先進的采礦技術及其應用分析

（福建龍麟礦業(yè)有限公司，福建 龍巖 364021）

摘 要：本文主要從介紹我國采礦技術現(xiàn)狀入手，分析我國金屬采礦技術的發(fā)展趨勢，然后再介紹幾種國外先進的采礦技術及其運用，最后得出結論。

關鍵詞：采礦技術;應用;現(xiàn)狀

經濟的發(fā)展離不開礦產資源的開采，隨著我國工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，對礦產資源的需求量也越來越大。為了提高礦產資源開采的速度和精度，先進的采礦技術應運而生。就目前而言，不論是我國還是其他國家，都在不斷研發(fā)低成本、高效的采礦技術。

1 分析我國目前采礦技術現(xiàn)狀

我過采礦技術的發(fā)展已經有了突破性的進展，不論是設備的不斷完善，還是工藝和技術水平的不斷提高，都標志著我國采礦技術的進步。目前，我國常用的采礦技術主要包括充填采礦法、崩落采礦法和空場采礦法。

1.1 充填采礦法

1.1.1 干式填充采礦法

干式填充采礦法在現(xiàn)今已經很少看到了，這種采礦方法起源于20世紀50年代，當時甚為流行，主要用來開采黑色金屬礦山，但隨著社會的發(fā)展，干式填充采礦法的缺陷逐漸顯現(xiàn)出來，其充填不夠密實、勞動強度大和生產能力低等缺點嚴重阻礙了開采的效率，逐漸被淘汰。這種開采方法的主要原理就是自上而下進行分層開采，其中填充物大多以廢石為主。

1.1.2 水力充填采礦法

水力充填采礦法從字面意義上就可以理解，即采用水作為填充物進行采礦，雖然水力充填采礦法還可以進行更細層次的劃分，但原理上還是相似的，都是借助水沙混合物所形成的自然壓頭或者機械加壓的方法，將砂漿沿著管道運輸?shù)降V房種，在將礦漿中的水從礦房內滲濾出來，最后用沉積下來的充填料充填采空場。

1.2 崩落法

崩落法主要運用與冶金地下礦山的開采，這種開采方法在我國已經有十年之久的歷史，其崩礦量也逐漸增加，是一種相對比較安全高效的采礦方法。隨著技術水平的不斷提高，崩落法逐漸從小參數(shù)轉向大參數(shù)，這不僅減少了工作人員的工作量，提高了開采效率，更節(jié)約了人力財力，降低了成本，并提高了開采的安全系數(shù)，從而最終獲取較高的經濟效益。

1.3 空場法

空場法的使用主要依賴于開采設備，如若開采設備是大型機械設備，則利用空場法可以大幅度提高開采效率，也就是說，空場法具有階段出礦和大采場等特點。由于考慮到空場法的使用需要大量的空間，所以對于加拿大等空曠地區(qū)使用空場法具有絕對優(yōu)勢。這種開采方法同上述開采方法的目的相同，都是為了降低成本，提高效率。

2 我國金屬采礦技術的發(fā)展趨勢

在這個對金屬礦產資源需求緊繃的時代，金屬采礦技術的發(fā)展趨勢尤為受到各方關注，以下就采礦技術的幾大發(fā)展趨勢進行簡單講述。

2.1 采礦設備的自動化、高效化和機械化

機械設備的生產和發(fā)展最終目的就是解放勞動力，所以，采礦設備實現(xiàn)自動化使其必然的發(fā)展趨勢。我國經過多年的努力，在采礦技術上也取得了一些突破性的進展，但與發(fā)達國家相比還是存在一定的差距，。所以，我國金屬采礦技術未來的發(fā)展趨勢必須要提高采礦設備的機械化程度以及自動化程度，努力實現(xiàn)生產的高效化。

2.2 深井采礦技術

深井采礦到目前為止還沒有一個明確的規(guī)定，但就多年開采經驗總結，深井開采的礦山深度需超過一千米。深井開采的出現(xiàn)是由于我國礦產資源逐漸匱乏，表層開采所得的礦產資源以及不能滿足國家經濟發(fā)展的需求。雖然深井開采可以獲取更多的礦產資源，但由于技術水平還沒達到要求，加上開采難度較大，還需要一定的研發(fā)時間。

2.3 發(fā)展安全環(huán)保的綠色礦山

綠色無污染已經成為所有工業(yè)生產的口號，為了保護環(huán)境，建立潔凈的開采環(huán)境，采礦工作人員不僅要在采礦過程中時刻主要不要破壞自然地貌，還要在礦山開采過后進行綜合治理，將廢棄物進行有效處理，降低對環(huán)境造成的破壞。在這一方面，也需要利用先進的設備加快處理的速度以及處理的質量。

3 加拿大諾蘭達公司先進采礦技術

加拿大的采礦技術一直處于世界前列，以諾蘭達公司為例，該公司采用先進的采礦技術為其強有力的競爭力。為了對采礦技術進行不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，該公司斥巨資在技術研發(fā)領域，廣招高科技人才，不斷擴大研究領域，解決加拿大礦產開發(fā)難題，經過多年的研究，較為突出的三大研究成果就是等離子爆破技術、自動操作技術和遙控控制技術。以下就這三項技術進行介紹。

3.1 等離子爆破技術

曾經多位知名研究人員提出：研究一種“無雜散電流、無干擾的”使用電能麗非化學能的爆破硬巖的方法是極為刺激的一件事，如果能夠將該方法運用到鑿巖—爆破—裝載的連續(xù)采礦機上，將會促使采礦技術邁上一個新的臺階。

