吳 平

（江西鐵山垅鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 342307）

隨著人民的生存水平不斷提高，對金屬產(chǎn)品的需求也越來越高，因此，我們必須加強(qiáng)對地下礦場的開發(fā)力度。然而，在采礦時，對地表造成了嚴(yán)重的損害，建筑周邊的植被也受到了損害，導(dǎo)致我們的自然環(huán)境逐步失衡。盡管金屬資源得到了巨大的開采，但是許多金屬資源卻沒有得到充分的使用，因而被白白浪費(fèi)掉。筆者認(rèn)為，造成我國金屬礦產(chǎn)資源嚴(yán)重流失和環(huán)境污染的根源，主要是由于采礦工藝的不健全，因此，要想降低資源的浪費(fèi)，提高資源的利用率，要想提高環(huán)境質(zhì)量，就必須從常規(guī)采礦工藝上進(jìn)行改造，使之達(dá)到最佳效果。

1 地下金屬礦的開采特點

開采區(qū)的地質(zhì)條件是金屬礦山開發(fā)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。礦物資源是人類賴以生存的重要資源之一。礦山的成礦狀況存在一系列的不確定因素，其成因是隨著地球環(huán)境的演化而逐步形成的一種客觀的地質(zhì)系統(tǒng)，因其形成的不確定因素，導(dǎo)致了對金屬礦山進(jìn)行大規(guī)模的勘探。因此，必須對采礦前期工作的內(nèi)容進(jìn)行全面的研究，找出一種既符合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件又符合已有技術(shù)條件的合理采礦方法[1]。

2 有關(guān)地下金屬礦山開采過程中的各類技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 有關(guān)露天開采的現(xiàn)狀

2.1.1 有關(guān)分期開采的分析

分期采礦技術(shù)是目前最常用的一種露天開采技術(shù)，通常情況下，采用分期開采技術(shù)的是為了保證大量開采的情況下，提高采礦效益，與一次性開采相比，它具有較低的剝采率，在投資上有所降低，從而提高了采礦的早期利潤，因為投資少，所以它的危險性也就低了。在國內(nèi)外，露天采礦都是最常見的采礦方法，而在我國，也有不少大型金屬礦山采用了露天采礦技術(shù)。

2.1.2 關(guān)于陡幫開采的分析

陡幫采礦法的概念是在20世紀(jì)60和70年代由一位蘇聯(lián)的專家首先提出的。同時，國內(nèi)對有關(guān)采礦技術(shù)的研究也在同一時期進(jìn)行了分析，該技術(shù)在我國目前的礦山開發(fā)中也經(jīng)常采用，它的優(yōu)點是工程量不大，施工周期也不長，通常適用于地勢比較惡劣，海拔比較高，地勢比較險的地區(qū)。

2.1.3 關(guān)于高臺階開采的分析

我國地形總體上呈現(xiàn)階梯型，由西向東逐漸減小這也是為什么在兩個地形的交匯點，采礦難度更大，環(huán)境更惡劣，地勢更陡峭的原因。

因此，我國也就對此情況進(jìn)行了深入的研究，并逐步將其應(yīng)用于礦山生產(chǎn)開采中。其主要的采礦裝備是以露天采礦設(shè)備為主，隨著國內(nèi)的不斷的研究也對其采礦裝備進(jìn)行了持續(xù)的完善，從而也讓我們在高階采礦技術(shù)上達(dá)到了最高1400多米的成績。

2.2 有關(guān)地下開采技術(shù)的現(xiàn)狀

金屬礦山的采礦技術(shù)大多是在野外露天進(jìn)行的，但是，由于技術(shù)的進(jìn)步，時代和環(huán)境的發(fā)展，為力保護(hù)環(huán)境，人們也開始從地面向地下的采礦技術(shù)轉(zhuǎn)變。下面是幾種礦井采礦技術(shù)的概況[2]。

