田玉玲

摘? 要：進入新世紀，伴隨著全球經(jīng)濟化的到來，我國社會主義經(jīng)濟和城市化建設也在迅猛發(fā)展，對于礦產(chǎn)資源的需求也大幅提升。經(jīng)過地下金屬開采科技人員的多年研究與努力，我國的地下金屬礦開采科技取得了長足的進步。本文以當前我國地下金屬礦開采使用的普遍工藝與安全管理為理論依據(jù)，對地下金屬礦采礦科學技術(shù)的發(fā)展趨勢做出了相應的分析。

關(guān)鍵詞：地下金屬礦;采礦技術(shù);發(fā)展

當前我國的地下金屬礦科學技術(shù)工作人員在已有的科學技術(shù)基礎上，結(jié)合復雜的地下金屬開采實際環(huán)境，創(chuàng)新研發(fā)出了一整套完備的科學技術(shù)體系，但是在目前的地下金屬礦開采過程中，仍然存在開采技術(shù)水平不均衡、對周邊生態(tài)環(huán)境破壞嚴重、資源利用率和回收率差、施工中安全管理意識不到位等諸多問題。因此，非常有必要結(jié)合實際情況，對現(xiàn)階段地下金屬礦采礦所運用的普遍科學技術(shù)和安全管理方式進行一番分析。

一、采礦工程的采礦技術(shù)特征分析

采礦工程是一項危險性極高的工作，尤其是地下采礦工程，因此需要使用先進的采礦科學技術(shù)確保每一位地下采礦人的生命安全。

近些年，我國采礦技術(shù)水平的不斷提升，不僅有效提高企業(yè)采礦工作效率，也減少了采礦施工人員的安全風險和整個地下金屬礦采集的綜合成本。

我國的采礦技術(shù)發(fā)展主要是以長期發(fā)展為核心，以提高采礦效率和保障采礦人員的生命安全為前提，而不斷進行科研與改進的礦產(chǎn)采集技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國所使用的地下金屬礦采礦科學技術(shù)還處于科研發(fā)展階段，各項采礦技術(shù)都有著明顯的缺獻，這從根本上制約了現(xiàn)代地下金屬礦采礦行業(yè)的產(chǎn)能和效率。

在現(xiàn)代采礦工程技術(shù)的不斷發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了各種新的安全隱患。為了有效提升科技發(fā)展、解決安全隱患，我國不斷要求企業(yè)加大采礦技術(shù)研發(fā)投入與安全施工的管理投入，研究更為先進的現(xiàn)代采礦工程技術(shù)和更加切實有效的安全管理體系。

現(xiàn)階段，我國采礦技術(shù)的主要特征有以下幾點：

（一）類型繁多

我國礦產(chǎn)資源種類豐富，地下環(huán)境復雜多變，具體開采過程中使用何種采礦技術(shù)，不能一概而論。采礦技術(shù)的選擇主要取決于礦區(qū)的地下特征。選擇的開采技術(shù)不同，具體施工方式也會有很大的差別。例如，我國當前采礦工程技術(shù)中應用度最廣泛的是長壁煤礦開采工藝技術(shù)（如下見圖1）。但其主要應用領域范圍有限，僅僅適用于地下煤礦的開采，如應用到其他領域的采礦工程中，效果就會大打折扣。如果將長壁煤礦開采工藝技術(shù)應用到在目前最熱門的金屬礦采礦工程中。因為金屬礦無論從地層儲量，還是儲層厚度、開采難度都與煤礦截然不同。地下儲層的巨大差異，和具體開采過程中對設備的要求，造成了選擇采礦技術(shù)時，必須根據(jù)具體礦區(qū)的實際情況進行科學的選擇，務必要做到方案的選擇有針對性。

（二）技術(shù)操作復雜程度高

露天礦采集和地下礦采集是目前我國兩種最基本的礦產(chǎn)采集模式，但無論哪一種采礦模式對所采用的科學技術(shù)要求都十分嚴格。

采礦行業(yè)是屬于危險系數(shù)較高的一種工程行業(yè)，地下采礦作業(yè)相比于露天施工，對施工技術(shù)和安全標準的要求更加嚴格。如果地下操作過程中出現(xiàn)意外，加之眾多的未知安全隱患，將會給井下工作人員的撤離，和事故發(fā)生后對現(xiàn)場的救援帶來巨大的困難。因此，采礦企業(yè)對地下采礦設計在技術(shù)和安全性審核上都極其嚴格，要從理論上杜絕發(fā)生重大技術(shù)或安全事故的可能性。

