【摘 要】隨著經(jīng)濟建設(shè)和工業(yè)發(fā)展的需要,對礦產(chǎn)資源的需求越來越多,但由于資源的稀缺性,礦產(chǎn)資源是不可再生資源,就構(gòu)成了礦產(chǎn)資源的供需矛盾。就目前而言,優(yōu)質(zhì)礦已瀕臨耗竭,為了滿足社會的需要,對低品位礦和深處礦的開采力度不斷加大。然而,隨著礦產(chǎn)開采種類的轉(zhuǎn)變,對采礦技術(shù)的要求越來越嚴(yán)格,需要提高采礦技術(shù),實現(xiàn)采礦技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與高效化,以提高礦產(chǎn)資源的采出率,從而滿足工業(yè)發(fā)展的需求。
【關(guān)鍵詞】采礦技術(shù);礦產(chǎn)資源;發(fā)展趨勢;露天開采;地下開采
0.引言
要解決礦產(chǎn)資源的供需矛盾,如何提高礦產(chǎn)資源的合理開采和有效利用顯得至關(guān)重要,同時,開采技術(shù)的發(fā)展對于促進礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。就我國目前的采礦行業(yè)而言,發(fā)展迅速,已經(jīng)掌握了較為豐富的采礦技術(shù),有效促進了煤礦開采效率、質(zhì)量與安全性的提高。本文主要對當(dāng)代采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢進行分析,并對未來采礦技術(shù)展開探討。
1.采礦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢
眾所周知,新一輪全球經(jīng)濟的大幅上漲帶來了全球性的資源價格的猛速上升,這對全球各個國家的資源發(fā)展都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也不禁使人們開始擔(dān)憂不可再生資源能否持續(xù)供給,能否滿足人類發(fā)展的需要。從全球范圍來看,對資源的需求依然很旺盛,其中中國、印度、巴西等經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展使對資源的需求的增長是巨大的。就我國而言,根據(jù)我國社會經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo),到2020年,要再實現(xiàn)GDP翻兩番,這也就意味著資源的使用量要隨著翻兩番,這不僅對我國的資源形成很大的挑戰(zhàn),也給全球的資源造成巨大的壓力。
對礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)來說,資源需求的增加就意味著礦石開采的增加,但現(xiàn)實的情況是,隨著社會的發(fā)展,優(yōu)質(zhì)礦已無法滿足生產(chǎn)的需要,因此要進一步開采那些低品質(zhì)的、難開采的礦產(chǎn)資源。以銅為例,在過去70年中銅的品質(zhì)持續(xù)下降,導(dǎo)致要萃取1t的銅所需的礦石2003年是1950年的5倍。
掘進更深的勘探方法的產(chǎn)生,使得發(fā)現(xiàn)更富更深新礦體的概率增加。從某種程度而言,這一發(fā)現(xiàn)抵消了礦石質(zhì)量下降的問題。但總體來說,陸地上的礦產(chǎn)資源日益枯竭將成為不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢。
綜上,向陸地低品位礦開采和向深處礦開采已成為當(dāng)前采礦業(yè)發(fā)展的方向,到海洋采礦,到太空采礦,已被未來學(xué)家預(yù)測為在21世紀(jì)將要開展的采礦技術(shù)。
2.采礦設(shè)備的介紹
研究新型的生產(chǎn)效率更高的設(shè)備是采礦技術(shù)進步的重要標(biāo)志之一,采礦設(shè)備的技術(shù)進步是采礦技術(shù)進步的支撐條件,今后新型化、大型化、液態(tài)化、智能化采礦設(shè)備的研制仍然是采礦設(shè)備發(fā)展的趨勢。
根據(jù)采礦地點的不同,可以將其分為露天采礦和地下采礦,相應(yīng)的,就有了露天采礦的設(shè)備和地下采礦設(shè)備之分,下面具體展開介紹:
2.1露天采礦設(shè)備