2.2.1 關(guān)于空場采礦的分析

空場采礦廣泛地用于相關(guān)的金屬礦開發(fā)，特別是在有色金屬和金礦的開發(fā)上。不過這種采礦技術(shù)也有一些限制，那就是需要對采掘區(qū)域周邊的條件進(jìn)行限制，這些技術(shù)一般都是在一些堅硬的礦石中使用的，雖然對于淺層的采礦效果很好，但對于深層的采礦工程就有些麻煩了，但是這種采礦技術(shù)還有一個好處，那就是投資并不多，建造周期短，產(chǎn)量也比一般的采礦技術(shù)要高得多。

2.2.2 關(guān)于崩落采礦的分析

分段崩落采礦是一種較為常用的采礦技術(shù)，它是一種在有色金屬開采中使用的技術(shù)，在有色金屬開采中使用的金屬種類很多，而且數(shù)量也很多，我們國家也在不斷的進(jìn)行著這項技術(shù)的研發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了一種無底注水式的塌落開采技術(shù)，并且在國內(nèi)的很多礦山中都得到了推廣。

2.2.3 關(guān)于充填采礦的分析

地下采礦比較困難，一般情況下，金屬礦山中許多所處位置的地勢都不是很平坦。再加上礦區(qū)周圍的巖石和碎石的不穩(wěn)定，導(dǎo)致了采礦的崩塌，這就是充填采礦技術(shù)的由來。充填采礦技術(shù)是整個礦井回采過程中的一個重要組成部分，在國外有關(guān)項目中，充填法的應(yīng)用比例仍較高，即使是在20世紀(jì)70和80年代，它的使用率也超過了30%。隨著時間的推移，采礦技術(shù)的不斷革新，使用的材料也越來越多，從干式到水式，再到膏體，膠體充填。這種采礦工藝具有多種施工方法，能根據(jù)不同的條件進(jìn)行充填[3]。

2.2.4 關(guān)于露天改地下開采的分析

雖然露天采礦和地下采礦是兩種比較常用的采礦方法，但隨著采礦技術(shù)的發(fā)展，我們將兩者結(jié)合在一起，形成了一種新的采礦技術(shù)，而我們國家的相關(guān)部門也在進(jìn)行了大量的研究，請了國內(nèi)外的技術(shù)人員，對其進(jìn)行了改良，目前已經(jīng)在很多大型礦山開采中進(jìn)行了使用。

2.3 采礦設(shè)備進(jìn)展

目前，國際上最先進(jìn)的礦井采礦技術(shù)已從各方面進(jìn)行了革新，包括使用橡膠車輪的大型化、無軌化、自動化、液壓化等。

目前國內(nèi)針對不同開采工藝采用的設(shè)備主要有穿孔設(shè)備、裝運(yùn)設(shè)備、輔助設(shè)備等。我國在此領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展仍較為關(guān)注，因此可以考慮在這幾個領(lǐng)域開展。

3 關(guān)于出現(xiàn)在金屬礦開采中的問題

盡管有關(guān)采礦技術(shù)已經(jīng)有了一定的改進(jìn)和發(fā)展，并且已經(jīng)投入到了生產(chǎn)中，但在實際使用中卻遇到了很多問題，通過對它的分析，我們得出了以下結(jié)論：①我國幅員遼闊，礦產(chǎn)資源豐富，但貧富差距很大，礦產(chǎn)資源利用率低，資源開發(fā)浪費(fèi)。②盡管國內(nèi)的采礦技術(shù)發(fā)展的很好，但一些技術(shù)并不適合國內(nèi)使用，因此國內(nèi)很多地區(qū)的采礦技術(shù)都比較落后，導(dǎo)致了資源利用率低。③長期的過量開發(fā)對我國的自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的損害，而地下開采往往會對地下水的凈化產(chǎn)生一定的影響。④隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，金屬的需求量越來越大，很多礦業(yè)公司為了滿足人民的需要，大量的使用自然資源，這對我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是有好處的，但如果長期下去，我們的經(jīng)濟(jì)就會變得不那么好了，采礦技術(shù)也不可能在短時間內(nèi)再有進(jìn)步。

