地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)研究

王小良

（安徽金日晟礦業(yè)有限責(zé)任公司，安徽 六安 237471）

當(dāng)前是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新時(shí)代，我國(guó)地下金屬礦山開(kāi)采工作建設(shè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。市場(chǎng)礦山開(kāi)采工作單位要結(jié)合自身生產(chǎn)規(guī)模和場(chǎng)地開(kāi)采要求，適當(dāng)加大對(duì)新技術(shù)與新設(shè)備的應(yīng)用投資力度，優(yōu)化改善地下金屬礦上開(kāi)采工作內(nèi)容與形式，進(jìn)一步提升我國(guó)地下金屬礦山開(kāi)采工作水平。

1 地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)分析

在當(dāng)前我國(guó)地下金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中，工作人員廣泛采用的開(kāi)采技術(shù)主要包括了以下幾種：

（1）崩落采礦技術(shù)。在地下金屬礦上開(kāi)采中崩落采礦技術(shù)一種較為常見(jiàn)的采礦技術(shù)，采礦人員會(huì)結(jié)合實(shí)際開(kāi)采情況和要求，合理運(yùn)用自然崩落采礦和分段崩落采礦兩種工作形式。其中，分段崩落技術(shù)的運(yùn)用需要展開(kāi)技術(shù)優(yōu)化加工，科學(xué)設(shè)置相關(guān)機(jī)構(gòu)參數(shù)，促使能夠有效形成一定規(guī)?；倪B續(xù)開(kāi)采技術(shù)要求，大大提升地下金屬礦上開(kāi)采質(zhì)量和效率。無(wú)底柱崩落方法的使用則能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)工作人員增強(qiáng)地下金屬采礦強(qiáng)度[1]，并且操作簡(jiǎn)單方便，具有良好的技術(shù)推廣性。而自然崩落采礦形式則是通過(guò)合理利用較大塊巖石自然重力完成現(xiàn)場(chǎng)礦石的崩落，其科學(xué)有效平衡力礦體的受力，能夠保證礦上礦石由于受到巖石自然受力作用產(chǎn)生周期性脫落礦體，這樣無(wú)疑能夠幫助采礦單位節(jié)省更多的人力物力，創(chuàng)造出更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。在未來(lái)地下金屬礦山開(kāi)采中，開(kāi)采單位要想最大程度發(fā)揮出崩落采礦技術(shù)的價(jià)值作用，還需積極引進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備，這樣才能夠保障崩落開(kāi)采技術(shù)被高效規(guī)范應(yīng)用在地下金屬礦山連續(xù)開(kāi)采作業(yè)中。

（2）填充式采礦技術(shù)。填充采礦技術(shù)也是一種采用的地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)，該項(xiàng)開(kāi)采的實(shí)踐應(yīng)用能夠全面提升采礦工作效率，有效降低開(kāi)礦損失，充分保障了地下金屬礦山開(kāi)采工作的安全可靠性。當(dāng)開(kāi)采人員在應(yīng)用填充式采礦技術(shù)時(shí)，需要規(guī)范正確將充填材料投入應(yīng)用在填充采空區(qū)，促使其能夠有效形成支撐體，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)支撐柱同填充材料之間的相互配合，發(fā)揮出其對(duì)礦山采空區(qū)的有力支撐保護(hù)作用。該項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)被廣泛應(yīng)用在地質(zhì)較為復(fù)雜的礦山區(qū)域中，有利于幫助開(kāi)采單位實(shí)現(xiàn)連續(xù)開(kāi)采工序的順利進(jìn)行。

