金屬礦山采礦技術(shù)與工藝的發(fā)展分析

韓青松

（喀左鑫興礦業(yè)有限公司，遼寧 朝陽(yáng) 122300）

金屬礦產(chǎn)資源是現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的基本能源之一，現(xiàn)階段我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源主要來(lái)源于地下開(kāi)采的金屬礦山。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于金屬礦的資源需求在不斷的增大加大，加大礦山的開(kāi)采力度，不斷完善開(kāi)采技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)階段金屬礦山開(kāi)采的關(guān)鍵所在。隨著我國(guó)金屬礦山資源的礦產(chǎn)少、情況多，存在開(kāi)采難度大、效率低、回收率不佳等相應(yīng)的問(wèn)題，如何提高金屬采礦技術(shù)和工藝回收技術(shù)是保證我國(guó)金屬資源有效利用的關(guān)鍵所在。本文的研究結(jié)合當(dāng)前金屬礦山采礦技術(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合具體的工藝發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行有效探討。

1 金屬礦山的開(kāi)采方法

當(dāng)前金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中針對(duì)不同條件，使用不同的方式，不僅能夠提高開(kāi)采效率，還能保障安全效率。金屬的開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致資源質(zhì)量下降，資源枯竭，采礦技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中不同的采礦技術(shù)的運(yùn)用是需要結(jié)合具體地質(zhì)情況來(lái)進(jìn)行的，有效利用采礦技術(shù)，能夠提高采礦效率，減少安全事故的發(fā)生，并在一定程度上幫助采礦企業(yè)更好的提升自身的經(jīng)濟(jì)效益。從現(xiàn)階段來(lái)看，對(duì)我國(guó)礦上開(kāi)采的具體方式包括以下幾種[1]。

1.1 空?qǐng)霾傻V法

當(dāng)前我國(guó)金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中采用時(shí)間性較長(zhǎng)的方式，包括空?qǐng)霾傻V法，具體實(shí)踐情況分析來(lái)看?？?qǐng)霾傻V法這種方法有兩種方式，第一種是大直徑深孔采礦法，該方法應(yīng)用過(guò)程中，可以將露天采礦所運(yùn)用的臺(tái)階崩礦技術(shù)運(yùn)用到地下采礦過(guò)程中，能夠使采礦的局部范圍內(nèi)做到切割槽之后，以切割槽作為自由面和補(bǔ)償空間，采用大直徑深孔裝藥全階段的分礦，將分落的礦石由采場(chǎng)的下部進(jìn)行運(yùn)輸采礦工作，并可以完成這種方法的運(yùn)用，在一定程度上能夠有效提升采礦的高效性。第二種是地下金屬礦山的連續(xù)開(kāi)采，這種方式主要是將礦房的連續(xù)回采和礦體的連續(xù)開(kāi)采作為一個(gè)形成過(guò)程，明確具體的開(kāi)采要求，礦石的運(yùn)送及工藝呈現(xiàn)出連續(xù)化方式。從實(shí)際的效果分析來(lái)看，礦山的連續(xù)和開(kāi)采能夠有效提高開(kāi)采效率，但在實(shí)際過(guò)程中需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，這樣才能為連續(xù)化開(kāi)采礦石做好保障?？偠灾?qǐng)霾傻V法的效果突出，并且在現(xiàn)階段的金屬礦山的利用率不斷提高。例如九仗溝金礦床破碎，穩(wěn)固性差。運(yùn)用分段空?qǐng)霾傻V法進(jìn)行礦床開(kāi)采，能夠保證作業(yè)人員的安全，而且分層落礦，可以有效的進(jìn)行探采結(jié)臺(tái)作業(yè)，并為礦山的開(kāi)采提供保障。

