采礦通風技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

鞏建國

摘要：隨著改革開放的進一步深化，以及經(jīng)濟全球化趨勢的普及和應用，我國經(jīng)濟水平日益提升，各行各業(yè)的發(fā)展水平也有了質(zhì)的飛躍，發(fā)展內(nèi)容更加全面化、專業(yè)化、科技化。在這種社會背景下，采礦行業(yè)作為提升我國經(jīng)濟水平的重要性工程具有不可或缺的作用和地位。就我國目前而言，常用的采礦技術(shù)以空場采礦法、崩落采礦法、充填采礦法為主，采礦設備及工藝等的創(chuàng)新促使采礦水平有了很大的提高。

關鍵詞：采礦；技術(shù)；現(xiàn)狀 ；發(fā)展趨勢

工業(yè)的快速發(fā)展對礦物資源的需求量日益增大，這就要求采礦作業(yè)朝向機械化、標準化且大型化方向發(fā)展。無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家都在尋求高效、安全、低成本的采礦技術(shù)和方法，需緊跟先進技術(shù)的步伐。開發(fā)好資源作為戰(zhàn)略性問題進行思考。

一、采礦技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，我國常用的采礦方法以空場采礦法、崩落采礦法、充填采礦法為主。新的工藝、技術(shù)以及設備，使我國的采礦方法有了很大的進步。

1.1 空場法

由于地下空場采礦法大孔、深孔、空場、大采場和階段出礦的特點，所以，在地下采礦的過程中被使用的幾率很高，尤其是在南非和加拿大等地有著絕對的優(yōu)勢，盡管其中的落礦方式會有不同，但是均是空場采礦法，加上大型的轉(zhuǎn)載設備，可以大幅度地提高開采的強度。這一高效率的采礦方法在我國很快也得到推廣應用，使得采礦強度和工效大大地得到提高，出礦的成本也降低很多，真正地實現(xiàn)了高效率、高效益的采礦。

1.2 崩落法

在冶金地下礦山應用達到80%的比例的是無底柱2分段崩落法，這是另一種安全、高效的采礦方法。目前在我國的發(fā)展長達十年之久，由最初的小參數(shù)逐步的加大，使得每一次的崩礦量大大地增加，采取大參數(shù)及其綜合技術(shù)措施之后，不僅提高了全員的勞動生產(chǎn)率，減少了工作量，而且大大地提高了采礦的強度和降低了成本，獲取的經(jīng)濟效益是十分可觀的。所以無底柱分段崩落法在未來的采礦應用中將會更加的廣泛。

1.3 充填采礦法

充填采礦技術(shù)具有各工序和機械化及設備大型化的特點，尤其是在落礦、支護以及出礦等方面表現(xiàn)尤為突出。在充填工藝技術(shù)中，膠結(jié)充填技術(shù)發(fā)展非常快。從分級尾砂膠結(jié)充填到全尾砂高濃度膠結(jié)充填，再到不脫水、不收縮的全尾砂膠結(jié)充填，經(jīng)歷了這樣三個發(fā)展階段；在回采工藝方面，提高分層分段高度直至發(fā)展大孔落礦，采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的改進，實現(xiàn)了盤區(qū)機械化充填，這樣充填系統(tǒng) 就進入了半智能化的階段了。近些年，一批具有世界先進技術(shù)水平的充填采礦工藝在我國試驗成功，日益進步的采礦技術(shù)，填補了我國采礦領域的許多空白，使得我國的地下金屬礦的被動局面得到了徹底的扭轉(zhuǎn)，礦山大規(guī)模、高效以及低成本的開采有了新的途徑。同時，也預示著我國的采礦技術(shù)進入世界先進的行列。

1.4 原地溶浸采礦法

將采、選、冶技術(shù)結(jié)合起來，并且直接從地下提取金屬的開采工藝非原地溶浸采礦法莫屬，常見的有20多種金屬礦床都可以應用溶浸采礦，例如鈾、銅、金、銀等。