在地下金屬礦產(chǎn)的開采過程中，由于施工環(huán)境困難，采礦效率十分低下，必須切實做好前期的采礦施工安全準備工作。對每個采礦施工準備環(huán)節(jié)的生產(chǎn)技術(shù)以及應用設計方案都必須進行嚴格的安全檢查，避免出現(xiàn)施工疏漏，造成重大事故發(fā)生。

地下金屬礦產(chǎn)采集技術(shù)是極為復雜繁瑣的，尤其是整體施工設計和安全管理，都需要有關(guān)人員付出大量的心血和努力。

（三）技術(shù)行業(yè)發(fā)展更新速度過快

我國經(jīng)濟與科技多年來發(fā)展迅猛，對礦產(chǎn)需求量巨大，因此導致采礦工程技術(shù)的不斷更新發(fā)展。隨著當前我國采礦市場經(jīng)濟管理體制的不斷完善，更多的時間精力與大量資金投入?yún)R集到專業(yè)采礦工程技術(shù)的研究中，致使行業(yè)內(nèi)技術(shù)推陳出新的速度非?？臁榇?，各個企業(yè)對將高素質(zhì)人才投入科研生產(chǎn)中都極為重視，因為只有不斷強化提升自身的科技水平，才能確保企業(yè)在激烈的市場競爭中始終占據(jù)一席之地。

二、金屬礦采礦科學技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）使用大型的智能采礦設備

過去在對金屬礦進行挖掘工作時，一般情況下所采用的都是人工與機械結(jié)合點的工作模式，采用的工具也都是小型的機械，需要大量的人工操作對機械進行指令的設置和具體的控制。而現(xiàn)如今，小型機械設備逐漸被大型、超大型的智能機械設備鎖逐步取代，為生產(chǎn)節(jié)約了成本，也降低了人工開采的安全風險。而隨著無人車輛的廣泛應用，也進一步縮減了人工成本。

使用智能化水平更高的挖掘設備是地下金屬礦挖掘未來發(fā)展的趨勢。隨著科技的進步，用智能化的先進機械設備代替人工開采進行地下作業(yè)，不但能夠極大的提高金屬礦產(chǎn)的開采效率，同時能夠有效的為工作人員提供安全保障，這對于未來金屬礦采礦科學技術(shù)的發(fā)展有著重大意義。

（二）金屬礦使用無廢開采技術(shù)

地下礦產(chǎn)開采的造成的污染主要有三點，分別是原始資源大量浪費、地層塌陷和廢料的大量排放。而無廢開采技術(shù)，則是通過盡量減少采礦施工中廢料的產(chǎn)生和排放，提高對資源的使用率，減少礦產(chǎn)開發(fā)污染和資源過度浪費，也是新世紀金屬礦綠色采集技術(shù)的發(fā)展目標之一。

實現(xiàn)無廢開采的主要途徑有以下幾條：

1.提高對資源的使用效率。提高開采效率，提升對現(xiàn)有資源的利用率，減少廢物的排放量，從而達到降低污染的目的。與此同時還能有效的降低對自然資源的耗費，為金屬礦采集行業(yè)起到延壽的作用。

2.減少開采廢料的產(chǎn)生。通過對采礦方法的合理利用，降低生產(chǎn)端廢料的產(chǎn)出率。同時大量運用回填技術(shù)，將產(chǎn)出的可利用廢料回填進已開挖的地層之中。這樣不僅降低了廢料產(chǎn)出，起到了環(huán)保效果，還對地層的穩(wěn)定起到了保護作用。

3.對產(chǎn)出物品進行綜合利用。增強對產(chǎn)出物的回收利用，讓有價值的產(chǎn)出物變廢為寶，再度做出貢獻。

4.攻關(guān)高科技采礦方法。

通過幾種方式，實現(xiàn)地下金屬礦無廢開采技術(shù)，可有效的減少垃圾和污染物的產(chǎn)出，最大化程度上減少地下金屬礦開采對環(huán)境資源造成的破壞。

（三）深井采礦技術(shù)

現(xiàn)如今，我國一般的正常采礦深度都在1km左右，中國內(nèi)陸地區(qū)的金屬礦因大量的采掘，已經(jīng)逐漸地被開發(fā)使用殆盡，所以人們把目標指向更深的區(qū)域。