1.2 崩落采礦法

目前我國(guó)金屬礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，利用的較常見(jiàn)的方式就是崩落采礦法，具體運(yùn)用過(guò)程中有有無(wú)底柱分段崩落法和自然崩落法的區(qū)別區(qū)別，其中無(wú)底柱分段崩落法分析來(lái)看，上世紀(jì)60年代引入到瑞士，后傳入在我國(guó)，并在金屬開(kāi)采過(guò)程中取得了相應(yīng)的進(jìn)展。崩落采礦法方法運(yùn)用過(guò)程中，需要對(duì)采礦的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，但該項(xiàng)工作也出現(xiàn)了諸多應(yīng)用問(wèn)題。而自然崩落法是另一種崩落采礦法，能夠通過(guò)利用巖石的自然應(yīng)力進(jìn)行落礦方式，該種方式在具體利用過(guò)程中不僅生產(chǎn)能力較大，而且采礦成本較低。所以針對(duì)礦體厚大、礦化均勻且易于崩落的低品位礦床開(kāi)采中開(kāi)采具有極大的價(jià)值?？偟膩?lái)說(shuō)，無(wú)論是無(wú)底柱分段崩落法還是自然崩落法，在實(shí)際礦產(chǎn)中能夠得到有效利用，無(wú)論是技術(shù)和價(jià)值發(fā)揮對(duì)于采礦效率都能夠提供相應(yīng)的幫助。

1.3 充填采礦法

充填采礦是我國(guó)金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中利用較為廣泛的一種采礦技術(shù)。現(xiàn)階段我國(guó)先后運(yùn)用了干式、分級(jí)尾砂膠結(jié)、全尾砂膠結(jié)、碎石水泥漿膠結(jié)等新工藝和新技術(shù)進(jìn)行采礦開(kāi)采。隨著我國(guó)礦山開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)的累積，技術(shù)資料的不斷豐富，對(duì)技術(shù)的深入研究也取得了不斷的進(jìn)展。充填采礦法具體利用過(guò)程中，我國(guó)成功試驗(yàn)了充填采礦法的應(yīng)用工藝，最具有代表性的便是高水全尾砂速凝固化膠結(jié)充填新工藝和高濃度全尾砂自流輸送及泵壓輸送充填新工藝。這些新工藝能夠使我國(guó)充填采礦法的利用有效提升，極大提高了礦產(chǎn)利用效率，提升了開(kāi)采的安全性[2]。

1.4 原地溶浸采礦法

當(dāng)前金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中，原地溶浸采礦法是較為突出的方式，該方法運(yùn)用過(guò)程中可以將采礦選礦冶煉進(jìn)行綜合，從而可以直接從地下進(jìn)行金屬的提取。從現(xiàn)階段實(shí)踐分析來(lái)看，銅、金等相應(yīng)的金屬礦床，可以直接利用此方法進(jìn)行金屬的提取。該方法應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)⒌V石從地下取出，而不用產(chǎn)生尾砂以及廢石，具有一定的環(huán)保功效。運(yùn)用此方法省去將礦石提出地面的過(guò)程，使得整個(gè)采礦周期較短、投入性更少、經(jīng)濟(jì)效益更加突出。該方式的運(yùn)用能夠在常規(guī)方法運(yùn)用過(guò)程中，針對(duì)不能開(kāi)采的礦場(chǎng)進(jìn)行有效利用，在一定程度上實(shí)用性較強(qiáng)。

1.5 巖石加固技術(shù)

金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中，由于受到條件、機(jī)械、人工等一系列因素的限制。礦區(qū)的巖層還很容易存在不穩(wěn)定性，往往會(huì)通過(guò)巖石加固方式。使用錨索和其他工具來(lái)進(jìn)行采礦區(qū)域頂板圍巖斜槽的加固，以便確保實(shí)際采礦工作的安全性，一般來(lái)說(shuō)具體的采礦工作是需要將巖石加固技術(shù)和露天采礦技術(shù)相結(jié)合來(lái)進(jìn)行。

