地下金属采矿科学技术的发展趋势孙飞

地下金属采矿科学技术的发展趋势孙飞

孙飞

海南山金矿业有限公司海南海口570100

摘要：本文对地下金属矿山采矿技术现状进行了分析和阐述，并分析和研究了地下金属矿山开采技术日后的研究方向和发展趋势，为矿山开采建设和社会经济可持续发展提供帮助和借鉴。

关键词：地下金属矿；采矿科学技术；发展趋势

我国地大物博，资源丰富，特别是对金属矿产资源，其不仅储存量巨大，而且种类十分丰富。然而，由于人类对金属矿产资源越来越高的需求量要求，不可避免的出现了金属矿产资源过分开采的现象，资源短缺的情况也时有发生。并且，在对金属矿产资源进行开采的过程中也给周边的生态环境带来了一些难以避免的影响及破坏，这无疑给人类社会的生存与发展造成了许多不利，为此也产生了一定的负面作用。

1地下金属采矿科学技术现状

1.1空场采矿技术

(1)VCR技术。VCR技术，也就是所谓的大直径深孔球状崩落采矿方法，在上世纪中后期，我国的凡口铅锌矿最先试验成功。试验成功后，安庆铜矿、金川金属有限公司、金厂峪金矿等都开始纷纷采用这种高效率的采矿技术。

(2)连续化的地下金属采矿。地下金属矿山的连续开采指的是：连续开采矿体（床）、连续回采矿房、连续运送矿石以及连续的全工艺过程。换而言之，就是实现一步到位的开采；回采的过程中，应确保实现出矿、落矿、搬运矿石工艺的连续性作业；保持井下矿石的运输、转载、提升等环节的连续化；落矿、掘进、运搬、出矿、运输等工艺过程应实现连续化，由此便基本可以实现整体一条龙开采，不留残角，提升了开采效率。从当前情况看，我国已经加大了对人力、物力、财力的投入，在诸多地下金属矿山中开始采用连续开采技术，并取得了一些成果。

1.2崩落采矿的技术

(1)无底柱的分段崩落方法。目前，我国的无底柱分段崩落采矿技术所面临的主要问题是如何加大和优化结构参数。结构参数优化的主要方向为不断增大进路间距，通过增大进路间距可以大幅度减少采掘工程量。另外，还能增大一次崩矿量，增加采矿的强度，并降低矿石的成本，实现矿山经济和社会效益的提升。由于增大进路间距的可操作性较强，所以更容易得到应用和推广。这种技术在程潮、北铭河、板石沟等多个矿山中都得到使用，具有一定的实践意义。

(2)自然崩落的技术和方法。自然崩落的技术和方法指的是应用岩石自然应力来实现落矿，该技术的优点是采矿成本低、生产能力大，一般在那些矿体厚大、矿化均匀、易于自然崩落的矿床开采过程中是非常适用的。其主要原理为大面积矿块被拉底后，破坏了矿块内矿体应力的平衡，从而不得不重新对应力进行分布，形成新平衡拱，这时拱内的矿石因受到重力作用便会出现周期性的脱落。

1.3充填采矿法

充填采矿法主要是指在具体的金属矿山开采过程中，采用一定的充填材料，对采空区进行充填、支柱，或者使得充填与支柱相互配合，形成人工支撑体系来对整个采空区进行支撑。在具体的开采过程中，充填采矿法可有多种方法，如：壁式、上向分层、下向分层、削壁和方框支架充填法。这种采矿方法，主要适用于比较复杂地形区的矿体进行开采，并且在具体的开采过程中，矿石不能出现陷落现象。所以，在这种开采方式中，矿石的回收率和价值都比较高，还对地表环境进行了有效的保护。但是在具体的使用过程中，充填采矿法也不可避免地出现了一些缺点，其中以成本高、工艺复杂、生产效率较低尤为明显。

