冶金礦山采礦技術的發展趨勢及科技發展戰略

葉雨雷

（江西省地礦資源勘查開發有限公司，江西 南昌 330030）

礦產資源是我國國民經濟的重要基礎性能源資源，對于國家戰略發展而言起到至關重要的安全保障作用，持續穩定的礦業發展，能夠有效地保障我國國民經濟的提升。所以隨著全球科學技術的日新月異，我國冶金礦山采礦技術也在不斷的尋求新的發展路徑，目前已經獲得了巨大的成績，為我國基礎建設、工業發展、鋼鐵行業都做出了巨大的貢獻。科學技術是未來社會發展的重大引擎，是礦產資源有效利用的關鍵，我們必須不斷地吸收積累國內外的采礦新技術、新經驗，利用現代科學技術手段，對傳統礦業進行改革升級，從而進一步的推動我國冶金礦產資源的開發使用[1]。

1 國內外冶金礦山采礦技術的發展現狀

1.1 國內冶金礦山采礦技術發展現狀

其一，我國冶金礦產資源存在貧礦多、富礦少的問題，礦產資源缺乏問題嚴重，許多礦山為了獲得良好的經濟效益，往往更傾向于采集富礦，放棄貧礦，造成的礦產資源的不合理開發和浪費。

其二，冶金礦山采礦技術發展不平衡。由于我國各個城市區域的經濟發展水平不均衡，導致了礦業的發展水平也存在著極大的不平衡性。在經濟發達的城市區域，采礦技術甚至已經達到了國際的領先水平；而在欠發達地區，冶金礦山采礦技術和設備都非常落后，采礦效率極低，也導致了采礦貧化率的提升。

其三，資源利用率低于國際領先水平。對于資源的綜合利用和回收利用我國表現得較差，國外許多金屬綜合回收利用技術和水平都已經獲得了顯著的成績，但是在我國行業內卻普遍缺乏對于資源綜合利用和回收的重視，從而導致了資源的浪費。

其四，冶金礦山地下開采引起地面坍塌。在進行冶金礦山開采過程中，導致了對地形地貌的嚴重破壞，土地資源被占用，地下水資源被破壞，礦山的開發與周邊的地質環境出現了嚴重的矛盾，從而引起了礦山環境的惡化，當出現地面坍塌的問題時，往往會造成較為嚴重的經濟財產損失[2]。

1.2 外國冶金礦山采礦技術發展現狀

其一，露天礦開采工藝先進，運輸方式多樣高效。國內外露天礦開采工藝，國內外進展大致相同，但是國外相關的工藝將表現的更為先進，利用組合臺階開采和分期開采、分區開采等技術有效地縮短了建設的周期，提高了開采的經濟效益。而且，在國外一些地區也采用了采礦工藝連續化或半連續化方式，隨著露天礦開采向深部發展，該工藝的表現越發優異，國外積極研究了管道輸送技術以及集裝箱運輸技術，使連續運輸工藝在資源運輸上得到了進一步的保障。

其二，地下礦采礦方法大型化，采礦作業更高效。國外許多金屬礦山主要采用的采礦方法為崩落法、空場法和填充法。崩落法會實現結構參數逐漸大型化，而設備大型化和結構參數大型化將為生產效率的提升奠定了堅實的基礎。隨著礦山設備的發展變化，國外許多開采設備也體現出了向大型化和智能化的發展趨勢，導致了空場法和填充法也向著更為高的階段發展。

其三，低廢甚至無廢的開采技術普及。低廢甚至無廢的開采技術能夠極大限度的降低在進行冶金礦山開采過程中廢物的產出量，或者使廢物得到循環利用，從而降低資源的浪費。采礦無廢料工藝技術已經在加拿大、美國和德國等發達國家得到了普遍的應用，該技術實現了礦石運輸費用的節約和尾礦返回到井下采空區的填充費用的節約，同時也能夠有效的凈化地表環境。目前我國也在積極向這一方向發展。

