論金屬礦的采礦方法

張維濤

摘? ?要：現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開各類金屬礦物材料，目前在我國各產(chǎn)業(yè)金屬材料需求不斷增大的大環(huán)境下，提高金屬礦產(chǎn)資源開采效率和質(zhì)量至關(guān)重要，同時也需要兼顧環(huán)境保護(hù)和成本把控。本文分別從露天金屬礦和地下金屬礦兩種開采對象入手，探索金屬礦開采方法和工藝，并結(jié)合行業(yè)的發(fā)展分析未來金屬礦開采方法和技術(shù)發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：金屬礦? 采礦? 方法

中圖分類號：TD853.34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0046-02

我國作為歷史悠久國家，早在兩千年前，就開始了對各類金屬礦物的開采利用。進(jìn)入現(xiàn)代社會以來，我國廣袤的土地資源中，多種金屬資源成為支持國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的寶貴財富。同時，為了提升金屬礦物采礦效率和質(zhì)量，我國金屬采礦方法和工藝逐步發(fā)展，實現(xiàn)了理念和技術(shù)方面的突破。同時，隨著可持續(xù)發(fā)展和國家發(fā)展戰(zhàn)略等方面思想成熟，金屬礦開采還充分考慮到了因地制宜和合理成本把控，這都是如今時代環(huán)境下支持我國社會經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

1? 露天金屬礦開采方法和工藝技術(shù)

1.1 結(jié)合松土機和鏟運機的開采方法

在離地表較近的露天礦開采過程中，一般可以采用這種方法進(jìn)行采礦，主要方式是先用松土機來處理淺表土層和礦巖，這樣可以避免傳統(tǒng)爆破方法對礦層及周邊環(huán)境的不利影響。然后，使用鏟運機來處理礦巖雜質(zhì)土質(zhì)，再開采金屬礦?？梢?，鏟運機可以從現(xiàn)場清理到礦物開采之間勝任多種工作，且同時具備裝載、鏟挖、運輸、卸載等多種功能，進(jìn)而能配合松土機實現(xiàn)分層排土、分層開采，具備著高效科學(xué)優(yōu)勢[1]。

1.2 陡幫開采

陡幫技術(shù)作為基礎(chǔ)工程量較少、施工過程較便捷的方法，在露天金屬礦開采領(lǐng)域很有應(yīng)用優(yōu)勢。一般在凹陷露天礦藏地，開采工作初期剝離量比較大，為了讓生產(chǎn)過程剝采比例均衡化，投資成本科學(xué)化，大多會采用該方法。同時，這種開采方法還可以推遲終邊坡暴露時長，大量節(jié)省了對終邊坡的維護(hù)成本，并且，還可以增加最終邊坡角，進(jìn)而能減少剝巖量。

1.3 連續(xù)和間斷有效集合的開采方法

在露天礦產(chǎn)開采工作中，可以將間斷和連續(xù)開采方法有效集合起來，使用電鏟裝載礦石，然后使用破碎機設(shè)備破碎礦石，再用運輸汽車進(jìn)行運輸，之后通過膠帶運輸設(shè)備將礦石輸送到采場外。這種方法特點在于對運輸車和運輸膠帶設(shè)備的結(jié)合應(yīng)用，很好發(fā)揮了兩種設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)勢。尤其在深凹露天礦開采工作中，這種方法具備高效、便捷、成本可控等優(yōu)勢。例如，在我國東鞍山露天鐵礦開采工作中，就是使用的間斷和連續(xù)有效集合的開采方法。另外，在齊大山鐵礦，還開發(fā)了可移動式礦巖破碎系統(tǒng)和膠帶運輸系統(tǒng)，取得了非常優(yōu)異的開采成績[2]。

2 地下金屬礦開采方法和工藝技術(shù)

2.1 空場采礦技術(shù)

2.1.1 連續(xù)化開采技術(shù)

針對部分地下金屬礦藏，可以使用連續(xù)開采技術(shù)，具體來說包括連續(xù)回采礦房、連續(xù)開采礦體以及連續(xù)運輸?shù)V石，三個方面保持系統(tǒng)性和連續(xù)性，實現(xiàn)一步到位的全工藝流程。首先，回采工藝流程當(dāng)中，利用該設(shè)備系統(tǒng)讓出礦、落礦和搬運等工藝實現(xiàn)連續(xù)性作業(yè)，然后，在落礦、掘進(jìn)、內(nèi)部搬運、外部轉(zhuǎn)載、輸送等方面也實現(xiàn)連續(xù)性作業(yè)。連續(xù)性采礦技術(shù)是如今我國在礦產(chǎn)開采領(lǐng)域重點發(fā)展的技術(shù)，它為實現(xiàn)采礦產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、高效、安全運營打下了堅實基礎(chǔ)。例如，在獅子山銅礦，逐漸建立了一套系統(tǒng)化連續(xù)作業(yè)開采機制，同時基于該技術(shù)系統(tǒng)，也實現(xiàn)了采礦工作管理的系統(tǒng)化。

2.1.2 VCR技術(shù)

該方法主要是在礦體開拓之后，使用潛孔鉆在上部沿脈平巷進(jìn)行鑿巖處理，向下鑿到拉底水平。然后進(jìn)行下部運輸拉底工作，完成后以水平分層方法，進(jìn)行分段裝藥爆破，一般封層高度4m左右。以該方法開采出來的礦石，在通過無軌設(shè)備進(jìn)行裝載和運輸。該方法優(yōu)勢在于工作難度較低且安全性強，同時出礦較容易。該方法在我國安慶銅礦有大量應(yīng)用，效果出眾[3]。