4 關(guān)于地下金屬礦開采技術(shù)發(fā)展方向的研究

目前，我國在傳統(tǒng)采礦工藝上已取得了一定的突破，但尚未實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，對今后礦井技術(shù)的發(fā)展仍有很大的改進(jìn)余地，本文就該技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行綜述。

4.1 信息化開采技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，人工智能的發(fā)展，采礦設(shè)備的升級也是必然的，通過對設(shè)備的改造，讓采礦的各個環(huán)節(jié)都得到了優(yōu)化，從而提高了開采的效率，提高了開采的效率，同時，AI技術(shù)還可以通過計算機(jī)來控制采礦項目，從而達(dá)到無人化、智能化的開采[4]。

4.2 大規(guī)模開采模式

一般而言，我國的礦業(yè)規(guī)模都不會太小，因為我們現(xiàn)在的人口對金屬產(chǎn)品的需求和需求都是巨大的，這十多年來，我國的崩落采礦技術(shù)發(fā)展的主要方向是高分段、大間隔的無底柱分段崩落法和高段天然崩落法，但隨著時間的推移，隨著礦床的高度和高度的逐漸增加，大規(guī)模的開采技術(shù)將會是一種必然的發(fā)展趨勢，并且會越來越多的信息化、科技化、自動化的應(yīng)用。

4.3 無廢開采方向的發(fā)展

近幾年，隨著人類對自然的過度開發(fā)，產(chǎn)生了許多廢物、污染物，對我們的生存環(huán)境造成了極大的危害，而改善這種狀況，將會是我們今后的發(fā)展方向，我們要做的就是改善技術(shù)，創(chuàng)造一個無廢物開采的環(huán)境。隨著新的生態(tài)文明思想，二十一世紀(jì)的采礦技術(shù)將是一個值得關(guān)注的問題[5]。

4.4 關(guān)于地下金屬礦山采礦技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展

“未來”和“創(chuàng)新”是目前國家發(fā)展的大方向，因此在礦業(yè)技術(shù)方面也要有所創(chuàng)新，我相信，在金屬開采技術(shù)方面，我們要做的就是科技創(chuàng)新，而技術(shù)創(chuàng)新要符合我國目前的科技發(fā)展趨勢。

金屬挖掘行業(yè)是一種新興的行業(yè)，它的特殊性和新奇性決定了它要花很長的時間去尋找合適的發(fā)展方向，并且確立一個明確的目標(biāo)。

在現(xiàn)代設(shè)備的運(yùn)用上，要避開礦業(yè)，必須持續(xù)地引入專業(yè)人才，并培養(yǎng)出有效的創(chuàng)新意識，當(dāng)然，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)并非一蹴而就，所以要確?？萍嫉陌l(fā)展，必須要有新的創(chuàng)新方式。

4.5 有關(guān)無軌采礦方面的發(fā)展

技術(shù)創(chuàng)新還必須依靠裝備的革新來實現(xiàn)，而無軌道開采技術(shù)則是目前這一領(lǐng)域的主要研究方向。目前，無軌采礦設(shè)備的研發(fā)工作正在加速，它采用深孔鉆機(jī)和鏟子，通過振動來開采金礦，并使用各種輔助機(jī)械，不停地進(jìn)行挖掘，既可以加快采礦的速度，又可以大大提高工作效率[6]。利用激光測量儀可以實現(xiàn)單片機(jī)的自動卸載、自動卸載和微型計算機(jī)控制刮刀，從而達(dá)到自動化的發(fā)展趨勢。

4.6 與智能化技術(shù)相融合

4.6.1 定位技術(shù)