1.3 部分國內先進大型設備技術分析

表1 露天礦所用大型設備

表2 地下礦所用大型設備

2 冶金礦山采礦技術的發展趨勢及科技發展戰略

2.1 更加精細的開采水平

在科學技術發展的助推下，會導致我國各行各業的社會分工越發精細，專業化程度不斷提升，對于冶金礦山采礦技術而言，也將面臨精細生產的發展趨勢。尤其是露天礦的間隙開采，精細化開采能夠有效的改善露天采礦環境、破壞問題，使礦巖運輸工作量、邊坡開挖量和維護的工作量等都得到有效的降低，從而更好的實現良好的經濟效益和社會效益[3]。

2.2 大規模采礦相關技術將得到不斷研發提升

作為大規模采礦技術的核心，大直徑深孔崩礦技術將得到進一步的提高。相關的分段崩落法、分段空長法、VCR 法等都屬于大規模開采的相關技術，在未來會得到進一步的提高和應用。我國金屬礦山采礦技術的發展將主要表現在無軌出礦的高階段自然崩落法和高分段大間距無底柱分段崩落法，隨著技術水平的提升，將不斷的提高采礦的經濟效益、降低成本、提高采礦強度，相關的工作流程也會得到有效的簡化，將真正的踐行機械化和自動化的開采理念[4]。

2.3 針對資源較差的礦床采礦技術發展

由于我國礦產資源的貧礦較多，針對這些資源較差的礦床，運用傳統的采礦技術往往難以實現有效的經濟效益，會導致采礦成本提升，采礦難度增加。但是為了進一步的提高資源的利用率，我國將逐漸的攻堅克難，發展相關采礦技術，解決貧礦問題。目前來看溶浸采礦技術也許會獲得良好的效果，溶浸采礦技術是通過將選、采、冶技術相結合，將地下提取的金屬直接進行開采和利用，從而實現了較好的回收水平，提高了我國地下礦產資源的利用能力。

2.4 無廢料開采技術的研發

行業內已經出現了無廢開采相關技術，其優秀的節能減排效果已經獲得了世界各地的廣泛認可。隨著環境友好型的政策發展，我國將進一步的提高無廢開采相管技術，從而最大限度的減少開采過程中廢物的產出和排放，提高資源的利用能力。減輕礦產資源開發過程中對于環境的負面影響，無廢開采技術將成為我國未來礦產開采研發的重要課題之一。

2.5 無人化智能采礦技術的發展

科學技術的發展進步，促使了信息技術的普及運用，對于冶金礦山開采而言也帶來了全新的發展變化。我國許多重點領域的金屬礦山已經逐漸運用了半自動智能操控技術，作為一種緩沖的技術手段已經為我國的冶金礦山開采工作帶來了顯著的便利和成本的節約，而這也將為未來進一步發展無人化智能開采技術奠定堅實的基礎。而在智能采礦技術發展上，主要是指通過利用信息采集、收集、處理和傳輸等方式，將勘探、開采、生產、運輸等進行相關聯，實現機械化自動控制，所涉及的領域將非常廣泛，需要各個學科的技術參與，比如地理地質學、信息技術學、現代采礦學等等，未來隨著信息技術的進一步加強，以及我國5G 技術的推廣運用，相信我國智能采礦技術的發展會邁向更高的階梯[5，6]。

3 結語

總體而言，目前我國的冶金礦山采礦技術已經相較于上個世紀有了顯著發展進步，許多領域上甚至達到了國際領先水平，但是我們仍然應該看到，這其中還是存在著諸多差距，并且主要體現在技術設備方面，已經在很大程度上制約著我國冶金礦山采礦行業的進步。所以，為了縮小差距，提高我國冶金礦山采礦技術能力，一方面我們要積極采納、引進外來技術手段，并結合我國實際進行自主技術研發，促進我國礦山設備的進步；另一方面，要提高對于科技的重視，加強創新建設，堅持技術創新、管理創新和制度創新，堅持科學技術是第一生產力，推動我國冶金礦山采礦的科技進步，迎合未來發展趨勢，實現我國冶金礦山行業的跨越式發展。