當(dāng)代采礦技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及未來采礦技術(shù)探討

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來越多，但由于資源的稀缺性，礦產(chǎn)資源是不可再生資源，就構(gòu)成了礦產(chǎn)資源的供需矛盾。就目前而言，優(yōu)質(zhì)礦已瀕臨耗竭，為了滿足社會(huì)的需要，對(duì)低品位礦和深處礦的開采力度不斷加大。然而，隨著礦產(chǎn)開采種類的轉(zhuǎn)變，對(duì)采礦技術(shù)的要求越來越嚴(yán)格，需要提高采礦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采礦技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與高效化，以提高礦產(chǎn)資源的采出率，從而滿足工業(yè)發(fā)展的需求。

【關(guān)鍵詞】采礦技術(shù)；礦產(chǎn)資源；發(fā)展趨勢(shì)；露天開采；地下開采

0.引言

要解決礦產(chǎn)資源的供需矛盾，如何提高礦產(chǎn)資源的合理開采和有效利用顯得至關(guān)重要，同時(shí)，開采技術(shù)的發(fā)展對(duì)于促進(jìn)礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。就我國目前的采礦行業(yè)而言，發(fā)展迅速，已經(jīng)掌握了較為豐富的采礦技術(shù)，有效促進(jìn)了煤礦開采效率、質(zhì)量與安全性的提高。本文主要對(duì)當(dāng)代采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)未來采礦技術(shù)展開探討。

1.采礦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

眾所周知，新一輪全球經(jīng)濟(jì)的大幅上漲帶來了全球性的資源價(jià)格的猛速上升，這對(duì)全球各個(gè)國家的資源發(fā)展都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也不禁使人們開始擔(dān)憂不可再生資源能否持續(xù)供給，能否滿足人類發(fā)展的需要。從全球范圍來看，對(duì)資源的需求依然很旺盛，其中中國、印度、巴西等經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展使對(duì)資源的需求的增長是巨大的。就我國而言，根據(jù)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，到2020年，要再實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番，這也就意味著資源的使用量要隨著翻兩番，這不僅對(duì)我國的資源形成很大的挑戰(zhàn)，也給全球的資源造成巨大的壓力。

對(duì)礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)來說，資源需求的增加就意味著礦石開采的增加，但現(xiàn)實(shí)的情況是，隨著社會(huì)的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)礦已無法滿足生產(chǎn)的需要，因此要進(jìn)一步開采那些低品質(zhì)的、難開采的礦產(chǎn)資源。以銅為例，在過去70年中銅的品質(zhì)持續(xù)下降，導(dǎo)致要萃取1t的銅所需的礦石2003年是1950年的5倍。

掘進(jìn)更深的勘探方法的產(chǎn)生，使得發(fā)現(xiàn)更富更深新礦體的概率增加。從某種程度而言，這一發(fā)現(xiàn)抵消了礦石質(zhì)量下降的問題。但總體來說，陸地上的礦產(chǎn)資源日益枯竭將成為不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢(shì)。

綜上，向陸地低品位礦開采和向深處礦開采已成為當(dāng)前采礦業(yè)發(fā)展的方向，到海洋采礦，到太空采礦，已被未來學(xué)家預(yù)測(cè)為在21世紀(jì)將要開展的采礦技術(shù)。

2.采礦設(shè)備的介紹

研究新型的生產(chǎn)效率更高的設(shè)備是采礦技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一，采礦設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步是采礦技術(shù)進(jìn)步的支撐條件，今后新型化、大型化、液態(tài)化、智能化采礦設(shè)備的研制仍然是采礦設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)。

根據(jù)采礦地點(diǎn)的不同，可以將其分為露天采礦和地下采礦，相應(yīng)的，就有了露天采礦的設(shè)備和地下采礦設(shè)備之分，下面具體展開介紹：

2.1露天采礦設(shè)備

（1）開采設(shè)備大型化是優(yōu)勢(shì)資源集中化開采的必然要求，也是簡化剝采工程并降低開采成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。實(shí)踐證明，采用大型的開采設(shè)備更有益于提高開采率，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

（2）液壓設(shè)備越來越受歡迎。在設(shè)備大型化的同時(shí)，鉆孔、鏟裝設(shè)備向著液壓化方向發(fā)展，國外的液壓挖掘機(jī)使用率已達(dá)到26%，例如，德國OK公司RH400液壓挖掘機(jī)的斗容達(dá)到42立方米，除此之外，液壓鉆機(jī)、液壓電鏟、液壓破巖設(shè)備也都在提高使用比例。