在過去，由于受到電磁干擾、工作環(huán)境惡劣等諸多因素的制約，使其無法在礦井中得到充分的利用，而隨著技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了很多新的定位技術(shù)，例如WIFI跟蹤、射頻識別等，可以將其運(yùn)用到礦井中，從而推動采礦工作的順利進(jìn)行。

4.6.2 軟件的開發(fā)

由于一些煤礦企業(yè)對軟件技術(shù)的運(yùn)用不夠重視，造成了信息交換困難，數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性也不能得到保障。因此，必須加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、地理信息、環(huán)境管理等軟件技術(shù)的應(yīng)用，以便對礦井生產(chǎn)進(jìn)行實時的采集和分析，從而為制定合理的采礦計劃提供科學(xué)的參考。同時，該技術(shù)還可以促進(jìn)各部門之間的協(xié)作，有效地提高了人力和裝備的使用效率。

5 金屬礦露天開采技術(shù)的進(jìn)展與展望

5.1 穿爆技術(shù)在金屬礦開采中的發(fā)展

在國內(nèi)露天金屬礦山中，穿爆技術(shù)是目前最常用的一種技術(shù)，但其技術(shù)本身具有不穩(wěn)定的特性,對其造成的影響也很大。隨著我國成立,有關(guān)單位不斷完善穿爆工藝，新中國成立后，穿爆工藝的機(jī)械化水平也有了很大的提高。我國地質(zhì)條件復(fù)雜，在實施穿爆工藝時，會產(chǎn)生大量難以開采的金屬礦石，因此必須提高穿爆技術(shù)[7]。我國早在60、70年代就開始了持續(xù)的研究，對多排孔微差爆破技術(shù)進(jìn)行了深入的優(yōu)化和應(yīng)用，極大地改善了國內(nèi)露天金屬礦山的開采效率。隨著國家的發(fā)展，爆破技術(shù)的穩(wěn)定性、安全性都得到了極大的提高，爆破作業(yè)人員對爆破時間的精確控制也得到了極大的提高。

5.2 金屬礦露天開采技術(shù)的未來展望

建國后,金屬礦山開采技術(shù)取得了長足的發(fā)展,但也面臨著一些問題。在國內(nèi)金屬礦山露天采礦中,穿爆技術(shù)是一項重要的技術(shù)。隨著中國的發(fā)展,我國的穿爆技術(shù)得到了長足的發(fā)展,露天金屬礦山的開發(fā)也不斷涌現(xiàn)出新的技術(shù)和新技術(shù),目前國內(nèi)露天采礦技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平。但建國后,我們在露天金屬礦山的開發(fā)上所取得的進(jìn)展,主要是從技術(shù)層面上來的,目的在于提高采礦的效率和經(jīng)濟(jì)效益。展望了我國露天金屬礦山的開發(fā)前景,實現(xiàn)資源保護(hù)性開發(fā),并加強(qiáng)對礦產(chǎn)資源的保護(hù),并使露天金屬礦山完全機(jī)械化,是今后發(fā)展的主要方向。目前我國露天礦山開采中最大的問題是采用了大量的爆破技術(shù),存在著一定的安全隱患,而且露天采礦對周邊環(huán)境造成的破壞也很難控制,因此,必須加強(qiáng)礦山露天采礦技術(shù)的穩(wěn)定性,以達(dá)到保護(hù)礦產(chǎn)資源的目的。隨著科技手段的不斷革新,我國將突破露天金屬礦山與地下金屬礦山的技術(shù)壁壘,開發(fā)露天地下金屬礦產(chǎn)聯(lián)合采掘技術(shù)。

