當(dāng)代采礦技術(shù)發(fā)展趨勢及未來采礦技術(shù)的探討

中國神華神東煤炭集團(tuán)烏蘭木倫煤礦 內(nèi)蒙鄂爾多斯 017000

摘要：礦產(chǎn)資源作為人類生活最重要的能源之一，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的同時(shí)，人民對礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大，然而全球的不可再生資源供給壓力也是越來越大。面對礦產(chǎn)資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，需要提高采礦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采礦技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與高效化，以提高礦產(chǎn)資源的采出率。本文主要對當(dāng)前采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，并對未來的采礦技術(shù)作出展望。

關(guān)鍵詞：采礦技術(shù)；發(fā)展趨勢；礦產(chǎn)資源；露天采礦；地下采礦

前言

世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們的生活都離不開礦產(chǎn)資源，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，世界上仍然有93%的能源來自礦產(chǎn)資源，但是隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)一步發(fā)展，第三發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)的增長對礦產(chǎn)資源的需求量增加，加重了礦產(chǎn)資源的供求壓力，為了緩解礦產(chǎn)資源的供求矛盾，各國采礦不斷向深部發(fā)展，采礦的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，各種采礦技術(shù)也得到了提高，但是為了提高礦產(chǎn)資源的采出率，采礦技術(shù)仍需要進(jìn)一步提高。

一、當(dāng)代采礦技術(shù)發(fā)展趨勢

1、露天采礦設(shè)備

（1）露天采礦設(shè)備向著大型化發(fā)展，大型化的露天采礦設(shè)備有利于資源的集中開采，從而降低資源的開采成本，提高礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)實(shí)踐證明，露天采礦設(shè)備大型化發(fā)展，能夠提高礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出量，因?yàn)榇笮偷穆短觳傻V設(shè)備裝載容量增加。

（2）露天采礦液態(tài)設(shè)備將得到廣泛運(yùn)用。采礦設(shè)備中鉆孔設(shè)備、破巖設(shè)備以及鏟裝設(shè)備將會(huì)向著液態(tài)化方向發(fā)展，現(xiàn)階段，國外露天采礦液態(tài)設(shè)備的使用率較高，其中液態(tài)挖掘機(jī)的使用率達(dá)到25%左右，液壓電鏟的使用率接近50%，可見隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，露天采礦液態(tài)設(shè)備將會(huì)得到更為廣泛的運(yùn)用，我國也將逐漸引進(jìn)與使用液態(tài)的露天采礦設(shè)備。

（3）露天采礦運(yùn)輸設(shè)備朝著連續(xù)化方向發(fā)展，連續(xù)化的運(yùn)輸設(shè)備在提高運(yùn)輸效率方面具有重要作用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)現(xiàn)實(shí)資料顯示，露天采礦運(yùn)輸設(shè)備連續(xù)化發(fā)展將是采礦技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，汽車整體提升系統(tǒng)將會(huì)在各種露天采礦工藝中得到運(yùn)用與發(fā)展。

2、地下采礦設(shè)備

（1）地下采礦無軌裝備向著大型化、微型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，目前，最大的電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)載重量達(dá)25t，最大的井下載重汽車載重量達(dá)80t。在設(shè)備自動(dòng)化方面，遙控鏟運(yùn)機(jī)已應(yīng)用于采礦生產(chǎn)，為處理小空間和危險(xiǎn)部位開采而研制的微型鏟運(yùn)機(jī)最小斗容僅0.38m3。今后井下設(shè)備將向著無人駕駛、機(jī)器人作業(yè)的方向發(fā)展。

（2）近年來，在鑿巖和爆破領(lǐng)域最主要的進(jìn)步是提高了鑿巖速度和鑿巖的精確度。實(shí)現(xiàn)全液壓化是鑿巖設(shè)備的發(fā)展趨勢。鑿巖設(shè)備還將持續(xù)向自動(dòng)化和遙控方向發(fā)展。使用自動(dòng)化遙控設(shè)備除可以提高鑿巖效率外，由于炮孔鑿巖精確度的提高，爆破破碎質(zhì)量也大為提高，同時(shí)也顯著地提高了鑿巖作業(yè)的安全。

