采礦技術發展及存在問題分析

朱悅榮

(山東省招遠市招金礦業股份有限公司,山東招遠 265400)

采礦技術發展及存在問題分析

朱悅榮

(山東省招遠市招金礦業股份有限公司,山東招遠 265400)

近幾十年來,礦業部門開展了各種各樣的現代化的采礦技術和采礦工藝的研究和探討,促使我國采礦水平不斷的得到提高。本文主要探討了我國采礦工業的現狀,并根據現狀介紹了近些年來我國采礦技術的科學化發展,從而提出了一些問題,以此來確定我國采礦業未來的技術發展方向。

采礦技術 發展 問題 成果

隨著現代化的不斷推進，礦產資源也在不斷的消耗，采礦不斷向深部發展，采礦的規模也在不斷的擴大，采礦規模的擴大帶動著采礦技術的不斷發展。現代采礦理論與系統工程緊密相聯，系統工程理論和方法滲透到采礦工程中的各個方面，使采礦理論有了新的進展，更適應現代化的管理和決策。但是，當前礦產資源開發面臨的難題越來越多，采礦科技工作面臨的任務也十分艱巨，特別是在高新技術應用方面的難度越來越大，因此，采礦工作者要想達到未來采礦技術的創新目標，就必須要適應時代的需求，不斷研發技術，進行系統研究，才能使得我國采礦事業得到穩步提升。

1 我國采礦工業的現狀及問題

礦業開發為國民經濟創造了巨大經濟價值。礦產資源的消費強度和消費特征取決于一個國家所處的工業化階段和社會經濟發展水平。我國是人口大國，對于礦產的需求十分緊缺。隨著人們生活水平的提高，以及日益增長的人口，對于各種礦類物質的需要量逐年增加，再加上礦產資源價格的持續上漲，對于礦產資源開發向貧

(礦)、難(采礦)方向發展，面臨的難題越來越多。但是，隨著當前科學技術的不斷提高，采礦技術得到了空前的發展，開采技術取得了很大的進步，礦石的產量逐步增加，然而，礦石開采的品位卻在下降，同時，礦山的數目也越來越少。礦產資源是社會新財富的一種至關重要的源泉，礦產資源的開發是一個國家提高綜合國力的重要途徑。雖然當前礦石的產量增加了，但是礦山的數目的增加遠遠還沒有礦山規模加大來得快，由于礦石開采量大和貧礦多，在開采方式上露天礦得到發展。當前開采的目標都是一些有色金屬，其屬于較深的礦床開采，深度已經超過了2000米的地下礦山。由于當前人類對于陸地的礦產資源的開采日益枯竭，開始轉向海底開發。海底礦產大部分都是屬于自生礦物，資源非常豐富，礦產儲量非常可觀，含有許多種金屬和非金屬礦產，例如錳結核在一年中的自生量，錳可供世界用三年，鈷四年，鎳一年。可想而知，如果人類加強對海洋礦產的開發，提高海洋采礦技術與發展，未來的采礦業前途是十分樂觀的。我國是發展中國家，未來將處于礦產資源高消費階段，因此，近些年來，礦業部門開展了各種各樣的現代化的采礦技術和采礦工藝的研究和探討，促使我國采礦水平不斷的得到提高，從而為國民經濟創造了巨大經濟價值。

2 采礦技術工藝

隨著科學技術的不斷發展，礦業開采技術已經有了顯著的研究成果，從固態礦物方面來說，露天開采和地下開采都取得了一定的突破。露天開采主要是在開采設備、自動調度系統、開采方法及爆破技術等方面取得了豐富的經驗。例如在開采方法上，通過采用條帶剝離式和臺階式來進行開采，這兩種方法是較為成熟的開采方法，前者較為常用于煤炭開采，后者在金屬礦產開采及硬巖礦床開采中比較常用。這兩種基本露天開采方法幾十年來沒有根本的變化。在地下開采方面也取得了豐碩的成果，在礦井開拓與井巷掘進、采礦方法、礦壓控制、生產機械化與自動化、采礦設計、管理與辦公自動化、采礦安全及環境保護幾方面隨著時代的前進而飛速發展，自動化技術和計算機及以計算機為核心的信息技術推廣應用，使采礦業從開始的機械化步入又一個新的時代，信息時代。

2.1 采礦方法與工藝

二十一世紀的開采技術是采取選用露天采礦與地下采礦相結合的方法來進行的，同時還應對一些特殊開采技術進行發展研究，只有將各學科發展到一定的程度，采礦方法才會發展的更快、更新。

