地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨

地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨

王伟平

山东省莱州市三山岛金矿运营管理部山东莱州261400

摘要：随着我国经济水平的不断提升和进步，我国各行业领域也进入了发展的最佳时期，其中，工业发展尤为迅猛。工业发展离不开矿物资源的支撑，且随着工业的进一步发展对矿物资源的需求量也越来越大，因此为了供应充足，确保矿物资源充足的基础上提高经济效益，减少劳动力，加快采矿速度，这就要求采矿业要更加机械化、标准化、大型化，只有这样，才能为工业及其他行业的发展提供充足的矿物资源。采矿技术是保障采矿作业顺利进行的基本前提，寻找高效、安全，以及低成本的采矿技术和方法，紧跟时代发展的步伐，本文以地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势探讨进行阐述。

关键词：地下金属矿山采矿技术现状发展趋势

近年来，我国科学技术快速发展，地下金属矿山采矿技术也是不断完善和更新，更多先进、科学、合理的地下金属矿山采矿技术被研发出来，并且在实际采矿过程中发挥了重要作用。

1地下采矿技术的现状

（1）空场采矿法。当今地下矿产资源空场采矿技术主要发展趋势有大孔径、高台阶、大面积、连续化作业。据有关资料显示，空场采矿技术方法虽然在落矿的方式各有不同，但其技术原理基本类似，在开采阶段使用大型运输装载设备来大幅度的提高开采的强度。

（2）崩落采矿法。无底柱分段崩落法是一种广为运用高效率、高安全性的采矿方法，在地下冶金矿山所占比重比较高，一般采用分段高度为12-15米，通过斜坡道、设备井、电梯井与各分段相互联系。结构网参数随着技术发展，正在向大间距发展。在采用大的结构参数及相关综合措施后，大幅度的降低了采矿工程量、提高了采矿强度，降低了成本，经济效益十分明显。由于崩落法可以通过电动、全液压的大型无轨采矿设备，实现更大的采场结构参数，进一步的提高一次崩矿量，提高劳动作业效率和降低采矿成本，因此随着支护设备的技术进步，无底柱分段崩落法将成为地下金属矿山采矿技术的主要发展方向。

（3）充填采矿法。国外的充填采矿法已经开始向操作机械化、设备大型化，而国内的充填技术先后经过干式、碎石水泥浆胶结、分级尾砂胶结、全尾砂胶结等技术发展历程，在国内较大的矿山先后得到应用。代表性的工艺有：高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填采矿工艺、高水全尾砂速凝固化胶结充填工艺、粗粒级水砂充填工艺、膏体泵送充填工艺与技术等。在1994年我国自主研发的第一个膏体泵送充填系统成功应用于金川镍矿，1999年再次成功组建第二个膏体泵送充填系统应用于铜绿山。安庆铜矿采用水泥、分级尾砂作等充填材料，成功应用了高台阶、大直径、深孔崩落充填技术，取得技术和经济双重效益，并填补了国内采矿方法技术空白。

（4）原地溶浸采矿法。溶浸矿山比常规矿山基建投资少，建设周期短，生产成本低，有利于实现矿山机械化与自动化，有利于矿区环境保护，因此，该法很有应用发展前景，我国首座地下溶浸矿山是1985年开始在铀矿开采中得以应用。1995年长沙矿山研究院在东乡铜矿成功完成了国内首次井下原地破碎溶浸实验，1998年北京矿冶研究总院又在武山铜矿完成了原地浸铜试验。

2地下金属采矿科学技术的发展趋势

2.1松软破碎矿床综合采矿技术。对于松软破碎这类矿床而言，在金属开采过程中难度高。特别是在进行岩层控制，运用采矿方法，对采空区进行处理，应对地压灾害以及对巷道进行维护等多个方面，目前是广大采矿科技工作者正在探索的课题，这就要求我们研究出科学、合理、高效的松软破碎矿床综合采矿技术，加大科技创新力度，力求完成松软破碎矿床的高质、安全开采。