2地下金属采矿技术的未来发展趋势

伴随着我国社会经济的不断发展和各行各业的飞速腾飞，矿产资源的需求量不断的加大，近几年来，国内开采条件好、矿石质量好的矿床都被开采利用．由于不满足与矿产资源的需求量，人们逐渐的把目光投向了那些开采条件复杂、矿石质量欠缺等矿床，但目前尚未找到切实可行的开采技术，由于开采这些矿山需要的投入相比于常规矿山的开采要高的多，在大量人力物力财力投入下，面临的风险的同时也不能保障效果开发效果和质量。在盲目的开采环境下，技术工艺不成熟会导致事故发生的概率大大提升，极容易造成社会资源的浪费。结合我国地下金属矿山开采技术现状，未来主要在以下几个方面上进行努力和发展：

2.1精细开采技术

随着我国科学技术的不断发展，社会分工也变得越来越精细，金属矿产开采的专业化程度也越来越高，采掘业开始进入精细生产时代。实现边坡开挖量、矿岩运输功、维护工作量、露天采矿环境破坏等方面的最小化，以达到露天矿精细开采的目的。同时不断的改善精细开采的工艺，配合精细额生产管理，获得更好的矿山开采经济效益，社会效益以及环境效益。

2.2大规模采矿技术

大规模采矿技术的核心是大直径深孔崩矿技术。大规模开采的方法主要有分段空场法、VCR法、嗣后填充法、分段崩落法、阶段空场法、阶段崩落法等。我国崩落采矿技术的发展主要表现在无轨出矿的高阶段自然崩落法、高分段大间距的无底柱分段崩落法。随着阶段高度以及分段高度的不断加大，采矿的强度得到提高，采矿的成本也一定程度上降低，让矿山开采企业获得了较好的经济效益。为了更好的实现自动化和机械化开采，今后要广泛的应用大规模采矿技术。

2.3无废开采技术

无废开采指的是最大程度的减少废料的排放和产出，有效提高资源综合利用率，降低矿产资源开发的负面影响的工艺技术。我国在无废开采方面已经取得了一些进展，无废开采技术将在今后的矿产开采中应用得更加广泛。

2.4难采矿床采矿技术

随着地表资源不断的消耗，采矿逐渐向深部发展，不断的增加低温低压，特别是高应力矿区增高采场突发失稳等风险，加大了其潜在危害。对采矿进行深部充填，可以解决采场的不均衡应力。充填法对深部矿床，构筑物下矿床，水下、建筑物下矿床以及自然倾向矿床的开采具有重要的作用。目前，我国主要是采用充填系统自动化技术、高分层落矿以及无轨设备等技术，降低充填采矿法的采矿成本，大幅度的提高采场生产能力和劳动生产率。

2.5低品位矿床采矿技术

我国的矿产资源富矿少，贫矿多。用传统的方法开采低品位的矿床，不仅经济效益低，而且采矿成本高。溶浸采矿技术是结合选、采、冶等技术，直接从地下采集金属的开采工艺。对于传统常规开采方法不能回收的难选矿石、难采矿体、低品位矿石以及废石中有用的成分，采用溶浸采矿能够很好的进行回收，从而使地下矿产资源的可利用范围变宽，增加矿石储量，满足了我国矿石产品日趋增长的需求。

2.6无人化开采技术

目前，我国的大部分金属矿山开采还处于辅助操作控制和半自动化状态。我国采矿设备不断向智能化、遥控技术化、大型化和自动化技术发展，为无人化开采技术研究奠定了良好的技术保障。今后，无人化开采技术将持续发展下去。

地下金属采矿科学技术是进行金属矿产资源开发和利用的基础，面对日益严峻的生态环境保护局势，以及社会发展对于金属资源的需求不断攀升，使得行业对于采矿技术的革新和发展更为重视，金属矿产行业在其发展的过程中应当正视自身在技术应用中存在的不足之处，并不断进行技术的创新和拓展，以促进其应用水平的不断提高，进而推动行业的发展进步。

参考文献：

[1]陈焰峰.地下金属采矿科学技术的发展趋势探索[J].装饰装修天地，2017年16期.

[2]董兵.地下金属采矿科学技术的发展趋势[J].商品与质量，2017年28期.

[3]于长春.对地下金属矿采矿技术的现状及发展分析[J].消费导刊，2018年8期.

[4]许智军，鄢松.地下金属矿山采矿技术的发展探究[J].建筑工程技术与设计，2018年11期.