（3）裝備配套，機(jī)械化程度高；地下采礦裝備從鑿巖、裝藥到裝運(yùn)全程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化配套作業(yè)，各種類型的液壓鉆車、液壓鑿巖機(jī)、柴油或電動(dòng)及遙控鏟運(yùn)機(jī)將得到普遍運(yùn)用。隨著智能化采礦技術(shù)的突破和興起，遙控采礦設(shè)備將是今后采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢和技術(shù)研究方向。

二、采礦工藝

1、露天采礦工藝

在礦山的開采過程中，露天采礦是其中主要的開采方式，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去的幾年中，露天開采的礦石產(chǎn)量差不多是地下開采的礦石產(chǎn)量的6倍，露天礦石的開采量大概是85%，而地下礦石開采量大約為15%，出現(xiàn)這種情況主要是由于地下礦石開采技術(shù)有限，而露天礦石技術(shù)水平較高，但是也由于過去過度地開采露天礦石，導(dǎo)致現(xiàn)在和未來露天的淺部礦石資源可供開采量十分有限，需要提高礦石開采技術(shù)，開采更多的深部礦產(chǎn)資源，深部資源勘探技術(shù)將會(huì)得到較快的發(fā)展。露天采礦工藝也將向綜合化方向發(fā)展。

2、地下采礦工藝

目前，各國地下礦產(chǎn)資源的開采量比較小，主要是由于各國過去礦產(chǎn)資源的開采上都集中在露天開采中，地下的礦產(chǎn)資源數(shù)量仍然較多，在西方國家，大大小小的地下礦山超過350座，雖然其中小型礦山居多，但是礦山中可供開采的礦產(chǎn)資源較多，而且開采效率高，主要是因?yàn)槲鞣桨l(fā)達(dá)國家在許多地下礦山資源開采中，都配備了自動(dòng)化水平較高、裝備較為精良的設(shè)備，可見為了提高地下礦產(chǎn)資源的開采率，不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的地下采礦工藝是地下采礦工藝發(fā)展的方向。例如，對傳統(tǒng)地下采礦工藝中的充填采礦技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，研究新的充填工藝與填充材料，改善和擴(kuò)大自然崩落法技術(shù)，研究開發(fā)出特定礦體改進(jìn)采礦技術(shù)。

3、露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)和露天聯(lián)合地下開采技術(shù)

由于過去各國主要集中于開采露天的礦產(chǎn)資源，導(dǎo)致露天的礦產(chǎn)資源開采逐漸結(jié)束，不得不轉(zhuǎn)入地下礦產(chǎn)資源的開采或者露天聯(lián)合地下共同開采，露天轉(zhuǎn)地下礦產(chǎn)開采技術(shù)需要對現(xiàn)有的露天采礦工藝與地下采礦工藝進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)還需要研發(fā)出新的開采技術(shù)，因此，在未來，露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)和露天聯(lián)合地下開采技術(shù)將是采礦技術(shù)研究的重要問題。

4、溶浸采礦技術(shù)

現(xiàn)階段，各國溶浸采礦技術(shù)的基礎(chǔ)還比較薄弱，但是溶浸采礦技術(shù)在回收復(fù)雜低品位礦石，回收提取現(xiàn)堆存廢石中的有用資源以及提出尾礦中的礦物中具有一定的優(yōu)勢，隨著礦產(chǎn)資源供求的矛盾的加大以及環(huán)境保護(hù)的進(jìn)一步發(fā)展，溶浸采礦技術(shù)也將得到進(jìn)一步發(fā)展，而且溶浸采礦工藝在礦產(chǎn)資源的開采中將會(huì)占據(jù)越來越重要的地位。

三、未來的采礦技術(shù)

