朱悅榮

(山東省招遠(yuǎn)市招金礦業(yè)股份有限公司,山東招遠(yuǎn) 265400)

采礦技術(shù)發(fā)展及存在問題分析

朱悅榮

(山東省招遠(yuǎn)市招金礦業(yè)股份有限公司,山東招遠(yuǎn) 265400)

近幾十年來,礦業(yè)部門開展了各種各樣的現(xiàn)代化的采礦技術(shù)和采礦工藝的研究和探討,促使我國采礦水平不斷的得到提高。本文主要探討了我國采礦工業(yè)的現(xiàn)狀,并根據(jù)現(xiàn)狀介紹了近些年來我國采礦技術(shù)的科學(xué)化發(fā)展,從而提出了一些問題,以此來確定我國采礦業(yè)未來的技術(shù)發(fā)展方向。

采礦技術(shù) 發(fā)展 問題 成果

隨著現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，礦產(chǎn)資源也在不斷的消耗，采礦不斷向深部發(fā)展，采礦的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，采礦規(guī)模的擴(kuò)大帶動(dòng)著采礦技術(shù)的不斷發(fā)展?，F(xiàn)代采礦理論與系統(tǒng)工程緊密相聯(lián)，系統(tǒng)工程理論和方法滲透到采礦工程中的各個(gè)方面，使采礦理論有了新的進(jìn)展，更適應(yīng)現(xiàn)代化的管理和決策。但是，當(dāng)前礦產(chǎn)資源開發(fā)面臨的難題越來越多，采礦科技工作面臨的任務(wù)也十分艱巨，特別是在高新技術(shù)應(yīng)用方面的難度越來越大，因此，采礦工作者要想達(dá)到未來采礦技術(shù)的創(chuàng)新目標(biāo)，就必須要適應(yīng)時(shí)代的需求，不斷研發(fā)技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)研究，才能使得我國采礦事業(yè)得到穩(wěn)步提升。

1 我國采礦工業(yè)的現(xiàn)狀及問題

礦業(yè)開發(fā)為國民經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。礦產(chǎn)資源的消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)特征取決于一個(gè)國家所處的工業(yè)化階段和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。我國是人口大國，對于礦產(chǎn)的需求十分緊缺。隨著人們生活水平的提高，以及日益增長的人口，對于各種礦類物質(zhì)的需要量逐年增加，再加上礦產(chǎn)資源價(jià)格的持續(xù)上漲，對于礦產(chǎn)資源開發(fā)向貧

(礦)、難(采礦)方向發(fā)展，面臨的難題越來越多。但是，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷提高，采礦技術(shù)得到了空前的發(fā)展，開采技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，礦石的產(chǎn)量逐步增加，然而，礦石開采的品位卻在下降，同時(shí)，礦山的數(shù)目也越來越少。礦產(chǎn)資源是社會(huì)新財(cái)富的一種至關(guān)重要的源泉，礦產(chǎn)資源的開發(fā)是一個(gè)國家提高綜合國力的重要途徑。雖然當(dāng)前礦石的產(chǎn)量增加了，但是礦山的數(shù)目的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有礦山規(guī)模加大來得快，由于礦石開采量大和貧礦多，在開采方式上露天礦得到發(fā)展。當(dāng)前開采的目標(biāo)都是一些有色金屬，其屬于較深的礦床開采，深度已經(jīng)超過了2000米的地下礦山。由于當(dāng)前人類對于陸地的礦產(chǎn)資源的開采日益枯竭，開始轉(zhuǎn)向海底開發(fā)。海底礦產(chǎn)大部分都是屬于自生礦物，資源非常豐富，礦產(chǎn)儲(chǔ)量非常可觀，含有許多種金屬和非金屬礦產(chǎn)，例如錳結(jié)核在一年中的自生量，錳可供世界用三年，鈷四年，鎳一年?？上攵?，如果人類加強(qiáng)對海洋礦產(chǎn)的開發(fā)，提高海洋采礦技術(shù)與發(fā)展，未來的采礦業(yè)前途是十分樂觀的。我國是發(fā)展中國家，未來將處于礦產(chǎn)資源高消費(fèi)階段，因此，近些年來，礦業(yè)部門開展了各種各樣的現(xiàn)代化的采礦技術(shù)和采礦工藝的研究和探討，促使我國采礦水平不斷的得到提高，從而為國民經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 采礦技術(shù)工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦業(yè)開采技術(shù)已經(jīng)有了顯著的研究成果，從固態(tài)礦物方面來說，露天開采和地下開采都取得了一定的突破。露天開采主要是在開采設(shè)備、自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、開采方法及爆破技術(shù)等方面取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。例如在開采方法上，通過采用條帶剝離式和臺(tái)階式來進(jìn)行開采，這兩種方法是較為成熟的開采方法，前者較為常用于煤炭開采，后者在金屬礦產(chǎn)開采及硬巖礦床開采中比較常用。這兩種基本露天開采方法幾十年來沒有根本的變化。在地下開采方面也取得了豐碩的成果，在礦井開拓與井巷掘進(jìn)、采礦方法、礦壓控制、生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化、采礦設(shè)計(jì)、管理與辦公自動(dòng)化、采礦安全及環(huán)境保護(hù)幾方面隨著時(shí)代的前進(jìn)而飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)及以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)推廣應(yīng)用，使采礦業(yè)從開始的機(jī)械化步入又一個(gè)新的時(shí)代，信息時(shí)代。

