淺談關(guān)于礦山采掘中的技術(shù)應(yīng)用

艾 華

（云南冶金集團(tuán)盛鑫源礦業(yè)有限公司，云南 昆明 654199）

礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用是維護(hù)社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，也是國民建設(shè)急需的原材料之一，因此，如何提高礦產(chǎn)資源開采效率是礦山企業(yè)亟待解決的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化自動化技術(shù)逐步廣泛的應(yīng)用于各領(lǐng)域中，使得礦山開采設(shè)備得到了顯著的改進(jìn)，明顯提高了資源的開發(fā)利用效益[1]。本文以礦山采掘過程中常見的技術(shù)為研究對象，進(jìn)行較為全面的總結(jié)分析，為推動新技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供幫助。

1 礦山開采中常見問題分析

礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用一般是以井下開采為主，開采環(huán)境極為復(fù)雜，容易發(fā)生安全事故，如涌水、冒頂?shù)取１疚囊阅车V山為例，分析了井下開采過程中常見的問題。

（1）災(zāi)害事故發(fā)生率高。井下開采的環(huán)境極為復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，工作環(huán)境狹小，透氣性差，無法進(jìn)行自然光照，空氣僅靠通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行交換，且粉塵含量極高，惡劣的工作環(huán)境容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，尤其是國內(nèi)一部分礦山企業(yè)為了減少投入而盡可能的減少安全防護(hù)措施。此外，在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，常遇到火災(zāi)、突水、中毒、片幫冒頂?shù)葹?zāi)害，是人為因素和自然因素雙重作用的結(jié)果。因此，礦山井下開采過程中具有較高的安全事故發(fā)生率。

（2）開采過程中存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問題。資源利用率是決定礦山經(jīng)濟(jì)效益的一個重要指標(biāo)，如何提高礦產(chǎn)資源的綜合利用率和降低開采損失率是礦山企業(yè)急需面對的問題之一。雖然我國資源儲量大，品種多，但富礦大礦相對較少，中小型礦山分布廣，開發(fā)管理相不規(guī)范，受開采技術(shù)條件及市場價格等因素影響，導(dǎo)致開采過程中出現(xiàn)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象極為常見，降低了資源的綜合利用率，縮短了礦山服務(wù)年限，間接的增加了礦山企業(yè)的開發(fā)運(yùn)營成本。

（3）開采技術(shù)整體偏低的問題。雖然說我國的開采技術(shù)日新月異，取得了巨大的成果，但是井下開采環(huán)境極為復(fù)雜，國內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)尚不能完全滿足基本需求，采礦技術(shù)仍然無法順應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)市場的變化[2]。此外，由于我國中小型礦山規(guī)模數(shù)量龐大，受礦山資源儲量、開采條件、老舊生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜等因素影響，大多數(shù)民企礦山任使用陳舊的開采設(shè)備，先進(jìn)的自動化設(shè)備利用率較低，不僅降低了礦山資源開發(fā)利用效率，而且在工作中各類故障頻發(fā)，導(dǎo)致開采成本顯著增加。

綜上所述，由于礦產(chǎn)企業(yè)對開采技術(shù)的不重視或者為了“減少”成本投入而依舊使用舊的開采技術(shù)、裝備，導(dǎo)致資源開發(fā)成本顯著上升?；诖?，總結(jié)推廣先進(jìn)的礦山開采技術(shù)就顯得十分必要。

2 礦山常見開采技術(shù)

（1）采掘規(guī)劃技術(shù)。采掘前的規(guī)劃是提高資源開采效率的重要途徑之一，與傳統(tǒng)的采掘規(guī)劃技術(shù)相比而言，新興的采掘規(guī)劃技術(shù)不僅提高了技術(shù)的智能化程度，而且可以實(shí)現(xiàn)無人采礦的技術(shù)難點(diǎn)，逐漸實(shí)現(xiàn)了以自動化技術(shù)為主的控制技術(shù)。因此，在開采之前進(jìn)行采掘規(guī)劃，有助于后期采掘中無人采礦技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的搭配使用，可以顯著的提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率。特別是對于礦體規(guī)模大，礦山開采條件佳的大型礦山，采掘規(guī)劃技術(shù)的充分應(yīng)用顯得尤為重要。

