淺談采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

宋佳琛，王志凱，蘇超，顏春軍內(nèi)蒙古科技大學(xué)

淺談采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

宋佳琛1，王志凱2，蘇超3，顏春軍4
內(nèi)蒙古科技大學(xué)

摘要：現(xiàn)如今，礦業(yè)迅速發(fā)展，采礦工藝技術(shù)不斷完善，但仍有許多地方存在效率不高，資源浪費(fèi)和對(duì)生態(tài)破壞嚴(yán)重的現(xiàn)象。隨著人們對(duì)生態(tài)越來(lái)越重視，這些問(wèn)題亟待解決。本文對(duì)采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行初步探究，希望可以為以后的礦業(yè)發(fā)展提供一些有參考價(jià)值的意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：采礦技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1、采礦技術(shù)現(xiàn)狀

隨著人口數(shù)量增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，人們對(duì)礦業(yè)產(chǎn)品的需求量也不斷增加，隨著技術(shù)水平的提高，各種礦石的開(kāi)采量日益增大?！笆晃濉逼陂g，鐵礦石產(chǎn)量從增長(zhǎng)到、銅、鋁、鉛、鋅等10種有色金屬產(chǎn)量從16.35Mt增長(zhǎng)到31.527Mt。截至2010年底，全國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)量為11946。但我國(guó)礦物開(kāi)采還十分粗放，存在資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等現(xiàn)象。所以在礦業(yè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了一定的環(huán)境破壞?，F(xiàn)如今，人們?cè)谥匾暯?jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也將生態(tài)文明放在了重要的位置上。所以，要將先進(jìn)的采礦技術(shù)與環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)礦物合理高效的開(kāi)采，促進(jìn)礦業(yè)的發(fā)展。

2、國(guó)內(nèi)采礦技術(shù)分析

當(dāng)前礦物開(kāi)采主要有以下五種采礦技術(shù)，分別是空?qǐng)霾傻V技術(shù)、崩落采礦技術(shù)、充填采礦技術(shù)、溶浸采礦技術(shù)和巖體加固技術(shù)。以下是這五種采礦技術(shù)的宏觀操作方法。

2.1空?qǐng)霾傻V技術(shù)

技術(shù)的主要操作方法是，將礦塊分成礦房和礦柱再分次進(jìn)行回采，即開(kāi)采完礦房再開(kāi)采礦柱，開(kāi)采完礦房回采礦柱時(shí)利用敞空的方法進(jìn)行，為了保證礦房的穩(wěn)定，要充分利用圍巖的強(qiáng)度和礦柱的支撐能力，在礦房的礦物開(kāi)采完成之后要及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，為了改善回采礦柱時(shí)的采礦條件，用填充料將礦房填充之后利用相應(yīng)的工藝回采礦柱。

2.2崩落采礦技術(shù)

技術(shù)的主要操作方法是，用爆破作業(yè)法將圍巖崩落以達(dá)到控制地壓的目的，隨著采掘工作面不斷推進(jìn)，明確有計(jì)劃地崩落圍巖，并用填充物對(duì)采空區(qū)進(jìn)行回填，以實(shí)現(xiàn)控制和管理地壓的目的。

2.3充填采礦技術(shù)

技術(shù)的主要操作方法是，在回采工作面推進(jìn)過(guò)程中，利用充填料逐段對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，有些情況下為了維護(hù)采空區(qū)的穩(wěn)定，也可采用支護(hù)與充填相結(jié)合的方法進(jìn)行充填。充填采空區(qū)的主要目的是，利用成型的填充體來(lái)控制和管理地壓，從而減弱崩落圍巖導(dǎo)致的地表沉降現(xiàn)象，也為回采過(guò)程提供了更加安全的工作環(huán)境。

2.4溶浸采礦技術(shù)

技術(shù)的主要操作方法是，將礦物的物理特性和化學(xué)特性相結(jié)合，在所要開(kāi)采的礦物層中注入溶浸液體，利用化學(xué)反應(yīng)有針對(duì)性、選擇性地使礦石中的有用組分浸到溶浸液中，再?gòu)娜芙褐谢厥仗崛〕鲇杏贸煞帧＿@是目前較為先進(jìn)的采礦技術(shù)。

2.5巖體加固技術(shù)

技術(shù)的主要操作方法是，利用錨索加固更大范圍的巖體，錨桿支護(hù)一般可以加固巖體表層以下2-3m的范圍，而錨索可以深入到巖體表層以下10-20m甚至更多。頂板、大型硐室和溜井中的中等穩(wěn)定或不穩(wěn)定圍巖更加穩(wěn)定，使得空?qǐng)龇ê统涮罘ǜ佑行А?/p>