（3）無(wú)廢化采礦技術(shù)。基于國(guó)家政府大力號(hào)召社會(huì)企業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展背景下，采礦企業(yè)單位在對(duì)地下金屬礦山展開(kāi)開(kāi)采作業(yè)時(shí)，要高度重視減少各項(xiàng)污染物的排放，全面提升各項(xiàng)能源的利用效率。無(wú)廢化采礦技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用就是為了有效提升對(duì)金屬礦山資源的利用率，減少采礦過(guò)程各種廢料的隨意排放，能夠起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。當(dāng)采礦單位在應(yīng)用無(wú)廢化采礦技術(shù)時(shí)，首先要注意督促現(xiàn)場(chǎng)工作人員認(rèn)真做好廢料回收工作，降低廢石采出率，采礦單位可以通過(guò)科學(xué)拓展完善信息化采礦系統(tǒng)，在根源上防止廢料量的增加產(chǎn)生。然后是要?jiǎng)?chuàng)新探索礦石廢料的未來(lái)應(yīng)用研究方向，促使能夠廢物利用，將礦石廢料合理應(yīng)用在其他行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮出其最大價(jià)值。就比如，將礦石廢料應(yīng)用在建筑施工中、工業(yè)添加劑生產(chǎn)中等。

（4）空?qǐng)霾傻V技術(shù)。空?qǐng)霾傻V技術(shù)是一種較為成熟完善的采礦技術(shù)，其是根據(jù)不同的礦層情況采用不同應(yīng)對(duì)方法進(jìn)行采礦，而不同方法主要指的是采礦先后次序不同。首先采礦是先采礦房、采完礦房借著采礦柱，采完礦層就需要展開(kāi)回填作業(yè)，這樣就能夠保障整個(gè)采礦作業(yè)活動(dòng)順利的進(jìn)行。該項(xiàng)技術(shù)在地下金屬礦山開(kāi)采作業(yè)中的應(yīng)用，無(wú)需對(duì)采礦場(chǎng)的采空區(qū)展開(kāi)填埋工作，可以保持空?qǐng)鲎鳂I(yè)狀態(tài)[2]。當(dāng)前空?qǐng)霾傻V技在地下金屬礦山開(kāi)采活動(dòng)中的應(yīng)用，有著一個(gè)創(chuàng)新技術(shù)是VCR技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)有著大直徑、深井孔球狀的崩落特點(diǎn)，已經(jīng)在鉛鋅礦開(kāi)采中取到了較好的成績(jī)。

2 地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用改進(jìn)措施

2.1 更新完善設(shè)備與軟件技術(shù)

在信息化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展時(shí)代背景下，礦山開(kāi)采單位要想提高自身的地下金屬礦資源開(kāi)采質(zhì)量和效率，創(chuàng)造出更多穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)效益，就必須注重及時(shí)更新完善設(shè)備和軟件技術(shù)，確保能夠充分發(fā)揮出各項(xiàng)礦山開(kāi)采技術(shù)的價(jià)值作用。以露天礦上實(shí)踐開(kāi)采活動(dòng)為例，在傳統(tǒng)開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中工作人員通常是以發(fā)掘機(jī)、牙輪鉆機(jī)進(jìn)行開(kāi)采，而當(dāng)前已經(jīng)可以通過(guò)科學(xué)運(yùn)用無(wú)人駕駛技術(shù)的設(shè)備完成開(kāi)采，其有效安裝了先進(jìn)的衛(wèi)星定位功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)開(kāi)采全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作目標(biāo)，這樣不僅能夠保障工作人員的生命安全，還可以有效提升礦山開(kāi)采水平。因此，現(xiàn)代礦山開(kāi)采單位要結(jié)合自身發(fā)展情況和市場(chǎng)要求，適當(dāng)加大對(duì)各項(xiàng)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)投資力度，確保能夠及時(shí)更新完善各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施，輔助開(kāi)采人員更好發(fā)揮出各項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)的作用。值得注意的是，采購(gòu)部門(mén)在選擇引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備時(shí)，要加強(qiáng)與開(kāi)采技術(shù)部門(mén)的密切合作交流，在得到技術(shù)部門(mén)審核通過(guò)后才能夠進(jìn)行采購(gòu)和投入使用。采礦單位還需組建起高能力、高素質(zhì)的設(shè)備檢修維護(hù)隊(duì)伍，安排專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)備的定期檢修維護(hù)工作，當(dāng)檢修維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)任何設(shè)備隱患問(wèn)題時(shí)，就必須在第一時(shí)間采取有效解決控制措施，確保設(shè)備能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行[3]。而在軟件技術(shù)更新方面，采礦單位要圍繞生產(chǎn)內(nèi)容，合理引進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的管理軟件，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)開(kāi)采管理過(guò)程各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的整理收集、處理分析工作，構(gòu)建出完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，方面管理人員隨時(shí)調(diào)取利用數(shù)據(jù)，作出最佳的管理決策。

