采矿技术发展及存在问题分析

朱悦荣

(山东省招远市招金矿业股份有限公司,山东招远 265400)

采矿技术发展及存在问题分析

朱悦荣

(山东省招远市招金矿业股份有限公司,山东招远 265400)

近几十年来,矿业部门开展了各种各样的现代化的采矿技术和采矿工艺的研究和探讨,促使我国采矿水平不断的得到提高。本文主要探讨了我国采矿工业的现状,并根据现状介绍了近些年来我国采矿技术的科学化发展,从而提出了一些问题,以此来确定我国采矿业未来的技术发展方向。

采矿技术 发展 问题 成果

随着现代化的不断推进，矿产资源也在不断的消耗，采矿不断向深部发展，采矿的规模也在不断的扩大，采矿规模的扩大带动着采矿技术的不断发展。现代采矿理论与系统工程紧密相联，系统工程理论和方法渗透到采矿工程中的各个方面，使采矿理论有了新的进展，更适应现代化的管理和决策。但是，当前矿产资源开发面临的难题越来越多，采矿科技工作面临的任务也十分艰巨，特别是在高新技术应用方面的难度越来越大，因此，采矿工作者要想达到未来采矿技术的创新目标，就必须要适应时代的需求，不断研发技术，进行系统研究，才能使得我国采矿事业得到稳步提升。

1 我国采矿工业的现状及问题

矿业开发为国民经济创造了巨大经济价值。矿产资源的消费强度和消费特征取决于一个国家所处的工业化阶段和社会经济发展水平。我国是人口大国，对于矿产的需求十分紧缺。随着人们生活水平的提高，以及日益增长的人口，对于各种矿类物质的需要量逐年增加，再加上矿产资源价格的持续上涨，对于矿产资源开发向贫

(矿)、难(采矿)方向发展，面临的难题越来越多。但是，随着当前科学技术的不断提高，采矿技术得到了空前的发展，开采技术取得了很大的进步，矿石的产量逐步增加，然而，矿石开采的品位却在下降，同时，矿山的数目也越来越少。矿产资源是社会新财富的一种至关重要的源泉，矿产资源的开发是一个国家提高综合国力的重要途径。虽然当前矿石的产量增加了，但是矿山的数目的增加远远还没有矿山规模加大来得快，由于矿石开采量大和贫矿多，在开采方式上露天矿得到发展。当前开采的目标都是一些有色金属，其属于较深的矿床开采，深度已经超过了2000米的地下矿山。由于当前人类对于陆地的矿产资源的开采日益枯竭，开始转向海底开发。海底矿产大部分都是属于自生矿物，资源非常丰富，矿产储量非常可观，含有许多种金属和非金属矿产，例如锰结核在一年中的自生量，锰可供世界用三年，钴四年，镍一年。可想而知，如果人类加强对海洋矿产的开发，提高海洋采矿技术与发展，未来的采矿业前途是十分乐观的。我国是发展中国家，未来将处于矿产资源高消费阶段，因此，近些年来，矿业部门开展了各种各样的现代化的采矿技术和采矿工艺的研究和探讨，促使我国采矿水平不断的得到提高，从而为国民经济创造了巨大经济价值。

2 采矿技术工艺

随着科学技术的不断发展，矿业开采技术已经有了显著的研究成果，从固态矿物方面来说，露天开采和地下开采都取得了一定的突破。露天开采主要是在开采设备、自动调度系统、开采方法及爆破技术等方面取得了丰富的经验。例如在开采方法上，通过采用条带剥离式和台阶式来进行开采，这两种方法是较为成熟的开采方法，前者较为常用于煤炭开采，后者在金属矿产开采及硬岩矿床开采中比较常用。这两种基本露天开采方法几十年来没有根本的变化。在地下开采方面也取得了丰硕的成果，在矿井开拓与井巷掘进、采矿方法、矿压控制、生产机械化与自动化、采矿设计、管理与办公自动化、采矿安全及环境保护几方面随着时代的前进而飞速发展，自动化技术和计算机及以计算机为核心的信息技术推广应用，使采矿业从开始的机械化步入又一个新的时代，信息时代。

2.1 采矿方法与工艺

二十一世纪的开采技术是采取选用露天采矿与地下采矿相结合的方法来进行的，同时还应对一些特殊开采技术进行发展研究，只有将各学科发展到一定的程度，采矿方法才会发展的更快、更新。