二、地下礦產(chǎn)資源開采技術(shù)發(fā)展的必要性

從第一次工業(yè)革命開始到20世紀末，全球人口的總量增加了近三倍多，而經(jīng)濟發(fā)展卻對礦產(chǎn)資源的總消耗需求增加了十倍，常見礦業(yè)資源的消耗量變化為：硬煤5倍，鉛7倍，鐵礦石11倍，鋅17倍，銅28倍，尤其是一些稀有礦產(chǎn)資源的需求，更是達到了上百上千倍，乃至于達到了上萬倍的增長。

但是，地球的礦產(chǎn)資源的總量是有限的，隨著經(jīng)濟規(guī)模的不斷增加，對礦產(chǎn)資源的需求量必將增加，我國也同樣而臨著難以供求平衡的困境。因此，要提升礦產(chǎn)資源的開采技術(shù)合理開發(fā)，必將逐步加大各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度，由現(xiàn)在的露天、淺地層逐步的向深地層開采發(fā)展，因此對目前地下礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)進行匯總，將有益于廣大科研人員創(chuàng)新更加高效率、高安全性、高利用率的地下采礦技術(shù)。

三、金屬采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

地下礦采技術(shù)隨著新的礦藏條件的出現(xiàn)，現(xiàn)階段我國大部分的礦山已經(jīng)開始向大型化、智能化、自動化發(fā)展，采礦工藝朝著連續(xù)化或半連續(xù)化發(fā)展，礦山的安全生產(chǎn)工作和技術(shù)管理工作廣泛采用計算機技術(shù)。未來隨著科學技術(shù)的發(fā)展，采礦技術(shù)的設備使用將更加高端、生產(chǎn)將更加安全、效率將更加高效、系統(tǒng)將更加完善，資源開采將更加注重生態(tài)環(huán)境、綠色、和諧。

（1）設備智能化、大型化、自動化。目前地下礦山載重 25t 的電動鏟車已經(jīng)在井下作業(yè)，遙控鏟運機械設備也正逐步實現(xiàn)微型化。遙控性的鏟運、鑿巖、汽車也已在礦山試運行，并正在研發(fā)鑿巖機器人、裝載機器人。

（2）無廢開采。原地溶浸技術(shù)的利用將大幅增加礦產(chǎn)資源無廢開采的范圍，有效的回避了礦產(chǎn)資源開采給生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響，將礦山周圍的人文環(huán)境、資源環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境有機結(jié)合起來，構(gòu)成環(huán)境友好的生態(tài)系統(tǒng)。

（3）深井采礦。現(xiàn)階段礦山開采深度一般在 700m 到 800m，而根據(jù)國內(nèi)慣例，將開采深度大于 1000m 的礦山稱為深井開采礦山。深井開采不是地下采礦技術(shù)的簡單延伸，而是一個復雜的系統(tǒng)工程。在高溫、高應力、高井深的“三高”特殊條件下，深井開采除常規(guī)地下礦采面臨的諸多難題之外，還有其它需要解決的技術(shù)難點如沖擊地壓的控制、采場地壓的防治、深井提升運輸、熱害的治理及深井的通風排水等。

（4）礦山技術(shù)的數(shù)字化、智能化及無人化。21 世紀是科學技術(shù)飛速發(fā)展的世紀，數(shù)字化和智能化是這一時期知識經(jīng)濟發(fā)展的重要標志。信息技術(shù)、通訊技術(shù)、定位和自動化技術(shù)的發(fā)展，深刻得影響甚至改變著傳統(tǒng)的采礦工業(yè)，遙控采礦、無人作業(yè)甚至于無人礦井等已經(jīng)在很多國家成為現(xiàn)實。

四、結(jié)語

二十一世紀是一個機遇和挑戰(zhàn)并存的新世紀。在不久的將來，現(xiàn)有的各種采礦技術(shù)都有可能而臨深刻的變革。深井礦山、無人礦山、太空采礦、海底采礦等目前的概念都將變成現(xiàn)實。地下采礦工業(yè)將以一個嶄新的而貌伴隨著人類文明不斷向前發(fā)展。

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