2.1 采礦方法與工藝

二十一世紀(jì)的開采技術(shù)是采取選用露天采礦與地下采礦相結(jié)合的方法來進(jìn)行的，同時(shí)還應(yīng)對一些特殊開采技術(shù)進(jìn)行發(fā)展研究，只有將各學(xué)科發(fā)展到一定的程度，采礦方法才會(huì)發(fā)展的更快、更新。

2.2 爆破采煤工藝

爆破采煤即炮采工藝，當(dāng)前我國正規(guī)的炮采的工作面都是采用金屬支柱與鉸接頂梁支護(hù)，爆破采煤工藝的過程主要包括打眼、放炮落煤和裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、移置輸送機(jī)、人工支架和回柱放頂?shù)戎饕ば?。?dāng)前爆破采煤工作正在推廣單體液壓支柱，其布置形式主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱和正懸臂錯(cuò)梁三角柱。

2.3 放頂煤采煤法

所謂放頂采煤主要是沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個(gè)采煤工作面，其通過對礦山壓力的利用來將工作面頂部煤層在工作面推進(jìn)過后破碎冒落，同時(shí)將冒落的頂煤進(jìn)行回收的一種采煤方法，其主要適用于煤層厚度5m～20m或更厚的煤層，對于煤質(zhì)較為松軟容易冒落，冒落塊度較小，頂煤傾角由緩斜到傾斜或急傾斜的厚煤層也較為適用。放頂采煤技術(shù)在進(jìn)行特厚煤層的開采時(shí)可以有效簡化巷道布置，在工作面較小的情況下增加一次開采的厚度，提高了巷道掘進(jìn)的效率，減少巷道掘進(jìn)的工作量，從而有效降低了噸煤生產(chǎn)成本。

2.4 機(jī)械化采煤技術(shù)

普采面的生產(chǎn)主要是以采煤機(jī)為中心，采煤機(jī)割煤以及與其它工序的合理配合，稱為采煤機(jī)割煤方式。采煤機(jī)割煤方式對于工作面的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)量具有十分重要的影響。因此，普采面單體支架布置應(yīng)與煤層賦存條件、頂?shù)装逍再|(zhì)相適應(yīng)，并符合采煤機(jī)割煤特點(diǎn)，除確?；夭煽臻g作業(yè)安全外，還要力求減少支設(shè)工作量。

3 采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前我國采礦技術(shù)取得了一系列成就，尤其是金屬礦采礦技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是，相對于國際先進(jìn)水平而言，我國的采礦技術(shù)還處于較為落后的狀態(tài)，主要表現(xiàn)在對礦山的效益、采礦裝備落后、礦產(chǎn)資源利用率交底、勞動(dòng)生產(chǎn)率低等。因此，我國金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展的主要趨勢必須要集中在礦山的效率、開采資源的保護(hù)以及各種現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 巖體力學(xué)技術(shù)的發(fā)展