(1)開采設(shè)備大型化是優(yōu)勢資源集中化開采的必然要求,也是簡化剝采工程并降低開采成本、提高經(jīng)濟效益的有效途徑。實踐證明,采用大型的開采設(shè)備更有益于提高開采率,從而促進經(jīng)濟效益的提高。
(2)液壓設(shè)備越來越受歡迎。在設(shè)備大型化的同時,鉆孔、鏟裝設(shè)備向著液壓化方向發(fā)展,國外的液壓挖掘機使用率已達到26%,例如,德國OK公司RH400液壓挖掘機的斗容達到42立方米,除此之外,液壓鉆機、液壓電鏟、液壓破巖設(shè)備也都在提高使用比例。
(3)提高運輸設(shè)備的連續(xù)化是提高運輸效率的有效手段。采用連續(xù)、半連續(xù)開采工藝進行露天開采時國際化的發(fā)展趨勢。在不同類型的礦山開采中,陡坡鐵路、大傾角運輸機、礦用汽車整車提升運輸系統(tǒng)等都得到充分的利用和完善。其中,露天礦礦用汽車整車提升運輸系統(tǒng)將會成為未來的發(fā)展方向。
2.2地下采礦設(shè)備
地下采礦設(shè)備向無軌化、大型化、微型化、液壓化、自動化方向發(fā)展。
(1)地下采礦無軌化設(shè)備向著大型化、微型化、液壓化、自動化方向發(fā)展。目前,最大的井下載重汽車載重量達80t,遙控鏟運機應(yīng)用于采礦生產(chǎn)則實現(xiàn)了設(shè)備的自動化,此外,無人駕駛、機器人作業(yè)將會成為以后井下開采設(shè)備的發(fā)展方向。
(2)實現(xiàn)全液壓化是鑿巖設(shè)備的發(fā)展趨勢。鑿巖設(shè)備還會向自動化和遙控方向發(fā)展。無論是哪種方式都有利于提高鑿巖的精確度、爆破破碎的質(zhì)量和鑿巖工作的安全性。
(3)裝備配套、機械化程度高將是地下采礦設(shè)備的要求。地下采礦設(shè)備從鑿巖、裝藥到裝運全過程都是高度機械化作業(yè)。
隨著智能采礦技術(shù)的突破與發(fā)展,遙控采礦技術(shù)設(shè)備將成為采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢和研究方向。
3.未來采礦技術(shù)前景展望
露天采礦技術(shù)和地下采礦技術(shù)是現(xiàn)階段所有的也是運用最廣泛的技術(shù),隨著技術(shù)的發(fā)展,溶浸采礦技術(shù)、智能化采礦、深海采礦以及太空采礦都將成為未來的采礦技術(shù)。
3.1溶浸采礦技術(shù)
這一技術(shù)對回收利用發(fā)雜低品位礦石,甚至是對現(xiàn)在堆存的廢石、礦尾中的礦物進行回收再利用,在未來會迅速發(fā)展。
3.2智能化采礦
智能化技術(shù)意味著新技術(shù)的應(yīng)用和新設(shè)備的改進。例如:數(shù)字化礦山技術(shù)、定位和導(dǎo)航、還有機器人工作等等,智能化的實現(xiàn)是技術(shù)的一種巨大的飛躍。
3.3深海采礦技術(shù)
深海開采技術(shù)是深海金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)的核心,對于緩解當(dāng)前資源緊張的狀況具有重要意義。
3.4太空采礦技術(shù)
英國電信公司的未來學(xué)家伊恩.尼爾德和伊恩.皮爾遜合寫的《未來技術(shù)發(fā)展時間表》中對太空采礦的預(yù)測為:
2011-2015年開展探測行星的民間太空之旅以便進入太空采礦。
2015-2016年在月球上開采氦3。
2040年以后到小行星采礦。
綜上所述,未來采礦技術(shù)將會越來越先進,越來越有利于提高采礦的效率,越來越有利于經(jīng)濟的快速發(fā)展。
4.結(jié)論
鑒于優(yōu)質(zhì)礦面臨枯竭,我國礦產(chǎn)資源的開采將向貧礦、難采礦方向發(fā)展,隨之面臨的技術(shù)難題會越來越多,近年來采礦技術(shù)研究投入不斷加大,經(jīng)過采礦技術(shù)研究人員的科技鉆研,采礦技術(shù)得到飛速發(fā)展,在未來可能會發(fā)展得更快,采礦產(chǎn)業(yè)將迎來美好的春天。同時采礦技術(shù)人員也任重而道遠(yuǎn),因為今后采礦技術(shù)將借助高新技術(shù)的潛在力量來發(fā)展,特別是采礦科技向著高新技術(shù)應(yīng)用方面的趨勢日益明顯,這就要求技術(shù)人員必須與時俱進,適應(yīng)時代的要求。
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