我国金属矿开采技术发展趋势研究

我国金属矿开采技术发展趋势研究

袁海青

140203197205066517

摘要：中国作为一个历史悠久的国家，早在2000年前就开始了各种金属矿产的开采和利用。进入现代社会以来，在我国广袤的土地资源中，各种金属资源已成为支撑国民经济和工业发展的宝贵财富。同时，为了提高金属矿产的开采效率和质量，我国逐步发展了金属开采方法和工艺，并在理念和技术上取得了突破。同时，随着可持续发展和国家发展战略的成熟，金属矿业也充分考虑因地制宜、合理控制成本，这是支撑当今时代中国社会经济健康发展的关键。

关键词：金属矿；开采技术；发展趋势

导言：中国金属矿山的开采历史相对较长。中国古代有比较规范合理的采矿技术。但近代以来，我国金属矿山开采技术长期处于落后状态，生产基本依靠人工操作。20世纪50年代以来，我国金属矿山开采技术发展迅速，现阶段我国部分采矿设备实现了自动化、大型化和智能化，而且我国矿产资源具有明显的贫富矿少、贫矿多、大矿少、小矿多的特点，矿产资源短缺也十分严重。只有加强金属矿开采技术，才能有效提高我国金属矿资源的产量。

1 露天金属矿开采方法和工艺技术

1.1 结合松土机和铲运机的开采方法

在接近地表的露天开采过程中，一般可以采用这种方法进行开采。主要方法是先用松土器处理浅土层和矿岩，以避免传统爆破方法对矿层和周围环境的不利影响。然后，用刮刀处理矿石和岩石中的杂质土，然后开采金属矿。可以看出，刮板机能够胜任从场地清理到采矿的各种工作，具有装载、铲运、运输、卸载等多种功能，同时可以与松土机配合，实现分层倾倒和分层开采，具有高效、科学的优势。

1.2 陡帮开采

陡坡技术作为一种基础工程量小、施工工艺方便的方法，在露天金属开采领域具有很大的应用优势。一般来说，在洼地的露天矿中，开采初期的剥离量相对较大。为了平衡生产过程中的剥采比例，使投资成本科学化，多采用这种方法。同时，这种采矿方法还可以延长最终边坡的暴露时间，大大节省最终边坡的维护成本，并增加最终边坡角度，从而减少岩石剥离量。

1.3 连续和间断有效集合的开采方法

在露天采矿工作中，间歇采矿法和连续采矿法可以有效结合，矿石用电铲装载，然后用破碎机设备破碎，然后用运输车运输，然后通过皮带运输设备运输到采场。该方法的特点是运输车辆和运输带设备的联合应用，充分发挥了两种设备系统的优势。特别是在深露天矿开采中，该方法具有效率高、方便、成本可控的优点。例如，在我国东鞍山露天铁矿的开采中，采用了间断连续有效集矿的采矿方法。此外，齐大山铁矿还开发了移动式矿岩破碎系统和皮带运输系统，取得了很好的开采效果。

2我国金属矿开采技术发展趋势

2.1智能开采技术

在矿山生产行业中，实现全自动化采矿模式有很大的困难。最大的问题是不可能实现采矿过程中所需的所有机械设备的智能远程控制操作和管理，如推土机、装料车、矿车等。只有解决了这个问题，我们才能确保机械设备能够在不同条件下顺利进行采矿活动。在此背景下，远程控制采矿系统的开发和应用将成为引领矿山生产的新趋势。该系统的优点包括：投资低，技术功能非常先进。每台投入使用的机械设备将配备摄像头，可以全面监控不同环境条件下的生产经营活动。

2.2 数字开采技术

矿业数字化是矿业生产的一个新概念，即实现数字化技术在矿业生产活动中的全覆盖，以空间信息技术为支撑和保障，实现矿业活动的数字化和信息化管理模式。在数字采矿模式的应用下，矿山生产和采矿的全过程将是一个巨大的数字信息集群，借助于它可以实现操作。然而，数字技术的设计和应用非常复杂，工程任务量也很重。在实现之前需要花费大量的时间进行研究，这也使得该技术的实际应用需要逐步实现。目前，中国市场对矿产品的需求正在增加。从事采矿生产和采矿活动的企业需要敏锐地抓住这一机遇，积极将现代信息技术应用于生产实践，以促进采矿企业创造更多效益，充分发挥数字采矿技术的应用。