2.2数字化、智能化采矿技术。伴随无人采矿技术的更新，可视化技术的推动、3S技术（包含RS、GPS以及GIS）技术的发展，虚拟现实技术的出现，使得在地下金属采矿过程中，数字化应用更加广泛。通过运用这些先进的技术，不仅能对矿山的信息进行整合，还可以对计算技术与产业遥控技术进行优化，从而利于完善地下金属资源的开采方案。通过科学的开采方案，可以对机器摆放资源进行合理设计，并且发展遥控工艺以及机器的支持体系，能够全面、实时、动态、准确、快速的了解矿产资源的储存量及变化，进一步保证地下金属采矿的科学性、合理性，并且起到保护生态资源的重要作用，实现地下金属矿产资源的可持续发展。

2.3深井采矿技术。随着我国经济的快速发展，促进了工业的大发展。在工业的发展过程中对于金属矿产资源的需求量日渐增多。最近几年来，通过不加节制的对地下金属资源进行开采，导致国内大部分地区浅层的金属资源逐渐枯竭。为此，我国开始将目光转向深层的金属矿产资源，即将进行深度采矿。因此，发展和研究深井开采技术具有迫切性及重要性，促进现代化社会经济的发展。

2.4复杂富水矿床开采技术。由于有些地下金属矿产分布区域含有丰富的水资源，使得在开采过程中难度增加。为此，我们可以运用检测预警遥感技术，既可以实时的了解地下水位与地下压力的变化规律，也可以对复杂富水矿床的突水机理进行有效预防，保证地下金属资源开采的安全性、可靠性。具体的预防方法可以选用三种耦合分解技术，即岩层变形、应力以及渗流技术，进一步体现施工技术、施工工艺的可执行性。

2.5难采残留矿技术。在以往的地下金属矿产资源开采中，容易受到传统施工技术水平的限制，加之乱采乱挖的现象较为严重，使得采场区域内仍然存留有大量的金属矿产资源。伴随金属资源的需要量越来越大，我们务必要节约能源，提高能源的开采率。因此，国内加大开采残留金属矿产资源的力度。但是，由于残留矿有一定的开采难度，具体表现在残留矿缺乏稳定性，遗留有许多无矿区，伴有之前未处理的矿柱。所以说，要想有效的开采残留矿产资源，应当发展先进的空矿区勘探技术、残留矿开采基础再造技术、残留矿检测预警技术、复杂矿柱收接技术、大参数整体落蹦技术等。这些技术的发展，可以提高金属矿产资源的利用率，提高采矿技术的水平，进一步实现企业经济效益的最大化。

2.6矿产资源保护技术。我国存在诸多露天矿境界矿山，由于该类矿山开采比较晚，容易受到施工技术或者经济条件的制约，使得露天矿境界储存有大量的金属矿产资源。一旦扩展境地，不仅对矿山经济指标构成恶劣的影响，还会征用到更多的土地资源，给自然生态环境带来了严重的破坏。为此，我们可以选用灰色体系方法，对复杂的采场顶板进行遥控。我们还可以采取声发射和地压和位移检测融合技术，保证有效的保护矿产资源，同时合理开发利用矿产资源。此外，我们还要重视无废采矿技术的更新。通过利用无废采矿技术保护矿产资源，减少对自身生态环境的破坏，从而实现企业经济的可持续发展。

总之，从目前的采矿技术、采矿工艺来看，我国的大部分采矿科学技术已经达到了先进的国际水平。但基于特殊的国情，仍然有部分地区运用的采矿技术、采矿工艺存在一定的滞后性。所以说，如何有效的普及先进的采矿技术、采矿工艺是一个漫长艰巨的任务。同时，我们还要注重地下金属采矿作业的高速、高效、高质，从而促进社会经济的发展。

参考文献

[1]时连军.井下采矿技术及井下采矿的发展趋势探析[J].煤矿现代化，2015.

[3]杨淼，张峰，李光耀.井下采矿技术的发展趋势探析[J].技术与市场，2016.

[3]杨麟.我国地下金属矿山采矿技术的发展与展望[J].山东工业技术，2016.