（3）提高運(yùn)輸設(shè)備的連續(xù)化是提高運(yùn)輸效率的有效手段。采用連續(xù)、半連續(xù)開采工藝進(jìn)行露天開采時(shí)國際化的發(fā)展趨勢(shì)。在不同類型的礦山開采中，陡坡鐵路、大傾角運(yùn)輸機(jī)、礦用汽車整車提升運(yùn)輸系統(tǒng)等都得到充分的利用和完善。其中，露天礦礦用汽車整車提升運(yùn)輸系統(tǒng)將會(huì)成為未來的發(fā)展方向。

2.2地下采礦設(shè)備

地下采礦設(shè)備向無軌化、大型化、微型化、液壓化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

（1）地下采礦無軌化設(shè)備向著大型化、微型化、液壓化、自動(dòng)化方向發(fā)展。目前，最大的井下載重汽車載重量達(dá)80t，遙控鏟運(yùn)機(jī)應(yīng)用于采礦生產(chǎn)則實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自動(dòng)化，此外，無人駕駛、機(jī)器人作業(yè)將會(huì)成為以后井下開采設(shè)備的發(fā)展方向。

（2）實(shí)現(xiàn)全液壓化是鑿巖設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。鑿巖設(shè)備還會(huì)向自動(dòng)化和遙控方向發(fā)展。無論是哪種方式都有利于提高鑿巖的精確度、爆破破碎的質(zhì)量和鑿巖工作的安全性。

（3）裝備配套、機(jī)械化程度高將是地下采礦設(shè)備的要求。地下采礦設(shè)備從鑿巖、裝藥到裝運(yùn)全過程都是高度機(jī)械化作業(yè)。

隨著智能采礦技術(shù)的突破與發(fā)展，遙控采礦技術(shù)設(shè)備將成為采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向。

3.未來采礦技術(shù)前景展望

露天采礦技術(shù)和地下采礦技術(shù)是現(xiàn)階段所有的也是運(yùn)用最廣泛的技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展，溶浸采礦技術(shù)、智能化采礦、深海采礦以及太空采礦都將成為未來的采礦技術(shù)。

3.1溶浸采礦技術(shù)

這一技術(shù)對(duì)回收利用發(fā)雜低品位礦石，甚至是對(duì)現(xiàn)在堆存的廢石、礦尾中的礦物進(jìn)行回收再利用，在未來會(huì)迅速發(fā)展。

3.2智能化采礦

智能化技術(shù)意味著新技術(shù)的應(yīng)用和新設(shè)備的改進(jìn)。例如：數(shù)字化礦山技術(shù)、定位和導(dǎo)航、還有機(jī)器人工作等等，智能化的實(shí)現(xiàn)是技術(shù)的一種巨大的飛躍。

3.3深海采礦技術(shù)

深海開采技術(shù)是深海金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)的核心，對(duì)于緩解當(dāng)前資源緊張的狀況具有重要意義。

3.4太空采礦技術(shù)

英國電信公司的未來學(xué)家伊恩.尼爾德和伊恩.皮爾遜合寫的《未來技術(shù)發(fā)展時(shí)間表》中對(duì)太空采礦的預(yù)測(cè)為：

2011-2015年開展探測(cè)行星的民間太空之旅以便進(jìn)入太空采礦。

2015-2016年在月球上開采氦3。

2040年以后到小行星采礦。

綜上所述，未來采礦技術(shù)將會(huì)越來越先進(jìn)，越來越有利于提高采礦的效率，越來越有利于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

4.結(jié)論

鑒于優(yōu)質(zhì)礦面臨枯竭，我國礦產(chǎn)資源的開采將向貧礦、難采礦方向發(fā)展，隨之面臨的技術(shù)難題會(huì)越來越多，近年來采礦技術(shù)研究投入不斷加大，經(jīng)過采礦技術(shù)研究人員的科技鉆研，采礦技術(shù)得到飛速發(fā)展，在未來可能會(huì)發(fā)展得更快，采礦產(chǎn)業(yè)將迎來美好的春天。同時(shí)采礦技術(shù)人員也任重而道遠(yuǎn)，因?yàn)榻窈蟛傻V技術(shù)將借助高新技術(shù)的潛在力量來發(fā)展，特別是采礦科技向著高新技術(shù)應(yīng)用方面的趨勢(shì)日益明顯，這就要求技術(shù)人員必須與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)時(shí)代的要求。

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