我國金屬礦山采礦技術進展及趨勢綜述

高 靜

（榮達礦業有限責任公司，內蒙古 呼倫貝爾 021300）

我國金屬礦產緊缺，其開采量根本無法滿足鋼鐵企業的發展需求，從而在一定程度制約了經濟發展。我國礦產資源的分布區域比較廣，而且基本都是小礦，且富礦較少。在這樣的資源現狀下，急需要提升采礦技術，以此來適當填補礦產資源不足的缺陷，從而保證經濟平穩增長。所以，對金屬礦山采礦技術進展及趨勢展開剖析研究，意義深遠。

1 我國金屬礦山采礦技術進展

通過分析近幾年來的相關數據發現：露天采礦在我國金屬礦山采礦中占據了80% 的位置，其中，對于鐵礦石的開采，基本上有90% 都是露天開采。不過，在采礦技術的發展下，按照礦產資源的分布情況來看，地下開采技術也得以廣泛運用。所以，筆者主要從地下和露天開采兩方面，進行了深入分析。具體如下。

1.1 露天采礦技術進展

在我國金屬礦山開采技術中，露天采礦技術從始至終都處于領導地位，可以說，該技術的發展在一定程度上也代表了我國礦山采礦技術的發展。我國露天采礦技術歷經以下階段。

露天采礦技術的第一發展階段是上世紀70 年代，相關技術部門深入分析了陡幫開采，這一理論最早是有蘇聯學者提出的，對該理論的深入分析標志著該技術在露天采礦中的第一次試用。在陡幫開采應用初期，在開采時需要剝除的廢石量小、工期短、工程量小。在這些優勢下，獲得國家高度重視，并列入需要創新的項目之中。在陡幫開采應用中期，得到了全面試用，在這一階段中，積累了一定經驗，金屬礦山采礦技術進一步發展。目前，我國礦山采礦中都充分運用了陡幫開采技術，比如紫金山等[1]。第二階段是80 年代，間斷——連續開采技術得以應用而生。該技術在開采過程中，首先采用了電鏟裝載，其次汽車運輸，然后破碎機破碎，最后借助膠帶運輸機把礦石送到開采場。在深凹露天采礦中，該技術十分適用，取得充分運用，比如東鞍山礦山。在1997 年，我國一些礦山已建立了移動式破碎機與運輸系統，比如齊大山鐵礦。該系統的建立，標志著我國采礦技術不如世紀先進水平。隨著露天采礦中，所選用的設備大型化，國外廣泛運用了高臺階采礦這一技術，同時，該技術的應用，代表我國進入金屬礦山采礦第三階段。不過，我國對高臺階采礦技術的研究相對較晚，因此并沒有獲得廣泛的應用。不過，在大型化采礦設備的應用中，該技術也獲得良好發展，為該技術的全面實施提供了保障。

1.2 地下采礦技術進展

在我國金屬礦山采礦中，地下采礦技術的應用相對來手較少。不過由于礦山資源分布方面的變化，以及開采進程神話的情況下，該技術引起相關部門的重視，被廣泛應用于開采中，地下采礦技術的發展基本體現在以下三種類型。

首先是無廢開采技術。該技術在開采礦山資源的同時，最大程度上縮小了廢料的排放量。該技術開展的宗旨就是提高資源利用率，減少礦產資源帶來的環境污染，保證開采同自然環境之間的和諧發展。其次是大規模采礦技術。其中，會用到嗣后充填法、分段崩落法、空場法、階段崩落法、空場法等眾多方法。最后是連續開采技術，該技術是針對間斷連續技術來說，主要體現為持續不斷的開采運輸工作。

2 我國金屬礦山采礦發展現狀

自進入21 世紀以來，我國采礦技術取得了重大突破，在日新月異的采礦技術下，我國礦業在投資、運行等方面的理念也出現了很大改變，可以說，新理念下帶動了礦山效益和發展活力，不過由于受到以往采礦方式的限制，礦山采礦工作依舊有一定問題存在。再加上我國礦產資源緊缺、分布情況小而雜，且技術管理落后困難、組織生產困難復雜，礦山采礦工作的安全問題較為明顯。筆者通過調查發現，礦山采礦公司現存以下問題：

第一，礦山企業的采礦資質主要是掛靠，而且開采所需設備較為落后。小型的開采團隊一般情況下都是掛靠，其開采技術欠缺，與當前需求根本不相符合，礦山開采現場經常會有安全問題發生。而且，在監管過程中，也沒有專業技術人員跟進。至于礦山專用設備這一方面，缺乏相應的資本投資，導致設備也相對落后。總的來說，礦山企業發展的總趨勢就是缺乏有效的企業管理方案、缺乏對安全生產的考慮、缺乏綜合利用資源。

第二，礦山企業的安全生產責任制度沒能得以實現，井建工作和礦山采礦挖掘工作在安全管理方面，存在沒秩序、沒紀律、失去監管控制等問題。采礦是一項系統性工作，規模大且復雜，其涉及到多項工作，且不同環節之間還要協調、平衡進行，但是采礦生產組織工作存在較難的協調性，導致礦山采礦作業存在較多安全生產隱患。

第三，采礦工作的人員流動性很大。礦山采礦企業一般情況下都是采用的較為靈活的用工制度，比如輪換制、長短期合同制度等，不過工程技術人員以及具備采礦工作所需技能的一些操作工的流動性較大，能留下來的往往都是礦山周圍或是偏遠地區較為貧困的人群，其安全意識差、職業修養差，從而為采礦作業帶來一定的安全隱患。

