張 航

湖北三鑫金銅股份有限公司

我國(guó)金屬礦山采礦技術(shù)進(jìn)展及趨勢(shì)綜述

張 航

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人類的工程技術(shù)活動(dòng)會(huì)影響到地下金屬礦產(chǎn)資源采礦技術(shù)，當(dāng)然也會(huì)影響到礦山資源的開(kāi)發(fā)與利用。目前，我國(guó)不斷加強(qiáng)對(duì)地下金屬礦產(chǎn)資源采礦技術(shù)的研究。礦產(chǎn)資源是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于人類的生活具有重要的影響。然而近年來(lái)，我國(guó)的地下金屬礦產(chǎn)資源采礦技術(shù)缺乏完善，這就給地下金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用加大了難度。鑒于此，本文就我國(guó)金屬礦山采礦技術(shù)進(jìn)展及趨勢(shì)展開(kāi)探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

金屬；礦山；采礦技術(shù)；工藝

1、金屬礦山開(kāi)采遇到的問(wèn)題

(1)在我國(guó)礦產(chǎn)資源中貧礦占絕大比例，富礦就相對(duì)較少；小型較多，大型礦較少。而且有些開(kāi)發(fā)商為了獲取眼前的利潤(rùn)，棄貧擇富，導(dǎo)致了更多的資源消耗和浪費(fèi)。(2)采礦技術(shù)發(fā)展不均衡。我國(guó)地大物博，全國(guó)各地的經(jīng)濟(jì)狀況存在很大差異，礦業(yè)發(fā)建設(shè)也不例外。發(fā)達(dá)中心地區(qū)，采礦技術(shù)相對(duì)成熟完善，可以與國(guó)際先進(jìn)水平抗衡；偏遠(yuǎn)貧窮地區(qū)，采礦技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)落后，開(kāi)采的成本高、效率低、利益少。(3)資源綜合利用率及回收率低?，F(xiàn)在人們對(duì)有用礦物的回收加工越來(lái)越看重。國(guó)外在這方面的科技水平已具備一定的實(shí)力，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，與之還有一定差距。(4)采礦帶來(lái)的環(huán)境破壞突出。地下開(kāi)采導(dǎo)致地層塌陷，地形損壞，資源浪費(fèi)等各種問(wèn)題。

2、金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 采礦設(shè)備更大型化、自動(dòng)化、智能化開(kāi)采

露天礦采用的牙輪鉆機(jī)、挖掘機(jī)等更新為超大型，無(wú)人汽車也將使用。鉆機(jī)、挖掘機(jī)及礦用汽車都采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)對(duì)礦山進(jìn)行監(jiān)控、考察以及評(píng)估。露天礦采礦設(shè)備的主要發(fā)展方向是研制采用先進(jìn)技術(shù)特別是電子控制系統(tǒng)、更加靈巧可靠、造價(jià)較低的設(shè)備。開(kāi)采地下礦的設(shè)備發(fā)展方向?yàn)椋禾岣哐b備無(wú)軌化、液壓化、自動(dòng)化的水平，也采用智能、無(wú)人、機(jī)器人技術(shù)。改進(jìn)和完善開(kāi)采設(shè)備的性能及可靠性。使設(shè)備和裝置系統(tǒng)化、機(jī)械化、自動(dòng)化。

2.2 金屬礦床使用無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)

礦床開(kāi)采最后所引發(fā)的危險(xiǎn)有三個(gè)，分別是資源浪費(fèi)、地表塌陷和垃圾廢物的排放。相關(guān)工作人員在礦床開(kāi)采工作中會(huì)產(chǎn)生三種固體廢棄物，即廢石、尾礦以及赤泥。通過(guò)利用工業(yè)生態(tài)學(xué)原理以及科學(xué)，創(chuàng)建出一種可以高效降低廢石出產(chǎn)量的露天和地下聯(lián)合開(kāi)采技術(shù)；一種能夠完成礦山廢棄材料資源化的高濃度全尾礦填充技術(shù)；還有一種赤泥膠結(jié)充填技術(shù)與自然級(jí)配廢石膠結(jié)填充技術(shù)。經(jīng)過(guò)相關(guān)試驗(yàn)表明，這幾種全新的金屬礦床無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)，能夠在最大程度上減少金屬礦山廢棄材料的出現(xiàn)，同時(shí)從本質(zhì)上解決金屬礦。

2.3 復(fù)雜難采礦床的開(kāi)采技術(shù)

