地下金屬礦山采礦技術(shù)進(jìn)展及研究方向

王梓銘

（新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

礦產(chǎn)資源是一個國家的經(jīng)濟(jì)命脈，更是維持一個國家生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。如果一個國家擁有豐富的礦產(chǎn)資源，那么這個國家就擁有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。因此對于我國來說，開采和發(fā)現(xiàn)地下金屬礦產(chǎn)資源都是非常重要的任務(wù)。在開采地下礦產(chǎn)資源的前提下，相關(guān)的技術(shù)和方法也是首要關(guān)鍵，研究開采技術(shù)方面的問題也是要考慮的重要因素。開采技術(shù)的方法需要更加專業(yè)化，這樣即能夠保障開采出來的礦產(chǎn)資源不被浪費(fèi)，又能夠使開采產(chǎn)量和質(zhì)量都得到提高，并且能夠保障開礦人員的安全，保證工作效率。

1 地下采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢

由于科技的發(fā)展，高技術(shù)人才的培養(yǎng)。我國對于地下采礦的技術(shù)也有了更高的突破和發(fā)展。我國采取先進(jìn)的技術(shù)設(shè)施和開采方式。例如：房柱采礦法、淺孔房柱采礦法、淺孔留礦法，運(yùn)用這些方法有效提高了開礦的效率并且降低了開礦的危險度。

1.1 采礦法的流程及方法

房柱采礦法是主要是應(yīng)用在開采難度比較大，曠體比較傾斜，土質(zhì)比較疏松的礦源開采地。先開采礦房，將整體輪廓開采出來后，選擇恰當(dāng)并且土質(zhì)情況不穩(wěn)定的地方采用支柱支撐的方法支撐在需要支撐的地方。就如同蓋房所用的房梁的原理相同。用支柱支撐著比較薄弱的地方，防止坍塌造成不必要的人員傷亡或者是造成資源的浪費(fèi)。并且這些支柱是不會被撤掉的，是一直會持續(xù)支撐下去的。直到所有的礦產(chǎn)資源被采完為止。所以這些支柱需要非常牢固和堅硬的，因?yàn)樗鼈冊谡麄€開采過程中起到非常重要的作用。采用房柱采礦法，是一種非常安全的采礦方法；并且這種方法適用于大多數(shù)的采礦區(qū)域。它的運(yùn)用比較普遍。而且這種采礦方法比較受采礦者的歡迎。再者就是淺孔房柱采礦法，這種方法操作流程比較繁雜，方法比較復(fù)雜。并且其采礦的技藝要求的非常高。這是相對于礦產(chǎn)資源分布比較不均勻的條件下所適用的。礦產(chǎn)資源分布比較稀疏情況下可以采用淺孔房柱采礦法。是在不同區(qū)域打孔然后將支柱填入孔中進(jìn)行采礦的方法。這種采礦方法只適用于比較奇特的礦產(chǎn)資源。因此它的運(yùn)用是不普遍的。最后一種就是淺孔留礦法，這種方法是開采一個比較大的原料開采坑，然后工人在開采坑中作業(yè)，一層一層的開始開采地下所暴露表面的資源。并可以進(jìn)行過濾工程，后面的工人可以繼續(xù)開挖前面工人所留下的礦料。因此這種開采方法是非常細(xì)致的。并且這種開采方法不會浪費(fèi)太多的資源，是通過反復(fù)回采的方法反復(fù)進(jìn)行作業(yè)。

1.2 地下礦產(chǎn)資源的開采趨勢

由于現(xiàn)在對礦產(chǎn)資源的需求量極大，所以尋求礦產(chǎn)資源和開發(fā)礦產(chǎn)資源都是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。隨著探索到的礦產(chǎn)資源和發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源所出現(xiàn)的礦產(chǎn)資源類型也應(yīng)有盡有。所以根據(jù)不同種類不同類型的礦產(chǎn)資源也要研究出不同類型的開發(fā)方式。因?yàn)檫m用于這種礦產(chǎn)資源的開發(fā)方式就不一定能夠適用于其他礦產(chǎn)資源的開發(fā)方式。所以這就要求開發(fā)礦產(chǎn)資源的工作人員做出更加努力的工作要求。因?yàn)榈V產(chǎn)資源是保持一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全保障，并且國家政策的相關(guān)要求規(guī)定對于礦產(chǎn)資源要適量的開采不能無節(jié)制的開采。要根據(jù)適應(yīng)需求進(jìn)行開采 并且需要進(jìn)行回礦填充。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的開采礦并不是單純的依靠人力來進(jìn)行開礦?，F(xiàn)在的礦產(chǎn)資源開發(fā)也可以運(yùn)用計算機(jī)電腦來進(jìn)行測量和運(yùn)算，這樣運(yùn)算測量出來的結(jié)果是非常精確的。在沒有開采一個礦源之前，我們就可以清楚的了解到這個礦源中所蘊(yùn)含的礦產(chǎn)資源。并根據(jù)礦產(chǎn)量多少來進(jìn)行開采。這樣我們所消耗的人力、物力和財力都可以降到最低。所以說運(yùn)用計算機(jī)電腦來測量礦內(nèi)的礦產(chǎn)資源是一種非常便捷又迅速的手段。這種運(yùn)用計算機(jī)和電腦來測量礦產(chǎn)資源的方式也叫做數(shù)字礦山。所以說在將來開采礦產(chǎn)資源的市場上數(shù)字礦山的應(yīng)用量是非常巨大的。而且數(shù)字礦山對于我們來說也是非常重要的。這種礦產(chǎn)資源的開發(fā)手段也受到非常多的科研人員的關(guān)注。根據(jù)現(xiàn)狀的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地下開采礦的技術(shù)發(fā)展會變得越來越好。開采方式也會越來越多。并且科研人員會根據(jù)礦產(chǎn)的類型，研究出更多的開礦方式。這樣我們的礦產(chǎn)資源才會越來越豐富，我國國家的保障才會得到加強(qiáng)。