2.2 創(chuàng)新開(kāi)采模式

現(xiàn)代礦山開(kāi)采單位要想保障自身建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展，就必須注重自身的實(shí)踐創(chuàng)新工作，培養(yǎng)廣大員工良好的創(chuàng)新意識(shí)和能力，促使他們能夠在日常工作中散發(fā)創(chuàng)新思維，積極發(fā)表對(duì)礦山開(kāi)采模式創(chuàng)新改進(jìn)意見(jiàn)。礦山開(kāi)采單位要強(qiáng)化對(duì)全體員工的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)教育工作，定期邀請(qǐng)社會(huì)專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行座談交流會(huì)，及時(shí)分享最新開(kāi)采技術(shù)與方法，促使員工能夠獲取到更多先進(jìn)開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，熟練掌握運(yùn)用各項(xiàng)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，這樣才能夠促進(jìn)地下金屬礦上開(kāi)采作業(yè)科學(xué)高效的進(jìn)行。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)礦山開(kāi)采自動(dòng)化發(fā)展水平偏低，國(guó)外開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化全面調(diào)配，各項(xiàng)開(kāi)采生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施的配套完整性較高。比如，在地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)中，它們已經(jīng)創(chuàng)新裝配運(yùn)用了無(wú)人力勞動(dòng)液壓化、無(wú)軌化的開(kāi)采設(shè)施，自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)于此，我國(guó)地下金屬礦山開(kāi)采單位更應(yīng)該創(chuàng)新應(yīng)用各項(xiàng)開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)不同礦山實(shí)際情況合理選擇應(yīng)用不同的開(kāi)采技術(shù)，優(yōu)化改善開(kāi)采技術(shù)模式，確保礦山連續(xù)開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

3 地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 深部開(kāi)采

隨著我國(guó)礦山資源的大勢(shì)開(kāi)采利用，淺層金屬礦物資源基本已經(jīng)被開(kāi)采完，地下金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)將會(huì)朝著縱深方向不斷發(fā)展。與礦山淺層礦物資源開(kāi)采工作相比較，地下深層次的金屬礦物資源開(kāi)采工作難度更高，開(kāi)采單位將會(huì)面臨著更為復(fù)雜的礦山地質(zhì)構(gòu)造、礦巖賦存條件等。因此，地下金屬礦山開(kāi)采單位必須根據(jù)這些現(xiàn)實(shí)開(kāi)采技術(shù)條件，展開(kāi)深部開(kāi)采工作計(jì)劃的科學(xué)制定實(shí)施工作，充分考慮到地下通風(fēng)、回采、排水以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等內(nèi)容。地下金屬礦山深部開(kāi)采深度通常還是超過(guò)800m 的，目前全球范圍開(kāi)采深度超過(guò)1000m 的非煤礦山主要是集中在加拿大、南非、印度以及美國(guó)等國(guó)，而伴隨著我國(guó)市場(chǎng)對(duì)于金屬產(chǎn)品需求量的不斷增多，未來(lái)地下金屬礦山開(kāi)采也會(huì)朝著深部不斷進(jìn)展。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)部門(mén)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在未來(lái)5-10 年范圍內(nèi)，我國(guó)將會(huì)有著超過(guò)三分之一的有色金屬礦山開(kāi)采深度會(huì)超過(guò)1000m。