2.2 爆破采煤工艺

爆破采煤即炮采工艺，当前我国正规的炮采的工作面都是采用金属支柱与铰接顶梁支护，爆破采煤工艺的过程主要包括打眼、放炮落煤和装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。当前爆破采煤工作正在推广单体液压支柱，其布置形式主要有两种：正悬臂齐梁直线柱和正悬臂错梁三角柱。

2.3 放顶煤采煤法

所谓放顶采煤主要是沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面，其通过对矿山压力的利用来将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，同时将冒落的顶煤进行回收的一种采煤方法，其主要适用于煤层厚度5m～20m或更厚的煤层，对于煤质较为松软容易冒落，冒落块度较小，顶煤倾角由缓斜到倾斜或急倾斜的厚煤层也较为适用。放顶采煤技术在进行特厚煤层的开采时可以有效简化巷道布置，在工作面较小的情况下增加一次开采的厚度，提高了巷道掘进的效率，减少巷道掘进的工作量，从而有效降低了吨煤生产成本。

2.4 机械化采煤技术

普采面的生产主要是以采煤机为中心，采煤机割煤以及与其它工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。采煤机割煤方式对于工作面的生产效率及生产量具有十分重要的影响。因此，普采面单体支架布置应与煤层赋存条件、顶底板性质相适应，并符合采煤机割煤特点，除确保回采空间作业安全外，还要力求减少支设工作量。

3 采矿技术的发展趋势

当前我国采矿技术取得了一系列成就，尤其是金属矿采矿技术得到了突飞猛进的发展。但是，相对于国际先进水平而言，我国的采矿技术还处于较为落后的状态，主要表现在对矿山的效益、采矿装备落后、矿产资源利用率交底、劳动生产率低等。因此，我国金属矿山采矿技术发展的主要趋势必须要集中在矿山的效率、开采资源的保护以及各种现代化技术的应用。

3.1 岩体力学技术的发展

岩体是矿床开采的主要工作对象，而开采的过程是破坏与反破坏的相互矛盾过程。一个是要破坏岩石的原始平衡状态，另一个则是要维护所形成的开挖体的稳定。因此，如果要从地壳中将所有的矿物开采出来，这两个行为缺一不可。岩体力学是解决这个矛盾的学科分支，同时也是采矿学的基础学科之一，是选取设计参数、开拓和采矿方法的基础。在当前，岩体力学得到了快速的发展，未来岩体力学的发展主要是在对岩石的非线性本构理论的研究，岩石流变力学、藕合岩石力学的探索，以及矿山岩体力学与如何有效控制岩层等方面的发展。

3.2 矿业信息与决策

工程实践需要采取大小各异的决策，通过对可利用资源的有效决策来选取多个最佳方案加以利用。因此，必须要掌握矿业信息对决策的影响作用。例如在对矿山工程项目的投资效益评价上，要从不同的方案进行评价，进行决策。

3.3 电子计算机在采矿中的应用

计算机是现代化矿山开采必不可少的设备仪器，在对矿山企业管理上，电子计算机以及得到了广泛应用，其已经用于地质测探、测量、矿石储量计算等。随着电子计算机的不断升级，无人采矿和挖掘工作面将会普遍出现，在恶劣的环境及繁重的劳动下，将会出现机械人代替人工作业，并由电子计算机来控制，在大规模开展溶浸法采矿时，将采用原子能爆破等等。

3.4 遥控和自动化在采矿技术的应用

自动化技术是当代科学发展的新标志，露天矿全部采用自动化已经具备了可能的条件，露天矿机车早已采用自动化运输，露天矿大型座机已经实现了遥控操作。地下凿岩作业已经普遍采用一人控制多台车，从开孔到凿岩结束和钎子退回原位，全部实现了自动化，从中看来，自动化采矿水平将会越来越高，但是，如果想要实现全部自动化还需要不断的研究与探索。

4 结语

综合上述，采矿业对我国社会经济发展至关重要，采矿技术的发展与我国社会经济发展紧密相连。随着我国对矿产资源消费强度的提高，发展采矿技术已经成为提高国家综合国力的重要途径。但是也引申出一些环境问题，因此在矿业发展的道路上要不断的完善，加强对采矿技术问题的研究，解决难题，才能促进我国采矿技术的不断提高，和矿业的不断发展。近年来，我国对采矿技术研发的投入也在加大，在岩体力学方面得到了一定的发展，并在矿业信息与决策取得了成就，同时开采方法也将得到创新，未来我国矿业开发将充分加强对遥控和自动化技术的应用，并提高电子计算机在探矿与露天矿中的应用，促进采矿技术不断完善，从而使得我国矿业不断发展。

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