2.2 爆破采煤工藝

爆破采煤即炮采工藝，當前我國正規的炮采的工作面都是采用金屬支柱與鉸接頂梁支護，爆破采煤工藝的過程主要包括打眼、放炮落煤和裝煤、刮板輸送機運煤、移置輸送機、人工支架和回柱放頂等主要工序。當前爆破采煤工作正在推廣單體液壓支柱，其布置形式主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱和正懸臂錯梁三角柱。

2.3 放頂煤采煤法

所謂放頂采煤主要是沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內的底部布置一個采煤工作面，其通過對礦山壓力的利用來將工作面頂部煤層在工作面推進過后破碎冒落，同時將冒落的頂煤進行回收的一種采煤方法，其主要適用于煤層厚度5m～20m或更厚的煤層，對于煤質較為松軟容易冒落，冒落塊度較小，頂煤傾角由緩斜到傾斜或急傾斜的厚煤層也較為適用。放頂采煤技術在進行特厚煤層的開采時可以有效簡化巷道布置，在工作面較小的情況下增加一次開采的厚度，提高了巷道掘進的效率，減少巷道掘進的工作量，從而有效降低了噸煤生產成本。

2.4 機械化采煤技術

普采面的生產主要是以采煤機為中心，采煤機割煤以及與其它工序的合理配合，稱為采煤機割煤方式。采煤機割煤方式對于工作面的生產效率及生產量具有十分重要的影響。因此，普采面單體支架布置應與煤層賦存條件、頂底板性質相適應，并符合采煤機割煤特點，除確保回采空間作業安全外，還要力求減少支設工作量。

3 采礦技術的發展趨勢

當前我國采礦技術取得了一系列成就，尤其是金屬礦采礦技術得到了突飛猛進的發展。但是，相對于國際先進水平而言，我國的采礦技術還處于較為落后的狀態，主要表現在對礦山的效益、采礦裝備落后、礦產資源利用率交底、勞動生產率低等。因此，我國金屬礦山采礦技術發展的主要趨勢必須要集中在礦山的效率、開采資源的保護以及各種現代化技術的應用。

3.1 巖體力學技術的發展

巖體是礦床開采的主要工作對象，而開采的過程是破壞與反破壞的相互矛盾過程。一個是要破壞巖石的原始平衡狀態，另一個則是要維護所形成的開挖體的穩定。因此，如果要從地殼中將所有的礦物開采出來，這兩個行為缺一不可。巖體力學是解決這個矛盾的學科分支，同時也是采礦學的基礎學科之一，是選取設計參數、開拓和采礦方法的基礎。在當前，巖體力學得到了快速的發展，未來巖體力學的發展主要是在對巖石的非線性本構理論的研究，巖石流變力學、藕合巖石力學的探索，以及礦山巖體力學與如何有效控制巖層等方面的發展。

3.2 礦業信息與決策

工程實踐需要采取大小各異的決策，通過對可利用資源的有效決策來選取多個最佳方案加以利用。因此，必須要掌握礦業信息對決策的影響作用。例如在對礦山工程項目的投資效益評價上，要從不同的方案進行評價，進行決策。

3.3 電子計算機在采礦中的應用

計算機是現代化礦山開采必不可少的設備儀器，在對礦山企業管理上，電子計算機以及得到了廣泛應用，其已經用于地質測探、測量、礦石儲量計算等。隨著電子計算機的不斷升級，無人采礦和挖掘工作面將會普遍出現，在惡劣的環境及繁重的勞動下，將會出現機械人代替人工作業，并由電子計算機來控制，在大規模開展溶浸法采礦時，將采用原子能爆破等等。

3.4 遙控和自動化在采礦技術的應用

自動化技術是當代科學發展的新標志，露天礦全部采用自動化已經具備了可能的條件，露天礦機車早已采用自動化運輸，露天礦大型座機已經實現了遙控操作。地下鑿巖作業已經普遍采用一人控制多臺車，從開孔到鑿巖結束和釬子退回原位，全部實現了自動化，從中看來，自動化采礦水平將會越來越高，但是，如果想要實現全部自動化還需要不斷的研究與探索。

4 結語

綜合上述，采礦業對我國社會經濟發展至關重要，采礦技術的發展與我國社會經濟發展緊密相連。隨著我國對礦產資源消費強度的提高，發展采礦技術已經成為提高國家綜合國力的重要途徑。但是也引申出一些環境問題，因此在礦業發展的道路上要不斷的完善，加強對采礦技術問題的研究，解決難題，才能促進我國采礦技術的不斷提高，和礦業的不斷發展。近年來，我國對采礦技術研發的投入也在加大，在巖體力學方面得到了一定的發展，并在礦業信息與決策取得了成就，同時開采方法也將得到創新，未來我國礦業開發將充分加強對遙控和自動化技術的應用，并提高電子計算機在探礦與露天礦中的應用，促進采礦技術不斷完善，從而使得我國礦業不斷發展。

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