巖體是礦床開采的主要工作對象，而開采的過程是破壞與反破壞的相互矛盾過程。一個(gè)是要破壞巖石的原始平衡狀態(tài)，另一個(gè)則是要維護(hù)所形成的開挖體的穩(wěn)定。因此，如果要從地殼中將所有的礦物開采出來，這兩個(gè)行為缺一不可。巖體力學(xué)是解決這個(gè)矛盾的學(xué)科分支，同時(shí)也是采礦學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，是選取設(shè)計(jì)參數(shù)、開拓和采礦方法的基礎(chǔ)。在當(dāng)前，巖體力學(xué)得到了快速的發(fā)展，未來巖體力學(xué)的發(fā)展主要是在對巖石的非線性本構(gòu)理論的研究，巖石流變力學(xué)、藕合巖石力學(xué)的探索，以及礦山巖體力學(xué)與如何有效控制巖層等方面的發(fā)展。

3.2 礦業(yè)信息與決策

工程實(shí)踐需要采取大小各異的決策，通過對可利用資源的有效決策來選取多個(gè)最佳方案加以利用。因此，必須要掌握礦業(yè)信息對決策的影響作用。例如在對礦山工程項(xiàng)目的投資效益評價(jià)上，要從不同的方案進(jìn)行評價(jià)，進(jìn)行決策。

3.3 電子計(jì)算機(jī)在采礦中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代化礦山開采必不可少的設(shè)備儀器，在對礦山企業(yè)管理上，電子計(jì)算機(jī)以及得到了廣泛應(yīng)用，其已經(jīng)用于地質(zhì)測探、測量、礦石儲(chǔ)量計(jì)算等。隨著電子計(jì)算機(jī)的不斷升級，無人采礦和挖掘工作面將會(huì)普遍出現(xiàn)，在惡劣的環(huán)境及繁重的勞動(dòng)下，將會(huì)出現(xiàn)機(jī)械人代替人工作業(yè)，并由電子計(jì)算機(jī)來控制，在大規(guī)模開展溶浸法采礦時(shí)，將采用原子能爆破等等。

3.4 遙控和自動(dòng)化在采礦技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的新標(biāo)志，露天礦全部采用自動(dòng)化已經(jīng)具備了可能的條件，露天礦機(jī)車早已采用自動(dòng)化運(yùn)輸，露天礦大型座機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遙控操作。地下鑿巖作業(yè)已經(jīng)普遍采用一人控制多臺(tái)車，從開孔到鑿巖結(jié)束和釬子退回原位，全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，從中看來，自動(dòng)化采礦水平將會(huì)越來越高，但是，如果想要實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化還需要不斷的研究與探索。

4 結(jié)語

綜合上述，采礦業(yè)對我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要，采礦技術(shù)的發(fā)展與我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相連。隨著我國對礦產(chǎn)資源消費(fèi)強(qiáng)度的提高，發(fā)展采礦技術(shù)已經(jīng)成為提高國家綜合國力的重要途徑。但是也引申出一些環(huán)境問題，因此在礦業(yè)發(fā)展的道路上要不斷的完善，加強(qiáng)對采礦技術(shù)問題的研究，解決難題，才能促進(jìn)我國采礦技術(shù)的不斷提高，和礦業(yè)的不斷發(fā)展。近年來，我國對采礦技術(shù)研發(fā)的投入也在加大，在巖體力學(xué)方面得到了一定的發(fā)展，并在礦業(yè)信息與決策取得了成就，同時(shí)開采方法也將得到創(chuàng)新，未來我國礦業(yè)開發(fā)將充分加強(qiáng)對遙控和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，并提高電子計(jì)算機(jī)在探礦與露天礦中的應(yīng)用，促進(jìn)采礦技術(shù)不斷完善，從而使得我國礦業(yè)不斷發(fā)展。

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