據(jù)不完全統(tǒng)計，國外金屬礦山開采深度超千米數(shù)量最多的國家是南非，超過75座;另外，印度也有開采深度超過2km的金礦;美、俄、加、澳也有些超過了1km深。因此，我國礦業(yè)界亦把目光投向了深度開采。

然而，深井開采也存在著比較大的困難，因為隨著深度的增加，井內(nèi)的溫度、壓力都會成倍增長。在深井開采中存在著各種突發(fā)災害，而由于高溫造成的惡劣環(huán)境因素超過了人體生理承受能力，也給人工操作帶來了極大的困難。再加上井深給其他綜合施工帶來的困難，以及超深度封閉環(huán)境對工人心里的影響，這些都導致了深井采礦傷亡事故的頻發(fā)。

上世紀末，由于缺乏應對地下突發(fā)事故的采礦工藝，世界上多處超深度礦井發(fā)生過慘重的礦難事故。因此，許多國家對深井開采投入了巨大的研究。核心問題主要集中在如何應對高溫高壓下突發(fā)地層災害的礦產(chǎn)采集技術(shù)。

但要實現(xiàn)深井采礦技術(shù)的本質(zhì)性變革，必須深入研究高壓、高溫、地層災害、采礦系統(tǒng)、開采方式這五個基礎科學問題。這五項已經(jīng)被列入國家重點研究項目的科研項目，日后必會產(chǎn)生能夠推動整個深井開采技術(shù)發(fā)展的重要成果。

（四）數(shù)字化智能開采技術(shù)

新世紀的礦山需要引入全新的采礦理念，構(gòu)建一套全新的無人礦山開采系統(tǒng)，這樣的開采技術(shù)被稱之為數(shù)字化智能開采技術(shù)。

首先，實現(xiàn)數(shù)字化開采技術(shù)，必須具備以下條件：

1.必須具備快速、準確的自動化信息集采系統(tǒng)。包括倉儲信息、施工環(huán)境監(jiān)控、物料消耗、各項參數(shù)等，并能對這些采集到的數(shù)據(jù)進行有效分析。

2.必須具備可以連接外部網(wǎng)絡的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。不僅可以在局域網(wǎng)內(nèi)有效的監(jiān)控礦山的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理情況，同時可以實現(xiàn)高效的信息傳遞，實現(xiàn)無紙化辦公，提升了施工管理效率，還可以通過外部網(wǎng)絡獲取先進的技術(shù)工藝。

3.擁有通常的通訊設施，可以有效的掌握實時工況，并及時與外界溝通。

而實現(xiàn)智能化開采技術(shù)，則應分別實現(xiàn)：采礦設備智能化、信息收集智能化、調(diào)度系統(tǒng)智能化。

數(shù)字化智能開采技術(shù)，指明了未來礦山的發(fā)展模式。未來的采礦工藝也將通過這項開采技術(shù)的廣泛應用，發(fā)展成一門科學、復雜的跨學科交叉工藝。

四、地下金屬礦開采過程中的安全管理措施

1.施工人員的安全管理。

目前，很多的地下礦山都是運用了合同制采礦模式，將具體的采礦工作承包給合同對象，但是合同內(nèi)部的采礦單位用工情況不盡合理。許多的從業(yè)人員受教育程度很低，一般都簽的也是短期勞動合同工。這類從業(yè)人員從未接受過專業(yè)的安全指導，自身也不具備自我保護的安全意識。再加上礦產(chǎn)采集從業(yè)人員的流動性較強，安全教育培訓也未能及時的開展到位，個人安全意識淡薄。個別地方還存在著部分采礦人員僅僅接受了表面安全指導，因此在實際的施工作業(yè)環(huán)節(jié)安全事故頻發(fā)。

在地下金屬礦開采工作中，需要積極的踐行最基本的安全準入制度，讓每一位工作人員持證上崗。嚴格杜絕未通過專業(yè)培訓的人員進入工作崗位，使每一位工作者能具備足夠的安全防范意識，在穩(wěn)步提升自身的專業(yè)技能的同時，掌握科學合理的安全預防以及應急處理舉措。

地下開采作業(yè)的人員，應該接受最少72學時的安全培訓。在經(jīng)過嚴格的考核之后，通過之后領證上崗，參與到實際的生產(chǎn)作業(yè)中。最初上崗之時，需要有有經(jīng)驗的老師傅帶領，通過三個月在崗培訓期之后，才可獨立進行施工作業(yè)。

