采技術(shù)地下金屬礦山長(zhǎng)期的無計(jì)劃開采，是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平影響及無章法的開采順序，因此開采區(qū)內(nèi)仍有大量的礦石資源沒有進(jìn)行開發(fā)。

對(duì)于這些遺留礦石的開采，需要更高的技術(shù)支持與安全防護(hù)，使得一流的采空霧不能得到更加良好的處理;而遺留礦區(qū)的二次開采，需要獲得此區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。存在的主要難點(diǎn)是復(fù)雜空區(qū)殘留資源探測(cè)技術(shù)、大參數(shù)大步距整體崩落技術(shù)、復(fù)雜充填體下礦柱回收技術(shù)、殘留資源開采條件再造技術(shù)以及復(fù)雜殘留礦體安全回采監(jiān)測(cè)預(yù)警等技術(shù)。攻克以上技術(shù)難關(guān)，對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源的高效開采利用及規(guī)劃具有重要意義。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)地下金屬礦山采礦技術(shù)的歷史進(jìn)行了回顧，并針對(duì)國(guó)內(nèi)目前的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，分析了國(guó)內(nèi)地下金屬礦山采礦技術(shù)今后的研究方向，進(jìn)而推導(dǎo)出在新時(shí)代背景下地下金屬礦山采礦科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

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