就目前而言，我國(guó)所開(kāi)采的一些礦山大部分操作難度不大，地理位置也非常優(yōu)越，可是這一類的礦源總有一天會(huì)被人們消耗殆盡，在未來(lái)所要面對(duì)的將會(huì)是地質(zhì)條件繁雜，工作環(huán)境十分惡劣的礦床。因此，積極研發(fā)創(chuàng)建開(kāi)采此類礦床的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)與措施，還需要高效做好巖層變形的監(jiān)控工作、巷道的安全保護(hù)、采礦現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)排水工作等，只有這樣，才能加強(qiáng)礦床的工作效率，提高經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)采工作中環(huán)境破壞問(wèn)題。

3、露天采礦技術(shù)發(fā)展主要方向

今后一個(gè)時(shí)期，露天礦山開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 開(kāi)采工藝向連續(xù)化、集約化發(fā)展

傳統(tǒng)的露天開(kāi)采是礦巖爆破后，在工作面用鏟裝設(shè)備裝載到運(yùn)輸工具(汽車或鐵路)，然后運(yùn)輸?shù)侥康牡?。幾十年?lái)，露天開(kāi)采技術(shù)不斷發(fā)展，開(kāi)采裝備日趨大型化，國(guó)內(nèi)露天礦山的挖掘設(shè)備斗容達(dá)到15m3以上，大型運(yùn)輸設(shè)備— —電動(dòng)輪汽車載重噸位達(dá)到154t以上，極大提高了礦山產(chǎn)能，但是，隨著石油等主要原材料價(jià)格的不斷上漲和CPI物價(jià)指數(shù)的高攀，礦山開(kāi)采成本直線上升；隨著露天礦山深凹開(kāi)采條件日益惡化，礦山運(yùn)輸距離增加，運(yùn)輸效率降低，運(yùn)輸能耗加大，礦場(chǎng)內(nèi)環(huán)境污染加劇等諸多問(wèn)題制約著我國(guó)露天開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展。因此，需要從露天采礦工藝源頭探尋新型采礦技術(shù)方法與配套裝備，解決礦山高成本、高污染、高能耗問(wèn)題。大型露天礦集約化、連續(xù)化開(kāi)采技術(shù)將轉(zhuǎn)變礦山運(yùn)輸理念，擯棄移動(dòng)式運(yùn)輸工具傳統(tǒng)觀念，發(fā)展露天開(kāi)采傳輸式物流新觀念，創(chuàng)新露天開(kāi)采技術(shù)理論，實(shí)踐建立露天采場(chǎng)工作面礦石裝載—破碎—輸送的集中化開(kāi)采系統(tǒng)。這將是一個(gè)全面提高礦山開(kāi)采技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保、節(jié)能目標(biāo)的新型露天采礦方法，是未來(lái)大型露天礦山技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

3.2 大型極深部露天礦山開(kāi)采技術(shù)將得到發(fā)展

目前，我國(guó)已有部分露天礦山進(jìn)入極深部開(kāi)采階段，取得了一定經(jīng)驗(yàn)，也存在一定問(wèn)題：①進(jìn)行極深露天開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采成本增加、運(yùn)距增加，運(yùn)輸條件惡化，生產(chǎn)產(chǎn)量進(jìn)入衰減期；②露天礦進(jìn)入極深部開(kāi)采時(shí)為解決高陡邊坡穩(wěn)定性和深層水對(duì)邊坡影響問(wèn)題，投資巨大；③對(duì)進(jìn)入極深露天礦開(kāi)采的礦山，由于采場(chǎng)爆破等有害氣體的擴(kuò)散緩慢，造成開(kāi)采效率下降和環(huán)境污染問(wèn)題。未來(lái)10a內(nèi)，國(guó)內(nèi)大部分露天礦山都將陸續(xù)進(jìn)入深部、極深部開(kāi)采階段，解決好極深部露天礦開(kāi)采的特殊技術(shù)問(wèn)題，以較小的投資、較短的時(shí)間、安全地實(shí)現(xiàn)礦山穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展具有重要理論價(jià)值和實(shí)用意義，是我國(guó)金屬采掘業(yè)發(fā)展面臨的迫切需要解決的綜合性技術(shù)問(wèn)題，具有廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)束語(yǔ)：

中國(guó)現(xiàn)階段處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的，需要大量的地下金屬礦產(chǎn)資源的支撐，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)。所以，中國(guó)在發(fā)展礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，要不斷的進(jìn)行地下金屬礦產(chǎn)資源的采礦技術(shù)與研究。對(duì)于地下金屬礦產(chǎn)資源采礦技術(shù)要進(jìn)行及時(shí)的完善。要保持經(jīng)濟(jì)與環(huán)境發(fā)展的統(tǒng)一性，這樣才能更好地促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，這樣才能為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)更好的發(fā)展空間。

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