3.2 連續(xù)化采礦

當(dāng)前礦山連續(xù)開(kāi)采主要可以分為四個(gè)層次，分別是礦房回采、礦體回采、礦石運(yùn)送、全工藝過(guò)程連續(xù)化。在地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用中，爆破落礦技術(shù)連續(xù)采礦是一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，其主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)于礦體、礦塊等方面的回采，礦山開(kāi)采管理人員在保證運(yùn)礦、落礦、除礦等不同工序相互之間協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上，順利完成不同開(kāi)采空間平行作業(yè)，才能夠幫助采礦單位提高對(duì)地下金屬礦上的開(kāi)采整體效率。在連續(xù)化采礦工作中無(wú)廢化采礦技術(shù)也是一項(xiàng)重要的連續(xù)采礦工作形式，其是通過(guò)降低采礦過(guò)程各項(xiàng)廢料的生產(chǎn)排放，完成對(duì)礦物資源利用率的全面提升，從而幫助采礦單位創(chuàng)造出最大經(jīng)濟(jì)效益，并且還可以避免對(duì)周遭生態(tài)環(huán)境造成破壞[4]。在如今礦山開(kāi)采領(lǐng)域研究中，主要是圍繞無(wú)生態(tài)危害采礦系統(tǒng)展開(kāi)創(chuàng)新研究，各地區(qū)采礦單位要努力實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)采過(guò)程廢料產(chǎn)出的最小化，通過(guò)合理采用無(wú)廢化采礦技術(shù)最大程度降低廢料的產(chǎn)出幾率，同時(shí)科學(xué)高效做好對(duì)廢料的回收利用工作，幫助采礦單位創(chuàng)造出更多現(xiàn)實(shí)價(jià)值。地下金屬礦上開(kāi)采技術(shù)人員可以通過(guò)對(duì)采切比小的采訪(fǎng)方式展開(kāi)實(shí)踐應(yīng)用，科學(xué)規(guī)范對(duì)礦山井下選廠進(jìn)行建設(shè)工作，督促開(kāi)采人員將現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)出的廢石、尾砂運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)進(jìn)行回填作業(yè)。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)采礦管理人員工作人員還需嚴(yán)格按照企業(yè)管理規(guī)章制度執(zhí)行好對(duì)廢料資源的利用工作，將其應(yīng)用在其他行業(yè)領(lǐng)域，為企業(yè)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。比如，采礦單位可以將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料銷(xiāo)售給建筑行業(yè)用來(lái)制作成建筑材料，亦或者優(yōu)化改造成礦物化肥，用來(lái)蓋梁貧瘠土地。

3.3 智能化開(kāi)采技術(shù)

在地下金屬礦山實(shí)踐開(kāi)采中，工作人員需要面臨更為復(fù)雜多變的開(kāi)采環(huán)境，為了降低礦山開(kāi)采安全風(fēng)險(xiǎn)，采礦單位要合理引進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的智能化開(kāi)采輔助技術(shù)。比如，傳感器技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)在礦山開(kāi)采中的應(yīng)用主要包括可微震傳感器、風(fēng)速傳感器、有毒氣體傳感器以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)傳感器等。在地下金屬礦山實(shí)際開(kāi)采作業(yè)中，科學(xué)正確采用傳感器智能化技術(shù)，能夠幫助管理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山開(kāi)采全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)，及時(shí)掌握了解到實(shí)際開(kāi)采情況，獲取到完善的數(shù)據(jù)信息，從而有針對(duì)性的優(yōu)化改進(jìn)開(kāi)采內(nèi)容與方式，全面提升地下金屬礦山開(kāi)采工作水平。與此同時(shí)，在露天礦卡調(diào)系統(tǒng)中智能化定位技術(shù)也是一項(xiàng)重要內(nèi)容，像射頻定位技術(shù)、WIFI 跟蹤技術(shù)都在地下金屬礦山開(kāi)采中得到了廣泛使用，有著較大的應(yīng)用空間和應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代礦山開(kāi)采單位要想保障自身建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，在最低成本下創(chuàng)造出最大的經(jīng)濟(jì)效益，就必須高度重視地下金屬礦山開(kāi)采技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用工作。采礦單位要及時(shí)完善各項(xiàng)開(kāi)采設(shè)備與專(zhuān)業(yè)軟件技術(shù)，提高采礦人員的業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)，促使他們能夠熟練掌握各項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)，充分保障地下金屬礦山整體開(kāi)采工作質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)我國(guó)礦山開(kāi)采的連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展目標(biāo)。