2 地下采礦的重要組成部分

2.1 地下礦床組成部分及因素

地下采取礦產(chǎn)資源其礦床是非常重要的一個因素。礦床是由地球內(nèi)部及表面的地表擠壓所形成的，它其中包含著豐富的礦產(chǎn)資源，因此稱它為礦床。礦是位于地表以下的一般不會裸露在地面，并且周圍由巖石包圍形成的。礦床是由礦體和圍巖組成的，礦體是構(gòu)成礦床的一個重要因素，一個礦體可以組成一個礦床或者多個礦體也可以組成一個礦床。礦床是主題，礦體是副題；然而其余多余的巖石就稱為圍巖。

2.2 地下圍巖的價值及作用

圍巖的石頭是沒有任何經(jīng)濟(jì)價值的，它不像礦床里的礦產(chǎn)資源一樣。圍巖可以稱為保護(hù)層，因?yàn)閲鷰r的存在可以防止外來侵蝕物對礦物質(zhì)的破壞，能夠保存礦物質(zhì)的原有質(zhì)體。所以圍巖是非常重要的，就如同我們的皮膚一樣，起到保護(hù)層的作用。但是礦體和圍巖兩者中間有明顯的分界線，兩者還是有區(qū)別的。如果礦體和圍巖中間的分界線不明顯的話，那么圍巖的一部分也可以稱為礦體。并且礦體和圍巖在不同的地質(zhì)條件下所形成的礦床是不同的。

圖1 開采礦源流程圖

3 地下采礦技術(shù)的研究方向

雖然地下開采礦產(chǎn)資源可以給我們帶來極大的經(jīng)濟(jì)資源和安全保障。可以提高我國的經(jīng)濟(jì)效益，這一方面是經(jīng)濟(jì)上面的。但是萬物都有利弊，有好的一面當(dāng)然就有壞的一面。我們開采礦產(chǎn)資源分別有地下開采、露天開采、和地下露天開采三者相結(jié)合開采方式。然而這三種開采方式都分別存在著極大的危害。

3.1 不同礦型的開采方式及危害

地下開采法：地下開采如果不采用回填或填充的方式，那么就會造成地塌或地陷的情況。試想一下把地下掏空，那么地面就會往下陷，這是非?？膳碌模短扉_采法：露天開采的方式是開挖一個大坑，將里面的礦產(chǎn)從坑內(nèi)挖掘出來，露天開采是因?yàn)榈V產(chǎn)資源接近地表面，這樣開采方式雖然比較便捷，但是其危害方式極大。露天開采的過程是穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸和排巖。穿孔質(zhì)量的好壞會直接影響到礦產(chǎn)開采的質(zhì)量。爆破之后是進(jìn)行采取裝車，將一些重要的礦產(chǎn)資源進(jìn)行裝車運(yùn)走。露天開采會對環(huán)境造成危害，爆破造成的害氣體會造成大氣污染。然而地下開采，露天開采，如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，那么就會造成地質(zhì)塌陷，水土流失、土地和建筑物得到損害，以及水體污染。溶侵開采法：溶侵開采是運(yùn)用化學(xué)物質(zhì)對地表進(jìn)行開采的侵蝕方法，溶侵方法是一種多學(xué)科的方法。這種開采方法運(yùn)用到很多學(xué)科。道理相結(jié)合的方式。采用這種方法的開礦者，需要具備高學(xué)科的知識和能力。

3.2 不同類型開采方式的優(yōu)缺點(diǎn)