2 金屬礦山采礦工藝的發(fā)展方向

2.1 專業(yè)化和機(jī)械化的采礦

金屬礦山的具體采礦時(shí)間情形來(lái)看，隨著我國(guó)礦山工藝的不斷發(fā)展，針對(duì)礦塊的切割、拆開(kāi)、回采等不斷朝向?qū)I(yè)化和機(jī)械化的方向發(fā)展。尤其是對(duì)于部分采礦作業(yè)空間有限的情況下，針對(duì)地下空間較為復(fù)雜，這就很容易導(dǎo)致開(kāi)采效率不高、安全性難以得到保證，對(duì)開(kāi)采工作提出了新的要求。針對(duì)此問(wèn)題，為提升礦山開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)采工作的有效性，通過(guò)專業(yè)化和機(jī)械化的建設(shè)能夠構(gòu)建專業(yè)的技術(shù)體系，做好大型機(jī)械設(shè)備和器械的研究設(shè)計(jì)，能為大型開(kāi)采礦，提供有效的設(shè)備支持。

圖1 分段空?qǐng)霾傻V法

2.2 技術(shù)化和環(huán)?；傻V

現(xiàn)階段地下金屬礦的另一個(gè)技術(shù)就是技術(shù)化和環(huán)?；陌l(fā)展。技術(shù)化是利用技術(shù)能夠有效提升現(xiàn)代采礦的技術(shù)水平，可以不斷提高采礦的標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)化和規(guī)范化的范圍，保障實(shí)際采礦的安全性。環(huán)?；牟傻V主要是重視采礦的經(jīng)濟(jì)效益，能夠使采礦的環(huán)境問(wèn)題得到解決，現(xiàn)階段技術(shù)化符合當(dāng)前采礦的實(shí)際需求，尤其是針對(duì)大型的礦場(chǎng)，通過(guò)自動(dòng)化和智能化體系的建設(shè)，能夠使金屬采礦工作不斷構(gòu)建出智能化數(shù)字系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字化的控制提高金屬礦石場(chǎng)采礦的效率。隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)于環(huán)保工作提出了新的要求，在技術(shù)化運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，為了切合我國(guó)綠色發(fā)展的主題，在金屬采礦過(guò)程中十分注重技術(shù)化和環(huán)?；牟傻V工作，并不斷的提高現(xiàn)在采礦的實(shí)際水平，以便保證實(shí)現(xiàn)采礦的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化作業(yè)。

3 金屬礦山技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

3.1 數(shù)字礦業(yè)化

隨著現(xiàn)階段礦山開(kāi)采資源日益豐富，積極利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)金屬礦產(chǎn)開(kāi)采方式和技術(shù)的提升，能夠有效提升礦產(chǎn)開(kāi)采的效率和安全性，并不斷總結(jié)當(dāng)前金屬礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)。從現(xiàn)階段來(lái)看金屬礦山發(fā)展有一個(gè)顯著的趨勢(shì)就是數(shù)字化，數(shù)字化是未來(lái)發(fā)展的主流，數(shù)字化的礦業(yè)能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的信息化，可以結(jié)合空間信息為基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)礦山的信息體系進(jìn)行構(gòu)建，這樣能夠促使整個(gè)礦山的開(kāi)采得到數(shù)字化和信息化的支持，從一定程度上來(lái)說(shuō)數(shù)字礦業(yè)的發(fā)展能夠幫助礦采礦工作，建立起完善的數(shù)字化信息體系。結(jié)合礦山實(shí)際的信息技術(shù)探測(cè)采礦技術(shù)利用，并明確具體礦石運(yùn)輸指導(dǎo)通，過(guò)數(shù)字化控制能夠加強(qiáng)對(duì)于采礦工作的安全性管理。