上述講到的裝置如果要把它改造成為礦工能夠使用的裝置，還是存在的一定的難度的，首先，出于成本考慮，該裝置在耗能上要進行嚴格控制，也就是必須低廉，經過多次測試，發(fā)現(xiàn)每立方米礦巖消耗0.19-0.48kw.h，據此可估算能量費用。利用等離子爆破技術產生的電能相當大。其次，由于礦工綜合素質偏低，為了能夠讓每一位礦工都順利的操作，該種裝置的操作過程必須簡化。有研究人員表示，該種機器的研發(fā)時間可以控制在5年以內，其具體效用不僅可以降低采礦成本，更可以減少巖層支護費用。

3.2 自動操縱技術

自動操縱技術顧名思義就是機械設備實現(xiàn)自動化。諾蘭達公司在開采地下礦山時，十分重注礦山的安全性，也就是需要盡可能的了解地下的工作條件，同時又能有效控制成本，如何能夠做到這些，關鍵就在于設計地下礦山重型設備的自動化程序。經過多年的研究，NTC 自動化小組經過多次試驗，已經成功地證實了自動億遙控的裝載機的構想，這一突破性的進展將是地面控制裝載機的程序的開端。經過多方合作所研究出來的計算機系統(tǒng)集各大優(yōu)點于一身，它不僅能夠讓一名礦工在操縱室內操作兩臺甚至多臺裝載機，而且能夠確保操縱室內舒適的工作環(huán)境，礦工的工作變的更加簡單，除了機器在進行裝在作業(yè)時需要他動手，其他時候他只需作為一名觀察員在一旁觀察即可。這種系統(tǒng)明顯地減少了許多當時操縱裝載機的礦工所面臨的頂板危險問題。

3.3 遙控控制技術

遙控控制技術又可以成為遠程監(jiān)控技術，也就是利用遙控裝置將裝載機發(fā)生的信號傳送到遠處控制室的視頻傳輸系統(tǒng)能提供可見的反饋信息。諾蘭達公司已經在大多數(shù)的礦山開采基地進行遙控裝置的安裝，這不僅可以實時遙控生產過程，還能有效保護礦工的人身安全。但諾蘭達公司不僅僅滿足于現(xiàn)在的遙控控制技術水平，NTC 希望研制一種易于從裝載機移到卡革上和易于編制出實現(xiàn)各種作業(yè)循環(huán)的程序，這樣可以更好的滿足更多特殊礦區(qū)的工作要求，同時，他們強調，為了遙控控制技術的發(fā)展趨勢就是將原本處于地下工作的操縱者轉移到地表上來，更大程度的降低風險。經過多年的研究，遙控控制技術已經十分完善，也已經能夠在各大礦區(qū)的開采過程中起到實質性的優(yōu)化作用。

4 瑞典的自動化采礦技術

瑞典是一個十分特殊的國家，雖然其占地面積較小，但其采礦技術發(fā)展的腳步卻相對較快。瑞典是一個科技水平十分發(fā)達的國家，其國家的企業(yè)都十分重視機械化生產以及自動化生產技術的研發(fā)和使用，為了更大程度上解放勞動力，其許多生產過程全線無勞動人員參與，就采礦技術而言，越來越多的自動化采礦技術被實際運用到采礦領域，大大提高了生產效率。

瑞典的自動化采礦技術有許多衍生技術，總體來說都是為了解放勞動力，提高生產效率，自動化采礦技術的核心在于自動化，這與國家體制及國情無本質關系，所以，我國可以對自動化采礦技術加以引進，并在其基礎上結合我國礦山開采的實際情況及山體面貌進行適當?shù)母脑?，將其合理的利用到我國的礦山開采作業(yè)過程中來。

5 澳大利亞的生物采礦技術及其應用

澳大利亞生物采礦技術就是利用微生物的特性，將一些重要金屬從礦產資源中取出來，由于微生物的特性不同，對其能夠識別和分離的金屬種類也不同。就目前而言，生物技術以逐步發(fā)展和完善。

生物方面的采礦技術是將適合的微生物或者是蟲子放入地下，通過他們來進行礦產資源的開采。這種方式是最為環(huán)保的開采方式，它不會對開采地段的環(huán)境造成過大的損壞，同時也能降低開采成本以及后期環(huán)境維護和治理的費用。

在使用生物采礦技術過程中，最為重要的就是微生物的選取，適用在生物開采技術中的微生物主要是生存時間長的生命大概至少要存在三十億年，在人類產生之前微生物就有非常強大的適應能力加在高溫、高壓以及高鹽度的環(huán)境中生存等。并且還可以通過硫磺或是一些化合物來維持生命。

6 結語

綜上所述，我國目前的采礦技術水平雖然有所提升，但相較于一些發(fā)達國家而言，還存在較大差距。加拿大、瑞典和澳大利亞的先進采礦技術處于世界前列，雖然采礦技術有時受到地理條件的制約不能照搬照抄，但是還是可以引進作為參考，并結合我國具體實情加以改造，或是將其先進技術的核心加以研究透徹，從而能夠在其基礎上進行改革創(chuàng)新，得出屬于自身的先進采礦技術。

參考文獻：

[1]李振寶.采礦工藝技術分析[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2013（09）：167-168.

[2]郭玲海.淺談幾種先進的采礦技術及其應用[J].黑龍江科技信息，2013（29）：8.

[3]薛飛.幾種先進的采礦技術及其應用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010（07）：135-136.