（2）裝備自動控制技術(shù)。隨著自動化技術(shù)和智能化程度的不斷提高，采礦設(shè)備也以自動化技術(shù)為主，顯著的提升了采礦效益。

如在采礦卡車中安裝耦合脈沖激光校準(zhǔn)制導(dǎo)系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)，可以有效的防止采礦卡車的運(yùn)行路線發(fā)生偏離，一旦運(yùn)行軌跡出現(xiàn)偏差，相應(yīng)的警報系統(tǒng)就會觸動，進(jìn)而終止采礦車的運(yùn)行。隨著現(xiàn)代化自動控制技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高了開采設(shè)備的自動化程度，能夠及時的處理一些常見的易發(fā)生的開采故障。此外，通訊技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的傳遞，可以實(shí)現(xiàn)自動化控制井下鏟運(yùn)機(jī)工作和裝卸等工作，還可以通過自動化的監(jiān)控設(shè)備，提高井下開采全方位監(jiān)控，特別是空場采用遙控?zé)o人鑿巖、鏟裝作業(yè)等技術(shù)的推廣應(yīng)用，有效的降低了安全事故的發(fā)生率。

（3）裝備定位及導(dǎo)航控制技術(shù)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，無人采礦技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不再是設(shè)想，以自動化控制技術(shù)為核心的無人采礦技術(shù)結(jié)合自動導(dǎo)航技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無人開礦的目的。將激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到移動機(jī)器人中可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物位置的準(zhǔn)確定位，可以實(shí)現(xiàn)井下跟蹤和檢測障礙物的基本功能，能夠顯著的提高井下開礦設(shè)備的穩(wěn)定性和精確度。激光雷達(dá)技術(shù)與傳統(tǒng)的GPS技術(shù)相比，能夠適用于井下能見度低、空氣稀少、粉塵多的復(fù)雜環(huán)境，可以避免因衛(wèi)星信號接收不良而使得GPS定位效果差的局面。此外，將電磁引導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用到采礦設(shè)備中，可以提高采礦設(shè)備的靈敏度和精確度，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航控制和自動定位的目的，進(jìn)而顯著的提高設(shè)備的采礦效率。

（4）跟蹤采礦目標(biāo)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)井下無人開采的基礎(chǔ)是準(zhǔn)確的跟蹤開采目標(biāo)，即不僅要確保開采設(shè)備能夠精確的按照設(shè)定路線進(jìn)行開采，而且能夠?qū)崿F(xiàn)追蹤目標(biāo)的功能。現(xiàn)階段，無線射頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸的雙向通信，完全滿足井下開采中設(shè)備靜止、移動、跟蹤等目的的實(shí)現(xiàn)，因此將該技術(shù)應(yīng)用于采礦設(shè)備中，能夠提高設(shè)備的跟蹤能力，也可以實(shí)現(xiàn)井下無人采礦過程中精確定位的目的。該技術(shù)的應(yīng)用僅需通過地面控制中心的遠(yuǎn)程操控就可以實(shí)現(xiàn)，不僅提高了井下開采的準(zhǔn)確度，而且減少了安全事故發(fā)生率。

（5）運(yùn)動控制技術(shù)。井下采礦過程中機(jī)械設(shè)備是處于不斷的運(yùn)動狀態(tài)中，因此，如何加強(qiáng)運(yùn)動中的機(jī)械設(shè)備控制是亟待解決的問題之一。機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動控制中心為執(zhí)行器，是由若干移動部件組合而成，將激光掃描測距儀糅合至執(zhí)行器中，可以有效的控制開采設(shè)備的運(yùn)動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)開礦設(shè)備的自動識別等，可以實(shí)現(xiàn)對巖石等精確挖掘的目的，進(jìn)而提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)效率。

3 結(jié)語

綜上所述，在礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用過程中，井下開采是主要的采掘方式，而井下復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境嚴(yán)重的限制了開采效率。面對資源需求量日益龐大的基本局面，如何提高資源開采效率是影響資源開發(fā)的主要因素?；诖耍疚囊阅车V山開采為例，講述了在礦山開采過程中常見的采掘技術(shù)。本文從采掘規(guī)劃、裝備自動控制、裝備定位及導(dǎo)航控制、跟蹤采礦目標(biāo)和運(yùn)動控制技術(shù)5個方面分析了常見的采掘技術(shù)，為推動上述技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供幫助。