2.開采爆破的安全管理。

爆破安全管理工作實際開展的前，應當重視安全管理的細節(jié)內(nèi)容，爆破工藝管理和易爆物品的運輸管理均屬于其中極為重要的內(nèi)容。

爆破工作現(xiàn)場負責人，除應該具備基本的工作經(jīng)驗外，還應該具備3年以上無重大責任事故的爆破工作經(jīng)驗，同時對于爆破工作的安全預防和緊急事故的分析處理等均為該崗位必須具備的基本素質(zhì)。

地下開采環(huán)節(jié)，需要根據(jù)礦山爆破設計規(guī)定執(zhí)行，相應的參數(shù)按照施工方案進行設置。如需修改應由設計人員通報審批后，依照具體礦巖條件加以更改，其他人員不可隨意的改變設計定好的任一項參數(shù)。

爆破物品運輸應該根據(jù)安全管理的實際要求落實具體的行動，運輸車輛屬于專用車輛，應該進行有效隔離儲存和密封。尤其要注意，避免炸藥和雷管混裝的運輸行為。

押運過程中需要提高警覺、密切注意押運物品的情況，相關(guān)的人員應該緊隨車輛行動，并及時對車輛的情況進行監(jiān)控和匯報。

爆破之前，還需落實好警戒和警報處理，及時的通知周邊人員進行合理的躲避。

爆破之后，應該及時的落實好機械通風方案，將炮煙及時、合理的排出，避免相關(guān)人員在整個過程中發(fā)生中毒事故。

3.金屬礦開采溜井安全管理。

溜井屬于地下開采過程中至關(guān)重要的運礦途徑，如果其安全程度和管理未能達標，將會影響到開采作業(yè)的安全，也會威脅到工作人員的生命安全。

溜井的處理需要重視一些細節(jié)性的問題，要做到百密而無一疏。不要讓溜井變成“老虎口”，使工作人員和設備的安全受到威脅。

溜井口需要及時的懸掛溜井名稱標識牌，設置警示紅燈和警示標牌，隨時提示著溜井危險、禁止靠近等警示語。溜井口還應該設置好具備安全纜繩的安全防護欄，以確保作業(yè)人員的安全。

根據(jù)實際的需要，可以在溜井口設置水泥擋墻，方便對井口的保護和維護，阻擋運礦設備掉入溜井中;避免積水倒灌進溜井中;避免炸倉事故的出現(xiàn)等。

溜井口應根據(jù)實際的需要，合理的配置上相應的牢固掛鉤，確保溜井檢修人員能夠及時的保障自身的安全。

4.開采頂板安全管理。

地下開采金屬礦時，需要重視冒頂和片幫事故的發(fā)生。因兩者占據(jù)著較大的比重，所以需要重視科學化的安全管理方案。

地下作業(yè)安全應該建立在相對穩(wěn)固的頂板下?？紤]到頂板礦體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)及差異性，為更好的維護井下作業(yè)的安全程度，以免出現(xiàn)冒頂和片幫事故，需要制定出嚴格的管理方案，讓相關(guān)工作的開展得到有效的支持。

頂板安全管理依照頂板巖體本身的穩(wěn)定程度、巖性的強度情況等進行不同的管理，不同頂板也需要采取對應的支護方式。

參與相關(guān)工作的安全人員和技術(shù)人員，也需要做好相應的安全管理工作，嚴格執(zhí)行分級管理制度，確保在整個施工過程中，所有人員處于有效的管理系統(tǒng)之內(nèi)。

結(jié)語

金屬礦產(chǎn)資源作為適合現(xiàn)代國家社會經(jīng)濟發(fā)展重要礦產(chǎn)資源之一，在相關(guān)技術(shù)的研究和實際應用方面必須不斷發(fā)展進步。目前，我國作為一個金屬礦產(chǎn)資源豐富，但是其開采環(huán)境較為復雜的國家，需要充分結(jié)合不同資源地區(qū)的實際情況和現(xiàn)有開采技術(shù)，采取科學性、實用性更強的金屬礦資源開采技術(shù)開展采礦活動。在對相關(guān)開采技術(shù)的深入研究中，需要以提升我國金屬礦資源開采效率為目標而不斷進行深入研究。同時更需要著力保障金屬礦產(chǎn)開采者的生命安全，保護開采區(qū)域生態(tài)環(huán)境，以此為宗旨持續(xù)推動行業(yè)及生態(tài)環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。

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