3.2 開(kāi)采的智能化和自動(dòng)化

從目前金屬礦山整體的開(kāi)采技術(shù)來(lái)看，無(wú)廢物采礦是現(xiàn)階段采礦工作開(kāi)展的新的要求。目前我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中由于環(huán)境調(diào)查運(yùn)輸條件有限，支持實(shí)際開(kāi)采時(shí)存在諸多問(wèn)題。想要解決此類問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)采智能化和自動(dòng)化處理可以得到有效解決。目前針對(duì)金屬礦來(lái)說(shuō)無(wú)人采礦技術(shù)就是一種技術(shù)，它已經(jīng)被運(yùn)用大部分選礦之中，通過(guò)半自動(dòng)和輔助操作，能夠在露天和地下采礦設(shè)施過(guò)程中，通過(guò)無(wú)人駕駛技術(shù)如鉆頭位置、鉆頭速、，壓力孔深控制等方式對(duì)采礦場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)際的挖掘控制。在GPS無(wú)線通信和激光技術(shù)的應(yīng)用下，能夠有效保證露天礦的測(cè)量和鉆孔操作的有序進(jìn)行。

3.3 監(jiān)控自動(dòng)化和遙控

監(jiān)控自動(dòng)化遙控實(shí)際上就是在金屬采礦開(kāi)采過(guò)程中，結(jié)合具體的開(kāi)采實(shí)際情況，為了提升開(kāi)采效率所進(jìn)行的相應(yīng)工作。例如在開(kāi)采區(qū)域內(nèi)做好各類型的監(jiān)測(cè)儀器和探測(cè)儀器，包括溫度探測(cè)設(shè)施，能夠結(jié)合具體金屬礦山的情況，地質(zhì)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，按照相應(yīng)設(shè)施儀器進(jìn)行記錄。這些設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞到中央數(shù)據(jù)控制中心，建立起詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)資料能夠有效判斷具體礦產(chǎn)開(kāi)采的情況，根據(jù)具體情況作出采礦指導(dǎo)，在一定程度上能夠提升采礦效果?，F(xiàn)階段隨著采礦工作和采礦技術(shù)的日益先進(jìn)，目前采礦工作開(kāi)展環(huán)節(jié)，針對(duì)實(shí)際采礦效率和質(zhì)量的提升，可以通過(guò)采礦過(guò)程中監(jiān)控自動(dòng)化和遙控設(shè)備勘查整個(gè)開(kāi)采環(huán)境，并根據(jù)實(shí)際情況做好工作的檢查和指導(dǎo)工作，例如部分礦山開(kāi)采、地下監(jiān)測(cè)控制設(shè)施，能夠?qū)⒕虏傻V監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，礦山原始數(shù)據(jù)作為信息源，建立起地下礦山災(zāi)害管理的詳細(xì)系統(tǒng)分析。能夠結(jié)合地質(zhì)情況、地理環(huán)境進(jìn)行分析，依據(jù)信息的動(dòng)態(tài)反饋和進(jìn)一步的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)于采礦工作的有序進(jìn)行。又比如說(shuō)通過(guò)無(wú)人駕駛技術(shù)能夠在露天和地下采礦設(shè)施過(guò)程中，進(jìn)入GPS的無(wú)線通信系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)，對(duì)漏天礦進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和鉆孔操作，進(jìn)一步能夠提升采礦工作的安全性和有序性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文的研究從當(dāng)前地下金屬礦山的開(kāi)采方式進(jìn)行解析，結(jié)合多種采礦方式進(jìn)行了梳理，明確了金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中采礦的具體方式，并不斷探討了當(dāng)前金屬礦山技術(shù)的研究方向，通過(guò)多樣化的采礦方式，能夠有效促進(jìn)金屬礦產(chǎn)開(kāi)采工作的有序進(jìn)行。并且本文在研究過(guò)程中結(jié)合當(dāng)前金屬礦山技術(shù)的開(kāi)采發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行梳理和探討，以便能夠不斷提升金屬礦山開(kāi)采的方法和技術(shù)，提高礦山開(kāi)采的效率和安全性。