第四，采礦企業的核心競爭力相對較差。露天采礦與地下采礦相比，地下采礦的難度要大的多，但是礦山采礦單位所擁有的專業技術人員不足，并且缺乏科學的開采管理以及先進的開采設備，單單憑借低成本來獲得利潤，其發展會越來越困難。

第五，合同管理具有較大難度。基本體現在考核、結算、變更合同等方面，必須要有專業團隊進行管理、調度，若沒有健全的管理體制，合同管理自是混亂不堪。

第六，采礦作業存在超負擔、高強度現象。礦山采礦一般情況下都是采用的計量結算方式，在開采工作中，超負擔工作是時有發生的，井下生產交叉影響大，人員、設備、作業點多，存在著種種不安全因素。

3 金屬礦山采礦技術發展趨勢

當前，我國金屬礦山采礦技術取得一定成績，不過從整體水平來看，還相對較低。在科技的進步下、采礦技術要求的復雜下，采礦技術將實現自動化、智能化。下面筆者就采礦技術發展趨勢展開深入剖析。

3.1 采礦設備大型化、自動化、智能化

采礦設備的發展趨勢體現為設備更加高效、完善、可靠，大大提升了效率。發展特點設備配套完善，機械化、自動化程度高，而且無人機技術也廣泛運用其中[2]。

首先，是采礦設備大型化發展趨勢。在露天采礦中，大型設備廣泛運用，雖然，地下采礦受到一定的空間影響，不過地下開采設備也朝著大型化方向發展。大型化的采礦設備主要體現在汽車、裝載機、挖掘機等方面。未來發展中，汽車實現遙控作業，且裝機容量大大提升。裝載機的發展速度遠超汽車速度，且功率會大大提升。在挖掘機方面，液壓挖掘機廣泛運用，且數量大范圍內提高。其次，是設備智能化發展趨勢。智能化主要體現在對遙控技術的應用。當前，在金屬礦山中，一些技術先進的單位已融入了遙控技術，以遙控技術操控鏟運機工作，在將來，該技術會得到更加充分的利用。在遙測技術、數據通訊處理的發展下，遙控技術會成為日后采礦的主流趨勢。最后，是自動化發展趨勢。如果說礦山機械的發展推動了采礦工藝的進步，那么礦山自動化以及信息技術發展勢必決定采礦工藝改革創新。當前，自動化技術得到一定運用，不過多數礦山都沒有認識到其隱藏的效益，只是單單將重點放在輔助操作控制方面，比如，定位鉆機鉆頭，控制鉆速、控制鏟運機挖掘等都應用了自動化技術[3]。并且，在定位系統以及激光技術的應用下，測量露天礦山和鉆孔工作也實現了自動化。不過自動化在采礦中的全面實施，當前還有一定困難。需要進一步研發、完善，從而推動采礦全面發展，提升采礦技術水平。

3.2 鑿巖爆破技術發展趨勢

近幾年來，鑿巖爆破技術取得較快發展，從而保證了鑿巖速度和精度。在速度和精度的提升下，整體采礦質量、效率也有了大范圍內的提升。并且，鑿巖爆破技術還實現了由用戶自主設計和進行礦山現場加工的炸藥，便于鑿巖開展。至于鑿巖設備這方面，會連續不斷的朝自動化、全面控制化發展。自動遙控式鑿巖的應用可大大提升工作效率，在炮孔鑿巖精度的提升下，同時帶來的式破碎質量的提升，并且，開展鑿巖工作時的安全性也會大有保障。

3.3 生產安全系數提高，采礦系統完善

開展采礦工作時，最關鍵的便是開采工藝和方法。在科技發展下，礦山設備機械化程度明顯提升，基于此，原本所采用的采礦工藝以及方法等也會發生適當的改變，同時，在一定程度上也改變了采礦結構和觀念，各個環節的采礦工藝向更安全、更高效、更可靠等方向發展。至于安全系數提升、采礦系統完善主要體現在兩方面，首先是現代化開采監控手段。在定位系統、自動化技術以及通信技術的發展下，對礦山開采工作也帶來了一定影響。根據監挖開采過程，可遙控操作地下開采裝備以及開采系統。自動化無人工作面系統將逐漸成為現實。然后是采場結構參數的優化完善。結合開采技術以及采礦設備，可一步步增加采場結構參數，從而提高采礦面積產量，最終提升效益。

3.4 礦山數字化、智能化與無人化采礦

在未來的金屬礦山采礦工作中，需要發展全新的采礦觀點，建立全新的數字化、智能化開采模式，或者實現無人采礦模式。

至于數字礦山的實現，需要滿足多個條件，比如：建立有效的生產經營管理系統、建立精準、快速、完全自動化的信息收集、處理系統、建立容量大，能傳輸各項相關數據的信息通訊網絡平臺等等。至于礦山智能化，主要是實現只能開采，這一目標的滿足，需要滿足三個條件，分別為：現代化采礦調度系統、設備智能化、數字化收集與工藝技術相關的重要數據[4]。其中，采礦調度系統式最為關鍵的，當前，美國已成功開發，是借助計算機、GPS、無線數據通信以及調度優化，對露天礦產的計算機進行控制、管理的系統。在礦山設備智能化、自動化的基礎上，一步步實現礦山系統的智能化以及實現無人化采礦。

4 結語

總之，我國金屬礦山資源本就缺乏，在加上其分布情況，導致礦產資源嚴重不足。基于此，必須要對相關的采礦技術進行研究，在技術進步下，彌補資源緊缺的不足。通過對我國金屬礦山開采技術的進程分析，也能發現取得顯著進步，不過跟世界先進國家比還存在一定落后性。因此，必須要加大采礦設備智能化、技術環保科學化的發展進程。從根源環節資源緊缺問題，從而推動經濟平穩發展。