3、采礦技術(shù)的新進(jìn)展

隨著生態(tài)文明不斷受到人們的重視，礦產(chǎn)資源無(wú)廢開(kāi)采以及對(duì)開(kāi)采產(chǎn)生的自然災(zāi)害的控制將成為以后研究方向。在目前的礦產(chǎn)資源開(kāi)采中，煤炭方面的開(kāi)采中應(yīng)用的綠色工藝較多，如三下采煤與減沉技術(shù)、煤與煤層氣共采技術(shù)和保水開(kāi)采技術(shù)等。但從礦物開(kāi)采整體上看，一些開(kāi)采技術(shù)的研究與發(fā)展對(duì)以后的礦山綠色開(kāi)采仍具有重要意義。

3.1地下礦山采場(chǎng)穩(wěn)定及巖層控制技術(shù)

降低廢石產(chǎn)率、利用尾礦填充采空區(qū)的采礦技術(shù)，必須要在保證安全的前提下進(jìn)行。利用地壓檢測(cè)，數(shù)值模擬等高科技技術(shù)手段評(píng)估采區(qū)圍巖的穩(wěn)定性。另外，通過(guò)對(duì)巖石進(jìn)行試驗(yàn)和專(zhuān)家系統(tǒng)方法，也可以預(yù)測(cè)相關(guān)的采場(chǎng)圍巖的破壞形式，并結(jié)合具體情況，選擇頂板加固方式，研究廢石充填對(duì)充填體強(qiáng)度的影響。

3.2無(wú)廢石開(kāi)采技術(shù)

采過(guò)程中對(duì)廢石的爆破和搬運(yùn)都是不產(chǎn)生效益的，并且會(huì)造成資源和人員的浪費(fèi)。若將廢石搬到地表，則會(huì)導(dǎo)致環(huán)境的污染和地表的沉降。所以，對(duì)于開(kāi)采中產(chǎn)生的廢石應(yīng)予以關(guān)注。在保證安全的基礎(chǔ)上，優(yōu)化采切布置，盡量不把廢石運(yùn)出井口。合理布置開(kāi)采、運(yùn)輸、填充系統(tǒng)。

3.3地下礦山廢石和尾礦混合充填料充填技術(shù)

廢石不出坑的原則，進(jìn)行多次試驗(yàn)，以確定填充體中廢石的合理比例，并結(jié)合充填料中水的滲透試驗(yàn)結(jié)果，合理布置填充脫水結(jié)構(gòu)，這樣就可以大幅度縮短填充脫水時(shí)間。在設(shè)計(jì)礦山過(guò)程中，要合理研究尾礦和廢石混合充填料充填系統(tǒng)的研究，以便實(shí)現(xiàn)廢石不出坑的生產(chǎn)方式。

3.4地下礦山地表沉降塌陷災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)

系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)是現(xiàn)代地理信息技術(shù)的主體，在礦山生產(chǎn)中可以使用3S技術(shù)，對(duì)地表塌陷區(qū)的遙感影像進(jìn)行判斷，并結(jié)合地質(zhì)地貌數(shù)據(jù)的綜合分析，對(duì)地下采空區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、監(jiān)測(cè)、管理，并用系統(tǒng)分析和綜合分析的方法對(duì)礦區(qū)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行處理、分析、評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

4、采礦技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)上文的分析和敘述，將現(xiàn)代化的采礦技術(shù)運(yùn)用到礦山生產(chǎn)中可以產(chǎn)生巨大的效益，這并不只是經(jīng)濟(jì)效益，還有生態(tài)效益，在提高開(kāi)采質(zhì)量的同時(shí)，也貫徹了生態(tài)綠色和低碳環(huán)保的理念?，F(xiàn)如今，隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，促進(jìn)沿線國(guó)家加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)能源基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通合作，這就將我國(guó)的礦山企業(yè)推上了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。這對(duì)我國(guó)礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)利弊共存的。面對(duì)這樣的形勢(shì)，礦山企業(yè)粗放的發(fā)展模式已經(jīng)不能適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展需要。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)一定是經(jīng)濟(jì)與生態(tài)并重的，既要大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，也要維護(hù)好生態(tài)。所以，我國(guó)礦山企業(yè)應(yīng)結(jié)合礦山開(kāi)采的具體情況，在保證安全的基礎(chǔ)上，優(yōu)化選擇合理的采礦技術(shù)，盡量在礦山開(kāi)采中應(yīng)用環(huán)保的采礦技術(shù)，提升采礦工藝水平，在礦業(yè)生產(chǎn)中建設(shè)生態(tài)文明。