金屬生產(chǎn)在現(xiàn)在工業(yè)是一個(gè)必不缺少的環(huán)節(jié)，而采礦是金屬生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此采礦技術(shù)方法的發(fā)明應(yīng)用就顯得格外重要了。采礦技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用要遵循高效、高回采率、高產(chǎn)量和保證安全的原則，同時(shí)采礦技術(shù)的應(yīng)用會(huì)受到資源所處的環(huán)境、當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臋C(jī)械設(shè)備和施工工藝技術(shù)的影響和限制。綜合這些考慮我國國內(nèi)的開采技術(shù)還是存在開采浪費(fèi)嚴(yán)重、環(huán)境污染和礦難頻發(fā)的一系列的問題。特別是我國大量存在中小型的金屬礦企業(yè)更應(yīng)該注意開采技術(shù)的改進(jìn)和開發(fā)，只有這樣才能減少更多的悲劇的發(fā)生，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。只有如此才能利國利民。筆者對我國的開采技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了總結(jié)，主要在以下幾個(gè)方面：

1、現(xiàn)在的開采技術(shù)有向著高效集約型的技術(shù)的方向發(fā)展。金屬的開采是在地下進(jìn)行作業(yè)的，因此以前的要求就是對整個(gè)開采過程包括挖掘、通風(fēng)和排水都是要分節(jié)進(jìn)行的，這就影響了作業(yè)的效率，也增加了作業(yè)的危險(xiǎn)，但是隨著開采技術(shù)的開發(fā)和高效的大型機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，金屬的開采必然朝著高效的方向發(fā)展，這樣不僅會(huì)減少人員而且還能提高作業(yè)效率，增強(qiáng)生產(chǎn)的安全性，這樣就達(dá)到了事半功倍的效果。我們也要使我們的管理系統(tǒng)高效集約化，實(shí)現(xiàn)金屬企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最優(yōu)化發(fā)展。

2、開采方法的改進(jìn)和合理選擇是開采技術(shù)的一個(gè)發(fā)趨勢。在地下金屬開采的過程中我們應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和地質(zhì)條件，按照安全、高效和可持續(xù)的原則選擇適當(dāng)?shù)拈_采方法，盡量減少環(huán)境污染、最大限度的開采金屬礦。因此開發(fā)方法的選擇和開發(fā)是促進(jìn)金屬礦開采發(fā)展的基本條件，因此這必然成為科學(xué)工作者的研究的重點(diǎn)也必然成為金屬開采的發(fā)展趨勢。

3、因?yàn)榭沙掷m(xù)發(fā)展成為了國家戰(zhàn)略，因此對環(huán)保開采技術(shù)的開發(fā)利用必然成為今后我國金屬開采技術(shù)的發(fā)展方向。在金屬事業(yè)創(chuàng)造的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)化的同時(shí)，這個(gè)行業(yè)也帶來了巨大的環(huán)境問題例如凹坑、空氣污染、金屬礦不充分開發(fā)導(dǎo)致的資源浪費(fèi)等一些列問題都和現(xiàn)在對和諧社會(huì)的要求產(chǎn)生了沖突，因此我們應(yīng)該利用現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，針對現(xiàn)有的環(huán)境問題和工藝，正確處理好金屬開采的實(shí)際需求和安全、經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。最好的促進(jìn)我國金屬開采的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語

為滿足社會(huì)發(fā)展的需求，緩解礦產(chǎn)資源的供求矛盾，我們必須不斷的提高礦產(chǎn)資源的開采技術(shù)，進(jìn)而提高礦產(chǎn)產(chǎn)量未來需要從改善開采設(shè)備、提高各種采礦工藝、研發(fā)新的開采技術(shù)等方面提高采礦技術(shù)，使采礦技術(shù)滿足難度不斷增大的礦產(chǎn)資源區(qū)域的開采工作，同時(shí)還要滿足礦產(chǎn)資源的開采與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。

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