但是除了這幾種開采方式之外還有其他的開采方式，比如：溶侵開采、水力開采和海洋開采；溶侵開采是運(yùn)用化學(xué)物質(zhì)對地表進(jìn)行開采的侵蝕方法，溶侵方法是一種多學(xué)科的方法。這種開采方法運(yùn)用到很多學(xué)科道理相結(jié)合的方式。采用這種方法的開礦者，需要具備高學(xué)科的知識和能力。所以這種開礦方法對開礦者的要求極高。下一種水力開采方法，這是一種運(yùn)用極其普遍的開礦方法。這種開礦方法有極大的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)備工作比較少，建設(shè)速度非常的快，雖然機(jī)械化程度較高，但是設(shè)施及其簡單，工時利率高，生產(chǎn)能力大，主動生產(chǎn)率高，作業(yè)成本低；技術(shù)比較簡單，工作安全可靠；可以為洗礦、選礦創(chuàng)造有利條件。并且能夠有效回收細(xì)物，回采率極高。雖然這種開礦方式具有很大的優(yōu)點(diǎn)，但是也同時擁有缺點(diǎn)。缺點(diǎn)是：受氣候因素影響較大，在嚴(yán)寒的地區(qū)作業(yè)時間比較短。最后就是海洋開采，海洋中的礦產(chǎn)資源也是全世界所在地最為豐富的地方。因?yàn)樗粌H擁有著大量的生物資源而且還擁有極其豐富的礦產(chǎn)資源。因?yàn)槭窃诤Ｑ罄铮绻覀兊拈_采技術(shù)條件不先進(jìn)的話，我們是無法完成水下作業(yè)的海水中的是溶解在海水中的礦產(chǎn)資源，大陸架上是海底表面的礦床礦產(chǎn)資源就和陸地上的相同。再者就是海底巖石中的礦產(chǎn)資源。這三類分別是分布在海洋中的礦產(chǎn)之源。雖然在這種條件下雖然我們得到了礦產(chǎn)資源，得到了經(jīng)濟(jì)效益，但是我們也因此破壞了環(huán)境。

4 地下采礦技術(shù)中存在問題的對策

4.1 控制礦源開采力度

雖然礦產(chǎn)資源是我國的重要保障和經(jīng)濟(jì)來源，但是我們也要控制我們的開采力度。一是有節(jié)制的開采可以緩解環(huán)境的污染。二是我們有節(jié)制的開采還可以造福后代，為后代留下豐富的礦產(chǎn)資源。以至于礦產(chǎn)資源不會被開采枯竭。這一點(diǎn)是非常重要的。在開采礦產(chǎn)資源的同時，我們也要加強(qiáng)我們開采力度和科學(xué)技術(shù)研發(fā)的提高。運(yùn)用科學(xué)技術(shù)開采能夠有效的開采礦產(chǎn)，并且能夠不破壞礦產(chǎn)資源的質(zhì)量，這樣就能從根本上改變問題所在的根源。

4.2 開采因素的重要提現(xiàn)

開采礦產(chǎn)資源還有一項(xiàng)非常重要的因素所在，這所指的就是開采員和科研人員相互配合的成果?？蒲腥藛T是做幕后工作的，雖是幕后工作，但是是開礦的重要所在，科研人員需要研究出更多的開采礦源的方法，只有研究出先進(jìn)的開采礦源的方法我們才能更加快捷和有效的開采礦源，針對不同的地質(zhì)和開采礦源的難度研究人員需要做出十分充足的準(zhǔn)備，所以這就對科研人員的知識水平要求極高。然而開采員主要是做現(xiàn)場主體工作的。這就要求開采員要具備非常高的技術(shù)。因此就需要相關(guān)部門對礦產(chǎn)開采員進(jìn)行培訓(xùn)和開展開礦的知識教學(xué)，使開采員熟練的掌握開礦知識和開礦技術(shù)。這是每一個開采員所應(yīng)具備的基礎(chǔ)技術(shù)。因此這就要求科研人員與開采人員兩者相互配合才能開采出更加有質(zhì)量的礦產(chǎn)資源。針對開礦所造成的環(huán)境問題，所采用的措施可以是利用廢石和爆破出來的棄石來進(jìn)行回填。將地下開采和露天開采所開采的礦坑填充完畢，這樣就能有效防止地陷和坍塌的地質(zhì)危害；又能夠防止水土流失，所以在開采完廢棄的礦坑我們要及時的回填。這樣才能有效的避免環(huán)境被破壞以及地質(zhì)塌陷的問題。

5 結(jié)語

礦產(chǎn)資源是我國經(jīng)濟(jì)資源的重要所在和安全保障的后盾。一個國家的礦產(chǎn)資源的多少就能突出這個國家實(shí)力的雄厚。所以合理的開發(fā)礦產(chǎn)資源是我國的重要所在。在開發(fā)礦產(chǎn)資源的同時，我們也要有節(jié)制的進(jìn)行開發(fā)。并且我們要有開發(fā)礦產(chǎn)資源的研究方向和手段。我們在開采礦產(chǎn)資源的同時也要時刻關(guān)注我們的環(huán)境。關(guān)注國內(nèi)外礦產(chǎn)資源的走向趨勢。針對我國的實(shí)際情況進(jìn)行合理開采。