2.2 崩落采礦技術(shù)

2.2.1 無底柱分段崩落法

無底柱分段崩落采礦技術(shù)是我國比較傳統(tǒng)成熟的地下采礦技術(shù)，但是隨著工藝進(jìn)步和采礦產(chǎn)業(yè)管理要求提升，這種技術(shù)也面臨著深入優(yōu)化問題。主要方向在于對進(jìn)路間距等相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。例如，通過增加進(jìn)路間距，可以減少采掘工程量和工程成本。另外，這種方法實現(xiàn)途徑比較簡單，無需大范圍改造采礦工作管理系統(tǒng)，有很強實踐意義。

2.2.2 自然崩落技術(shù)

隨著現(xiàn)代勘測等相關(guān)技術(shù)進(jìn)步，在地下巖層金屬礦開采中，可以利用自然崩落技術(shù)。其方法主要應(yīng)用于礦體厚大且容易發(fā)生自然崩落的礦床中，主要方法為在礦塊進(jìn)行大面積拉底，讓礦體應(yīng)力平衡被破壞，然后利用其應(yīng)力變化使礦體自然崩落，便于后續(xù)開采。顯然，該方法節(jié)省了大量前期挖掘、爆破投入，在相關(guān)勘測工作達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，其安全性和效率優(yōu)勢也很突出[4]。

2.2.3 充填采礦法

充填采礦法是如今比較先進(jìn)且重點發(fā)展的技術(shù)類型之一，在地下金屬礦開采中逐漸有大量應(yīng)用。其主要是采用相關(guān)材料和工藝，將地下礦產(chǎn)采空區(qū)進(jìn)行填充，以加固巖體，同時為上層采礦提供平臺和基礎(chǔ)。該方法不僅提升了采礦工作安全性和可靠性，同時還降低了采礦行為對地質(zhì)環(huán)境的影響，符合現(xiàn)代安全、生態(tài)保護(hù)理念。部分礦山使用混凝土假底而后進(jìn)行尾砂充填，既滿足了下向采礦頂板的強度要求，又實現(xiàn)了低成本的快速采礦，是一種理想的采礦方法，山東焦家金礦、吉林吉恩的大嶺礦都使用的這種方法。

3? 金屬礦開采方法及技術(shù)發(fā)展展望

在我國社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展大環(huán)境下，金屬礦開采領(lǐng)域得到了大量技術(shù)支持，同時傳統(tǒng)技術(shù)深入優(yōu)化研究工作也在積極進(jìn)行。就全球范圍來看，我國金屬礦采礦技術(shù)方法還存在著諸多不足。例如，很多自然和技術(shù)條件比較差的地區(qū)，采礦裝備和技術(shù)設(shè)備比較缺乏;金屬礦開采規(guī)模較小、效率低、效益較差;勞動強度大、安全隱患多等。針對這些情況，我國金屬礦開采乃至整個礦產(chǎn)開采行業(yè)都在積極進(jìn)行技術(shù)升級，主要發(fā)展趨勢有以下幾點。

3.1 技術(shù)方向

在技術(shù)層面，機械化、智能化、系統(tǒng)化是主要方向，其主要技術(shù)原理在于，通過對金屬礦產(chǎn)分布狀態(tài)、地質(zhì)條件等進(jìn)行全面勘測，然后結(jié)合相關(guān)機械設(shè)備，設(shè)計建立完善的開采系統(tǒng)。例如，開發(fā)和應(yīng)用地下無軌采礦設(shè)備、大型露天采礦設(shè)備等，全面提升采礦技術(shù)效率，確保整體性和連續(xù)性[5]。

3.2 安全和效益管理提升

同時，利用信息化和智能化技術(shù)，對采礦工作進(jìn)行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，通過專業(yè)技術(shù)分析，來掌握礦產(chǎn)開采工作進(jìn)展和狀態(tài)。尤其是利用各類傳感器和信息化系統(tǒng)，對采礦區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，一方面了解和把控采礦工作質(zhì)量，另一方面也為安全管理工作保駕護(hù)航。另外，在未來，信息化智能管理系統(tǒng)還會進(jìn)入到礦產(chǎn)開采工作效益把控工作中，通過實時數(shù)據(jù)收集分析，結(jié)合多種新興采礦技術(shù)，對投入成本和預(yù)算工作進(jìn)行科學(xué)評估，靈活采用多種采礦理念和方法，進(jìn)而形成較為合理的礦產(chǎn)開采方法體系。

4? 結(jié)語

綜上所述，金屬礦產(chǎn)資源作為現(xiàn)代社會發(fā)展重要資源之一，有必要在開采理念和技術(shù)方法方面不斷進(jìn)步。我國作為金屬礦產(chǎn)資源豐富但開采環(huán)境較為復(fù)雜的國家，需要結(jié)合不同地區(qū)金屬礦產(chǎn)實際自然環(huán)境和技術(shù)條件，采取科學(xué)性、實用性更強的金屬礦開采方法。在相關(guān)方法應(yīng)用和深入研究中，需要以提升金屬礦開采效率、質(zhì)量、效益為宗旨，同時也要保證開采工作安全，兼顧社會及生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉世吉.提高金屬礦地下開采的開采效率分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（16）：4756.

[2] 王列.我國金屬礦開采技術(shù)發(fā)展趨勢[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（13）：3920.

[3] 孫光文.金屬礦地下連續(xù)開采技術(shù)探討[J].百科論壇電子雜志，2019（5）：333.

[4] 王海慶，李麗，陳玲， 等.基于尾礦庫調(diào)查的西藏自治區(qū)金屬礦開采強度分析[J].國土資源遙感，2019，31（2）：218-223.