2.3 深井开采技术

目前，我国矿业企业面临的生产形势是浅层资源已开采，开采活动向深部推进，这意味着对开采过程中的安全保障提出了更高的要求。关于深井开采技术的概念，目前业界没有统一的说法，但更一致的观点是，深井开采过程中会解决更多不可预测的问题，这是一种新的矿山生产经营模式。目前，我国金属矿业开采深度约为700m～800m。开采深度超过1000m可确定为深井开采。深井开采的工程难度与普通地下开采大不相同。深井开采作业环境具有“三高”的特点，即高应力、高温和高井深。在这种环境下，除了解决浅部开采中存在的问题外，还需要逐个解决深部开采环境中存在的许多复杂问题，如采场地压控制、岩爆防治、深井提升与运输、热害处理和深井通风排水等。这也意味着该生产技术在采矿领域的实际应用需要克服许多问题，例如深井围岩应力分布状态的特征和变化、深井冲击地压的预防和控制以及监测技术。随着中国采矿业开采深度的不断增加，相信困扰深井采矿技术的相关问题将在未来得到有效解决，使该技术在采矿场景中得到充分和广泛的应用。

2.4 无废开采技术

虽然采矿业为国民经济建设和保护居民生命做出了巨大贡献，但采矿业对生态资源的破坏是客观存在的。该产业对生态环境资源的破坏主要包括以下四个方面：资源损失、地表塌陷、废石排放和尾矿排放。无废料采矿技术是在坚持生态环境保护理念的基础上，就如何有效解决和避免采矿中危害环境资源的问题而提出的一种技术创新理念。该技术的基本思想是围绕采矿过程中的业务运营过程，对矿山的人文环境、生态环境、资源环境和经济环境进行分析和整合，构建一套绿色工业生产体系。这一技术理念的原则是：在有效减少废旧原材料排放的前提下，创造最大的产出和效益；采矿项目完成后，通过简单易行的环境保护管理，矿山可以有效地适应和融入当地的生态环境，有效地修复矿山的生态价值。由此可见，无废料采矿技术的成功应用需要具备以下三个基本技术素质，即资源效率高；少量废物流出；表面没有损坏。经过相关专业人士的大量研究和论证，提出了以下具体的应用实践路径：一是开发完善可靠的无废料采矿生产工艺，有效减少和控制废石的产生，或实现废石的就地回收。目前，该领域的研究成果主要包括：基于物理和化学处理方法的地下浸出、熔融、冶炼等采矿技术。第二，实现废弃物的综合利用。例如，采矿废弃物被用于建筑、农田和其他领域，以“变废为宝”，并成为其他领域生产活动的有用材料。第三，将采矿过程中产生的废物放在一个统一的区域进行储存，以便在后期处理采空区。目前，在采矿业相对发达的国家和地区，采用溶液浸出技术来实现低端产品的回收和利用。中国的铜、铀、金、银等矿山也在进行这项技术的应用和探索。

结束语

随着科学技术的发展，自动化、智能化和数字化已成为现代知识经济的重要标志。通信、定位和自动化技术的应用对金属采矿产生了深远的影响。中国的矿山正朝着自动调度、采矿设备自动控制和智能全球定位等现代技术的应用方向发展。金属采矿技术正朝着连续开采、无废料开采的方向发展，与国际先进水平相比，化学开采与地下露天开采相结合的采矿技术的发展还存在一定差距，需要不断完善采矿技术来促进发展。

参考文献

[1]金属矿山地下开采关键技术新进展与展望[J]. 吴爱祥,王勇,张敏哲,杨钢锋.  金属矿山. 2021(01)

[2]深部金属矿绿色开采模式及关键技术研究[J]. 常志强.  资源信息与工程. 2020(06)

[3]基于绿色开采的深部金属矿开采模式与技术体系研究[J]. 赵国彦,吴攀,裴佃飞,赵源.  黄金. 2020(09)

[4]金属矿深部开采现状与发展战略[J]. 赵钺.  中国金属通报. 2020(09)