5.3 金屬礦地下開采技術(shù)的未來展望

建國后，我國的地下金屬開采技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，許多具有高品位、易開采的地下礦山都開始開采了，不過，國內(nèi)的礦石需求量還在不斷的增加，隨著我國的發(fā)展，一些礦石含量不高、開采難度大的地下礦山也會被納入開采行列，這將會導(dǎo)致礦山的短缺和環(huán)境的惡化，未來，地下金屬開采技術(shù)將會更上一層樓。地下金屬礦山的開采技術(shù)，是有關(guān)工作人員關(guān)注的一項重要內(nèi)容，是保證礦山安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。在將來的采礦工作中，將會有電腦資訊科技的應(yīng)用，特別是在采礦之前，要先對礦脈進(jìn)行空間仿真，然后再找出合適的采礦技術(shù)[8]。地下金屬礦的開發(fā)，也要解決已經(jīng)采空的礦山的再開發(fā)利用問題，可以把采空區(qū)建成一個尾礦庫，既能保護(hù)環(huán)境，又能減少廢料，又能避免采空區(qū)坍塌，從某種意義上保證了人們的生命和財產(chǎn)的安全。該技術(shù)在今后的應(yīng)用是不可避免的，國內(nèi)目前也在開展該項技術(shù)的研發(fā)，通過對該技術(shù)的優(yōu)化，可以充分利用該項目的優(yōu)勢，開展地下金屬礦產(chǎn)的安全、有效的開采和相關(guān)工作。

6 地下采礦技術(shù)的研究方向

盡管地下采礦能為我國的經(jīng)濟(jì)和社會的安全提供巨大的保障。這樣可以增加我們國家的經(jīng)濟(jì)利益。不過，凡事都有它的優(yōu)點和缺點，有利的方面也有缺點。礦山開采分為地下開采、露天開采和地下露天開采。但這三種方法都有很大的危險。

6.1 不同礦型的開采方式及危害

在不進(jìn)行回填或填埋的情況下，會導(dǎo)致地面塌陷。想象一下，如果將地面挖空，那么地面就會塌陷，這是一種很恐怖的情況，而在露天采礦，則是在地底挖一個大坑，將礦石挖出，而在露天采礦，則是因為礦石的位置很靠近地表，這種方法雖然方便，但是也有很大的危險性。露天采礦的工藝是穿孔，爆破，裝料，運(yùn)輸，排石。鉆孔的質(zhì)量對采礦的質(zhì)量有很大的影響。在爆炸的時候，他們會將這些礦石裝上卡車，然后運(yùn)送出去。露天采礦對環(huán)境有一定的影響，而爆炸產(chǎn)生的有害氣體則會對大氣產(chǎn)生污染。

6.2 不同類型開采方式的優(yōu)缺點

不過，除了這些以外，還有很多開采的方法，比如：水力開采、水力開采、海洋開采；溶侵開采則是利用化學(xué)物質(zhì)在地面上開采，而溶解開采則是一種多學(xué)科的開采技術(shù)。這是一種非常復(fù)雜的采礦方法。使用此方法的礦工必須具有較高的專業(yè)知識和技能。這也是為什么開礦對礦工的要求很高的原因。下一個是水力開采，這是一種非常常見的采礦方式。這樣的開采方式，有一個很大的優(yōu)勢，那就是前期的準(zhǔn)備工作要少，施工速度要快得多，而且設(shè)備也很簡單，工時利用率高，產(chǎn)量高，勞動生產(chǎn)率高，操作費(fèi)用低，技術(shù)簡單，工作安全，為洗礦和選礦創(chuàng)造了良好的條件。而且可以對細(xì)小的物質(zhì)進(jìn)行高效的回收，而且回收率很高。這樣的開采方法，固然有很大的好處，但也有它的弊端。不利之處：受天氣條件的影響，在寒冷地區(qū)工作的時間較少。

7 結(jié)語

隨著國家的發(fā)展，采礦技術(shù)的發(fā)展必須與時俱進(jìn)，現(xiàn)在我們的生活水平已經(jīng)提高了，但是我們必須要在開采的時候，盡可能的保護(hù)大自然，減少資源的浪費(fèi)，因此，國家有關(guān)部門必須加強(qiáng)對金屬礦產(chǎn)的開發(fā)利用，以提高礦產(chǎn)資源的利用率，從而獲得更高的收益。